CN113330187B - 用于设计爆破顺序的装置、方法和计算机程序产品 - Google Patents

用于设计爆破顺序的装置、方法和计算机程序产品 Download PDF

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Abstract

一种用于针对一轮钻孔的钻孔图案设计爆破序列的装置和方法。该装置(11)被配置用以针对爆破的每个时间延迟帮助选择一个或多个钻孔(3)。该装置计算所选择出来的钻孔组(34)的爆裂体积(VB)，并确保在被起爆时先前爆破后的自由体积(VF)能够接纳所述爆裂体积(VB)。当建议所述钻孔组时，该装置还可以考虑爆裂角、爆裂距离和地面振动。

Description

用于设计爆破顺序的装置、方法和计算机程序产品
技术领域
本发明涉及一种包括用于针对一轮钻孔(round)的钻孔图案的钻孔的爆破顺序进行设计的至少一个数据处理设备的装置。
本发明进一步涉及一种针对一轮钻孔的钻孔的爆破顺序进行设计的方法，并且还涉及一种用于执行所公开的方法和解决方案的计算机程序产品。
本发明的领域在独立权利要求的前序部分中被更具体地限定。
背景技术
地下隧道以多轮钻孔的形式进行挖掘。若干轮接连的钻孔产生了具有隧道面部的隧道。首先，对面部表面钻出钻孔，此后，对所钻出来的孔进行装药和爆破。爆破的质量和效率取决于许多事项，诸如所使用的钻孔图案的可行性、所执行的钻孔的准确性以及限定炸药量和爆破的定时序列的装药计划的成功。所钻出来的孔的起爆的顺序和定时对于爆破的成功而言有重要影响。爆破计划通常是手动设计的。然而，手动设计工作和手动设计的爆破计划已经显示出包含一些缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于针对一轮钻孔的钻孔的爆破顺序进行设计的新颖并且改进的装置、方法和计算机程序产品。
所公开的解决方案的构思是，一种装置被配置用以设计一轮钻孔的面部钻孔图案的钻孔的爆破顺序。该装置包括用于执行设计措施的一个或多个数据处理设备。该一轮钻孔的面部限定了用于爆破的第一自由表面，并且该装置被提供有关于钻孔的数据和所述爆破的可用时间延迟。该装置通过在切割的炸药的初始爆破之后将所述爆破划分成若干个接连的时间延迟来设计用于钻孔图案的爆破序列，所述切割的炸药的初始爆破创建用于所述爆破的初始的第二自由表面。因此，爆破具有两个自由表面，即第一和第二自由表面。该装置可以针对每个较大的时间延迟选择一个或多个钻孔，其中，所述钻孔围绕由具有比所检查的时间延迟短的时间延迟的钻孔限定的先前形成的第二自由表面。所选择出来的钻孔形成了用于所述时间延迟的钻孔组。该装置基于关于所选择出来的钻孔组的输入数据和关于扩张的第二自由表面的数据来确定每个后续的时间延迟的爆裂体积。该装置还针对每个后续的时间延迟确定自由体积，其中，该自由体积通过扩张的第二自由表面和所述一轮钻孔的长度限定。进一步的是，该装置通过将所确定的爆裂体积与输入的膨胀因子相乘来确定膨胀后的爆裂体积，并将膨胀后的爆裂体积与所确定的自由体积进行比较。该装置允许仅选择膨胀后的爆裂体积小于所计算出来的自由体积的钻孔组。
所公开的解决方案的优点是，恰当设计的爆破序列确保了待爆破的岩石材料在每个时间延迟下都具有足够的空间来扩张。当岩石材料被爆破时，它比爆破之前需要更多的空间。换句话说，爆破导致岩石材料膨胀，并且总是需要更大的空间来接纳膨胀后的体积。所公开的解决方案考虑到了这种现象，并且从而可以防止由钻孔的不利的爆破顺序引起的爆破失败。通过所公开的恰当设计的钻孔序列，提高了爆破的质量。当被爆破和碎裂的岩石材料可能朝向相邻的自由空间移动时，爆破不会被阻碍，并且进一步的是，被爆破的松散的岩石材料中的至少部分还可能由于爆炸而顺利地流出自由空间。当被爆破的材料有足够的空间来扩张时，所有这些可以被实现。换句话说，可以减少阻挡倾向，并且可以避免费力且耗时的再次钻孔、再次装药和再次爆破。多轮钻孔可以一口气进行爆破，并且不需要昂贵的校正措施。并且仍然的是，爆破序列可以被设计用以满足所需要的其它质量和有效性要求。
根据实施例，该装置被配置用以通过将所确定的爆裂体积与大于1.0的输入的膨胀因子SF相乘来确定膨胀后的爆裂体积。膨胀因子的值取决于爆破期间形成了多大的岩石材料块。块越大，则需要的体积越大，并且反之亦然。块的大小可能取决于岩石材料的质量和类型，并且也取决于所实施的爆破技术和原理。此外，当在自由体积的相对侧上同时爆破两个岩石体积时，则被爆破的岩石材料碰撞，并且这些块破碎成若干个小块。这样，块的大小也可能取决于所使用的爆破技术。
根据实施例，输入到装置的膨胀因子的幅值是1.6，或者在一些情况下甚至是更大的。这意味着自由体积需要比爆裂体积大至少60％。值1.6是以经验的方式确定的。
根据实施例，膨胀因子可由操作员调整。于是，该装置可以为操作者提供自由选择大于1.0的膨胀因子的值的可能性。
根据实施例，该装置被配置用以检查未被爆破的孔的爆裂角，并且在选择钻孔时将爆裂角考虑在内。因此，该装置确定围绕第二自由表面的钻孔的爆裂角。该装置将所检测得到的爆裂角与输入的最小可允许爆裂角进行比较，并且允许仅选择爆裂角的幅值大于朝向第二自由表面的最小爆裂角的钻孔。当爆裂角开得足够宽时，被爆破的材料就恰当地朝向自由体积移动。然而，当使用太窄的爆裂角时，爆破可能会被阻碍并导致费力且耗时的额外工作，并且甚至可能会破坏整轮钻孔。
值得提及的是，在本文献中使用了术语爆裂角。然而，爆裂角也可以称为喷发角或爆破角。这同样适用于术语爆裂体积，该爆裂体积也可以称为喷发体积或爆破体积。
根据实施例，该装置被配置用以允许仅选择爆裂角的幅值朝向第二自由表面至少为55°的钻孔。在实践中，已经注意到的是，对于大多数情况，55°是合适的爆裂角值。
根据实施例，装置的操作者被允许调节朝向第二自由表面的爆破角的幅值。该装置可以提供预定的范围以供选择。
根据实施例，该装置旨在针对每个引爆器的时间延迟选择最大量的钻孔，因为时间延迟的数目是有限的。典型地是，时间限制的数目约为30个，并且钻孔的数目可以超过200个。因此，围绕切口在几个初始的时间延迟之后的每个时间延迟需要包括若干个钻孔，否则的话，时间延迟会用尽。
根据实施例，该装置还被配置用以确定垂直距离，该垂直距离限定了可允许的替代性的至少两个钻孔组的最外钻孔和第二自由表面之间的爆裂距离Bd。该装置优先考虑具有最短距离的一个钻孔组。爆裂距离可以替代性地是被称为最短距离。
根据实施例，该装置还被配置用以针对所使用的时间延迟最大化爆炸材料的瞬时总量。然后，关于钻孔的炸药的数据和关于在时间延迟下允许被爆破的爆炸材料的最大瞬时总量的数据被输入到装置。该装置计算所检查的时间延迟的所选择出来的钻孔的爆炸材料的总量，并且可以限制钻孔的选择，使得钻孔的爆炸材料的总量低于爆炸材料的所允许的瞬时总量。这样，可以有效地执行爆破，这是因为在每个时间延迟下都爆破尽可能大的量的爆炸材料，并且当未超过所设定的最大值时，仍然避免生成过大的有害振动。
还值得提及的是，爆破的所生成的振动取决于在一个特定时间下被爆破的爆炸物的质量。这个量被称为瞬时质量。这个量由所述装置计算出来，并且同一时间的被引爆的孔的数目被限制到低于所设定的最大瞬时质量。
根据实施例，当该装置通知针对所检查的时间延迟，爆炸材料的最大量未接近时，则该装置可以建议针对所述时间延迟选择或者可以自动选择最大量的钻孔，而仍然不会超过爆炸材料的所允许的瞬时总量。这样，在不会超过所设定的地面振动限制的情况下实现了高效爆破。
根据实施例，该装置被配置用以，当导致超过爆炸材料的所允许的瞬时总量时，针对附加的手动选择出来的钻孔，自动地限定随后的更长时间延迟。
根据实施例，操作者可以针对期望的时间延迟手动选择一个或多个钻孔。该装置可以在手动选择已经终止之后接管计划措施，并且可以通过完成钻孔的选择来继续进行计划。这个实施例允许有经验的操作者作出期望的选择，并且在完成之后，该装置可以继续自动计划模式，直到爆破序列的设计工作完成为止，或者直到再次实施手动模式为止。
根据实施例，爆破序列的计划工作以计算机辅助方式执行。然后，该装置与操作者协作地进行操作，并且可以为操作者提供针对每个时间延迟的所选择出来的钻孔的提议。该装置可以自动生成建议，但是在开始计划后续的时间延迟之前，请求来自操作者的对于所建议的先前时间延迟的接受。操作者只需监测计划工作并确认所建议的设计步骤。因此，操作者一直知道情况，这是很重要的，因为操作者负责最终结果。然而，该装置为操作者提供了有价值的帮助，从而加快了并且有利于设计工作。
根据实施例，该装置被配置用以与操作者协作地以计算机辅助方式操作。该装置可以帮助操作者针对时间延迟选择合适的钻孔。然而，在这个实施例中，操作者创建最终结果。
根据实施例，该装置被配置用以考虑由操作者输入的对一个或多个钻孔的手动选择，并且被配置用以使用所输入的选择作为用于所检查的时间延迟的基础选择。然后，操作者可以针对所检查的时间延迟手动选择钻孔，并且装置的计算机辅助操作可以响应于接收到继续的控制命令而继续。因此，该装置优先考虑手动选择并适应所作出的选择。
根据实施例，该装置被配置用以基于操作者的所输入的手动选择，相对于已经形成的自由的第二表面来适应对后续的时间延迟的钻孔的选择。
根据实施例，该装置被配置用以在第一自由表面上，即在所述一轮钻孔的面部上检查爆破序列。
根据实施例，该装置被配置用以在所述一轮钻孔的底部处，即在由钻孔的底部限定的平面处检查爆破序列。
根据实施例，该装置被配置用以三维(3D)检查爆破序列。
根据实施例，爆破序列包括有限数目的时间延迟。时间限制的数目受到具有不同延迟的非电子引爆器的可用数目限制。通常，可用的不同时间延迟的数目为30至40个。由于时间延迟的数目是有限的，所以该装置可以被布置用以针对每个时间延迟选择尽可能多的钻孔，使得可以管理具有较大数目的钻孔的钻孔图案。然而，当选择在同一时间延迟下要同时爆破的钻孔的数目时，需要考虑所生成的振动和被爆破的爆炸材料的量。因此，钻孔的选择是一种优化问题，并且该装置旨在解决该问题，典型地是与操作者协作地解决该问题。
根据实施例，爆破序列针对电子引爆器进行设计。于是，可用的不同时间延迟的数目可能大于使用非电子引爆器时的数目。该装置可以被配置用以调节电子引爆器的所使用的时间延迟的数目，并且还可以被配置用以调节后续起爆的引爆器之间的时间间隔。
根据实施例，该装置包括至少一个显示设备，并且被配置用以通过呈现每个时间延迟下的爆裂体积，在显示设备上逐步可视化所生成的爆破序列。作为替代性方案，显示设备可以在所述一轮钻孔的面部上或在所述一轮钻孔的底部处二维地显示爆裂体积的区域。由于可视化，操作者更容易监测计划工作。对情况的整体理解得到改善，并且操作者也更容易使所计划的序列生效。进一步的是，可视化也可以用于训练目的。
根据实施例，所创建的爆破序列在显示设备上呈现或动画化，由此可以以说明性和直观的方式示出计划工作的结果。
根据实施例，该装置包括至少一个显示设备，并且被配置用以在高显示设备上显示钻孔图案连同可选择的钻孔。显示设备可以在所检查的时间延迟下显示由具有与所检查的时间延迟相比更短的时间延迟的钻孔限定的先前的第二自由表面。该系统还可以指示相对于先前的第二自由表面的所检查的时间延迟的所选择出来的钻孔，并且可以指示由所检查的时间延迟的所选择出来的钻孔引起的第二自由空间的扩张。
根据实施例，该装置针对位于第二自由表面的相对侧上的钻孔的两个分离的钻孔组确定相同的时间延迟或起爆序号。然后，两个相对的钻孔组同时被爆破，并且移除的岩石材料将在爆破期间碰撞，并且从而将在碰撞时被破碎。这个实施例的优点是，当没有产生较大大小的岩石块时，可以避免阻碍爆炸。被破碎的岩石材料可以顺利地移动离开所述一轮钻孔的所创建的自由空间。
根据实施例，爆破序列可以在爆破的开始时具有特殊的初始步骤。该装置可以针对预定量的第一时间延迟仅选择单个钻孔。这样，确保了在爆破的开始时针对被爆破的岩石材料创建了足够的自由体积。这种单个孔的时间延迟的数目可由操作者选择。
根据实施例，该装置被配置用以考虑同时起爆的爆炸材料的设定最大量。因此，在不需要利用对于爆破操作的不必要的限制的情况下，由当局设定的关于地面振动的严格环境限制在敏感区段也可以得到实现。所公开的解决方案还可以允许在如下工作现场处使用所述钻孔和爆破方法，由于极其严格的地面振动限制，这些工作现场以前是通过其它方法来挖掘的。总之，可以提高爆破的质量和效率，并且可以保证隧道的推进。
根据实施例，该装置设置有用于允许该装置执行所公开的设计步骤和过程的至少一个设计算法或计算机程序。因此，提供了半自动或可能是全自动的爆破序列设计过程。
以上公开的实施例可以被组合起来，以便形成设置有必要特征的合适的解决方案。
附图说明
在附图中更详细地描述了一些实施例，在附图中
图1是示出了与利用钻孔和爆破方法的隧道挖掘相关的一些基本问题的示意图，
图2是用于设计爆破序列的装置的示意性简化控制框图，
图3是示出爆破序列的设计工作所需的一些输入数据的示意图，
图4是示出爆破序列的设计工作的设计规则的示意图，
图5是具有初始爆破的自由空间的一轮钻孔的示意图，
图6是展现出岩石材料在被爆破时的膨胀的示意性简化视图，
图7是钻孔组的一些不允许的选择的示意图，
图8是具有同一起爆序号的两个相对定位的钻孔组的示意图，
图9和图10是在图7中示出的情况之后所选择出来的钻孔组的示意图，以及
图11是显示设备上示出的数字数据的示意性详表。
为了清楚起见，附图以简化的方式示出了所公开的解决方案的一些实施例。在附图中，相似的附图标记标识相似的元件。
具体实施方式
图1示出了与在若干轮接连的钻孔2a至2d中挖掘地下隧道1的所公开的系统相关的特征。钻孔3通过岩石钻机4在隧道1的面部表面5上钻出。在钻孔后，钻孔3填装有爆破材料或爆炸物6。对于钻孔工作，通常在办公室8设计钻孔图案7，以及装药计划，诸如爆破序列9。设计工作可以以计算机辅助的方式来执行。换句话说，操作者10可以与一个或多个计算机或设计装置11协作。自动的或计算机辅助的钻孔通常需要使用预先设计的钻孔图案7，所述预先设计的钻孔图案7例如针对每一轮钻孔限定钻孔的数目、钻孔的尺寸、钻孔的方向或者替代性地是钻孔的开始坐标和结束坐标。有时，同一基础钻孔图案7可以针对若干轮接连的钻孔重复。然而，相对而言，经常存在相对于所计划的钻孔图案的手动作出的偏差，并且这些手动作出的选择要求需要重新设计爆破序列。手动进行的爆破序列的设计费时且费力。
通过手动地或借助于装药操纵器起爆插入钻孔3内的炸药来对一轮钻孔2进行爆破。在特殊的位置处开始起爆，并且在可用的总爆破时间期间，起爆进一步扩张。钻孔3或实际上是钻孔的炸药根据预先设计的爆破序列9来起爆，该预先设计的爆破序列9限定了炸药的起爆顺序。因此，整个爆破被划分成若干个接连的较小爆破。在初始起爆后，在初次起爆之后存在若干个时间延迟。
爆破序列还确定每个时间延迟的爆破的位置和所起爆的炸药的量。爆破朝向一轮钻孔的外部轮廓迅速扩张。爆破力使固体岩石材料破裂，并将其朝向可用的已经形成的自由空间12移动。由于引爆的所生成的气体，所脱离下来并且破裂的材料可以至少部分地轴向13飞离面部。
图2示出了被配置用以设计所提及的爆破序列的所公开的装置11的一些特征和组成。装置11包括设置有处理器或相对应的设备的一个或多个数据处理设备14。处理设备14包括在处理器中执行的计算机程序产品15。计算机程序15可以被记录在非暂时性计算机可读介质上，该非暂时性计算机可读介质包括用于实施由所述设备14执行的各种操作的程序指令。所需数据可以作为单独的数据元素输入到处理设备，或者可以从一个或多个存储器设备中检索出来。装置11可以包括用于接收数据的输入设备16。输入的数据可以包括关于钻孔图案7的数据、关于炸药的数据17和可用时间延迟以及还有其它输入参数18，它们的示例在图3中公开。进一步的是，操作者可以通过一个或多个输入设备输入数据并作出选择19。输入设备还可以包括触摸屏、键盘、鼠标或任何其它合适的控制设备。数据可以作为单独的数据元素输入到处理设备，或者可以从一个或多个存储器设备中检索出来。
处理设备14可以根据计算机程序15和输入参数的指令执行所需的计算和操作。装置11可以通过输出设备20将结果传输到显示设备21、存储器设备22和数据通信设备23。这样，所设计的爆破序列9可以被显示出来、存储起来并且传输到期望的位置。
当该装置以计算机辅助模式操作时，则该装置可以在显示器21上为操作者提出提议，并且操作者可以通过使用输入设备16来接受这些提议。
图3公开了用于设计爆破序列的、输入到装置的可能的数据。这些问题已经在本文献中在上面进行了讨论。
图4公开了在所公开的解决方案中利用的设计规则。规则1至4在本文献中在上面进行了讨论，并可以在设计工作中以数字顺序实施和权衡。但是，在某些情况下，并非所有规则都被考虑，这意味着规则2至4可能是可选的，并且不同的组合也是可能的。
图5公开了具有面部5的一轮钻孔2，该面部5用作第一自由表面24。若干个钻孔3从面部5延伸到该一轮钻孔2的底部25。该一轮钻孔2具有长度L。在图5中，还以简化的方式示出了钻孔3中的一些钻孔已经被爆破，并且因此在该一轮钻孔2内创建第二自由表面26。第一自由表面24、第二自由表面26和底部限定了自由空间27。当钻孔3的新的炸药被起爆时，在每个时间延迟之后，自由空间27的体积扩张。自由空间27具有自由体积VF，该自由体积VF可以通过将自由表面积AF与该一轮钻孔2的长度L相乘来限定。自由空间27需要足够得大，以便能够接纳由在随后的时间延迟下起爆的爆炸材料脱离的岩石材料。还值得提及的是，在图5中，为了清楚起见，简化了自由空间27的形状。
图6公开了当设计爆破序列时，应该注意确保计划接下来将要脱离的岩石材料28自由地朝向相邻的自由空间27移动。如果不是这种情况，那么就有岩石材料被堵塞和整个爆破将失败的风险。在这个示例中，待爆破的岩石材料28由包括两个新的钻孔3a、3b的所选择出来的钻孔组29和自由空间27限定。钻孔组29的钻孔3a、3b同时起爆，即它们在爆破序列中具有同一起爆序号。所公开的装置可以基于关于钻孔3的数据和所述一轮钻孔2的长度L来计算岩石材料的爆裂体积VB。所选择出来的岩石材料28具有爆破面积AB，该爆破面积AB在所述一轮钻孔的面部和底部处可以基本相等，或者可以有偏差。当钻孔组29被引爆时，岩石材料28变得破裂并脱离。岩石材料28的初始体积扩张，这是因为破离的材料包括块30和空隙，并且因此与固体构型相比总是具有更松散的构型。这被称为岩石材料的膨胀。膨胀后的岩石材料31需要适配在自由空间27内。膨胀后的岩石材料31的体积可以比在固体状态下大60％。然后，将所计算出来的爆裂体积VB与膨胀因子SF相乘，在这种情况下，该膨胀因子为1.6。膨胀因子SF是输入到装置的参数中的一个参数。膨胀因子SF也可由操作者配置。例如，膨胀的幅值取决于所形成的块31的大小。进一步的是，图6通过箭头32示出了岩石材料28是如何朝向自由空间27移动的，并且至少部分的岩石材料可以朝向先前挖掘出来的一轮钻孔飞行13。
为清晰起见，图7至图10以二维呈现的形式公开了钻孔选择的一些示例。在这些图中，示出了带有钻孔3的钻孔图案7的细节。
图7公开了通过先前的时间延迟的若干次爆破创建的第一自由表面26和自由空间27。先前的爆破已经扩大了由相比于正常爆破孔3具有更大的直径的切割孔33创建的初始空间。当建议针对下一个时间延迟选择一个或多个钻孔时，所公开的装置检测围绕自由空间27的钻孔图案的钻孔3并且考虑以上提及的设计规则。图7中示出了两个可选的选择或钻孔组34a和34b。它们中的任一个都不符合所提及的设计规则。第一可选的组34a包括钻孔3c和3d，并且第二可选的组34b包括一个单个钻孔3e。第一可选的组34a具有爆裂体积VB，该爆裂体积VB对于自由体积VF来说太大。第二可选的组34b具有朝向自由空间的太窄的爆裂角BA。因此，所述可选的组34a、34b中的任一组都不能被选择。
图8公开了钻孔组或选择34c是可允许的，因为其爆裂体积VB很好地适配于自由空间27，并且其爆裂角BA足够得大。从而，可以选择钻孔3f。然而，该装置注意到，在自由空间27中仍有用于附加的岩石材料的空地，并且进一步地是，同时起爆的爆炸材料的所允许的总量还没有限制所选择出来的钻孔的数目。因此，对于同一时间延迟，该装置还选择钻孔3g。此后，该装置注意到，也可以包括钻孔3h，并且从而创建具有两个钻孔3g和3h的钻孔组34d。该装置还检查到钻孔组34c和34d的爆破角BA满足所设定的标准。当两个钻孔组彼此相对定位时，则所脱离下来的岩石材料碰撞并破碎成更小的块。于是，以上提及的膨胀因子可能很小。箭头32示出了爆破后的岩石材料的移动。图8还公开了可以计算从所选择出来的钻孔到自由表面26的垂直距离，并且基于这个爆裂距离BD，在存在满足其它设计规则的若干个替代性钻孔组的情况下，可以优先考虑具有较短距离的钻孔组。
图9公开了该装置建议针对随后的时间延迟选择钻孔3i。因此，钻孔组34e仅包括钻孔3i。该装置计算钻孔组34e的爆裂体积VB，并注意到它符合所述规则以及爆裂角BA。
在图10中，在考虑体积和角度之后，该装置建议选择钻孔3j。在由操作者接受钻孔组34f之后，设计工作根据相同的原理继续进行。
然而，除了体积考虑并且除了爆裂角的检查之外，振动问题和限制可能限制每个时间延迟的所选择出来的钻孔的数目。当爆炸物在钻孔中引爆时，高强度波被生成并在整个岩石中传播。这些波随着它们行进通常衰减，但取决于若干个因素，诸如爆炸物的类型、每个时间延迟消耗的爆炸物的量、地质性质和所述一轮钻孔的位置。爆破和敏感目标之间的距离是重要因素。环境要求可能会对地面振动水平和爆炸物的装药重量设定限制，尤其是在建筑物和构筑物附近执行爆破操作时。因此，该装置设置有用于考虑与爆炸材料的瞬时总量有关的数据的特殊的设计规则，并且从而用以控制振动问题。由于时间延迟的数目通常是有限的，并且还出于效率的原因，选择尽可能多的钻孔来同时起爆。
图11公开了除了以上所公开的视图之外，该装置还可以在显示设备上显示数字数据，以帮助操作者。
附图和相关描述仅旨在说明本发明的构思。在本发明的细节上，本发明可以在权利要求书的范围内变化。

Claims (15)

1.一种包括用于对一轮钻孔(2)的面部钻孔图案(7)的钻孔(3)的爆破顺序进行设计的至少一个数据处理设备(14)的装置(11)，并且其中，所述一轮钻孔(2)的面部(5)限定用于爆破的第一自由表面(24)；
所述装置(11)被提供有关于钻孔的数据和所述爆破的可用时间延迟；
所述装置(11)被配置用以通过在切割的炸药的初始爆破之后将所述爆破划分成若干个接连的时间延迟来设计用于所述钻孔图案(7)的爆破序列(9)，所述切割的炸药的初始爆破创建用于所述爆破的初始的第二自由表面；
所述装置(11)被配置用以允许针对每个较大的时间延迟选择一个或多个钻孔(3)，其中，所述钻孔(3)围绕由具有比所检查的时间延迟短的时间延迟的钻孔(3)限定的先前形成的第二自由表面(26)，并且所述钻孔(3)形成用于所述时间延迟的钻孔组(34)；
所述装置(11)被配置用以基于关于所选择出来的钻孔组(34)的输入数据和关于扩张的所述第二自由表面(26)的数据来确定每个后续的时间延迟的爆裂体积(VB)；
所述装置(11)被配置用以针对每个后续的时间延迟确定自由体积(VF)，其中，所述自由体积(VF)由所述扩张的第二自由表面(26)和所述一轮钻孔(2)的长度(L)限定；并且
所述装置(11)被配置用以将所确定的爆裂体积(VB)与输入的膨胀因子(SF)相乘，并且被配置用以将相乘运算的乘积与所确定的自由体积(VF)进行比较，并且被配置用以允许仅选择钻孔组(34)，其中，所述相乘运算的乘积与所确定的自由体积(VF)相比较小。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于
所述装置(11)进一步被配置用以确定围绕所述第二自由表面(26)的钻孔(3)的爆裂角(BA)；
所述装置(11)被提供有关于所述爆裂角(BA)的最小可允许幅值的数据；并且
所述装置(11)被配置用以允许仅选择所述爆裂角(BA)的幅值大于朝向所述第二自由表面(26)的最小爆裂角(BA)的钻孔(3)。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于
所述装置(11)被配置用以允许仅选择所述爆裂角(BA)的幅值朝向所述第二自由表面(26)至少为55°的钻孔(3)。
4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于
所述装置(11)进一步被配置用以确定垂直距离，所述垂直距离限定了可允许的替代性的至少两个钻孔组(34)的最外钻孔(3)和所述第二自由表面(26)之间的爆裂距离(Bd)，并且所述装置(11)被配置用以优先考虑具有最短爆裂距离(Bd)的一个钻孔组(34)。
5.根据前述权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于
所述装置(11)被提供有关于所述钻孔(3)的炸药的数据(17)和关于在所述时间延迟下允许被爆破的爆炸材料的最大瞬时总量的数据；并且
所述装置(11)被配置用以计算所检查的时间延迟的所选择出来的钻孔(3)的爆炸材料的总量，并被配置用以限制所述钻孔(3)的选择，使得所述钻孔(3)的爆炸材料的总量低于爆炸材料的所允许的瞬时总量。
6.根据前述权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于所述装置(11)被配置用以：
与操作者(10)协作地操作，并被配置用以向所述操作者(10)提供针对每个时间延迟的所选择出来的钻孔(3)的提议；并且
在开始计划后续的时间延迟之前，请求来自所述操作者(10)的针对所建议的先前时间延迟的接受。
7.根据前述权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于
所述装置(11)包括至少一个显示设备(21)，并且被配置用以：通过呈现每个时间延迟下的爆裂体积(VB)，在显示设备(21)上逐步可视化所生成的爆破序列(9)。
8.根据前述权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于所述装置(11)包括至少一个显示设备(21)，并且被配置用以：
在所述显示设备(21)上显示所述钻孔图案(7)连同可选择的钻孔(3)；
在显示设备(21)上，在所检查的时间延迟下显示由具有与所检查的时间延迟相比更短的时间延迟的钻孔(3)限定的先前的第二自由表面(26)；
指示相对于所述先前的第二自由表面(26)的所检查的时间延迟的所选择出来的钻孔(3)；并且
指示由所检查的时间延迟的所选择出来的钻孔(3)引起的所述第二自由空间(26)的扩张。
9.根据前述权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于所述装置(11)进一步被配置用以：
针对位于所述第二自由表面(26)的相对侧上的钻孔(3)的两个分离的钻孔组(34)确定相同的时间延迟，由此所限定的钻孔组(34)将同时被爆破，并且移除的岩石材料将在爆破期间碰撞并且由此将在碰撞时被破碎。
10.根据前述权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于所述装置(11)被配置用以针对预定量的第一时间延迟仅选择单个钻孔，以便确保所述爆破的开始时用于被爆破的岩石材料的足够的自由体积。
11.一种对一轮钻孔(2)的钻孔图案(7)的钻孔(3)的爆破顺序进行设计的方法，其中所述一轮钻孔(2)的面部(5)限定用于爆破的第一自由表面(24)；
所述方法包括：
在设计过程中使用至少一个数据处理设备(14)；
接收包括钻孔数据的所述钻孔图案(7)；
接收关于所述一轮钻孔(2)的炸药的数据(17)，其中，所述炸药的数据(17)包括所述爆破的可用时间延迟和每个钻孔的爆炸材料的量；
通过在切割的炸药的初始爆破之后将所述爆破划分成若干个接连的时间延迟来设计用于所述钻孔图案(7)的爆破序列(9)，所述切割的炸药的初始爆破创建用于所述爆破的初始的第二自由表面；
针对每个所检查的时间延迟选择至少一个钻孔组(34)，所述至少一个钻孔组(34)包括一个或多个钻孔(3)，所述一个或多个钻孔(3)围绕由具有比所检查的时间延迟短的时间延迟的钻孔(3)限定的先前形成的第二自由表面(26)；
针对所选择出来的钻孔组(34)计算所检查的时间延迟下的未破裂的岩石材料的爆裂体积(VB)；
通过将未破裂的岩石材料的所计算出来的爆裂体积(VB)与输入到包括至少一个数据处理设备(14)的装置(11)的膨胀因子(SF)相乘来确定即将爆破的破裂的岩石材料的体积；
确定可用自由体积(VF)，所述可用自由体积(VF)是由所述第二自由表面(26)和所述一轮钻孔(2)的长度(L)限定的体积；以及
允许仅选择与所确定的自由体积(VF)相比在所检查的时间延迟下产生较小体积的破裂的岩石材料的钻孔(3)，由此岩石材料在被爆破时具有足够的空间来扩张。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于
由所述数据处理设备(14)提供针对每个时间延迟的所选择出来的钻孔的提议；以及
在开始设计随后的时间延迟之前，请求操作者(10)对所述提议中的每一个提议的接受。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于
考虑由操作者(10)手动作出的钻孔(3)的输入选择，并针对随后的时间延迟继续进行计算机辅助设计。
14.根据前述权利要求11或12中任一项所述的方法，其特征在于
计算所检查的时间延迟的所选择出来的钻孔(3)的爆炸材料的总量，并将结果呈现在显示设备(21)上。
15.一种用于设计爆破序列(9)的计算机程序产品(15)，
其特征在于，
所述计算机程序产品(15)包括程序代码装置，所述程序代码装置被配置用以当在计算机或数据处理设备(14)上运行时执行独立权利要求11中公开的步骤和工序。
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