CN115143853B - 组合起爆式爆破方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种组合起爆式爆破方法，属于工程爆破技术领域，在待爆除岩体区域内呈矩形钻设炮孔，炮孔按照A类炮孔及B类炮孔间隔设置，A类炮孔上部装药段顶部和下部装药段底部各设雷管，B类炮孔上部装药段底部和下部装药段顶部各设雷管，且上下装药段之间均设中部间隔段；同排炮孔分段同时起爆，相邻两段炮孔间隔起爆，相邻炮孔相同部位装药段顶部与底部间隔起爆产生的冲击波互补，孔口和底部岩体均得到充分破碎，同一炮孔上、下装药段同时起爆产生的冲击波在中部间隔段叠加破岩，并压缩中部间隔段，增大爆生气体作用范围，加强中部破岩效果。采用本发明既减少爆破根底，又避免孔口大块产生，提高爆破效果，降低施工难度、工作量和施工成本。
Description
技术领域
本发明属于工程爆破技术领域，尤其涉及一种组合起爆式爆破方法。
背景技术
钻孔台阶爆破技术因能快速、经济、高效地破碎岩体而被广泛应用于采矿、交通、水电及市政等工程建设领域。爆破质量直接影响着施工效益与施工进度，爆破质量不佳通常表现在产生大量大块岩石及爆后留下爆破根底，大块岩石和根底需要二次破碎进行处理，会增加设备磨损，影响铲运效率，增加土石方的单方造价，既会延缓施工进度，也会增加施工成本。因此，提高爆破质量主要是要减少大块岩石和根底的产生，避免二次破碎。
目前，钻孔台阶爆破因孔网参数选择不当、起爆顺序及毫秒间隔时间不合理或装药结构不合理等原因，爆破能量分布不均匀，爆破能量无法有效作用在孔口岩体且难以克服底部岩石的夹持作用，台阶顶部容易产生大块岩石，台阶底部容易留下根底。因此，众多工程技术人员及试验研究人员针对实际台阶爆破施工中容易产生大块岩石和爆破根底这一实际情况做了一些创新工作，也提出了较多新颖的爆破方法。然而目前提出的新方法很少能兼顾降低大块率和减少爆破根底两方面，如中国专利CN 211060752 U公开的一种爆破孔底用消聚能装置、CN 110174031 A公开的一种克服爆破根底的装置、CN 112097578 A公开的一种露天石灰石矿爆破后根底控制方法、CN 110906822 A公开的一种基于数码雷管降低根底的深孔爆破装药及起爆方法等均仅在减少爆破根底产生方面作出了创新和改进；又如中国专利CN 102506623 A公开的深浅孔结合降低爆破大块率的台阶爆破法、CN203083466 U提出的一种大块率低的水力增压爆破的装药结构、CN 105444633 A公开的一种能降低炮孔堵塞段大块率的台阶爆破装药结构等均仅在降低大块率方面作出了创新和改进。中国专利CN 110108175 A公开了一种露天台阶爆破炮孔炸药能量均化装置及装药方法，原则上来说能兼顾降低大块率和减少爆破根底两方面，但是其在现有的施工工艺的基础上增加了工作量和施工成本，且施工难度较大，从施工成本、施工进度、爆破效果三方面综合衡量很难被大范围推广应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种组合起爆式爆破方法，旨在解决现有技术中的爆破方式在减少大块率高及爆破根底存在施工难度、工作量大和施工成本高的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种组合起爆式爆破方法，包括以下步骤：
步骤1、钻孔：按照爆破设计，在待爆除岩体区域内矩形布孔，并完成炮孔钻设工作；
步骤2、炮孔分类：根据炮孔平面布置将炮孔分为A类炮孔、B类炮孔，选中第一排第一个炮孔为参照孔，将与其间隔一个孔或与其相邻并位于其斜对角位置的炮孔划定为A类炮孔，将已划定的A类炮孔分别作为参照孔并按照这种方法完成A类炮孔的划定，其余的孔为B类炮孔；
步骤3、炮孔填装：炮孔自上至下依次分为上部装药段、中部间隔段及下部装药段，在上部装药段和下部装药段内均设有雷管；
在A类炮孔上部装药段的顶部和下部装药段的底部各设置一发雷管，在B类炮孔上部装药段的底部和下部装药段的顶部各设置一发雷管；
步骤4、炮孔堵塞；
步骤5、组合起爆：同排炮孔3～6个孔为一段同时起爆，前排分段炮孔及后排对应分段炮孔间隔起爆。
优选的，所述上部装药段及下部装药段内的雷管距其各自对应的端部最近的距离为0.2～0.5m。
优选的，所述上部装药段与下部装药段的长度相等。
优选的，所述中部间隔段的长度为间隔段在冲击荷载的作用下压密缩短的长度加上岩石爆破破坏区范围。
优选的，所述中部间隔段由颗粒材料充填而成。
优选的，所述中部间隔段内填充的颗粒材料为钻孔岩屑或细砂。
优选的，所述雷管为数码电子雷管，同一炮孔内的上部装药段和下部装药段中数码电子雷管设置的延时相同；A类炮孔及B类炮孔内的数码电子雷管均通过导线与起爆器相连。
优选的，同排炮孔的相邻两段炮孔起爆间隔为20-50ms，前排分段炮孔与后排对应段的炮孔起爆间隔为30-75ms。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本发明通过在待爆除岩体区域内呈矩形钻设炮孔，间隔设置的A类炮孔、B类炮孔相邻炮孔相同部位装药段顶部起爆产生的向下传递的冲击波与底部起爆产生的向上传递的冲击波互补，使得爆破能量分布均匀，孔口和底部岩体均得到充分破碎，同一炮孔上、下装药段爆炸产生的冲击波在中部间隔段中间处叠加，增加了中部间隔段周围岩体的破碎效果，且中部间隔段在冲击荷载作用下变得密实，长度缩短，增大了爆生气体作用范围，进一步提升中部间隔段周围岩体爆破效果；同时通过在上下装药段之间设置中部间隔段，减少了炸药的用量，节约了施工成本，具有施工便捷，高效经济的优势。采用本发明既能减少爆破根底，又能避免孔口大块，可显著提高爆破效果，降低了施工难度，同时也极大降低了工作量和施工成本，方便应用于矿山、水利水电、交通等领域的岩体爆破施工中。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例提供的一种组合起爆式爆破方法中炮孔的分类示意图；
图2是本发明一个实施例中炮孔内部结构示意图；
图3是图1中组合起爆式爆破方法中雷管的起爆网路示意图；
图4是图1实施例中A类炮孔与B类炮孔组合起爆后岩体破坏效果示意图；
图中：1、上部装药段；2、中部间隔段；3、下部装药段；4、雷管；5、堵塞段；6、起爆器；7、导线。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种组合起爆式爆破方法，包括以下步骤：
步骤1、钻孔：按照爆破设计，在待爆除岩体区域内矩形布孔，并完成炮孔钻设工作；
步骤2、炮孔分类：根据炮孔平面布置将炮孔分为A类炮孔、B类炮孔，选中第一排第一个炮孔为参照孔，将与其间隔一个孔或与其相邻并位于其斜对角位置的炮孔划定为A类炮孔，将已划定的A类炮孔分别作为参照孔并按照这种方法完成A类炮孔的划定，其余的孔为B类炮孔；如图1所述。
步骤3、炮孔填装：炮孔自上至下依次分为上部装药段1、中部间隔段2及下部装药段3，在上部装药段1和下部装药段3内均设有雷管4。其中，中部间隔段2的长度L＝l+R，l＝L-L’。l为中部间隔段在冲击荷载的作用下压密后较原来长度L缩短的尺寸，L’为中部间隔段受冲击荷载后压密后的长度，R为岩石爆破破坏区范围(为单侧辐射范围宽度，即破坏半径)。上部装药段1及下部装药段3内的雷管4距其各自对应的端部最近的距离为0.2～0.5m。
在A类炮孔上部装药段1的顶部和下部装药段3的底部各设置一发雷管4，在B类炮孔上部装药段1的底部和下部装药段3的顶部各设置一发雷管4；如图2所示。其中，所述上部装药段1与下部装药段3的长度相等。
步骤4、炮孔堵塞；在A类炮孔及B类炮孔填装好后，在其顶部堵塞段5按照爆破设计使用岩渣对炮孔进行堵塞。
步骤5、组合起爆：同排炮孔3～6个孔为一段同时起爆，前排分段炮孔及后排对应分段炮孔间隔起爆。
以某采石场为例，利用钻孔台阶爆破技术破碎岩体，台阶高度10.0m，超深0.5m，炮孔间距3.0m，炮孔排距2.5m，炮孔直径90mm，炮孔倾角为90°，炮孔堵塞段长度3.0m，装药长度7.5m，即炮孔内上部装药段1、中部间隔段2及下部装药段3的长度之和为7.5m。
其中，中部间隔段2由钻孔岩屑填充而成，钻孔岩屑自然堆积密度为1750kg/m3，其初始孔隙率为30％，压缩后钻孔岩屑接近绝对密实，爆破破坏区的范围R按照20倍炮孔半径估算。根据上述中部间隔段的初始长度计算公式，可确定中部间隔段2的长度L为1.3m，进而确定上部装药段1和下部装药段3的长度均为3.1m。
具体制作时，所述雷管4采用数码电子雷管，同一炮孔内的上部装药段1和下部装药段3中数码电子雷管设置的延时相同；A类炮孔及B类炮孔内的数码电子雷管均通过导线7与起爆器6相连，如图3所示。
在步骤5中，进行联网起爆，同排炮孔的相邻两段炮孔间隔起爆，起爆间隔为25ms，前排分段炮孔与后排对应段的炮孔起爆间隔为50ms，如图3所示。爆破后的岩体破坏效果示意图如图4所示。由此可见，相邻炮孔相同部位装药段顶部起爆产生的向下传递的冲击波与底部起爆产生的向上传递的冲击波互补，使得爆破能量分布均匀，孔口和底部岩体均得到充分破碎，同一炮孔上部装药段1与下部装药段3爆炸产生的冲击波在中部间隔段2中间处叠加，增加了中部间隔段2周围岩体的破碎效果，且中部间隔段2在冲击荷载作用下变得密实，长度缩短，增大了爆生气体作用范围，进一步提升中部间隔段周围岩体爆破效果。
综上所述，本发明具有工艺简单、施工方便的优点，通过间隔设置A、B两类炮孔，将A、B两类炮孔中上部装药袋及下部装药段内的雷管上下交错布置，相邻炮孔相同部位装药段顶部起爆产生的向下传递的冲击波与底部起爆产生的向上传递的冲击波互补，使得爆破能量分布均匀，孔口和底部岩体均得到充分破碎，同一炮孔内上部装药段与下部装药段同时起爆可使上下段爆炸产生的冲击波在中部叠加，增加了中部间隔段周围岩体的破碎效果；同时中部间隔段在冲击荷载作用下变得密实导致长度缩短，增大了爆生气体作用范围，进一步提升中部间隔段周围岩体爆破效果。另外，在上下装药段的中间设置了中部间隔段，减少了炸药的用量，节约了施工成本，具有施工便捷，高效经济的优势。采用本发明既能减少爆破根底，又能避免孔口产生大块岩石，可显著提高爆破效果，降低了施工难度，进而加快施工进度；同时减少了工作人员的工作量，降低了施工成本，方便应用于矿山、水利水电、交通等领域的岩体爆破施工中。
在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受上面公开的具体实施例的限制。
Claims (6)
1.一种组合起爆式爆破方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、钻孔：按照爆破设计，在待爆除岩体区域内矩形布孔，并完成炮孔钻设工作；
步骤2、炮孔分类：根据炮孔平面布置将炮孔分为A类炮孔、B类炮孔，选中第一排第一个炮孔为参照孔，将与其间隔一个孔或与其相邻并位于其斜对角位置的炮孔划定为A类炮孔，将已划定的A类炮孔分别作为参照孔并按照这种方法完成A类炮孔的划定，其余的孔为B类炮孔；
步骤3、炮孔填装：炮孔自上至下依次分为上部装药段、中部间隔段及下部装药段，在上部装药段和下部装药段内均设有雷管；所述上部装药段与下部装药段的长度相等；所述中部间隔段的长度为间隔段在冲击荷载的作用下压密缩短的长度加上岩石爆破破坏区范围；
在A类炮孔上部装药段的顶部和下部装药段的底部各设置一发雷管，在B类炮孔上部装药段的底部和下部装药段的顶部各设置一发雷管；
步骤4、炮孔堵塞；
步骤5、组合起爆：同排炮孔3～6个孔为一段同时起爆，前排分段炮孔及后排对应分段炮孔间隔起爆。
2.根据权利要求1所述的组合起爆式爆破方法，其特征在于：所述上部装药段及下部装药段内的雷管距其各自对应的端部最近的距离为0.2～0.5m。
3.根据权利要求1所述的组合起爆式爆破方法，其特征在于：所述中部间隔段由颗粒材料充填而成。
4.根据权利要求3所述的组合起爆式爆破方法，其特征在于：所述中部间隔段内填充的颗粒材料为钻孔岩屑或细砂。
5.根据权利要求1所述的组合起爆式爆破方法，其特征在于：所述雷管为数码电子雷管，同一炮孔内的上部装药段和下部装药段中数码电子雷管设置的延时相同；A类炮孔及B类炮孔内的数码电子雷管均通过导线与起爆器相连。
6.根据权利要求1-5任一项所述的组合起爆式爆破方法，其特征在于：同排炮孔的相邻两段炮孔的起爆间隔为20-50ms，前排分段炮孔与后排对应段的炮孔起爆间隔为30-75ms。
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