CN212362991U - 一种光面爆破系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光面爆破系统，该系统包括有沿着边坡面由外向内逐排设置的主爆孔和光爆孔，所述主爆孔的排列密度小于光爆孔的排列密度，所述主爆孔内采用中部间隔耦合装药结构，所述光爆孔内采用不耦合装药结构，且相邻光爆孔间隔装药，所述光爆孔孔距设置为1.0‑1.5m，所述光爆孔排距设置为3‑4m。本实用新型通过采用光爆孔和主爆孔的合理间距开孔设置，同时采用耦合装药、不耦合装药结合方式实现了对岩层的有效爆破作用，无论是半孔率还是岩层的平整性都能够达到良好的效果，爆破后对岩层的危害较小，且炸药用量明显下降。
Description
技术领域
本实用新型涉及爆破技术领域，具体为一种光面爆破系统。
背景技术
露天石灰石矿终了边坡采用常见的中深孔爆破技术，经常会造成岩层稳定性差，易产生危石、伞岩，更严重的产生山体滑坡、塌方等重大地质灾害。岩石边坡采用光面爆破技术，可以有效降低爆破震动等危害，有利于施工安全，可减少超、欠挖，被保护边坡形成光滑平面，从而保证终了边坡稳固安全。光面爆破开挖后，可在新形成坡面上留下清晰可见的半边孔壁痕迹，保护岩层坡面起伏差在±10-20cm，是一项很重要的控制爆破技术。现有的光面爆破在针对大孔径钻机穿孔的露天石灰石矿山进行光面爆破施工时其施工效果不佳，缺乏具有突出效果的光面爆破的解决方案。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种光面爆破系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种光面爆破系统，该系统包括有沿着边坡面由外向内逐排设置的主爆孔和光爆孔，所述主爆孔的排列密度小于光爆孔的排列密度，所述主爆孔内采用中部间隔耦合装药结构，所述光爆孔内采用不耦合装药结构，且相邻光爆孔间隔装药，所述光爆孔孔距设置为1.0-1.5m，所述光爆孔排距设置为3-4m。
所述主爆孔设置有前、后两排，前、后两排所述的主爆孔在其各自所在排内的孔距均设置为5-7m，且前、后两排所述的主爆孔排距设置为3-4.5m。
前、后两排所述的主爆孔在其所在排内的孔距均设置为6m。
前、后两排所述的主爆孔排距设置为4m。
后排所述的主爆孔与光爆孔形成的抵抗线距离设置为3-4m。
后排所述的主爆孔与光爆孔形成的抵抗线距离设置为3.5m。
所述光爆孔孔距设置为1.5m。
所述光爆孔采用的不耦合结构的不耦合系数K，计算公式为：
K=d/d0
其中，d为炮孔直径（mm），d0为药卷直径（mm），所述K取值范围为2-5。
所述主爆孔内采用的中部间隔耦合装药的间隔距离变化范围占孔内装药长度15%-35%，且采用岩渣为间隔材料。
所述光爆孔的单孔装药量为Q，计算公式为：
Q=q×（L-I）+q×0.4
其中，q为每米装药量（g/m），L为炮孔长度（m），I为炮孔堵塞长度（m）。
所述主爆孔的孔深16.5m，所述光爆孔的孔深17m。
所述主爆孔和光爆孔的穿孔角度为70°。
所述光爆孔与相邻排的主爆孔的爆破时间大于或等于110ms。
由上述技术方案可知，本实用新型通过采用光爆孔和主爆孔的合理间距开孔设置，同时采用耦合装药、不耦合装药结合方式实现了对岩层的有效爆破作用，无论是半孔率还是岩层的平整性都能够达到良好的效果，爆破后对岩层的危害较小，且炸药用量明显下降。
附图说明
图1为本实用新型起爆网络示意图；
图2为本实用新型炮孔结构布局侧面剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
光面爆破的基本原理是沿矿层涉及开挖轮廓线，密集布置间距较小的平行光爆孔3，这些孔中通过装药等一系列方法，使得爆破后坡面沿着光爆孔3的中心线破裂成平整的坡面，在爆炸气体的作用下，相邻两个炮孔连心线径向裂隙优先发育，并继续延伸扩展，成为贯通裂隙，最后形成光面。而目前的光面爆破无法良好的解决爆破震动等有害效应，同时岩层稳定性较差且表面光滑度不够，该种光面爆破系统能有效的解决上述问题。
如图1-2所示的一种光面爆破系统，该系统包括有沿着边坡面由外向内逐排设置的主爆孔和光爆孔3，本实施例优选主爆孔设置有两排，分别为主爆孔一11和主爆孔二22，同时通过孔距的以及排距的设计实现有效爆破的作用，具体的为：所述主爆孔的排列密度小于光爆孔33的排列密度，所述主爆孔内采用中部间隔耦合装药结构，所述光爆孔3内采用不耦合装药结构，且相邻光爆孔3间隔装药，所述光爆孔3孔距设置为1.0-1.5m，所述光爆孔3排距设置为3-4m。
光爆孔3孔距指光爆孔3与光爆孔3之间的中心距离，一般取炮孔直径的10～20倍。在节理裂隙比较发育的岩石中应取小值，整体性好的岩石中取大值，本实施例优选的，光爆孔33孔距设置为1.5m，当孔距过小时，工作量增大，而孔距大于2m时，则会影响光面爆破效果，同时光爆孔33与主爆孔二22的排距优选在3.5m，该排距为抵抗线距离，当抵抗线距离大于4.5m时，将会影响爆破铲装效率且很难达到预期的光面爆破效果。
优选的，所述主爆孔一11和主爆孔二22其孔距设置为6m，主爆孔一11和主爆孔二22的排距设置为4m，当主爆孔的孔距大于7m或排距大于4.5m时，将会影响铲装效率，同时爆堆大块率将上升。
为了达到最佳的爆破效果，所述主爆孔内采用中部间隔耦合装药结构，而光爆孔3内采用不耦合装药结构，具体的为：
所述主爆孔内采用的中部间隔耦合装药的间隔距离变化范围占孔内装药长度15%-35%，且采用岩渣为间隔材料，实施方式为，将药药柱用空气、水、岩渣等隔开分为若干段，间隔装药爆破的本质是通过间隔介质改变药柱与炮孔壁的接触关系，以降低应力波和爆轰气体产物作用于孔壁的初始压力，使这种压力的作用时间延长，有效降低爆破震动的峰值质点振速，使炮孔周围不产生压碎区或压碎区明显减小，从而在减小炮孔装药量的情况下，依靠炸药能量有效利用率的提高，达到保证爆破破碎的目的，应用于本实施例中间距离变化范围汪汪较大，即15%-35%的装药长度，优选间隔距离为17%的装药长度，长度为2m，同时主爆孔的填塞长度为4m。
所述光爆孔3内采用不耦合装药，药包表面与炮眼孔壁之间保留一定的间隙的装药方式，间隙一般为空气。选用不耦合装药结构，可以有效降低爆生气体的逃逸速度，能大幅度降低爆炸作用在孔壁上的初压和最高压，降低压力的衰减速度，使压力曲线变得平缓，即降低了炸药爆炸对保护岩壁的冲击作用，需要着重说明的是，爆孔采用的不耦合结构的不耦合系数K，计算公式为：K=d/d0，其中，d为炮孔直径（mm），d0为药卷直径（mm），所述K取值范围为2-5，本实施例优选K为3.5。实施过程中将PVC管放入光爆孔3内然后将炸药装入PVC管内，以达到不耦合装药的目的。
同时为了进一步优化爆破效果，需要利用装药量的控制实现最佳的爆破效果，为了克服底部岩石的夹持作用，需要在光爆孔3单孔的底部0.4m长度加强2倍装药量，所述光爆孔3的单孔装药量为Q，计算公式为：
Q=q×（L-I）+q×0.4
其中，q为每米装药量（g/m），L为炮孔长度（m），I为炮孔堵塞长度（m）。
光面爆破中光爆孔3装药量一般指单位长度炮孔中装药的多少，为控制裂隙发育以保证岩层壁面完整稳固，在保证沿炮孔联心线破裂前提下，应尽量减少装药，针对不同岩石的分类，如下设置有装药量；
| 序号 | 岩石分类 | 装药量q（g/m） |
| 1 | 软岩(单轴抗压强度＜30MPa） | 70～120 |
| 2 | 中等硬度岩石（30MPa≤单轴抗压强度≤60MPa） | 100～150 |
| 3 | 硬岩（单轴抗压强度＞60MPa） | 150～250 |
为保证光爆孔3同时起爆，光面爆破采用导爆索起爆，且采用分段并联法。由于光爆孔3是最后起爆，导爆索有可能遭受超前破坏。为保证主爆孔必爆，对光爆可采用高段延期雷管与导爆索的双重起爆法。待紧邻光爆孔3的主爆孔起爆后，每排边坡的光爆孔3最好同时起爆。光爆孔3与前排主爆孔二22爆破的时间差大于或等于110ms.
同时，光爆孔3的单孔药量随着钻孔的深度改变，药量控制在12-15kg之间，而主爆孔的单孔药量控制在140-170kg之间。
本实施例可对炮孔采用逐排微差起爆方法，光爆孔33孔间采用无延期瞬发雷管，可以使光爆孔3同时起爆，从而使孔壁形成贯穿的裂缝，减少炸药作用于孔壁的时间，起到保护孔壁的目的，以达到预期光面爆破效果。为降低爆破振动效应，排间采用微差间隔起爆，起爆间隔时间在110-170ms之间为宜，采用普通毫秒延期导爆管雷管实现排间间隔，以实现前排后先爆，后排孔按照间隔时间后爆破，减少爆破震动对光爆孔3的影响。针对本实施例的爆破起爆网络采用普通导爆管雷管串并联联网的非电起爆网络，起爆方法为逐排微差起爆法。
进一步的，所述主爆孔和光爆孔3的穿孔角度为70°。
| 台阶高度m | 光（孔距）m | 光（排距）m | 主（孔距）m | 主（排距）m | 主爆孔用药量（kg） | 平整度 | 爆破效果 | 需要炮孔数 | |
| 对比例1 | 14.5 | 2 | 4.5 | 6.5 | 5 | 150 | 平整度超过±50cm，成孔率30% | 爆堆整体松散度较差，难铲装 | 21个 |
| 对比例2 | 14.5 | 2 | 2.5 | 6 | 4.5 | 150 | 平整度±50cm，成孔率25% | 爆堆中部松散度较差，难铲装 | 21个 |
| 对比例3 | 14.5 | 2 | 4 | 6 | 4 | 150 | 平整度±50cm，成孔率50% | 爆堆后部松散度较差，难铲装；爆堆前部效果较好 | 21个 |
| 实施例1 | 14.5 | 1.0 | 3 | 6 | 4.5 | 150 | 平整度±20cm，成孔率50% | 爆堆后部松散度好、前部松散度一般 | 32个 |
| 实施例2 | 14.5 | 1.5 | 3 | 6 | 4 | 150 | 平整度±30cm，成孔率50% | 爆堆整体松散度较好，铲装效率高 | 25个 |
| 实施例3 | 14.5 | 1.5 | 3.5 | 6 | 4 | 150 | 平整度±20cm，成孔率80% | 爆堆整体松散度较好，铲装效率高 | 25个 |
在同排内光爆孔33的孔距设置为1.5m、主爆孔一11和主爆孔二22的排距为4m、光爆孔33与主爆孔二22形成的抵抗线距离设置为3.5m时，可达到最佳的爆破效果，此时的爆堆整体松散度较好，铲装效率高。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
Claims (14)
1.一种光面爆破系统，其特征在于：该系统包括有沿着边坡面由外向内逐排设置的主爆孔和光爆孔，所述主爆孔的排列密度小于光爆孔的排列密度，所述主爆孔内采用中部间隔耦合装药结构，所述光爆孔内采用不耦合装药结构，且相邻光爆孔间隔式装药，所述光爆孔孔距设置为1.0-1.5m，所述光爆孔排距设置为3-4m。
2.根据权利要求1所述的一种光面爆破系统，其特征在于：所述主爆孔设置有前、后两排，前、后两排所述的主爆孔在其各自所在排内的孔距均设置为5-7m，且前、后两排所述的主爆孔排距设置为3-4.5m。
3.根据权利要求2所述的一种光面爆破系统，其特征在于：前、后两排所述的主爆孔在其所在排内的孔距均设置为6m。
4.根据权利要求2所述的一种光面爆破系统，其特征在于：前、后两排所述的主爆孔排距设置为4m。
5.根据权利要求2所述的一种光面爆破系统，其特征在于：后排所述的主爆孔与光爆孔形成的抵抗线距离设置为3-4m。
6.根据权利要求5所述的一种光面爆破系统，其特征在于：后排所述的主爆孔与光爆孔形成的抵抗线距离设置为3.5m。
7.根据权利要求1所述的一种光面爆破系统，其特征在于：所述光爆孔孔距设置为1.5m。
8.根据权利要求1所述的一种光面爆破系统，其特征在于：所述光爆孔采用的不耦合结构的不耦合系数K，计算公式为：
K=d/d0
其中，d为炮孔直径（mm），d0为药卷直径（mm），所述K取值范围为2-5。
9.根据权利要求8所述的一种光面爆破系统，其特征在于：所述K取值为3.5。
10.根据权利要求1所述的一种光面爆破系统，其特征在于：所述主爆孔内采用的中部间隔耦合装药的间隔距离变化范围占孔内装药长度15%-35%，且采用岩渣为间隔材料。
11.根据权利要求1所述的一种光面爆破系统，其特征在于：所述光爆孔的单孔装药量为Q，计算公式为：
Q=q×（L-I）+q×0.4
其中，q为每米装药量（g/m），L为炮孔长度（m），I为炮孔堵塞长度（m）。
12.根据权利要求1所述的一种光面爆破系统，其特征在于：所述主爆孔的孔深16.5m，所述光爆孔的孔深17m。
13.根据权利要求1所述的一种光面爆破系统，其特征在于：所述主爆孔和光爆孔的穿孔角度为70°。
14.根据权利要求1所述的一种光面爆破系统，其特征在于：所述光爆孔与相邻排的主爆孔的爆破时间大于或等于110ms。
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|---|---|---|---|---|
| CN115060128A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-09-16 | 安徽港利龙山采矿有限公司 | 一种岩体边坡控制爆破方法及爆破结构 |
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