工程爆破基本知识.doc

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1、工程爆破基本知识31 爆破对象与爆破效果的关系 311 爆破对象 3111 爆破对象的概念 爆破对象就是指被爆体、被爆介质。具体来说，就是根据工程需要，利用炸药能量来达到工程目的的实施(目标物)对象。通常遇到最多的爆破对象是岩石，另外还有硬土、钢筋混凝土、(废)钢铁、炉渣、树根、冻土、冰块(层)、淤泥等。 由于爆破对象在内部结构构造、物理力学性质、可爆性等方面千差万别，同时爆破对象也因成因和所处位置的变化而差异很大，因此给爆破施工增加了难度。 3112 岩石的物理力学特性 岩石是主要的爆破对象，因此必须了解和掌握岩石的物理力学特性。岩石按其成因可分为岩浆岩(常见的有花岗岩、闪长岩、辉绿岩、玄武

2、岩、流纹岩、火山砾岩等)，沉积岩(常见的有石灰岩、砂岩、页岩、砾岩等)和变质岩(常见的有花岗片麻岩、大理岩、板岩、石英岩、千枚岩等)。岩石的主要物理力学特性包括岩石的密度、空隙率、含水率、风化程度、波阻抗、可爆性等，具体含义如下： 密度。单位体积的岩石质量。 空隙率。岩石中空隙体积与岩石所占总体积之比。 含水率。岩石中水的含量与岩石颗粒质量之比。 岩石的风化程度。岩石在地质内应力和外应力作用下发生破坏、疏松的程度。 岩石的波阻抗。岩石中纵波波速与岩石密度的乘积，它反映纵波传播的阻尼作用。 硬度。岩石抵抗工具侵入的能力。 岩石坚固性系数(常用普氏系数，通常用符号f来表示)。岩石抵抗外力挤压破坏的

3、比例系数。 可爆性。岩石在爆炸能量作用下发生破碎的难易程度。 312 爆破效果 爆破效果就是实施爆破后，使被爆体(爆破对象)形成的破坏形态、块度、对周围环境影响的综合结果。评价一次爆破效果的好坏，主要是评价该爆破与实施前的预期是否相符。由于爆区周围环境的不同，对爆破对象的处理方法不同，对爆破效果的控制也不同。通常情况下，爆破效果的控制可归结为以下几方面： 3121 爆破块度的控制 通过对爆破对象的了解，确定合理的孔网参数(或药包布置)、装药结构、起爆方式，实现预期的大块率、块度级配或块度大小与形状。 3122 爆堆形态的控制根据爆破对象的形态和条件，以合理的爆破设计，实现爆堆形态的堆积符合施工

4、要求，如爆堆适宜装载，抛掷体堆积位置和抛掷体积大小得到控制。 3123 爆破后果的控制 根据爆破对象的情况和工程要求，以合理的爆破设计方案，实现边坡稳定，开挖面平整，淤泥被挤出某区域等。 3124 爆破安全控制 根据爆区周围的环境条件和爆破对象的现状，以合理的爆破参数和警戒布置，确保人身、财产、建筑物、构筑物的绝对安全。 每次爆破不一定全部实现以上4种爆破效果的控制，但往往一次爆破需同时实现几种控制目标，以达到爆破目的。 313 爆破对象对爆破效果的影响 31，31 岩石性质的影响 岩石性质在很大程度上与组成岩石的矿物有关。由于矿物成分的差异，表现其坚固性、可爆性不同，对应力波的传播、阻尼、吸

5、收、反射作用亦不相同，对接受爆炸气体的膨胀、楔人作用也不同，因此岩石性质直接对爆破效果产生影响。 3132 地质构造的影响 常见的地质构造包括层理、断层、褶皱、节理、裂隙、片理、劈理和不同岩层的接触面。这些地质构造对爆破的作用主要有应力集中作用、泄能作用、阻断作用、加强作用和楔人作用等。 3133 地形的影响 爆区的地形条件主要包括地面坡度、临空面个数和形态，山体高低及冲沟分布等地形特征。通常情况下，爆破范围的大小，爆破方量，抛掷方向和距离，堆积形状，爆破后的清方工作以及施工现场布置等都直接受地形条件的影响。另外，地形条件也可能使爆破有害效应对周围环境产生不同影响。 3134 特殊地质条件的影

6、响 溶洞对爆破的影响： 改变最小抵抗线方向，使爆破方量朝着溶洞的薄弱方向冲出，改变设计抛掷方向和抛掷方量； 引起冲炮，造成爆破安全事故； 降低爆破威力； 影响岩石块度，造成块度不均； 影响爆破施工，造成施工安全事故； 影响爆破后边坡的稳定。 岩堆及滑坡对爆破的影响： 爆轰气体容易沿着岩堆与基岩接触面或滑动面扩散而影响爆破效果； 爆破引起岩堆及滑动面剧烈活动，爆破时应特别小心。 3135 地下水的影响 由于岩体中的空隙充填了水以后，水对应力波起了传播作用而弥补了空隙对应力波能量的吸收、反射、泄漏、楔入和应力集中等作用；同时水会造成工程施工困难，药包应采取防水措施或采用防水炸药。32爆破作用的基本

7、概念 321 爆炸现象与炸药爆炸 日常生活中人们经常遇到爆炸现象，如锅炉爆炸、轮胎爆炸、鞭炮爆炸等，它们的共同特点是：在发生爆炸处，周围压力突然升高，附近物体受到冲击或破坏，同时伴有声响和光的效应。 根据爆炸产生的原因及特征，爆炸现象可分为3类。 3211 物理爆炸 其特点是爆炸前后物质的性质及化学成分没有发生改变，如锅炉爆炸、轮胎爆炸、高压气瓶爆炸等均属物理爆炸。 3212 化学爆炸 物质状态变化时发生极迅速的放热化学反应，生成高温高压的反应物，由此而引起的爆炸。其特点是爆炸前后物质的性质及化学成分发生改变,如炸药、瓦斯、煤尘、鞭炮等的爆炸。 3213 核爆炸 某些物质的原子核发生裂变或聚变

8、的连锁反应时，瞬间放出巨大能量，如原子弹、氢弹的爆炸。 炸药爆炸是一种化学爆炸，炸药爆炸时应具备3个同时并存、相辅相成、缺一不可的条件，称为炸药爆炸的“三要素”：即化学反应过程大量放热，反应过程极快，生成大量的气体。其中热是作功的能源，如果没有足够的热量放出，自身又不能供给继续变化所需的能量，化学变化就不可能自行传播，爆炸过程就不能产生。而高速的化学反应，可忽略能量转换过程中热传导和热辐射的损失，在极短的时间内完成爆炸过程。另外炸药爆炸时所生成的气体产物是作功的源泉，炸药爆炸对爆破对象所作的机械功就是由可压缩性和膨胀系数很大的气体产物产生的。 322 爆破作用的基本原理 3221 爆破破岩理论

9、简介 炸药在爆破对象内爆炸，形成对周围介质的作用称为爆破作用。在药包爆破作用下，爆破对象的破碎过程是非常复杂的。人们至今对于岩石爆破破坏机理仍了解得非常不够，只能通过理想的实验现象来解释。 由于药包爆炸时产生的主要能量为高温高压爆轰气体和冲击波，因此人们在实验分析的基础上提出了3种爆破作用破坏理论。 (1)爆轰气体压力作用破坏理论 炸药爆炸产生的能量绝大部分(85)包含在爆轰气体中，于是该理论认为，岩石破碎是由于高温高压爆轰气体膨胀作功的结果。在高温高压爆轰气体的作用下，介质质点做径向移动，由此形成剪切应力，当该剪切应力超过介质强度时，岩石被破坏。若爆轰气体的压力足够，就会将已破坏的岩石抛掷出

10、去。 (2)应力波反射作用破坏理论 根据爆炸动力学原理，该理论认为，炸药爆炸激起的压应力波在介质自由面上反射后形成拉应力波，由于岩石的抗拉强度很低，拉应力波的拉应力往往大于岩石的抗拉强度，于是岩石被拉断。 (3)应力波与爆轰气体综合作用破坏理论 基于实际工程中出现的一些现象，该理论认为上述两种理论都是片面的，应力波与爆轰气体只能是共同存在，密切相关和互相加强的。它们分别在不同阶段、不同条件下发挥各自不同的重要作用破坏岩石。炸药爆炸时介质的破坏，首先是爆炸应力波的作用，然后是爆轰气体的准静态压力作用。 3222 爆破的内部作用当药包埋置在地表以下很深处爆炸时，药包的爆破作用只局限于在地表以下，在

11、地表没有显现出爆破痕迹，这种条件下的爆破作用叫做内部作用。通常，按岩石破坏的特征，可将内部作用爆破范围内的岩石划分为3个圈(见图31)。 (1)压缩圈 压缩圈又称粉碎圈。在压缩(粉碎)圈内，岩石直接 受到药包爆炸的巨大压力和高温作用，如果岩石是可塑性 的(如软岩和硬土)，就会被压缩而形成空腔；如果岩石 是弹脆性的，就会被粉碎。在此圈内，由于岩石遭受到压 缩或粉碎性破坏，能量消耗很大，爆破作用力急剧减小，其半径一般不超过药包半径的47倍。 (2)破裂圈 围绕在压缩粉碎圈以外的一圈岩石，虽然受到的爆炸 作用力较压缩圈中的岩石小得多，但岩石受到结构性破坏，生成纵横交错的裂隙，岩体被割裂成块，此范围叫

12、做 破裂圈。破裂圈的范围大约为药包半径的120150倍。 (3)振动圈 在破裂圈以外的范围内，爆破作用力已衰减到不能使岩石的结构产生破坏，而只能引起岩石颗粒产生弹性振动。这一圈叫做振动圈，振动圈的范围很大，直到爆破作用力完全被岩土所吸收时为止。 3223 爆破的外部作用 当药包埋置深度不大、接近地表时，药包爆破除了使岩石破裂和振动外，被破裂的岩块由于碎胀而庄地表隆起，或被抛离地表并形成一个爆破坑爆破漏斗。爆破作用已显现在地表，这种情况叫做爆波的外部作用。绝大多数工程爆破都是属于这种爆破作用。有关爆破外部作用的术语分述如下。 (1)自由面 自由面又叫临空面，通常是指被爆岩石与空气的交界面，也是对

13、爆破作用能产生影响并能使爆后岩石发生移动的岩面。自由面的数目、自由面的大小、自由面与炮孔的夹角以及自由面的相对位置等，都对爆破作用产生不同程度的影响。自由面越多，爆破破岩越容易，爆破效果也越好。当岩石性质、炸药品种相同时，随着自由面的增多，炸药单耗将明显降低。 一般来说，随着自由面面积的增加，岩石爆破夹制作用将变小，这有利于岩石的爆破。当其他条件不变时，炮孔与自由面的夹角愈小，爆破效果将愈好。炮孔方向垂直于自由面时，爆破效果最差；炮孔方向与自由面平行时，爆破效果最好(见图32)。另外，能否利用岩石的自重下落亦对爆破效果有影响。 (2)最小抵抗线与底盘抵抗线 最小抵抗线是指爆破时岩石产生抵抗力(

14、阻力)最小的方向。工程爆破中，通常将药包中心或重心到最近自由面的最短距离称为最小抵抗线，一般常用W表示。最小抵抗线代表了爆破时岩石阻力最小的方向，所以在此方向上岩石运动速度最高，爆破作用最集中。因此最小抵抗线是爆破作用的主导方向，也是岩石移动的主导方向。 底盘抵抗线是指台阶炮孔爆破时，坡底线与炮孔中心线之间的水平距离。它是决定前排炮孔装药量及爆破时有无根底的重要参数。 (3)爆破漏斗 爆破漏斗由下列要素构成(见图33)。爆破漏斗半径r。表示爆破破坏在自由面上范围的大小。最小抵抗线W。在自由面为水平的情况下，它近似于药包的埋置深度， 漏斗破裂半径只。爆破漏斗的侧向边线长，表示爆破作用在自由面以下

15、的破坏范围。 漏斗可见深度户。药包爆破后，一部分岩块被抛掷到漏斗以外，一部分又回落到漏斗内，形成一个可见漏斗。从自由面到漏斗内岩块堆积表面的最大深度，就叫漏斗可见深度。 漏斗张开角。即爆破漏斗的锥角，它表示漏斗的张开程度。 (4)爆破作用指数n及爆破漏斗的分类在岩石性质和爆破条件一定，当装药量不变而改变药包的埋置深度，或药包埋置深度固定不变而改变装药量时，都可发现爆破漏斗的尺寸和爆破作用性质发生变化。这种变化可用爆破漏斗半径r与最小抵抗线W的比值来表示，此比值称为爆破作用指数，用n=rW表示。当n发生变化时，爆破作用性质，爆破漏斗的大小，破碎岩块的抛掷量和抛掷距离都将发生变化。所以，根据n值的

16、不同，可将爆破作用性质和爆破漏斗进行如下分类(如图34)。 标准抛掷爆破漏斗。当爆破作用指数n=1时，药包爆破后即可形成标准抛掷爆破漏斗。此时，漏斗中的岩石不仅全部被破碎，而且有相当数量的岩块被抛掷到漏斗以外，出现了明显的漏斗坑，且漏斗半径r等于最小抵抗线W，漏斗张开角等于90。形成这种标准抛掷爆破漏斗的爆破作用，称为标准抛掷爆破。 加强抛掷爆破漏斗。当1n3时，药包爆破后漏斗中的大部分岩石将被抛掷到漏斗以外，所形成的漏斗半径，r大于最小抵抗线W，漏斗张开角也大于90，这种漏斗称为加强抛掷爆破漏斗，形成这种漏斗的爆破作用叫做加强抛掷爆破。 减弱抛掷爆破漏斗。当075n1时，药包爆破后所形成的漏

17、斗的底圆半径r小于最小抵抗线W，漏斗张开角 也小于90o，漏斗范围的岩石遭受到破坏，而且有少部分岩块被抛掷到漏斗以外，出现深度不大的漏斗坑。这种漏斗称为减弱抛掷漏斗，或加强松动爆破漏斗。其爆破作用叫减弱抛掷爆破或加强松动爆破。 松动爆破漏斗。当爆破作用指数04n0.75时，药包爆破后只是使漏斗范围内的岩石破碎，基本上没有抛掷作用，在水平地表上只看到鼓包现象，而看不到爆破漏斗，这样的漏斗称为松动爆破漏斗，其爆破作用叫做松动爆破。松动爆破由于装药量较小，爆堆比较集中，几乎不产生飞石，因此在工程爆破中，使用比较广泛。 由此可见，爆破作用指数n反映着爆破作用的性质。在工程爆破中，可通过选择适宜的n值来

18、控制爆破作用的性质，从而达到预期的爆破目的。 323 爆破效果的影响因素 影响爆破效果的因素很多，除了前述被爆对象的基本条件外，还有下列主要影响因素。 3231 炸药因素 炸药是实现爆炸的基本材料，炸药的性能是提供爆轰气体和冲击波的源泉，因此它是影响爆破效果的重要因素。影响爆破效果的炸药性能主要参数有以下3个。 (1)炸药爆速 炸药爆速即爆轰波在炸药内部的传播速度。爆速越大，则炸药的爆轰压力越大，作用在孔壁上的爆压也越大，对岩石的胀裂、推移、抛掷作用越强烈。 (2)爆轰气体产物的体积 爆轰气体的量越大，对岩石的鼓胀、抛掷能力越大。 (3)装药密度 装药密度的大小影响炸药的爆速，从而影响炸药能量

19、的发挥. 3232 装药结构 不同的装药结构可以改变炸药的爆炸性能，从而引起爆破作用的变化。 (1)药包的几何形状 常用的药包形状有集中药包和延长药包两类。条形药包和柱状药包都是延长药包。通常延长药包的长度与药包直径比不小于1520。集中药包又称球形药包，长度和直径比不超过6倍。延长药包较之球形药包其爆炸能量在岩体中分布均匀些，爆破块度也相对均匀。 (2)空气间隔装药 一般有轴向空气间隔装药和环向空气间隔装药两种(见图35)。空气间隔装药可以减弱爆破作用对孔壁的破坏，延长爆破作用时间，对达到某些特殊爆破目的十分有利，并改善爆破效果。如轴向不耦合装药用于合理分配炸药能量，使爆破块度均匀；环向不耦

20、合装药用于光面爆破、预裂爆破，保护孔壁或边坡等。3233 爆破参数 主要是指单位炸药消耗量(简称炸药单耗)、装药量、孔网参数、最小抵抗线等，爆破参数确定得是否合理将直接影响爆破效果。需要指出的是，当炸药单耗和装药量确定以后，药包间距与最小抵抗线之间的比值就有着非常重要的作用。比值过小，爆破时岩体容易沿炮孔连线方向产生破裂，而最小抵抗线方向的岩石却得不到充分破碎，从而产生大块，甚至造成欠挖，出现岩坎(或根底)；比值过大时，则可能使炮孔之间的岩石爆不下来，出现岩坎。 3234 爆破工艺 这主要是指装药和填塞施工的影响。装药时，起爆药包能量是否足够，炸药是否装到预定位置，是否连续；填塞时，填塞材料的

21、质量、填塞长度是否满足设计要求等都对爆破效果产生重要影响。33爆破方法与药量计算 331 露天钻孔爆破 露天钻孔爆破就是在露天条件下，采用钻孔设备，对被爆体以一定方式、一定尺寸布置炮孔，将炸药放置在恰当位置，然后按照一定的起爆顺序进行爆破，实现破碎、抛掷等目标。随着钻孔设备和装载设备的不断改进，爆破技术的不断完善和爆破器材的日益发展，露天钻孔爆破的应用越来越广泛，在经济建设中起到越来越重要的作用。 3311深孔爆破 通常将孔径不小于50mm，孔深不小于5m的钻孔称为深孔。深孔爆破一般是在台阶上或事先平整的场地上进行钻孔作业，并在深孔中装入柱状药包进行爆破。 深孔爆破法在石方爆破工程中占有重要地

22、位，它在露天开采工程(如露天矿山的剥离和采矿)、山体场地平整、港口建设、铁路和公路路堑开挖、水电闸坝基构筑和地下开采工程(如地下深孔采矿、大型硐室开挖、深孔成井)得到广泛应用。深孔爆破的炮孔形式一般分为垂直孔、倾斜孔和水平孔3种，炮孔布置形式有三角形、正方形和矩形布置。台阶深孔爆破典型布孔形式及主要参数如图3-6所示。台阶深孔爆破现场情况见图37。(1)露天台阶深孔爆破的特点机械化程度高，作业人员操作方便，劳动强度低。相对于浅孔爆破来说，其爆破规模大，作业效率高。相对于硐室爆破来说，产生的爆破有害效应可得到控制，爆破块度均匀，大块率低。近年来，随着我国大区毫秒爆破技术、小抵抗线宽孔距爆破技术的

23、日益成熟，给深孔爆破的应用又带来了广阔的前景。(2)深孔爆破作业与硐室爆破相比有以下优点 破碎质量好，破碎块度符合工程要求，不合格大块较少，爆堆较为集中，且具有一定的松散性，能满足铲装设备高效率装载的要求。 爆破有害效应得到有效控制，减少后冲、后裂、侧裂，爆破地震作用较小。 由于改善了岩石破碎质量，钻孔、装载、运输和机械破碎等后续工序发挥高效率，工程的综合成本较低。 对于最终边坡、最终底板，既确保平整，又不破坏原始地质条件，确保稳定，不留地质危害。 3312 浅孔爆破 浅孔爆破法通常是指孔径小于50mm，孔深小于5m的爆破法，它是工程爆破中较早采用的一种爆破方法。在现代爆破施工中，依然有着广泛

24、的应用范围。如露天小台阶采石(矿)，开山修路，沟、渠、桥涵基础开挖，清刷岩体边坡和处理孤石、危石，城市建筑物拆除等都采用浅孔爆破法。 浅孔爆破法之所以能在工程中得到长期广泛应用，是因为它具有以下特点： 所使用的钻孔机械主要是手持式或气腿式凿岩机，这些机械操作简单，使用方便灵活。在没有凿岩机的条件下，还可用人工打钎凿岩，增加了它的灵活性和适应性。 对于不同的爆破目的和工程需要，易于通过调整炮眼位置及装药量的方法，控制爆破岩石块度和破坏范围。 每一次爆破规模较小，装药量少，对周围环境所产生的爆破有害效应较小，特定条件下还可以采用覆盖措施等控制爆破飞石。 但浅孔爆破法也有明显缺点，如机械化程度不高，

25、工人劳动强度大，生产率较低，爆破作业频繁，大大增加了爆破安全管理工作量。对于大块、孤石、根底、沟渠和城市拆除爆破中的浅孔爆破参数，都是根据爆破对象的性质、形状、大小和周围环境条件确定的。 3313 药壶爆破 药壶爆破是在炮孔底部先用少量炸药分次把孔底扩大成壶状空腔，使其增加装药量，扩大爆破规模；增强抛掷效果，克服台阶底板阻力的爆破方法。 药壶爆破按布孔形式不同，可分为水平孔、垂直孔药壶爆破；根据孔径和孔深不同，可分为浅孔、深孔药壶爆破。药壶爆破的药包属于集中药包。与钻孔爆破相比，药壶爆破有以下特点：钻孔工作量小，装药量较多，爆破效率高，一次爆破量大。但扩壶施工困难，爆破作业时间长。如果采用水平

26、钻孔扩壶，则必须特别注意坡面有无松石塌落危险。 药壶爆破法最主要的施工技术在扩壶。扩壶中经常遇到的问题是炮孔堵塞，若处理不好，不仅要浪费炮孔，还会使原设计布置的炮孔位置发生偏移而影响爆破效果。为了减少扩孔堵塞的问题，炮孔不应布置在岩石破碎、裂隙发育的位置，还应注意岩体层面的方向，减少出现塌孔的机会。 药壶法爆破一般适宜在中硬以下的岩石中进行，而不宜在坚硬岩石中使用。因为在坚硬岩石中扩壶困难，扩壶次数太多易将炮孔损坏。 3314 沟槽爆破 沟槽爆破是水电、油、气、通讯等管线基础的开挖爆破。沟槽爆破断面通常比较小，爆破夹制作用大，炸药单耗较高。沟槽爆破通常根据沟槽断面大小、形状和周围环境布置爆破参

27、数和装药参数。 3315 毫秒与挤压爆破 (1)毫秒爆破 毫秒爆破就是将群药包以毫秒级的时间间隔分成若干组，按一定顺序起爆的一种爆破方法，因此毫秒爆破又叫微差爆破。毫秒爆破与普通爆破比较有以下特点： 通过药包间不同时间起爆，使爆炸应力波相互迭加，加强破碎效果。 创造新的动态自由面，减少岩石夹制作用，提高岩石的破碎程度和均匀性，减少了炮孔的前冲和后冲作用。 爆后岩块之间的相互碰撞，产生补充破碎，提高爆堆的集中程度。 由于相应炮孔先后以毫秒间隔起爆，爆破产生的地震波的能量在时间和空间上分散，地震波强度大大降低。在采矿和石方爆破中，常用的间隔时间为2580ms。毫秒爆破的起爆顺序多种多样，可根据工程

28、所需的爆破效果及工程技术条件选用。主要的起爆顺序有：排间顺序起爆，孔间顺序起爆，波浪式起爆，“V”形起爆，梯形起爆，对角线(或称斜线)起爆(见图3-8)。 (2)挤压爆破 在岩体破碎后岩块能自由扩张的情况下，爆后岩块堆的体积要比在原岩状态下增加4060，故通常在自由面处要留出足够的空间作为补偿空间，这种条件下的爆破叫做自由空间爆破。在地下采矿场中，为准备补偿空间，要进行拉底或拉切割槽。在露天开挖中，由于工作线不够长，也会影响工程进度。为克服以上不足，爆破工作者在实践中总结出了挤压爆破新技术，即在自由面上的堆碴没有清除干净的条件下进行爆破。挤压爆破又称留碴爆破。实践表明，没有足够补偿空间的爆破作

29、用，若参数选择恰当，也能改善爆破效果。与此相应的技术就是挤压爆破技术，它可以减少因岩石的抛掷和空气冲击波造成的能量损失，增加破碎岩块的相互碰撞和挤压所造成的补充破碎。 挤压爆破技术大大强化了开挖强度，这是因为：第一，凿岩、爆破、铲装3种作业不会相互制约，可以各自形成一个独立的生产作业区，这就可以相应地减少每台挖掘机的工作线长度，在运输条件允许的情况下，多布置挖掘机，或采用流水作业，提高工作面的出碴能力；第二，挤压爆破的每米炮孔的崩落量增大，岩块块度均匀，大块率低，相应提高了铲装效率和运输效率；第三，爆堆规整，对运输线路的影响小，减少了运输设备的停顿时间。 在露天台阶爆破中，采用多排孔毫秒挤压爆

30、破有以下特点： 采用大型机械装载，只要破碎均匀，块度适当，适度挤压不影响装载效率。 露天台阶爆破不存在补偿空间的限制，一次爆破面积大，深孔数目多，有利于合理地排列深孔，尽量利用不同段之间爆破碎块的相互挤压作用。 为取得好的破碎效果，在露天台阶挤压爆破中必须控制预留挤压层厚度，调整爆破参数和起爆方式，并适当提高单位炸药消耗量，以增强径向裂隙和挤压作用。 露天台阶挤压爆破用作挤压的矿岩有两种：一种是前次爆破在自由面上留下的松散碎块；另一种是先炸出12排孔的破碎岩块。 332硐室爆破法 硐室爆破是指把药包集中放置在为爆破而开挖的硐室或巷道中的一种爆破方法。硐室爆破的药包有集中药包和条形药包之分，按其

31、爆破目的不同可分为松动爆破、崩塌爆破、抛掷爆破、定向爆破等几种。 3321 硐室爆破的特点 具有施工条件可因陋就简，在缺乏大机械、电力供应不足时可大大缩短工期，加快工程进度； 可以省工，省搬运量，生产成本低，效率较高，施工干扰少。 硐室开挖困难，劳动条件差，一次用炸药量多。 爆破岩石块度不均匀，大块较多，二次破碎量大。 受地质地形条件影响大。 根据以上特点，硐室爆破在周围环境较好的开山造地、修路筑坝、剥离基建等工程中被广泛采用。 3322 硐室爆破的主要爆破参数 (1)最小抵抗线 最小抵抗线是药包中心到自由面的最短距离，它是硐室爆破药包布置的核心，它决定是采用单层药包还是采用两层或多层药包布置

32、方案。最小抵抗线的取值与山体的高度有关。最小抵抗线W与山体高度H的比值一般应控制在WH=0608范围内。 (2)单位炸药消耗量 在硐室爆破的装药量计算公式中，单位炸药消耗量K和K是松动爆破和标准抛掷爆破时的单位爆破体积用药量，其大小主要取决于岩石的种类及其裂隙发育程度和风化程度。单位炸药消耗量的确定方法有查表法、工程类比法和爆破漏斗试验法等。 (3)爆破作用指数其概念与爆破漏斗作用指数相同，它的大小决定了硐室爆破药包漏斗的深度、抛掷方量和抛掷率、爆堆分布状况等。 (4)药包间距(集中药包) 两个药包中心之间的距离为药包间距a，通常取a=(0812)W。 (5)层间距 采用两层或多层药包布置时，

33、山下两层药包中心之间的距离为层间距b，通常取b=(0910)(W上十W下)/2。其中W上、W下为上、下两层药包的最小抵抗线。 硐室爆破的药量计算公式见337节。 333 井巷爆破法 井巷掘进爆破法往往是在只有一个自由面条件下实施爆破作业，它的主要任务是在确保安全的条件下，高速度、高质量地将岩(矿)石按设计断面爆破下夹并尽可能对井壁或巷道周围的岩石不造成损伤和破坏。它广泛地应用于巷道、隧道、竖井、斜井掘进开挖及薄矿脉开采中。 掘进工作面的炮孔布置：掘进工作面的炮孔布置可分为掏槽孔、辅助孔、崩落孔和周边孔。其中掏槽孔的主要作用是爆出新自由面来，为其他炮孔创造有利爆破条件；辅助孔用来进一步扩大掏槽爆

34、破形成的自由面；崩落孔是破坏岩石的主要炮孔，能够在掏槽孔和辅助孔形成的自由面方向上爆出较大的爆破体积；周边孔又称轮廓孔，主要是使爆破后的井巷断面形状和方向符合设计要求。巷道掘进时，周边孔根据炮孔所在位置有顶孔、帮孔、底孔之分(见图39)。 掏槽孔的布置：掏槽孔是井巷掘进爆破成功的关键，它的作用是在工作面上先掏出一个槽子，形成新自由面，为其余炮孔爆破创造有利条件。掏槽孔必须最先起爆。为了提高爆破效果，发挥掏槽孔的作用，掏槽孔应比其他炮孔加深15-20cm，装药量增加15-20。根据井巷断面、岩石性质和地质构造等条件，掏槽孔排列形式有多种，归纳起来可分为倾斜掏槽和垂直掏槽两大类，此外还有两者结合的

35、混合掏槽。倾斜掏槽又可分为单向掏槽(见图3-10)、锥形掏槽(见图3-11)、楔形掏槽(见图312)。垂直掏槽又可分为缝形掏槽(见图313)、桶形掏槽(见图314)、螺旋掏槽(见图3-15)。混合掏槽又可分为锥形掏槽和复合锥形掏槽(见图316)两种。所有这些掏槽方式都有其优缺点，在工程实践中必须根据具体施工条件选取，确保获得最佳的爆破效果。 对掘进爆破的一般要求是： 开挖出的断面符合设计要求，周壁平整，尽量减少对周围岩体的破坏； 炮孔利用率高，增加每一个掘进循环进尺； 爆落岩块块度均匀，爆堆集中，以提高装岩效率；原材料消耗少，成本低。 各类井巷掘进中，除了有共同特点以外，还有各自特点。 333

36、1 平巷掘进爆破 平巷掘进广泛应用于地下矿山的运输巷道、行人联络道的掘进和硐室爆破的平硐及装药巷道开挖等。它的掘进特点是： 施工作业人员需要在独头工作面作业，新鲜空气不足，到一定深度后需要配备通风设备。 掘进时受岩性影响很大，如果周围岩石不稳固，有出现冒顶、岩壁塌落(片帮)的危险，必须进行支护。对于坚硬、致密岩石，可以不支护，但应注意钻孔深度，以免影响炮孔利用率。 掘进断面大小不一，使用时间长短不一，应根据具体情况确定是否采用轮廓控制爆破技术。 3332 隧道掘进爆破 隧道掘进常用于铁路、公路建设和地下工程中，与矿山水平巷道掘进相比，通常有以下特点： 隧道断面一般较大，高度和跨度大。 在隧道位

37、置处于复杂多变的地质条件下，尤其遇到浅埋地段时，岩体风化破碎，渗水、滴水严重，给凿岩爆破作业增加了很多困难。 铁路、公路隧道服务年限长，质量要求高，因此大量采用光面爆破技术，以减少对围岩的损坏，确保围岩完整。有时要在爆破作业后及时进行有效的锚喷、支撑、衬砌工作，使爆破作业面受到限制，这就增加了爆破施工的难度。 为了确保隧道开挖的成功和支护方式的可靠，隧道开挖根据岩性及地层条件可采用全断面法、台阶法、导坑法、分步法等；隧道支护方式可采用锚杆支撑、喷射混凝土支撑、钢支撑、钢筋网支撑、构件支撑等。 3333 竖井掘进爆破 竖井掘进广泛应用于地下矿山的运输提升井、行人天井、通风天井、切割天井等。人工掘

38、进竖井时可采用上向和下向掘进两种方法。上向掘进竖井由于可利用岩石自重下落，爆破作业效率较高，但作业人员到作业面一般要用吊罐或爬罐才行。下向掘进竖井作业条件较差，爆破效率较低，出碴也不方便。目前我国许多矿山正在推广采用机械或深孑L一次成井法掘进竖井，相对于人工法掘进竖井来说，作业效率高，作业人员安全，操作方便；但要求技术较高，有时成井率不是很高。竖井掘进与平巷掘进相比，有以下特点： 对于向下掘进竖井，岩石夹制作用更大，给爆破作业带来更大困难；对于向上掘进竖井，应特别注意上部松石塌落，以免伤及作业人员。 根据岩石性质、断面形状和使用要求确定炮孔布置方式，采用毫秒爆破技术，取得良好的爆破效果。 注意

39、施工上下配合，防止施工物件、井壁碎石等掉落下来砸伤作业人员。 加强作业面通风，确保有毒气体浓度在符合标准的条件下施工作业。 必须采取排水措施。 3334 桩井爆破 随着城市建设的发展，中高层建筑物不断增加，为确保这些建筑物的稳定，经常采用桩井爆破加深建筑物基础。桩井爆破方法与竖井爆破方法基本类似，它有以下特点： 桩井爆破断面较小，夹制作用较大；每次爆破循环进尺短；炸药消耗量大。 桩井爆破作业一般在城市中实施，因此要求严格控制爆破地震波和飞石等爆破有害效应。井口要采用钢丝网、沙袋等多重覆盖防护措施。 桩井一般为群井布置，应合理布置邻近桩井的爆破顺序。 334 水下爆破 水下爆破由于所处环境不同，

40、与陆地爆破相比，有以下特点： 水下爆破的药包被水所包围，由于水是一种近似不可压缩的介质，并且它的密度比空气大得多，所以爆轰产物在水中的膨胀就比在空气中慢得多；冲击波在水中的衰减也较慢，爆破造成的影响范围也较大。 水下爆破的石碴不易清除，因此，它对石碴尺寸的要求比陆地上更严格。 水下爆破必须要用防水炸药或者将普通炸药进行防水处理，同时还要防止药卷在水压作用下的破坏和变形。雷管的防水防压和导线的防漏电也是必须注意的问题。 由于水能见度低，加上水流、潮汐、风浪、地形、光照等的影响，使得水下爆破的药包放置和爆破网络敷设等比陆地困难得多。 水下爆破牵涉面较广，应用时要注意对水力资源和水产资源的保护。 水

41、下爆破按其药包类型和所在位置不同，通常可分为以下几种。 3341 水中爆破 它是把药包悬吊在距水底有一定距离的水层中间进行爆破，以便利用药包爆炸时所产生的强大冲击波及气体膨胀压力来达到不同的目的。比如，使泥沙空隙中的水分被强行挤出，增加泥沙密度以压实基础，或使其沉落到所需的深度以加大水深；用水中爆破搅动泥沙使其被水冲走，以达到清淤的目的等。 3342 水下钻孔拉槽爆破 水下钻孔拉槽爆破用于水下平地拉槽，以便为台阶爆破创造条件。在施工方法上与陆地钻孔拉槽爆破基本相同。这种爆破作业开挖的深度很小，效率也很低，只是在十分必要时才采用它。 3343 水下洞室爆破 水下洞室爆破通常是利用两岸有利地形，开

42、挖通到水位以下的导洞药室进行的大爆破。其目的是为了加宽、加深水域；或者为了爆开堤埂以分洪。 3344 水下岩塞爆破 在天然湖泊或已建成的水库中，为了取水、灌溉、发电、泄洪以及放空水库等目的，需要修建引水洞或泄洪洞。而这些隧洞的进口常在水下，为此，施工时常要用到岩塞爆破。水下岩塞爆破技术修建水下进水口时，首先是按照常规的施工方法修建隧洞，而在靠近库底或湖底处预留一定厚度的岩石(岩塞)。最后用爆破方法一次爆除岩塞，形成进水口。 3345 水下爆炸挤淤 通过爆炸能量将水下淤泥排挤出特定范围的一种方法。目前常用的有爆炸排淤填石法和水下爆夯法。前者常用于防浪堤、护岸、沿海围堤等水工工程的淤泥质软基处理。

43、后者常用于大型沉箱码头的抛石基床、造船厂滑道抛石基床等水工工程的基床压密。 目前，我国在炸礁和疏浚航道等工程中，常用的水下爆破方法有两种。 (1)水下裸露爆破 它是把药包布置在岩石上进行爆破，常用于水下孤石解小，沉积障碍物的清除，过江沟槽的开挖，紧密胶结沙石层的松动，以及炸除礁石与旧桥墩等。但由于水下裸露爆破单位用药量较大，效率较低，同时也不能开挖较深的岩层，因此在应用上受到一定程度的限制。(2)水下钻孔爆破 水下钻孔有潜水员直接钻孔法和钻孔船配套管法两种。潜水员直接钻孔时，安全生产条件差，效率低，规模大的工程中很少采用。钻孔船配套管法就是选择稳定性好、吃水浅、船身长的船只，安上钻机，用套管套

44、住钻杆进行水下钻孔。另外也可采用固定工作平台钻孔法，即钻孔前架设钻孔平台，在平台上对爆区钻孔，此法在水深时不能采用。 335 拆除爆破 用于拆除露天、地下和水下建(构)筑物的控制爆破称为拆除爆破。具体地说就是：根据工程要求和爆破环境、规模、对象的具体条件，通过精心设计、施工与防护等技术措施，严格地控制炸药爆炸能量的释放过程和介质的破碎过程，既要达到预期的爆破效果，又要将爆破有害效应的影响范围和危害作用严格地控制在允许限度内。这就是说，拆除爆破需要同时控制爆破效果和爆破有害效应。 3351 拆除爆破的特点： 爆破对象和材质的多种多样； 爆破区(点)的周围环境复杂； 起爆技术比常规爆破要复杂得多。拆除爆破常用于：大型块体的切割解体，如厂房内的设备基础，各种建、构筑物的基础以及桥梁台墩、码头船坞、桩基等的破碎；钢筋混凝土框架结构，高大建、构筑物(如楼房、烟囱、水塔等)的拆除；金属拆除爆破，如拆除桥梁、船舶、钢架、钢柱、钢板等；高温凝结物拆除爆破，如高炉、平炉及炼焦炉中的凝固熔渣爆破等；地坪拆除爆破，如混凝土路面、地坪、飞机场跑道的破碎等。 3352 拆除爆破的防护 拆除爆破常用的防护有覆盖防护、近体防护、保护性防护等3种。为确保效果与安全，拆除爆破设计施