《露天台阶爆破》PPT课件.ppt

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1、露天台阶爆破,主讲教师：左金库联系电话：Email:,露天深孔台阶爆破,台阶爆破：台阶爆破是工作面以台阶形式推进的爆破方法。分类：按孔径、孔深的不同，分为深孔台阶爆破和浅孔台阶爆破。深孔台阶爆破：将孔径大于75mm、孔深大于5m的钻孔台阶爆破，称为深孔台阶爆破。浅孔台阶爆破：将孔径小于75mm、孔深小于5m的钻孔台阶爆破，称为浅孔台阶爆破。,露天深孔台阶爆破应用概况：（1）广泛应用于矿山、铁路、公路和水力水电等工程。（2）近年来，我国露天开采的产量比重：铁矿石占90%有色金属矿石占52%化工原料占70.7%建筑材料近100%,深孔爆破技术在改善破碎质量、维护边坡稳定、提高装运效率和经济效益等方

2、面有极大的优越性，随着深孔钻机等机械设备的不断改进发展，在铁路和公路路堑、矿山露天开采工程、水电闸坝的基坑开挖工程中，深孔爆破技术得到广泛的应用，深孔爆破技术在石方爆破工程中占有越来越重要的地位。,深孔爆破的优越性主要表现在：（1）大型设备的采用，大大提高了开采强度和矿石产量，尤其是牙轮钻机，大型电铲，电动轮汽车的配套使用。（2）深孔爆破有利于使用先进的爆破技术，例如：毫秒爆破、宽孔距小抵抗线爆破、预裂爆破等，这些技术的广泛应用，显著地改善了破碎质量，降低了有害效应。（3）提高了钻孔延米爆破量，降低了采矿的综合成本等技术经济指标。,牙轮钻头,台阶要素,深孔爆破通常是在一个事先修好的台阶上进行钻

3、孔作业，这个台阶也称作梯段。台阶深孔爆破也称作梯段深孔爆破。深孔爆破的台阶要素如图所示。,图中 H为台阶高度（m）；W1为前排钻孔底盘抵抗线（m）；h为超深（或超钻）深度（m）；L为钻孔深度（m）；l1为堵塞长度（m），l2为装药长度（m）；为台阶坡面角（度）；b为排距（m），a为钻孔间距（m）；c为台阶上部边线至前排孔口的距离（m）。,钻孔形式,钻孔一般分为垂直钻孔和倾斜钻孔两种形式,如图6-1所示。垂直钻孔和倾斜钻孔的优缺点比较如表6-1所示。,表6-1垂直钻孔与倾斜钻孔比较,从表中可以看出 倾斜钻孔在爆破效果方面较垂直钻孔有较多的优点 但在钻凿过程中的操作比较复杂 在相同台阶高度情况下倾

4、斜钻孔比垂直钻孔要长 而且装药时易堵孔给装药工作带来一定困难在实际工程中垂直钻孔的应用较倾斜钻孔要广泛得多,当台阶上部边线至前排孔口的距离取2m，台阶坡面角取75时，台阶高度取10m，经计算底盘抵抗线w1=4.7m；台阶高度取15m，底盘抵抗线w1=6m；台阶高度取20m，底盘抵抗线w1=7.3m。,布孔方式,布孔方式有单排布孔（一字形布孔）及多排布孔两种，多排布孔又分为方形、矩形及三角形（或梅花形）三种，如图6-2所示从能量均匀分布的观点看，以等边三角形布孔最为理想，方形或矩形多用于挖沟爆破。在相同条件下，与多排孔爆破相比较，单排孔爆破能取得较高的技术经济指标。但为增大一次爆破方量，广泛采用

5、多排毫秒延时爆破技术，这样不仅可以改善爆破质量，而且可以增大爆破规模，以满足大规模开挖的需要,爆破参数的确定,露天深孔爆破参数：包括孔径、孔深、超深、底盘抵抗线、孔距、排距、堵塞长度和单位炸药消耗量等参数。为了达到良好的深孔爆破效果，必须合理确定这些参数。,（1）孔径 露天深孔爆破的孔径主要取决于钻机类型、台阶高度和岩石性质 大型金属露天矿多采用牙轮钻机，孔径250310mm；中小型金属露天矿，化工、建材等非金属矿山多采用潜孔钻，孔径100200mm；一般来说，钻机选型确定后，其钻孔直径就已确定下来国内常用的深孔直径有7680、100、150、170、200、250、310mm。,（2）孔深与

6、超深 孔深由台阶高度和超深确定 台阶高度的确定应考虑为钻孔、爆破和铲装创造安全和高效率的作业条件，它主要取决于挖掘机的铲斗容积和矿岩开挖技术条件 目前，我国深孔爆破的台阶高度多为H=1015m 超深h是指钻孔超出台阶底盘标高的那一段孔深 超深的作用：降低装药中心的位置，以便有效地克服台阶底部阻力，避免或减少留根底，以形成平整的底部平盘。超深值一般在0.53.6m。,（3）底盘抵抗线W1 底盘抵抗线：是指由第一排装药孔中心到台阶坡脚的最短距离。在露天深孔爆破中，为避免残留根底和克服底盘的最大阻力，一般采用底盘抵抗线代替最小抵抗线，底盘抵抗线是影响深孔爆破效果的重要参数。过大的底盘抵抗线，会造成残

7、留根底多、大块率高、冲击作用大；过小则不仅浪费炸药，增大钻孔工作量，而且岩块易抛散和产生飞石、震动、噪声等有害效应。底盘抵抗线同炸药威力、岩石可爆性、岩石破碎要求、钻孔直径和台阶高度以及坡面角等因素有关。,这些因素及其相互影响程度的复杂性，很难用一个数学公式表示，需依据具体条件，通过工程类比计算，在实践中不断调整底盘抵抗线，以便达到最佳的爆破效果。,根据钻孔作业安全条件确定 式中 W1底盘抵抗线，m；H 台阶高度，m；台阶坡面角，一般为6075；B 从深孔中心到坡顶线的安全 距离，B2.53m。,按台阶高度确定,岩石坚硬，系数取小值，反之，系数取大值。,按钻孔直径确定,k系数，可查表；d炮孔直

8、径，mm。,（4）孔距与排距,孔距a：是指同排的相邻两个炮孔中心线间的距离。可按下式计算：a=mW1 式中 m炮孔密集系数。m值通常大于1。对于宽孔距小抵抗线爆破则为34或更大。但是第一排孔往往由于底盘抵抗线过大，应选用较小的密集系数，以克服底盘的阻力。,排距b：指多排孔爆破时，相邻两排炮孔间的距离 1）采用等边三角形布孔时，其计算式为 2）多排孔爆破时为 式中 S钻孔负担的爆破面积,（5）堵塞 合理的堵塞长度和良好的堵塞质量，对改善爆破效果和提高炸药利用率具有重要的作用 合理的堵塞长度应能降低爆炸气体能量损失（堵深）和尽可能增加钻孔装药量（堵浅）良好的堵塞质量是尽量增加爆炸气体在孔内的作用时

9、间和减少空气冲击波、噪声和飞石的危害堵塞长度可按下式确定 垂直深孔取；倾斜深孔取,堵塞长度也可按下式确定式中 炮孔直径，mm；应该指出的是堵塞长度与堵塞质量、堵塞材料密切相关，堵塞质量好和堵塞物的密度大也可减小堵塞长度 矿山大孔径深孔的堵塞长度一般为58m 当采用尾砂堵塞时，也可减少到45m,（6）单位炸药消耗量,在深孔爆破中，单位耗药量q值一般根据岩石的坚固性、炸药种类、施工技术和自由面数量等因素综合确定 在两个自由面的边界条件下同时爆破，深孔装药时单位耗药量可按表6-2选取表 6-2 单位耗药量q值表,注：表中数据以2号岩石铵梯炸药为准。,（7）每孔装药量,单排孔爆破（或第一排炮孔）每孔装

10、药量计算,a 孔距，m；w1底盘抵抗线；H 台阶高度，m。,式中 q 单位耗药量，kg/m3；,多排孔爆破时，从第二排起，各排孔的装药量可按下式计算：,式中 K为考虑受前面各排孔的岩碴阻力作用下增量增加系 数，取1.11.2；b排距，m；其余符号意义同前。,装药结构,装药结构是影响爆破效果的主要因素之一。深孔爆破采用的装药结构主要有连续装药结构、分段装药结构、孔底间隔装药结构和混合装药结构。（1）连续装药结构 炸药从孔底装起，装完设计药量之后再进行堵塞。这种方法施工简单，但由于设计装药量一般不足以填满炮孔的较大部分，易出现炮孔上部不装药段（即堵塞段）较长的现象，使岩体上部出现大块的比例增加。连

11、续装药结构适用于台阶高度较小，上部岩石比较破碎或风化严重，上部抵抗线较小的深孔爆破。,（2）分段装药结构 在钻孔中把炸药分成数段，使炸药能量在岩石中比较均匀的分布（图8-34）。间隔装药结构适合于特殊地质条件下的深孔爆破，如所爆破的岩层中含有软弱夹层或溶洞时，通过堵塞物将炸药布置到坚硬岩层中，可以有效地降低大块率。除非安全需要，一般不在均匀岩层中采用间隔装药结构，而是通过扩大孔网参数来调整孔口堵塞长度。这样可以节省钻孔数量、降低钻孔成本。,间隔材料 空气 岩渣 水优点：提高了装药高度 减少了孔口部位的大块率缺点 施工麻烦,（3）孔底间隔装药结构 在深孔底部留出一段不装药 以空气作为间隔介质（亦

12、称孔底气垫装药），或采用水间隔或柔性材料间隔,（4）混合装药结构 所谓混合装药结构就是在同一炮孔内装入不同种类的炸药，即在炮孔底部装入高密度、高威力炸药，而在炮孔上部装入威力较低的炸药。采用混合装药结构的目的是充分发挥高密度、高威力炸药的作用，解决深孔爆破中底部岩体阻力大，炸不开，易留岩坎的问题，同时又可避免上部岩石过度破碎或产生飞石。,空气间隔装药中，空气的作用是:（1）降低爆炸冲击波的峰值压力，减少炮孔周围岩石的过度粉碎；（2）岩石受到爆炸冲击波的作用后，还受到爆炸气体所形成的压力波和来自炮孔孔底的反射波的作用当这种二次应力波的压力超过岩石的极限破裂强度时，岩石的微裂隙将得到进一步扩展；（

13、3）延长应力波的作用时间；（4）使岩石破碎块度更加均匀。,起爆顺序,起爆网路有电爆网路、导爆索网路、导爆管起爆网路。其中导爆管起爆网路应用较为广泛。连接网路时应注意以下安全问题。孔内引出的导线或导爆管等要留有一定的富余长度，以防止因炸药下沉而拉断网路，在有水炮孔内装药或使用散装炸药时尤其要注意。网路连接工作应在堵孔全部结束后进行。,深孔台阶爆破的技术设计,（1）工程概况（2）台阶要素，钻孔形式，钻机类型，布孔方式（3）爆破参数的确定：孔径与孔深、超深、底盘抵抗线、孔网参数（孔距、排距、密集系数）、堵塞长度（4）装药结构（5）药量计算：单位炸药消耗量、每孔装药量、总装药量（6）起爆网路计算（7）

14、材料消耗，主要技术经济指标（8）安全范围的确定，人员、设备的撤离（9）附图：包括台阶三面（或两面）投影图、爆区平面图、起爆网路连线图、安全警戒范围图,深孔台阶爆破施工工艺,炮孔检查,孔口标签,药量核实,回 填,装 药,堵 塞,敷设网路,起 爆,爆后检查,降低深孔台阶爆破大块产出率和根底率的措施,露天深孔台阶爆破普遍存在大块产出率和根底率偏高的问题，它不仅影响铲装效率，加速设备的磨损而且增加了二次爆破的工作量，提高了爆破成本。大块的标准主要取决于铲装设备和初始破碎设备的型号和尺寸，因此，其标准的制定是因地、因时而异的。大块产生部位（1）台阶上部和台阶坡面；（2）同一爆区软、硬岩的分界处；（3）爆

15、区的后部边界。,大块产生原因（1）为了克服底盘抵抗线的阻力，炸药主要置于炮孔的中、底部，使其沿炮孔轴线方向的炸药能量分布不均，孔口部分能量不足，岩石破碎不均匀；（2）台阶前部，即邻近台阶坡面的一定范围内，岩石受前次爆破的破坏，原生弱面张裂，甚至被切割成“块体”，爆破时这部分“块体”易整体振落，形成大块；（3）同一爆区硬岩和软岩分界部分，有时从爆区表面就可看到大块条带，易于振落；（4）爆区的后部与未爆岩石相交处，也会产生一些因爆破而振落的大块。,什么是根底 所谓根底就是爆破后电铲难以挖掘的凸出采掘工作面一定高度的硬坎、岩埂。对于台阶高度12m的矿山，凸出采掘工作面标高1.5m以上的硬坎、岩埂，称

16、为根底。根底产生的原因：（1）孔网参数选择不当；（2）起爆顺序和毫秒间隔时间不合理；（3）底部装药不足等。,降低大块率、根底率的措施（1）正确的设计 就是要确定合理的爆破参数。（2）严格的施工 严格的施工不仅是严格爆破的施工，而且要严格布孔和钻孔作业的施工。钻孔作业 是爆破的先头作业，它的好坏直接影响爆破效果。（3）科学的管理 爆破技术和科学的管理是一个有机的整体。爆破技术是基础，科学管理是保证。在爆破管理上要实行分层管理，逐层考核，责任到人。严格执行质量管理体系和质量监控网络。,大区多排孔毫秒爆破技术,毫秒爆破是指相邻炮孔或排间孔以及深孔内以毫秒级时间间隔顺序起爆的一种爆破技术 大区和多排孔

17、是表示毫秒爆破的规模（1）大区多排孔毫秒爆破的特点 爆破规模大、爆破技术复杂、难度大；参加爆破施工的人数较多，工期较长，对施工组织和管理要求更高；由于爆破规模大，爆破有害效应相对更严重一些，要求采取更加严密的防护措施。,（2）毫秒爆破作用原理应力波迭加作用增加自由面的作用岩块相互碰撞作用减少爆破地震作用（3）毫秒延期间隔时间的确定 确定合理的毫秒延期间隔时间是实现毫秒爆破的关键。但是，如何确定，采用什么样的公式计算目前还缺乏统一的认识。通常，露天深孔台阶爆破时，毫秒延期间隔时间为1575ms，常用2530ms，随着排数的增加，排间毫秒延期间隔时间依次加长。,宽孔距、小抵抗线爆破技术,宽孔距、小

18、抵抗线爆破是在保持炮孔负担面积不变的前提下，加大孔距、减小抵抗线，即增大密集系数的一种爆破技术。国内外研究表明：该项爆破技术无论在改善爆破质量，还是降低单耗、增大延米爆破量方面都表现出巨大的潜力。,（1）宽孔距、小抵抗线爆破机理增大爆破漏斗角，形成弧形自由面，为岩石受拉伸破坏创造有利条件防止爆炸气体过早泄出，提高炸药能量利用率炮孔间应力迭加作用减弱增强辅助破碎作用,（2）密集系数（m）的选取 关于密集系数的选取，目前还没有统一的计算公式，可根据类似工程的成功案例或本工程的试验值选取。一般认为m=26都可取得良好的爆破效果，个别情况m=68也是可行的。但是，在工程实施上特别需要注意两点：保证穿孔

19、质量（孔位、孔深）；定好第一排孔的m值至关重要，通常先定好第一排炮孔的参数，确保不留根底；然后再依次布置m值增大的第二排、第三排等炮孔。,露天浅孔台阶爆破,露天浅孔台阶爆破与露天深孔台阶爆破，二者基本原理是相同的，工作面都是以台阶的形式向前推进，不同点仅仅是孔径、孔深比较小，爆破规模比较小。浅孔台阶爆破主要用于矿山采矿、采石以及平整地坪，开挖路堑、沟槽，开挖基础等。它是目前我国铁路、公路、水力水电、人防工程和小型矿山开采的主要爆破方法。,炮孔排列,浅孔台阶爆破,单排孔：多用于一次爆破量较小的爆破,多排孔,平行排列,交错排列,爆破参数（1）炮孔直径 由于采用浅孔凿岩设备，孔径多为3642mm，药

20、卷直径为32mm或35mm（2）炮孔深度和超深 L=H+h式中 L炮孔深度，m；H台阶高度，m；h超深，m。浅孔台阶爆破的台阶高度一般不超过5m，超深一般取台阶高度的10%15%，即 h=(0.100.15)H 如果台阶底部辅以倾斜炮孔，台阶高度可适当增加（如图）,H,（3）炮孔间距a a=（1.02.0）W1 a=（0.51.0）L（4）底盘抵抗线W1 W1=（0.41.0）H 在坚硬难爆的岩石中，或台阶高度较高时，取小系数（5）单位炸药消耗量q 与深孔台阶爆破的单位炸药消耗量相比，浅孔台阶爆破的单耗值应大一些，具体数值可查表。,爆破施工作业,为保障施工的安全，取得良好的爆破效果，要求参加作

21、业的各种人员都应事先掌握施工作业的操作要领，了解注意事项，严格遵守爆破安全规程的各项有关规定，做到安全可靠，万无一失。,台阶深孔爆破,一、炮孔布置 根据爆破作业通知书上规定的孔网参数布置炮孔。炮孔布置应由爆破工程技术人员或有经验的爆破员实施，并根据现场实际情况适当调整孔网参数。一般来说，参数调整幅度不超过10%。,炮孔布置原则：1、炮孔位置要尽量避免布置在岩石松动、节理裂隙发育或岩性变化大的地方；2、特别注意底盘抵抗线过大的地方，应视情况不同，分别采取加密炮孔、预拉底（即先进行钻孔放炮）、孔底扩壶或底部装密度大、威力高的炸药等方式来避免产生根底；3、要特别注意前排炮孔抵抗线的变化，防止因抵抗线

22、过小出现爆破飞石事故，过大会留下根坎；4、要注意地形标高的变化，适当调整钻孔深度，保证下部作业平台的标高基本一致。,二、炮孔钻凿及验收1、钻孔作业（1）钻机操作工人根据炮孔位置进行钻孔。钻孔作业前必须认真清理炮孔周围浮石、松石等，并了解炮孔钻凿深度、倾角。（2）前排钻孔的孔边距太小、换接钻杆有困难（或不安全）时，应向技术人员提出调整孔位和倾角。,2、炮孔验收（1）检查炮孔深度和孔网参数；（2）复核前排各炮孔的抵抗线；（3）查看孔中含水情况。3、防止堵孔措施（1）每个炮孔钻完后立即将孔口用木塞或塑料塞堵好，防止雨水或其它杂物进入炮孔；（2）孔口岩石清理干净，防止掉落孔内；（3）一个爆区钻孔完成后

23、尽快组织实施爆破。,三、装药作业1、装药前的准备工作（1）在炮孔验收完成后，根据爆破设计准备各孔装药的品种和数量，雷管种类、段别和数量；（2）检测电雷管，电阻值过大或不导通时禁止使用，并做销毁处理；（3）清理炮孔附近的浮渣、石块及孔口覆盖物；（4）检查炮棍上的刻度标记是否准确、明显；（5）炮孔中有水时应采取措施将孔内水排出。,2、起爆药包的制作（1）根据爆破设计在每个炮孔孔口附近放置相应段别的雷管；（2）将雷管插入筒状乳化炸药内，并用胶布将雷管脚线（导爆管）与乳化炸药绑扎结实，防止脱落；（3）根据炮孔深度加长雷管连接线，其长度应保证起爆网路的敷设；（4）每孔一般使用两个起爆药包，确保每个炮孔装

24、药均能起爆。,3、装药（1）起爆药包位置 1）正向起爆：起爆药包放在孔内药柱上部；2）反向起爆：起爆药包放在孔底；3）中间起爆：起爆药包放在炮孔中部；4）两点起爆：起爆药包分别放置在总装药长度的1/4和3/4处。,（2）装药注意事项 1）结块的炸药必须敲碎后放入孔内，防止堵塞炮孔，破碎药块时只能用木棍、不能用铁器；2）乳化炸药在装入炮孔前一定要整理顺直，不得有压扁等现象，防止堵塞炮孔；3）根据装入炮孔内炸药量估计装药位置，发现装药位置偏差很大时立即停止装药，并报爆破技术人员处理。出现该现象的原因：一是炮孔堵塞炸药无法装入，二是炮孔内部出现裂缝、裂隙，造成炸药漏到裂缝、裂隙中。,4）装药速度不宜

25、过快，特别是水孔装药速度一定要慢，要保证乳化炸药沉入孔底；5）放置起爆药包时，雷管脚线要顺直，轻轻拉紧并贴在孔壁一侧，可避免脚线产生死弯而造成折断等，同时可减少炮棍捣坏脚线的机会；6）要采取措施防止起爆线（或导爆管）掉入孔内。,（3）装药过程中发生堵孔的原因 1）在水孔中由于炸药在水中下降慢，装药速度过快而造成堵孔；2）炸药块度过大，在孔内下不去；3）装药时将孔内浮石带入孔内或将孔内松石碰到孔中间，造成堵孔；4）水孔内水面因装药而上升，将孔壁松石冲到孔中间堵孔；5）起爆药包卡在孔内某一位置，未装到接触炸药处，继续装药就造成堵孔。,（4）堵孔的处理方法 1）起爆药包未装入炮孔前，可采用木棍（禁止

26、用钻杆等易产生火花的工具）桶透装药，疏通炮孔；2）在起爆药包装入炮孔后，严禁用力直接桶压起爆药包，可请现场爆破技术人员提出处理办法。,四、填塞作业 1、填塞前的准备工作（1）利用炮棍上刻度校核填塞长度是否满足设计要求；（2）填塞材料准备。填塞材料一般采用钻屑、黏土、粗砂等，按炮孔直径要求制作成炮泥卷，放在炮孔周围。,2、填塞（1）将填塞材料慢慢放入孔内，并用炮棍轻轻压实、堵严；（2）炮孔填塞段有水时，采用粗砂等填塞。每填入3050cm后用炮棍检查是否沉到底部，并压实。重复上述作业完成填塞，防止炮泥卷悬空、炮孔填塞不密实；（3）水平孔、缓倾斜孔填塞时，采用炮泥卷填塞。炮泥卷每放入一节后，用炮棍将炮泥卷捣烂压实，防止炮孔填塞不密实。,3、填塞作业注意事项（1）填塞材料中不得含有碎石块和易燃材料；（2）炮孔填塞段有水时，应用粗砂或岩屑填塞，防止在填塞过程中形成泥浆或悬空，使炮孔无法填塞密实；（3）填塞过程中要防止导线、导爆管被砸断、砸破。,再 见！,