1、引 言 一種極其重要的工程手段-爆破 利用炸藥的爆炸能量對周圍的巖石、混凝土或土等介質(zhì) 進(jìn)行破碎、拋擲或壓縮，達(dá)到預(yù)定的開挖（采）、填筑或處理等工程目的的技術(shù)。 通過在地球表層的工程活動，來利用自然、改造自然：在冶金、鐵道、交通、化工、煤炭、建材、石油、水利水電等行業(yè)的應(yīng)用。 對加速人類文明進(jìn)程起到了的巨大的不可替代的作用 1、 空間開挖 2、 料的開采 3、 拆 除 81:0.251:0.251297.931288.508383901290.000.8 0.7 0.7 0.81282.002.01.06.00.576MS8MS12MS10MS14MS18MS16MS22MS26MS24MS3

2、0MS34MS32MS38MS42MS40MS39MS43MS41MS31MS35MS33MS23MS27MS25MS19MS17MS9MS13MS11MS15背水側(cè)迎水側(cè)1298.43起爆器電雷管電雷管電雷管電雷管電雷管MS44MS45MS21MS29MS37MS45MS44MS36MS28MS20MS21MS29MS37MS45MS44MS36MS28MS20MS21MS29MS37MS45MS44MS36MS28MS20MS21MS29MS37MS45MS44MS36MS28MS20MS21MS29MS37MS45MS44MS36MS28MS20電雷管MS7導(dǎo)爆索電雷管電雷管電雷管電雷管

3、電雷管電雷管電雷管電雷管電雷管電雷管導(dǎo)爆索MS20MS28MS36MS44MS45MS37MS29MS211290MS6電雷管電雷管電雷管電雷管電雷管MS5MS4MS3MS2MS1 爆破漏斗的幾何特征參數(shù)： （1）藥包中心至臨空面的最短距離- 最小抵抗線長度W， （2）爆破漏斗底半徑r， （3）爆破破壞半徑R， （4）可見漏斗深度P， （5）拋擲距離L。 爆破漏斗的幾何特征反映了藥包重量和埋深的關(guān)系，反映了爆破作用的影響范圍。 爆破作用指數(shù)n（=r/w）: 反映爆破漏斗的幾何特征，它是爆破設(shè)計中最重要的參數(shù)。 根據(jù)n值大小對工程應(yīng)用中的爆破分類 （1）當(dāng)n1即r=W時，稱為標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破； （2

4、）當(dāng)n1即rW時，稱為加強(qiáng)拋擲爆破； （3）當(dāng) 0.75n1時，稱為減弱拋擲爆破； （4）當(dāng)n0.75時，稱為松動爆破。裝藥量的體積公式原理爆破的體積（方量）與用藥量成線性正比；單位耗藥量概念（kg/m3）單個集中藥包，其裝藥量計算Q=KW3f(n)K規(guī)定條件下的標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破的單位耗藥量；W最小抵抗線長度，m；f（n）爆破作用指數(shù)函數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破：f（n）=1；加強(qiáng)拋擲爆破：f（n）=0.40.6n3；減弱拋擲爆破：f（n）= 松動爆破：f（n）=n3。 3)734(n第第7章章 露露 天天 爆爆 破破 露天:需爆破的部位，相對于地下開挖與開采 爆破基本方法按照藥室的形狀不同主要可分為鉆孔爆

5、破和硐室爆破兩大類。爆破方法的選用取決于工程規(guī)模、開挖強(qiáng)度和施工條件。 鉆孔爆破-爆破開挖與開采的主流 露天鉆孔爆破：深孔與淺孔的區(qū)別 淺孔爆破：孔徑小于75mm，孔深小于5m 深孔爆破：孔徑大于75mm，孔深超過5m 在開挖輪廓線上，為了獲得平整的輪廓面、控制超欠挖和減少爆破對保留巖體的損傷，采用預(yù)裂和光面爆破等技術(shù)，即巖石輪廓控制爆破技術(shù) 淺孔爆破: 有利于控制開挖面的形狀和規(guī)格，使用的鉆孔機(jī)具較簡單，操作方便；缺點是勞動生產(chǎn)率較低，無法適應(yīng)大規(guī)模爆破的需要。淺孔爆破大量應(yīng)用于地下工程開挖、露天工程的中小型料場開采、小型路塹、水工建筑物基礎(chǔ)分層開挖以及城市建筑物的控制爆破。 深孔爆破: 適

6、用于料場和基坑的大規(guī)模、高強(qiáng)度開挖。 為了取得較好的爆破效率，多數(shù)情況下，鉆孔爆破以臺階或梯段形式出現(xiàn)，充分利用天然臨空面或創(chuàng)造更多的臨空面。在有至少兩個臨空面的臺階上以合理布置炮孔 深孔臺階爆破與淺孔臺階爆破 工程爆破需達(dá)到的目的：（1）有效的破碎 （2）設(shè)計的開挖輪廓 （3）有害效應(yīng)的控制 深孔臺階爆破 鉆孔分為垂直孔和傾斜孔。 傾斜孔的優(yōu)點是由于炮孔與臨空面平行，使得爆破過程全孔所受的抗力均勻，爆后巖塊均勻，底部殘埂少，爆堆形狀易于控制，有利于提高出碴裝載機(jī)的效率；同時保持一定的臺階坡面角，也有利于保持坡面的穩(wěn)定。其缺點是傾斜孔鉆孔技術(shù)要求高，鉆孔效率低，裝藥過程易堵孔。 一、臺階要素

7、綜合地質(zhì)與巖性、開挖強(qiáng)度、鉆孔、裝碴和運輸設(shè)備性能及合理配套等條件確定。一般為616m，以812 m居多。 二、鉆孔型式 垂直深孔與傾斜深孔，比較其優(yōu)缺點鉆孔分為垂直孔和傾斜孔。 傾斜孔的優(yōu)點是由于炮孔與臨空面平行，使得爆破過程全孔所受的抗力均勻，爆后巖塊均勻，底部殘埂少，爆堆形狀易于控制，有利于提高出碴裝載機(jī)的效率；同時保持一定的臺階坡面角，也有利于保持坡面的穩(wěn)定。其缺點是傾斜孔鉆孔技術(shù)要求高，鉆孔效率低，裝藥過程易堵孔。 三、布孔方式: 有單排與多排；多排分方形、矩形、三角形。形成孔網(wǎng)參數(shù)，三角形更有利于爆破能量均勻分布。 臺階爆破鉆爆參數(shù)設(shè)計 1）鉆孔直徑d 鉆機(jī)類型、臺階高度及巖石性質(zhì)

8、。 國內(nèi)規(guī)格：水工基礎(chǔ)，一般不超過150 mm；在臨近建基面、設(shè)計邊坡輪廓處，孔徑一般不大于110 mm。大型金屬礦達(dá)到300mm. 2）孔深L與超鉆深度h 超鉆的作用在于克服底盤阻力，避免殘埂，獲得符合設(shè)計標(biāo)高且較平整的底盤。 考慮鉆孔傾斜角 3）底盤抵抗線W1 指炮孔中心線至臺階坡腳的水平距離。按安全作業(yè)條件；按每孔裝藥條件（巴隆公式） 4）孔距a和排距b 孔網(wǎng)參數(shù),同排 a=m W1 ,m密集系數(shù) 多排，b,合理的炮孔負(fù)擔(dān)密集S?？拙W(wǎng)參數(shù)的重要性，寬孔距小抵抗線布孔 5）堵塞長度L1 堵塞長度與質(zhì)量，危害，(0.71)W 6) 單位耗藥量 標(biāo)準(zhǔn)單耗K，松動爆破q-kg/m3 7) 單孔藥

9、量Q Q=qxV =? V =axb(或w1) xH q深孔臺階爆破單耗，q的大體范圍為：軟巖0.150.3kg/m3,中硬巖0.30.45kg/m3,硬巖0.450.6kg/m3 藥量平衡原理：每個炮孔爆除其所承擔(dān)的一定體積巖石所需的藥量必須與最佳堵塞條件下孔內(nèi)所裝入的藥量相等。 一個鉆孔允許的最多裝藥量，可以通過調(diào)整孔網(wǎng)參數(shù)來平衡。 起爆網(wǎng)路的設(shè)計 微差起爆網(wǎng)路的基本作用： （1）為后續(xù)炮孔形成臨空面 （2）按允許的單響藥量起爆，實現(xiàn)爆破振動的控制 起爆方式 微差間隔時間T： 在時序上確保臨空面的形成和避免爆破振動波的疊加，深孔臺階爆破最好控制在50ms; 高精度等間隔雷管和電子數(shù)碼雷管形

10、成的起爆網(wǎng)路的應(yīng)用 微差延期的方式：孔內(nèi)延期、孔外延期、內(nèi)外組合延期，接力起爆網(wǎng)路的設(shè)計 網(wǎng)路的超前破壞預(yù)防：飛石、空氣沖擊波和爆破震動對網(wǎng)路的影響81:0.251:0.251297.931288.508383901290.000.8 0.7 0.7 0.81282.002.01.06.00.576MS8MS12MS10MS14MS18MS16MS22MS26MS24MS30MS34MS32MS38MS42MS40MS39MS43MS41MS31MS35MS33MS23MS27MS25MS19MS17MS9MS13MS11MS15背水側(cè)迎水側(cè)1298.43起爆器電雷管電雷管電雷管電雷管電雷管M

11、S44MS45MS21MS29MS37MS45MS44MS36MS28MS20MS21MS29MS37MS45MS44MS36MS28MS20MS21MS29MS37MS45MS44MS36MS28MS20MS21MS29MS37MS45MS44MS36MS28MS20MS21MS29MS37MS45MS44MS36MS28MS20電雷管MS7導(dǎo)爆索電雷管電雷管電雷管電雷管電雷管電雷管電雷管電雷管電雷管電雷管導(dǎo)爆索MS20MS28MS36MS44MS45MS37MS29MS211290MS6電雷管電雷管電雷管電雷管電雷管MS5MS4MS3MS2MS1 改善深孔爆破效果的技術(shù)措施 爆破要求：巖塊

12、均勻，大塊率低；形成的臺階面平整，不留殘??；較高的鉆孔延米爆落量和較低的炸藥單耗。改善深孔爆破效果的主要措施 l）合理利用或創(chuàng)造人工自由面 實踐證明，充分利用多面臨空的地形，或人工創(chuàng)造多面臨空的自由面，有利于降低爆破單位耗藥量。適當(dāng)增加梯段高度或采用斜孔爆破，均有利于提高爆破效率。斜孔爆破后邊坡穩(wěn)定，塊度均勻，還有利于提高裝碴效率。 2）改善裝藥結(jié)構(gòu) 單一的連續(xù)裝藥，藥包往往處于底部、孔口不裝藥段較長，導(dǎo)致大塊的產(chǎn)生。采用分段裝藥可有效降低大塊率；采用混合裝藥方式，即在孔底裝高威力炸藥、上部裝普通炸藥，有利于減少超鉆深度；在國內(nèi)外礦山部門采用的空氣間隔裝藥爆破技術(shù)也證明是一種改善爆破破碎效果、

13、提高爆炸能量利用率的有效方法 。 3）優(yōu)化起爆網(wǎng)路 優(yōu)化起爆網(wǎng)路對提高爆破效果，減輕爆破震動危害起著十分重要的作用。選擇合理的起爆順序和微差間隔時間對于增加藥包爆破自由面，促使爆破巖塊相互撞擊以減小塊度，防止爆破公害具有十分重要的作用。 4）采用微差擠壓爆破 微差擠壓爆破是指爆破工作面前留有碴堆的微差爆破。由于留有碴堆，從而促使爆巖在運動過程中相互碰撞，前后擠壓，獲得進(jìn)一步破碎，改善了爆破效果。微差擠壓爆破可用于料場開挖及工作面小，開挖區(qū)狹長的如溢洪道、渠道開挖等。它可以使鉆孔和出碴作業(yè)互不干擾，平行連續(xù)作業(yè)，從而提高工作效率。 5） 保證堵塞長度和堵塞質(zhì)量 實踐證明，當(dāng)其它條件相同時，堵塞良

14、好的爆破效果及能量利用率較堵塞不良的場合可以大幅提高。h=6.008.00m導(dǎo) 爆 管 及 導(dǎo) 爆 索導(dǎo) 爆 管 及 導(dǎo) 爆 索b=1.80 2.20m1.2堵 塞 長 度軟 弱 夾 層裝 藥 長 度3.41.23.4 大區(qū)多排孔毫秒延期爆破技術(shù) 寬孔距小抵抗線毫秒延期爆破技術(shù) 露天礦高臺階拋擲爆破 設(shè)計作業(yè)： 沿海某大型熱電廠目前正在實施電廠擴(kuò)建工程（2660MW級）的施工，其中設(shè)計布置的粉煤灰?guī)觳课挥幸煌怀龅孛娴男∩桨?，需采用爆破方法將其開挖平整，以便作為粉煤灰?guī)斓幕A(chǔ)。該小山包大體呈不規(guī)則的長方形（見圖1），其高程在5.715.4m，需開挖的巖石體最大高差約10m，最大長度70m，最大寬

15、度45m，爆破開挖的巖石方量約2.6萬m3。 該山包巖體為中微風(fēng)化及微風(fēng)化的花崗巖，普氏系數(shù)f約為810。爆破區(qū)鄰近正在運行的電廠相關(guān)建筑物及重要設(shè)施，其中距脫硫集控樓僅80m，有較嚴(yán)格的振動安全控制要求。在爆破試驗成果的基礎(chǔ)上，設(shè)計要求控制的最大單響藥量為70kg，并要求在開挖邊緣（見圖示）進(jìn)行預(yù)裂爆破，以實現(xiàn)降低爆破振動和取得平整開挖邊界的目的。 7.2 露天淺孔臺階爆破 宜分成數(shù)級臺階施工。沿寬度布置3-4排。平面上采用矩形或梅花形布置；同排相鄰炮孔的孔心距離稱為孔距，相鄰兩排炮孔間的中線距離稱為排距。主要參數(shù)包括：1）最小抵抗線W d鉆孔直徑，mm。2）臺階高度H 兼顧爆破效果和生產(chǎn)率

16、兩方面，3）炮孔深度L爆破后形成的新臺階面達(dá)到設(shè)計高程，既不超挖也不欠挖。4）孔距a和排距b 保證形成平整的新臺階面及爆后巖塊均勻5）堵塞長度L1 6）淺孔爆破藥量按延長藥包單孔藥量為 Q=qabHq淺孔臺階爆破單耗，一般為0.20.6kg/m3，巖性。淺孔爆破易出現(xiàn)的問題：飛石、沖炮和殘埂（p246） 7.3 邊坡控制爆破邊坡控制爆破 -預(yù)裂爆破和光面爆破 為保證保留巖體按設(shè)計輪廓面成型并防止圍巖破壞，須采用輪廓控制爆破技術(shù)。 預(yù)裂爆破 首先起爆布置在設(shè)計輪廓線上的預(yù)裂爆破孔藥包，形成一條沿設(shè)計輪廓線貫穿的裂縫，再在該人工裂縫的屏蔽下進(jìn)行主體開挖部位的爆破，保證保留巖體免遭破壞； 光面爆破

17、先爆除主體開挖部位的巖體，然后再起爆布置在設(shè)計輪廓線上的周邊孔藥包，將光爆層炸除，形成一個平整的開挖面。 預(yù)裂爆破和光面爆破在壩基、邊坡和地下洞室?guī)r體開挖中獲得了廣泛應(yīng)用 （1）成縫機(jī)理 預(yù)裂爆破和光面爆破都要求沿設(shè)計輪廓產(chǎn)生規(guī)整的爆生裂縫面，兩者成縫機(jī)理基本一致。 a. 采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，其特征是藥包和孔壁間有環(huán)狀空氣間隔層，該空氣間隔層的存在削減了作用在孔壁上的爆炸壓力峰值。因此可以控制削減后的爆壓不致使孔壁產(chǎn)生明顯的壓縮破壞。 b.切向拉應(yīng)力能使炮孔四周產(chǎn)生徑向裂紋。 c.孔與孔間彼此的聚能作用，使孔間連線產(chǎn)生應(yīng)力集中，孔壁連線上的初始裂紋進(jìn)一步發(fā)展， d.滯后的高壓氣體準(zhǔn)靜態(tài)作用，使

18、沿縫產(chǎn)生氣刃劈裂作用，使周邊孔間連線上的裂紋全部貫通成縫。 （2）質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn) 1）開挖壁面巖石的完整性用巖壁上炮孔痕跡率來衡量-半孔率，壁面炮孔痕跡總長與炮孔總長的百分比率。 節(jié)理裂隙極發(fā)育的巖體，炮孔痕跡率在1050；節(jié)理裂隙中等發(fā)育者5080；節(jié)理裂隙不發(fā)育者80以上。圍巖壁面不應(yīng)有明顯的爆生裂隙。 2）圍巖壁面不平整度的允許值為15cm。 3）在表面預(yù)裂縫寬度。 軟巖預(yù)裂縫寬度可達(dá)2cm以上，只有達(dá)到2cm以上時，才能起到隔震作用；堅硬巖石預(yù)裂縫寬度難以達(dá)到1cm。 影響輪廓爆破質(zhì)量的因素，除爆破參數(shù)外，主要依賴于地質(zhì)條件和鉆孔精度。這是因為爆生裂縫極易沿巖體原生裂隙、節(jié)理發(fā)展，而鉆孔

19、精度則是保證周邊控爆質(zhì)量的先決條件。 （3）預(yù)裂與光面爆破的參數(shù)設(shè)計 1）孔徑 明挖為70165mm，隧洞開挖4090mm；大型地下廠房為50110mm。 2）孔距 與巖石特性、炸藥性質(zhì)、裝藥情況、開挖壁面平整度要求和孔徑大小有關(guān)?？拙郺為孔徑d的（712）倍。質(zhì)量要求高、巖質(zhì)軟弱、裂隙發(fā)育者取小值。 3）裝藥不偶合系數(shù) 不偶合系數(shù)指炮孔半徑與藥卷半徑的比值，為防止炮孔壁的破壞，一般取2 5。 4）線裝藥密度 q 線 ：單位長度炮孔的平均裝藥量。影響預(yù)裂爆破參數(shù)的因素復(fù)雜, 以經(jīng)驗數(shù)據(jù)及公式為主。 為克服巖石對孔底的夾制作用，孔底段應(yīng)加大線裝藥密度到25倍。 （4）裝藥結(jié)構(gòu)與起爆 1）堵塞段

20、堵塞段的作用是延長爆生氣體的作用時間，且保證孔口段只產(chǎn)生裂縫而不出現(xiàn)爆破漏斗，對深孔爆破該段長一般取0.51.5m。 2）孔底加強(qiáng)段 段長大體等于堵塞段。由于孔底受巖石夾持作用，故需用較大的線裝藥密度。 3）均勻裝藥段 該段一般為軸向間隔不偶合裝藥，并要求沿孔軸線方向均勻分布。軸向間隔裝藥須用導(dǎo)爆索串聯(lián)各藥卷起爆。為保證孔壁不被粉碎，藥卷應(yīng)盡量置于孔的中心。國外一般用炮孔中心定位器定位,國內(nèi)一般是將藥卷及導(dǎo)爆索綁于竹片進(jìn)行藥卷定位。 起 爆：為保證同時起爆，預(yù)裂爆破和光面爆破一般都用導(dǎo)爆索起爆，并通常采用分段并聯(lián)法。 影響輪廓爆破質(zhì)量的因素 除爆破參數(shù)外，主要依賴于地質(zhì)條件和鉆孔精度。這是因為

21、爆生裂縫極易沿巖體原生裂隙、節(jié)理發(fā)展，而鉆孔精度則是保證周邊控爆質(zhì)量的先決條件。 裝藥結(jié)構(gòu) 1）堵塞段 堵塞段的作用是延長爆生氣體的作用時間，且保證孔口段只產(chǎn)生裂縫而不出現(xiàn)爆破漏斗，對深孔爆破該段長一般取0.51.5m。 2）孔底加強(qiáng)段 段長大體等于堵塞段。由于孔底受巖石夾持作用，故需用較大的線裝藥密度。 3）均勻裝藥段 該段一般為軸向間隔不偶合裝藥，并要求沿孔軸線方向均勻分布。軸向間隔裝藥須用導(dǎo)爆索串聯(lián)各藥卷起爆。為保證孔壁不被粉碎，藥卷應(yīng)盡量置于孔的中心。國外一般用炮孔中心定位器定位,國內(nèi)一般是將藥卷及導(dǎo)爆索綁于竹片進(jìn)行藥卷定位。 起 爆 為保證同時起爆，預(yù)裂爆破和光面爆破一般都用導(dǎo)爆索起

22、爆，并通常采用分段并聯(lián)法。 應(yīng) 用 一、水工建筑物巖石基礎(chǔ)開挖 基坑開挖一般遵循自上而下分層開挖的原則，并廣泛運用深孔臺階爆破方法。設(shè)計邊坡輪廓面開挖，應(yīng)采取預(yù)裂爆破和光面爆破方法。 由于爆炸荷載的作用，在完成巖體破碎、開挖的同時，爆破不可避免地對保留巖體產(chǎn)生損傷，形成所謂的爆破損傷影響區(qū)。因此在建基面以上一定范圍須預(yù)留保護(hù)層，采用嚴(yán)格的爆破控制措施，以防止水工建筑物巖石基礎(chǔ)的整體性遭到破壞，保證建基面有足夠的承載力和良好的穩(wěn)定性與抗?jié)B性。 保護(hù)層的分層開挖限制了水電工程巖石基礎(chǔ)開挖的速度，成為控制施工進(jìn)度的關(guān)鍵。因此，研究和推廣水工建筑物巖石基礎(chǔ)保護(hù)層的一次爆除技術(shù)或不留保護(hù)層一次爆破到位的

23、建基面開挖技術(shù)具有重要的工程應(yīng)用價值。 經(jīng)過二十多年的探索和努力，孔底具有柔性墊層的小梯段孔間微差順序起爆和水平光面爆破法一次爆除保護(hù)層、取消保護(hù)層的水平預(yù)裂爆破技術(shù)等在萬安、東風(fēng)、銅街子、東江、隔河巖和三峽等水電工程中相繼得到成功運用，并已開始在其他大型水電工程巖石基礎(chǔ)開挖中得到推廣和應(yīng)用。 水電工程一般座落在崇山峻嶺之中，遇到的巖石邊坡普遍具有邊坡高而陡、工程量大、開挖強(qiáng)度高、地質(zhì)條件復(fù)雜、與巖體加固、混凝土澆筑等施工工序干擾大等特點。 如何有效控制鉆孔爆破對邊坡巖體的影響，確保邊坡在施工期和運行期的穩(wěn)定性，是巖石高邊坡開挖中的關(guān)鍵技術(shù)之一。鉆孔爆破對邊坡巖體的影響包括炮孔近區(qū)爆炸沖擊波的沖擊損傷及爆源中遠(yuǎn)區(qū)爆破震動對巖體結(jié)構(gòu)面的震動影響等方面。 為控制爆破對高邊坡影響，廣泛采用預(yù)裂爆破、光面爆破、緩沖爆破和深孔梯段微差爆破技術(shù) 1）鉆孔精度對獲得良好光面爆破效果具有關(guān)鍵作用。在施工中，要采取適當(dāng)措施確保周邊孔達(dá)到準(zhǔn)、正、平、直、齊的設(shè)計要求。 2）采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu) 光面爆破的不耦合系數(shù)k一般在1.252.50范圍內(nèi)。水工隧洞光面爆破的不耦合系數(shù)在2.0左右比較合適。 3）嚴(yán)格控制裝藥集中度 裝藥過于集中或炮孔全長均勻裝藥都將影響光爆質(zhì)量，應(yīng)優(yōu)先考慮選用專用炸藥卷進(jìn)行連續(xù)裝藥，并在孔底部位適當(dāng)加強(qiáng)裝藥；否則一般選用導(dǎo)爆索加自制小藥卷，