第九章露天硐室爆破第一節(jié)概述第二節(jié)控制拋擲作用的基本原理第三節(jié)硐室爆破設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容第四節(jié)方案設(shè)計(jì)第五節(jié)裝藥、填塞和起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)第六節(jié)安全距離的確定第七節(jié)爆堆尺寸估算第一節(jié)概述

一、硐室爆破的適用條件

1．露天礦基本建設(shè)初期，穿孔機(jī)械和動(dòng)力鏟等大型設(shè)備尚未到齊，為了縮短基本建設(shè)時(shí)間，加速資源開發(fā)，可采用硐室爆破。2．山勢陡峻，重型設(shè)備上山困難，或者山頂狹窄，不便使用大型設(shè)備，可使用硐室爆破。3．因生產(chǎn)急需加速剝離，盡快處理局部地段時(shí)，可采用硐室爆破。4．地形條件適宜，而工期又很緊迫時(shí)，可用硐室爆破修筑尾礦壩，挖掘塹溝，平整場地，趕修道路等。

第一節(jié)概述二、硐室爆破的優(yōu)缺點(diǎn)1．工期較短，工程進(jìn)度快。2．只需小型鑿巖設(shè)備，而不需大型設(shè)備。3．一次爆破巖石量大，采用加強(qiáng)拋擲爆破時(shí)，一次可拋出大量的巖石減少土石方的搬運(yùn)。4．地質(zhì)、地形及氣候條件對(duì)爆破的影響較小。5．破碎塊度不均勻。6．爆破震動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響較大。是否采用硐室爆破，就要分析具體條件是否符合其適用條件，全面衡量。

第一節(jié)概述三、硐室爆破的分級(jí)與分類硐室爆破按一次有藥量計(jì)，分為A、B、C、D四個(gè)等級(jí)。A級(jí)：1000t≤Q≤3000t；B級(jí)：300t≤Q<1000t；C級(jí)：50t≤Q<300t；D級(jí)：0.2t≤Q<50t。一次用藥量大于3000t的硐室爆破應(yīng)由業(yè)務(wù)主管部門組織專家論證其必要性，其等級(jí)按A級(jí)管理。露天硐室爆破的應(yīng)用范圍很廣。按爆破作用程度和結(jié)果不同可分為：松動(dòng)爆破，加強(qiáng)松動(dòng)爆破和拋擲爆破。

第一節(jié)概述拋擲爆破按爆破的目的和要求，分為定向拋擲爆破和拋散爆破。拋擲爆破根據(jù)拋擲作用的方向不同又可分為：單側(cè)拋擲爆破，雙側(cè)拋擲爆破，多向拋擲爆破和上向拋擲爆破等類型。

第二節(jié)控制拋擲作用的基本原理一、控制拋擲方向的基本原理

1．最小抵抗線原理巖石破碎與拋擲的主導(dǎo)方向是最小抵抗線方向。

（1）要求多個(gè)藥包向某處集中拋擲，就必須選擇凹形地形；反之，若選用凸形地形，巖石就被拋散而不能集中了。（2）如果地形不利于拋擲，可用輔助藥包創(chuàng)造新的自由面，從而確定新的最小抵抗線方向。2．多向爆破作用控制原理（1）若使巖石沿A、B兩側(cè)的拋擲量相等，顯然必須使WA=WB。（2）欲使A方拋擲，B方加強(qiáng)松動(dòng)，顯然應(yīng)使WA＜WB，定量表示：

第二節(jié)控制拋擲作用的基本原理定量表示：（3）若使A方拋擲，B方松動(dòng)同樣WA<WB，定量表示：

（4）若使A方拋擲，B方巖石不破碎，此時(shí)必須滿足下式：式中為爆破漏斗的破裂半徑。

第二節(jié)控制拋擲作用的基本原理3．群藥包共同作用原理

兩個(gè)并列的等量對(duì)稱藥包同時(shí)爆破時(shí)，藥包之間的巖土一般不發(fā)生側(cè)向拋散，只是沿著兩藥包的最小抵抗線方向拋出，這個(gè)原理就是群藥包共同作用原理。4．重力作用

在山坡地形（尤其是地形較陡時(shí)）一部分巖石被拋擲，而有一部分巖石依靠重力作用，會(huì)坍塌。

第二節(jié)控制拋擲作用的基本原理二、拋體堆積的基本原理

1．拋體、坍塌體及爆落體的概念

AO‘D這部分巖土被拋出，故稱之為拋體；在爆破及重力作用下，DB‘C部分巖石產(chǎn)生破碎與坍塌，這部分巖石就稱為坍塌體。

兩部分合在一起就稱為爆落體。在爆落體內(nèi)W：最小抵抗線

AO：稱為下破裂半徑RCO：稱為上破裂半徑R'

第二節(jié)控制拋擲作用的基本原理壓縮圈半徑R1：下破裂半徑R：上破裂半徑R'

2．拋體堆積的基本原理（1）拋體運(yùn)行逆從彈道運(yùn)行規(guī)律

（2）拋體堆積規(guī)律

拋體拋出后，拋體各質(zhì)點(diǎn)呈三角形分布，落在地上亦是三角形。多層多排藥包可以分成若干個(gè)三角形，落在地面上正是這些三角形的疊加合成。（3）堆積體與拋體的體積平衡

第三節(jié)硐室爆破設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容一、設(shè)計(jì)所需要的基礎(chǔ)資料

1．設(shè)計(jì)任務(wù)書或委托書

2．地形地質(zhì)資料（一般需要）

（1）1：500爆區(qū)地形圖,若爆區(qū)范圍小或有特殊要求，亦可用1：200地形圖。

（2）采場：1：2000或1：5000礦區(qū)地形地質(zhì)圖及剖面圖。

（3）露天礦1：1000或1：2000的露天礦采場最終平面圖及基建范圍圖。

（4）爆區(qū)的地質(zhì)勘探報(bào)告說明書及附圖

（5）爆區(qū)內(nèi)的氣象、地震等有關(guān)資料及圖件

3．試驗(yàn)和檢驗(yàn)資料

第三節(jié)硐室爆破設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容二、爆破設(shè)計(jì)的基本要求

1．大爆破設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)上級(jí)機(jī)關(guān)批準(zhǔn)的任務(wù)書和有關(guān)的基礎(chǔ)資料進(jìn)行設(shè)計(jì)。2．要經(jīng)濟(jì)合理，降低材料消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。3．保證安全可靠，保證施工人員的安全，保證爆區(qū)范圍內(nèi)的建筑物、構(gòu)筑物及其它設(shè)施的安全。4．合理地選擇爆破參數(shù)，對(duì)于重要的爆破，爆破參數(shù)要通過實(shí)驗(yàn)來確定。

第三節(jié)硐室爆破設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容三、設(shè)計(jì)內(nèi)容《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2003）中規(guī)定：A級(jí)、B級(jí)、C級(jí)、D級(jí)爆破工程均應(yīng)編制爆破設(shè)計(jì)書，其他一般爆破應(yīng)編制爆破說明書。爆破設(shè)計(jì)分為可行性研究、技術(shù)設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)三個(gè)階段?？尚行匝芯侩A段應(yīng)充分論證爆破方案在技術(shù)上的可靠性，在經(jīng)濟(jì)上的合理性和在安全上的可靠性。通過與其他施工方案比較論證爆破方案的優(yōu)越性，通過兩個(gè)以上不同爆破方案的比較分析，推薦出最優(yōu)的爆破方案。技術(shù)設(shè)計(jì)是提交審核與安全評(píng)估的重要文件，在技術(shù)設(shè)計(jì)階段應(yīng)將推薦方案充分展開，做到可以按設(shè)計(jì)文件開始施工的深度。施工圖設(shè)計(jì)應(yīng)為施工的正常進(jìn)行提供詳實(shí)圖紙和安全技術(shù)要求，對(duì)硐室爆破還應(yīng)在裝藥前根據(jù)硐室開挖過程中揭示的地質(zhì)情況和開挖工程驗(yàn)收資料，提出每條導(dǎo)硐裝藥、填塞、網(wǎng)路敷設(shè)的施工分解圖。

第三節(jié)硐室爆破設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容硐室爆破設(shè)計(jì)書，由說明書和圖紙組成。大爆破還必須編制施工組織設(shè)計(jì)，由施工單位根據(jù)設(shè)計(jì)書，施工圖及有關(guān)規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編制。

說明書主要應(yīng)闡述以下內(nèi)容：

1．工程概況與環(huán)境技術(shù)要求。寫明工程的目的、任務(wù)、規(guī)模和技術(shù)要求等。對(duì)預(yù)計(jì)的爆破效果作一般概述；2．爆破區(qū)地形、地貌、地質(zhì)條件。說明爆區(qū)內(nèi)的自然條件、地形、地貌、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況；3．設(shè)計(jì)方案的選擇。寫明選擇爆破方案的原則，對(duì)比個(gè)爆破方案的優(yōu)缺點(diǎn)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，論證所確定方案的合理性。說明所選擇的爆破類型，藥包布置方式，繪制藥包布置平面圖；

第三節(jié)硐室爆破設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容4．爆破參數(shù)選擇及藥量計(jì)算。說明各種爆破參數(shù)的選擇的依據(jù)及藥量計(jì)算方法，并列表說明有關(guān)數(shù)據(jù)；

5．裝藥、填塞與起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)。首先設(shè)計(jì)平巷及藥室設(shè)計(jì)。藥室是裝炸藥的硐室，其形狀、規(guī)格尺寸需要預(yù)先確定通向藥室的通道有平巷，也有斜井和豎井。說明書中寫明這些井巷工程的斷面形狀，規(guī)格尺寸，施工方法，計(jì)算井巷及藥室的工程量；

第三節(jié)硐室爆破設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容6．爆破方量及爆堆分布計(jì)算。對(duì)爆破效果做出估計(jì)。7．爆破安全距離的確定及安全措施地震安全距離；空氣沖擊波的安全距離；個(gè)別飛散物的范圍；有毒氣體的危險(xiǎn)范圍；采取的安全措施。8．爆破施工組織。施工機(jī)具、儀表及器材第三節(jié)硐室爆破設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容9．工程預(yù)算及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

第三節(jié)硐室爆破設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容10．附圖（1）爆區(qū)環(huán)境平面圖，地形地質(zhì)圖；（2）藥室及導(dǎo)硐布置平面圖、剖面圖；（3）藥室及導(dǎo)硐平面圖、斷面圖；（4）裝藥及填塞結(jié)構(gòu)圖；（4）起爆網(wǎng)路系統(tǒng)圖；（5）預(yù)計(jì)爆堆分布圖及爆破底板等高線圖；（6）爆破危險(xiǎn)范圍及警戒點(diǎn)分布圖。

第四節(jié)方案設(shè)計(jì)一、對(duì)設(shè)計(jì)方案的基本要求1．能滿足工程對(duì)爆破破碎范圍的要求，不超挖不欠挖。2．能滿足工程對(duì)爆破方量及拋擲方量的要求。3．能滿足工程對(duì)拋擲方向、拋擲距離及堆積狀況的要求。4．邊坡、建筑物、構(gòu)筑物以及井巷設(shè)施等應(yīng)得到良好保護(hù)而不受損壞。5．便于組織施工；6．最大限度地降低成本。技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理、安全上可靠。

第四節(jié)方案設(shè)計(jì)一、爆破類型的確定

爆破類型就是指松動(dòng)爆破，加強(qiáng)松動(dòng)爆破和拋擲爆破。選用哪種爆破類型，要根據(jù)具體情況而定。

三、藥包布設(shè)規(guī)劃

1．藥包規(guī)模及分排：一般最小抵抗線在5～50m范圍內(nèi)。當(dāng)?shù)匦螚l件適宜，盡量采用單層單排藥包。

2．當(dāng)?shù)匦屋^陡布置單層藥包不滿足要求時(shí)，則應(yīng)考慮采用雙層或多層。

3．山脊地形雙側(cè)作用時(shí)，地形又較陡，可布置單排雙側(cè)作用藥包。

4．多面臨空地帶（如山峰處），可布置多向作用主藥包；地形較緩時(shí)，再加輔助藥包。

5．對(duì)特殊要求的地帶，采用聯(lián)合藥包布置形式。

第四節(jié)方案設(shè)計(jì)四、藥包布置設(shè)參數(shù)的確定

1．最小抵抗線的確定（1）首先要考慮最小抵抗線方向的要求

（2）最小抵抗線的大小決定爆破方量和拋擲方量

（3）在有些地方，未爆破的地方應(yīng)得到良好的保護(hù)。例如：露天邊坡。為此，在靠近邊坡處的藥包旁邊應(yīng)預(yù)留保護(hù)層。M=R1+0.7B（4）在某些特殊情況下，如遇到斷層，溶洞或破碎帶時(shí)，藥室應(yīng)盡量避開這些地質(zhì)構(gòu)造或者加輔助藥包。

第四節(jié)方案設(shè)計(jì)2．爆破作用指數(shù)的確定

（1）單藥包n值的確定方法

平坦地形，按拋擲率選取，設(shè)拋擲率為E：n=E/55+0.5(經(jīng)驗(yàn)公式)斜坡地形單側(cè)拋擲，按地形坡面角θ選取，這時(shí)設(shè)定拋擲率E=60%，可按書P176表9-2選取

對(duì)于多面臨空地形：拋擲爆破n=1～1.25；

加強(qiáng)松動(dòng)n=0.7～0.8；

較陡地形：拋擲爆破n=0.8～1.0；

加強(qiáng)松動(dòng)n=0.65～0.75；

亦可按堆積要求選取n值：

第四節(jié)方案設(shè)計(jì)（2）多層多排藥包n值的確定方法

主藥包的n值一般應(yīng)比輔助藥包的n值大0.25左右；后排藥包的n值比前排藥包的n值大0.25左右；上下層藥包同時(shí)起爆時(shí)，上層藥包的n值比下層藥包可增大0.1左右3．藥包間距的確定藥包間距可分為排間距、層間距及列間距。

藥包間距通常以間距系數(shù)來表示：

a=mW

若是分層藥包，則用層間距b來表示，b=m1W，m1=1.2~2.0

第四節(jié)方案設(shè)計(jì)五、裝藥量計(jì)算

拋擲爆破：松動(dòng)爆破：

六、藥包布置方法及實(shí)例。第五節(jié)裝藥、填塞和起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)一、導(dǎo)硐設(shè)計(jì)

聯(lián)通地表與藥室之間的通道一般稱為導(dǎo)硐，導(dǎo)硐分為平硐和小井兩種。

1．平硐的選擇

只有地形坡度在20°以下，最小抵抗線在15m以下時(shí)，才選用小井。

2．平硐的布置原則。（1）導(dǎo)硐布置要便于施工和作業(yè)安全，平巷或井口要布置在較穩(wěn)固的巖層中，并盡量減少掘進(jìn)工作量。（2）為了提高爆破效果，藥室與導(dǎo)硐之間必須用橫巷隔開。（3）為了便于通風(fēng)和運(yùn)輸，平巷和橫巷都不宜過長。一般情況下，平巷長度不超過200m；橫巷長度不超過20m。（4）平巷要有一定的坡度，便于排水和出渣。（5）導(dǎo)硐的斷面根據(jù)巖石的穩(wěn)固性，工程量大小及施工方法來確定一般平巷斷面1.8m×2.0m。

第五節(jié)裝藥、填塞和起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)二、藥室設(shè)計(jì)

1．藥室的容積

2．藥室形狀

有正方形、長方形、T形、回字形、日字形幾種

三、裝藥設(shè)計(jì)防潮措施：炸藥用塑料袋包裝，袋口用繩扎緊。防水處理：用厚塑料袋包裝，袋口用繩扎緊并用瀝青封口。頂板和巖石有淋水時(shí)：在藥室內(nèi)接防水棚，使水從四周流向底版。藥室底版用木料墊起，從排水溝中將水排出。

裝藥結(jié)構(gòu)：炸藥在藥室中密集堆放，所以起爆體放在藥室的前側(cè)部位。當(dāng)藥室的裝藥量大于20噸時(shí)，應(yīng)同時(shí)設(shè)副起爆體

第五節(jié)裝藥、填塞和起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)四、填塞設(shè)計(jì)

1）填塞應(yīng)從藥室邊緣開始，在橫巷中填塞。填塞長度一般不小于巷道斷面最大邊長的三倍，若橫巷的長度小于此長度應(yīng)繼續(xù)在平巷中填塞。2）一個(gè)平巷連接多個(gè)藥室時(shí)除在橫巷填寒外，還應(yīng)在平巷中間隔開。3）靠近平巷的藥室填塞長度不應(yīng)小于最小抵抗線的大小。若藥室與平巷相連，則平巷中的填塞長度不應(yīng)小于巷道斷面最大尺寸的四倍。填塞材料：一般選用導(dǎo)硐掘進(jìn)排出的碎石。

第五節(jié)裝藥、填塞和起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)四、起爆網(wǎng)路的設(shè)計(jì)。一般采用電力起爆，亦可采用電力起爆和導(dǎo)爆索聯(lián)合起來的復(fù)合式起爆法。要確定網(wǎng)絡(luò)敷