不同目的的台阶爆破施工技术.docx

目 录

1大块石开采技术……………………………………………………………………2
1.1工程大块石开采…………………………………………………………………2
1.2石材开采劈裂爆破………………………………………………………………3
2控制粉矿率的台阶爆破技术………………………………………………………4
2.1粉矿在爆堆中的分布特性………………………………………………………5
2.2影响粉矿率的因素分析…………………………………………………………5
2.3几点结论…………………………………………………………………………11
3规格石开采台阶爆破技术经济分析………………………………………………11
3.1技术经济分析的特点……………………………………………………………11
3.2爆破成本分析……………………………………………………………………11
3.3主要技术经济指标………………………………………………………………14
3.4影响合格石料爆破成本的因素及影响程度分析………………………………14
3.5几点结论…………………………………………………………………………17

不同目的的台阶爆破技术

摘要: 自20世纪80年代以来，在工程爆破施工中已广泛使用中深孔台阶爆破技术进行露天石方开挖的施工。由于工程性质和内容的不同，设计的标准便不同，有的工程需要大块石而控制粉矿率；有的工程则要控制石料的最大粒径。所有的工程项目施工都需要控制施工成本，爆破施工也一样。此论文结合我公司在三亚铁炉港采石场工程的施工实例，主要总结研究了大块石的开采技术以及在开采规格石过程中如何控制粉矿率，分析了利用台阶爆破技术开采规格石方技术经济指标。
关键词： 大块石开采 粉矿率控制 技术经济分析

1大块石开采技术
1.1工程大块石开采
有些工程需要1 m3以上，甚至10m3以上的大块石，并且需要量很大，例如有防浪堤护坡石、水坝围堰截流大块石，海堤大块级配石等。有些时候爆破大块石料比采小粒径石料还要困难。我公司在三亚铁炉港工程中摸索总结了一些办法，积累了一些实用的经验，按这些经验去开采大块石，能够取得满意的结果。这些经验可以归结为以下4个方面：
(1)选址恰当
即采区岩体应坚硬、完整或被裂隙切割成大块状。一般把采区岩石分成易爆、中等、难爆三类。采大石的开采区，应选在难爆岩地段，有许多时候是特意把难爆岩地段的开采施工推后，在需要大块石的时候再进行开采，这不但对开采大块石是合理安排，而且在经济上也非常合算。这些采区如果按正常开采石渣，平均单位耗药量要比开采大块石高得多，相应的钻孔量也多，而且二次破碎爆破比例也比较大（难爆岩石特点），开采成本相对较高。
反过来说，如果在易爆岩和中等可爆岩中爆取大块或选大块，是一件很困难而且效率很低的工作。因为这些岩体被众多的节理裂隙切割或受断层、破碎带影响，本身强度低，爆破时炮孔周围的破碎区较大，因此产生不了大块；其他部位尽管爆破裂隙不再发育，但岩体本身就被节理裂隙切割严重，就算用膨胀剂胀裂，也没有多少大块，所以在这类岩体中就是技术再高也难以生产出大量合乎要求的大块石。
(2)降低炸药单耗
通过增大最小抵抗线来降低炸药单耗，一般能降低30％～35％。与一般台阶爆破比较，最小抵抗线增大30％左右，孔间距一般不变或略有增加，超钻和堵塞长度应增加，孔内总装药长度一般都减少。具体参数应根据要求的大块尺寸和现场岩性通过试验进行优选。
(3)变化布孔理念和起爆方式
对梅花布孔，大斜线或V形起爆，一般a/W可以控制到4.0左右。而爆破大块的布孔，应使最小抵抗线大于炮孔间距，只布1～2排（排数多了往往难挖）起爆方式一般是同排同响。炮响后孔间先出现裂缝，并连通，爆破气体如同气垫一样推动其前方的岩石。在推动过程中，气体通过孔间裂缝朝上向泄漏，使爆炸冲击作用明显减弱，抛掷作用也减弱，从而产生较多的大块。
(4)改变装药结构
为克服底盘抵抗线，钻孔底部采用全耦合装药，装药长度以不留根底为限，取最短装药长度。上部装药减至1/2或更少，如果岩石好爆易碎，上部可以作为空腔不装药。因为装药少了，排数多会使爆堆过高或“挤死”，所以开采大块的台阶爆破一般只布一排孔，同时起爆。
经验表明：
在a/W不变的条件下，平均单耗越小，大块越多；
在平均单耗不变的条件下，a/W减小，大块增多，a/W＝0.8为一般可取比例数；
同排齐爆比微差逐孔起爆大块多，也比斜线起爆或V形起爆大块多；
装药结构不是对每种岩石都有较大的影响，它只对易碎岩石有较大影响。
在实际爆破设计中，应灵活地运用这些影响因素，并通过现场试验定出最佳参数。
1.2石材开采劈裂爆破
劈裂爆破是开采花岗石荒料的主要方法，其工艺特点是：高精度钻孔，弱性装药和严格齐爆。在一些石材开采发达的国家，一般是同时进行侧面、底面、后面三个面的劈裂爆破，一次从台阶上切下高4～6m，宽5～8m，长20～80m的大石条荒料(数百立方米至几千立方米)，分离面的凸凹度小于5cm，然后用二次劈裂爆裂工艺将大石条分割成各种规格的荒料，人均年生产荒料500 m3左右。
我国自1992年以来试用单面、双面、三面劈裂爆破法，现已经形成一种具有中国特色的采石爆破工艺，在山东招远、五莲、莱州、平度，河北灵寿、丰山、青龙，辽宁清远、辽阳、釉岩、凌海，黑龙江阿城及新疆一些石材矿山得到广泛应用，爆破孔深达12m、宽15m，一次从山体上可以劈裂下5000 m3的以上的大荒料，用这种方法开采的荒料出口日本、美国，从没出现过因劈裂爆破原因造成的质量问题。据辽宁釉岩矿管局统计资料，采用劈裂爆破新工艺与原先的黑火药爆破旧工艺比较，釉岩玉的玉石等级料采出率由57%增加到90%以上，不但保护了资源而且取得了良好的经济效益。
劈裂爆破的要求是从山体上劈下大块荒料而不在荒料表面和内部形成爆破裂隙，所以它对钻孔、装药要求非常严格；凿岩设备是专用液压或风动凿岩机，有台式、轨道式及拖拉机式，其共同特点是钻孔速度快、精度高、移动方便，可钻垂直孔和水平孔。
根据使用的切割爆破材料不同，劈裂爆破工艺可分为4个大类：
(1)黑火药劈裂爆破
这是一种传统的石材开采爆破法，一般用轻型凿岩机钻φ38～42mm钻孔，孔距a＝（15～25）φ，孔深为台阶高度的70％～90％。根据节理及岩石强度不同，切割面积耗药量q1＝80～300g/m2不等，一般须经现场试验确定。我国采石材矿山台阶高度一般不超过2.5m，切割宽度1～1.5m，切割长不超过20m。火药一般装在孔底，当台阶高度大于2.0m时，分两段装药。对堵塞要求严格，用即发电雷管或即发导爆管雷管起爆。据报道，意大利利用黑火药劈裂爆破法从采石场切割70m×20m×22.5m的荒料，该采石场的大荒料采区底部有水平裂隙，荒料两侧用机械方法开缝，只留下后侧用黑火药爆破法进行劈裂，用Atlas BB型钻机钻φ42mm炮孔，孔深22m，孔距25～30cm，每孔装4kg黑火药，装药线密度为0.5kg/m，底部留2.0m空气间隔，上部堵12m，劈裂效果良好，生产效率很高。
(2)不耦合装药劈裂爆破
类似预裂爆破，一般两侧面用机械法切缝，在水平底面及后面用不耦合装药劈裂爆破法将荒料从台阶上劈裂下来，其技术要求是：装药应严格对中（安置在钻孔中心线），严格齐发爆破，使用专用炸药。
北京房山用该方法劈裂汉白玉，孔距30cm，孔径φ38～42mm，孔深2.0m，用自制的低爆速高感度炸药（爆速2000m/s，临界直径8mm），延米平均装药量80g/m，堵塞30cm，切割效果良好；二次切割时，孔距加大到50cm，效果也很好。
瑞典人开采花岗岩辉绿岩时，用φ11mm古利特炸药，装药线密度100g/m，孔距15～25cm；也有的用φ17mm古利特炸药（认定孔壁不出现爆破裂隙），装药线密度230g/m，孔距拉大到35～40cm。开采大理石只用φ11mm古利特炸药，孔距20～30cm。
(3)索状爆炸器材(导爆索和爆炸绳)劈裂爆破
我国石材矿山用导爆索，每孔1～3根，不堵塞或孔中灌水，孔距由现场试验定，岩石性质不同，差异很大。一般是底部和两侧先切开，后侧钻垂直孔，孔深为台阶高度的92％～95％。
瑞典开采1.5m×1.5m×20m的石料时，也使用导爆索，周边与底部同时钻孔起爆，每孔装2根6.5g/m导爆索，孔距20cm，不堵塞，垂直孔内灌水，认为灌水可减小微裂缝。
(4)切槽孔与聚能线性药包(爆破劈裂器)
在钻孔连线方向对孔壁进行切槽（用专门切槽的凿岩机，也可用高压水中加磨料后冲刷孔壁进行切槽）。据报道，可以用更少的线装药密度、更大的孔距并能获得更好的劈裂效果。
爆破劈裂器是一种专利产品，该产品断面构造如图1所示。装药为黑梯药饼，PZY材料可以保护与其接触的孔壁不产生微裂缝，药饼的聚能穴可向两侧发出高速射流，在对应位置的孔壁上切出两个切割槽，气体静压使相邻的切割槽贯通形成整齐的劈裂面。
2控制粉矿率的台阶爆破技术
在构筑海堤工程中，10kg以下的碎石（以下称粉矿）是没有用的废料，即单向长度小于20cm的岩块全是废料。有些规格石中不许有小于10kg的粉矿，有些规格石允许夹杂一些粉矿，但含量不得超过5％或10％。业主按上船规格石数量计价（不同规格石价格不同），粉矿不但不能计价，还要由施工单位自费装运到废石场，因此怎样控制粉矿率成了控制工程成本的重大问题。多出1m3石料，可以卖10～20元；多出1m3粉矿，不但无收益，还得花费6～8元运到废石场。粉矿率的增加，使挖机挑选规格石的作业时间加长，挖机降效直接影响到运输设备成本。为此，我们进行了一系列的试验研究，尽量使粉矿率接近天然岩体中粉矿的含量。根据业主委托，由不同单位进行的地质调查、测绘，表明采石场总开采量中包括合格石、废弃石粉、不能作为石料的软弱带、表面风化层剥离四部分，后三部分（弃方）占开采总量28％～30％，也就是说，综合剥离比为0.39～0.43。考虑到爆破作用产生的石粉，估计综合剥离比能达到0.45就可以实现微利。

2.1粉矿在爆堆中的分布特性
在爆堆清运过程中统计了爆堆每天出运的石料量和弃渣量见图2，从图2中可以看出，爆破后数天运出的多为料石，之后弃渣量呈幂指数增加。矿粉主要来自于爆堆的中心，与全耦合装药（底部装药）的部位相对应；其次就是软弱夹层和破碎带。堵塞段（爆岩分布在爆堆表层）对应部位粉矿较少；上部装药段（不耦合装药段）粉矿率比下部装药段少得多。应当说明，粉矿是积累到一定量后才能成堆挖运，也是初期粉矿少的原因之一。
现场钻爆参数：孔径140mm，垂直孔，台阶高度15m，超深1.3m，底盘抵抗线3.8m，孔距6.5m。
2.2影响粉矿率的因素分析
炮孔附近破碎区的范围取决于：
岩石特性（包括岩石的动态抗压强度、岩石波阻抗等）；
炸药特性（包括炸药的爆速、密度、波阻抗）；
钻爆参数（包括底盘抵抗线、孔距、炮孔密集系数、超深、堵赛长度等）；
装药结构（包括不耦合系数、上部装药线密度及长度、下部装药线密度及长度等）等条件。
现场统计了在可爆性不同的岩石中改变炸药单耗、孔网参数的爆堆粉矿率列入表1及图3、图4中。
较难爆岩石平均粉矿率为16.58％，
中等难爆岩石平均粉矿率为33.73％
易爆岩石平均粉矿率为118.20％
（粉矿率＝粉碎数量/规格石数量）

表1 粉矿率统计表
序号
平台名称
岩石类型（岩石可爆性）
单耗/（kg·m-3）
排距/m
孔距/m
孔网面积/m2
粉矿率/％
1
+70m
Ⅰ
0.32
3.8
6.5
24.7
9.28
2
+70m
Ⅰ
0.36
3.5
6.5
22.8
13.93
3
+40m
Ⅰ
0.43
3.5
6.2
21.7
15.21
4
+40m
Ⅰ
0.46
3.5
6.5
22.8
15.74
5
+40m
Ⅰ
0.48
3.5
6
21
28.76
6
+130m
Ⅱ
0.31
4.2
6
25.2
16.93
7
+40m
Ⅱ
0.32
3.8
6.5
24.7
21.19
8
+85m
Ⅱ
0.32
4.2
5.8
24.4
21.49
9
+100m
Ⅱ
0.36
3.8
6.5
24.7
41.3
10
+85m
Ⅱ
0.39
4.2
5.5
23.1
48.4
11
+130m
Ⅱ
0.44
3.5
6.5
22.8
53.09
12
+100m
Ⅲ
0.29
3.8
6.5
24.7
126.12
13
+100m
Ⅲ
0.3
3.8
6.5
24.7
90.24
14
+100m
Ⅲ
0.3
3.8
6.5
24.7
298.94
15
+130m
Ⅲ
0.34
4.2
6
25.2
50.05
16
+115m
Ⅲ
0.35
3.5
6.5
22.8
64.33
17
+115m
Ⅲ
0.37
3.5
6.5
22.8
102.21
18
+115m
Ⅲ
0.4
3.6
6.2
22.3
95.51

2.3炸药单耗对粉矿率的影响
经曲线拟合发现粉矿率与炸药单耗符合下式：
（相关系数大于0.738） （1）
式中 ——粉矿率，％；
——与岩石性质有关的系数，Ⅰ类岩石（较难爆岩石）取96.602，Ⅱ类岩石（中等难爆岩石）取1002.9；
——与炸药性质有关的系数，Ⅰ类岩石取2.0272，Ⅱ类岩石取3.356。
该关系式与爆破块度预报的KUZ－RAM模型类型接近，粉矿率可以当成小于10kg的岩块与筛上岩块的百分比。上式表明，随炸药单耗的增加，粉矿也相应增加。
2.4岩石性质对粉矿率的影响
从式（1）及图3、图4中可知：
(1)与岩石性质有关的系数在Ⅰ类岩石取96.602，Ⅱ类岩石取1002.9，这说明在炸药单耗大体相同的情况下Ⅰ类岩石粉矿率较Ⅱ类岩石低（在Ⅱ类岩石产生的过粉矿比Ⅰ类岩石多），而对易爆岩石（Ⅲ类岩石）有时根本没有办法控制过粉矿。
(2)与炸药性质有关的系数，对乳化炸药，Ⅰ类岩石取2.0272，Ⅱ类岩石取3.356，这说明炸药单耗对粉矿率的影响在Ⅱ类岩石较Ⅰ类岩石的大。
2.5底盘抵抗线对粉矿率的影响
国内外对块度的研究表明：在炸药单耗大体相同的情况下，爆破平均块度随抵抗线的减小而减小。将统计数据整理后得到不同底盘抵抗线与粉矿率的影响曲线如图5所示。从图5可以看出：
(1) 在炸药单耗大体相同的情况下，经实验表明粉矿率随抵抗线的增加而减小，与国内外对块度的研究相符。我们认为对粉矿率研究可以按块度研究的思路。
(2) Ⅱ类岩石较Ⅰ类岩石的粉矿率受底盘抵抗线影响大，底盘抵抗线从4.2m减小到3.0m，Ⅱ类岩石的粉矿率增加了1.63倍，而Ⅰ类岩石的粉矿率只增加了0.79倍。

图5 底盘抵抗线与粉矿率的关系曲线图
2.6孔距对粉矿率的影响
经整理得到在Ⅰ、Ⅱ类岩石中不同孔距与粉矿率的数值曲线如图6所示。从图6中可以看出：
(1)在炸药单耗大体相同的情况下，粉矿率随孔距的增加而减小。
(2)Ⅱ类岩石较Ⅰ类岩石的粉矿率受孔距影响大，孔距从6.8m减小到5.0m，Ⅱ类岩石的粉矿率增加了1.81倍，而Ⅰ类岩石的粉矿率只增加了0.86倍。
(3)底盘抵抗线较孔距对粉矿率的影响大。
(4)在孔距大于5.8m（炮孔密集系数大于1.5）时，Ⅰ类岩石的粉矿率反而较Ⅱ类岩石的大，宽孔距布孔方式较易产生过粉矿，所以要降低过粉矿，孔距不应大于5.8m，炮孔密集系数要小于1.5。

2.7装药线密度对粉矿率的影响
为达到设计的岩石块度级配要求，采取底部不耦合系数小，上部不耦合系数大的装药结构。理论依据是：下部夹制作用大，上部顶端是自由面，只要底部炸开，上部用很少的炸药便可获得同样的效果。现场根据岩石的可爆程度、对爆堆松散性的要求以及块度的要求等因素来确定上部装药线密度。一般取下部装药线密度的0.3～0.6倍，为达到装药线密度及不耦合系数（1.11～2.00）的需求，对φ140mm钻孔，采用下部投入直径110mm的药卷（纸包装蹾破后平均装药直径φ126mm），上部吊装直径分别为70、80、90和100mm的药卷。
2.7.1上部装药线密度对粉矿率的影响
关系式（1）经整理得：
（2）
式中 ；
；
、——炮孔上、下部装药线密度，kg/m。
经计算Ⅰ、Ⅱ类岩石的上部装药线密度、不耦合系数与粉矿率的数值如表2及图7所示。从图7、表2中可与看出：
(1)在孔网参数大体相同的情况下，粉矿率随上部装药线密度的增加而呈幂指数增加；
(2)Ⅱ类岩石比Ⅰ类岩石的粉矿率受上部装药线密度影响大得多，上部装药线密度从4.35kg/m增加到14.08kg/m，Ⅰ类岩石的粉矿率增加了1.86倍，而Ⅱ类岩石的粉矿率却显著增加了4.70倍；
(3) 上部装药量只要能将下部岩石炸开后的上部岩石崩塌即可，不应再将其炸的过粉碎。上部岩石是出合格石料的主要部分，实际表明：只要爆堆上部（非表面）较粉碎，整个爆堆的粉矿率肯定很高。
表2 按上部装药线密度计算的粉矿率数值表
装药直径
126
100
90
80
70
不耦合系数
1.11
1.4
1.56
1.75
2
下部装药线密度/（ kg·m-1）
14.08
8.87
7.19
5.68
4.35
I类岩石粉矿率/%
21.88
13.34
11.03
9.16
7.65
II类岩石粉矿率%
85.80
37.82
27.62
20.29
15.06
现场参数
q下=14.4kg/m，H=15m，W=3.8m，a=6.5m，
H下=W，H上=H-2W，H底=0.35W

2.7.2下部装药线密度对粉矿率的影响
前面分析了过粉矿主要产生在爆堆的中心，下部装药量与过粉矿密切相关。式（1）经整理得：
（3）
式中 ；
。
经计算Ⅰ、Ⅱ类岩石的孔距与粉矿率的数值列入表3及图8，从图8、表3中可以看出：
(1)在孔网参数大体相同的情况下，粉矿率随下部装药线密度的减小而显著减小；
(2)Ⅱ类岩石较Ⅰ类岩石的粉矿率同样受下部装药线密度影响大很多。下部装药线密度从4.35kg/m增加到17.39kg/m，Ⅰ类岩石的粉矿率增加了2.12倍，而Ⅱ类岩石的粉矿率却显著增加了5.58倍。
(3)下部装药线密度对粉矿率的影响较底盘抵抗线、岩石性质、孔距的因素都大得多，所以炮孔附近区粉矿与装药结构密切相关，其装药量要综合考虑，既要能克服底部的夹制作用，又要降低过粉矿；
(4)装药线密度越小，不耦合系数越大，炮孔内壁最大应力减小，破碎圈随之缩小，过粉矿也随着降低。
表3 按下部装药线密度计算的粉矿率数值表
装药直径
140
126
110
100
90
80
70
不耦合系数
1.00
1.11
1.27
1.4
1.56
1.75
2.00
下部装药线密度/（ kg·m-1）
17.39
14.08
10.73
8.87
7.19
5.68
4.35
I类岩石粉矿率/%
16.68
13.21
10.11
8.56
7.28
6.22
5.35
II类岩石粉矿率%
54.77
37.22
23.89
18.15
13.87
10.68
8.33
现场参数
q下=7.2kg/m，H=15m，W=3.8m，a=6.5m，
H下=W，H上=H-2W，H底=0.35m

2.8炸药性能对粉矿率的影响
炸药与岩石“匹配”问题是爆破理论和技术发展的一个重要方面，并在预裂中爆破应用广泛。通过炸药爆轰过程的理论计算，得出炮孔壁入射压力为：
（4）
式中 ——炮孔壁入射压力，MPa；
——炮孔直径，cm；
——装药线密度，g/m
将式（4）代入式（1），整理集散得表4及图9。
炸药爆速越大，孔壁入射压力越大，对炮孔破坏的范围也越大，粉矿率自然就高，从图9可看出这一规律。要减少过粉矿，应采用爆速较低的炸药；炸药爆速对难爆岩石粉矿率的影响较小而对易爆岩石粉矿率的影响大，也就是说对过粉矿而言，越好爆的岩石，越要选择爆速较低的炸药。

表4 不同孔壁入射压力对粉矿率影响的计算数值表
孔壁入射压力/MPa
78.5
98
107.8
117.6
127.4
147.0
I类岩石粉矿率/%
0.14
0.20
0.23
0.26
0.29
0.36
II类岩石粉矿率%
16.78
28.64
35.99
44.33
53.71
75.68
现场参数
H=15m，W=3.8m，a=6.5m，H下=W，H上=H-2W，H底=0.35W

2.9几点结论
(1)要降低过粉矿，当平均单耗不变时，不能采用宽孔距的布孔方式，炮孔密集系数(a/W)应在1.0～1.5之间。
(2)装药结构与过粉矿密切相关，下部炸药因要推开夹制作用较大的底部岩石，不耦合系数小些，产生略多些的过粉矿在所难免，但上部装药一定要控制，宗旨是能将下部已经炸开的上部岩石崩塌下来就行，上部是控制过粉矿的重点。
(3)现场经采取各种措施可将爆破产生的粉矿率控制在10％左右。

3规格石开采台阶爆破技术经济分析
3.1技术经济分析的特点
海南三亚铁炉港采石场工程是总爆破方量达800万m3的大型深孔台阶爆破工程，爆破的石料主要供防波堤使用，小于10kg的石料全部作弃渣处理，无任何经济效益。所以爆破效果不能简单从块度、根坎、眉线、爆堆、挖运速度等方面来评价，重点应按粉矿率（剥采比）的高低来衡量，因此成本核算不能简单按普通台阶爆破方量计算，而应按上船的合格石料量计算。
3.2爆破成本分析
3.2.1爆破成本的组成
一般工程爆破成本主要由爆破钻孔费、爆破炸药费、爆破起爆材料费、爆破人工费、爆破其他材料费组成，但对规格石开采，则应按下式计算爆破成本：
M爆＝M钻+ M炸+ M起+ M解+ M根 +M人 +M他
式中M爆——单位合格石料爆破成本，元/m3；
M钻——单位合格石料爆破深孔钻孔费用，元/m3；
M炸——单位合格石料爆破深孔炸药费用，元/m3；
M起——单位合格石料爆破起爆材料费用，元/m3；
M解——单位合格石料爆破大块二次解小费用，元/m3；
M根——单位合格石料爆破根坎处理费用，元/m3；
M人——单位合格石料爆破装药人工费用，元/m3；
M他——单位合格石料爆破其他费用，元/m3；
经对铁炉港二期工程深孔台阶爆破从2003年6月21日开工到2003年12月20日半年发生爆破方面费用的统计，得出爆破费用组成的各项数据如表5所示。
表5 爆破成本分析表
爆破发生日期
6月22日～7月20日
7月21日～8月20日
8月21日～9月20日
9月21日～10月20日
10月21日～11月20日
11月21日～12月20日
平均
实际爆破方量/ m3
528819.92
460922.15
617432.28
509495.74
340787.23
258443.95
452650.2
过磅成品方量/ m3
487870.75
561346.1
700695.72
562537.86
385706
289411
497927.9
剥采比（粉矿率）/％
74.08
31.87
41.52
45.46
41.9
43.42
46
孔网面积（b×a）/ m2
20（4×5）
24.36（4.2×5.8）
22.75（3.5×6.5）
24.05（3.7×6.5）
23.8（3.5×6.8）
24.7（3.8×6.5）
23.43
深孔钻孔
延米方量/（m3·m-1）
21.5
20.63
18.01
22.09
21.24
21.06
20.76
爆破成本（实方）/（元·m-3）
1.86
1.94
2.22
1.81
1.88
1.9
1.94
合格石料爆破成本（松散方）/（元·m-3）
2.02
1.59
1.96
1.64
1.66
1.7
1.76
占合格石爆破成本比例/％
39.51
35.85
39.96
38.96
39.63
39.59
38.92
深孔炸药
单耗/（m3·m-1）
0.35
0.42
0.43
0.35
0.34
0.33
0.37
爆破成本/（元·m-3）
1.74
2.10
2.15
1.71
1.68
1.64
0.84
合格石料爆破成本/（元·m-3）
1.88
1.72
1.90
1.55
1.48
1.47
1.67
占合格石爆破成本比例/％
36.93
38.78
38.72
36.79

34.26
36.81
传爆材料
爆破成本/（元·m-3）
0.10
0.05
0.05
0.05
0.05
0.04
0.06
合格石料爆破成本/（元·m-3）
0.11
0.04
0.04
0.05
0.04
0.04
0.05
占合格石爆破成本比例/％
2.12
0.83
0.85
1.11
1.01
0.88
0.13
大块解小
大块率/%
5.35
7.31
6.69
6.28
5.98
6.83
6.41
爆破成本/（元·m-3）
0.54
0.08
0.70
0.68
0.65
0.65
0.55
合格石料爆破成本/（元·m-3）
0.59
0.62
0.62
0.61
0.57
0.58
0.60
占合格石爆破成本比例/％
11.52
13.97
12.57
14.61
13.63
13.65
13.33
根坎处理费
单位钻孔根坎率/%
7.45
10.20
7.40
8.24
8.30
13.70
9.22
爆破成本/（元·m-3）
0.28
0.35
0.27
0.27
0.30
0.35
0.30
合格石料爆破成本/（元·m-3）
0.31
0.47
0.39
0.39
0.42
0.50
0.41
占合格石爆破成本比例/％
6.04
10.49
7.89
9.17
10.01
11.76
9.23
装药人工费
爆破成本/（元·m-3）
0.15
0.18
0.13
0.11
0.16
0.16
0.15
合格石料爆破成本/（元·m-3）
0.17
0.15
0.12
0.10
0.14
0.14
0.14
占合格石爆破成本比例/％
3.28
3.27
2.38
2.30
3.36
3.29
2.98
其他费用
爆破成本/（元·m-3）
0.30
0.04
0.03
0.02
0.04
0.05
0.04
合格石料爆破成本/（元·m-3）
0.03
0.03
0.03
0.02
0.03
0.04
0.03
占合格石爆破成本比例/％
0.60
0.76
0.61
0.53
0.77
1.01
0.71
爆破成本/（元·m-3）
4.71
5.41
5.56
4.65
4.75
4.80
4.98
合格石料爆破成本（松方）/（元·m-3）
5.10
4.44
4.90
4.21
4.20
4.29
4.52
成品爆破成本（自然方）/（元·m-3）
8.2
7.13
7.86
6.76
6.74
6.88
7.26
合格石料爆破成本较爆破成本增加/%
42.56
24.17
29.34
31.25
29.53
30.28
31.19

3.2.2各项费用的比例
每月组成爆破总成本的各部分费用在总成本的比例各不相同，依次为：合格石料爆破深孔钻孔费用占总成本的35.85％～39.96％、合格石料爆破深孔炸药费用占总成本的34.26％～38.78％、单位合格石料爆破大块二次解小费用占总成本的11.52%~14.61%、单位合格石料爆破根坎处理费用占总成本的4.91%~7.23%、单位合格石料爆破起爆材料费用占总成本的0.85%~2.12%、单位合格石料爆破装药人工费用占总成本的0.10%~ 0.17%、单位合格石料爆破其他费用占总成本的0.53%~1.01%，半年平均数据见图10，与深圳某石场工程对比如图11所示。深圳某石场平均爆破成本为4.98元/m3。本工程钻孔费、其他费用较深圳某石场低；炸药费、起爆材料费、人工费比深圳某石场高，当然费用比较还要考虑钻孔直径、每米钻孔费、炸药品种、单价、地区人工及材料差价等因素。

3.3主要技术经济指标
构成采石成本的主要项目有：成品率、钻孔成本、炸药及起爆器材费用，人工费及二次爆破费用（包括破大块及清根坎）。
铁炉港采石场深孔台阶爆破技术经济指标是：平均剥采比为46.00%、每米钻孔爆破量20.76 m3/m、单位岩石炸药消耗量0.37kg/ m3、解炮率6.41%、岩石根坎率9.22%。
应当说明的是：从指标上看解炮率和根坎率都很高，但是这两个较高的指标使粉矿率降低，从而使平均剥采比达到46%，保证了工程利润。从爆破技术上讲可以使解炮率减到3%以内，使根坎率为0，但是同时使剥采比超过50%，本工程合同为石料综合单价合同，剥离量多了，石料必然少了，剥离量还要自费运到废石场，所以剥采比大于50%时就会赔钱；剥采比平均46%，尽管增加了二次爆破，但二次爆破炸出来的基本上都是石料，可以保证工程实现微利。

3.4影响合格石料爆破成本的因素及影响程度分析
影响爆破成本的因素综合有：钻爆参数、爆破质量、地质条件、费率等方面。图11为深圳某石场和铁炉港二期工程合格石料爆破成本的分析。

3.4.1剥采比（%）对爆破合格石成本的影响
剥采比是弃渣量与合格石料量之比的百分数，亦称粉矿率，是此类工程特有的技术经济指标，关系到整个工程的盈亏。图12是爆破成本（自然方）、合格石爆破成本（自然方）与剥采比（％）的关系曲线。一般工程爆破成本随剥采比（粉矿率）增加而降低，粉矿率高自然大块就少，成本就低，但合格石成本则不同，粉矿率高，废弃的石渣多，相对合格石就少了，同样一次深孔爆破，假如费用相同，粉矿率多的综合成本肯定高，这与图12中虚线反映的趋势一样，而且合格石成本较爆破成本的增加百分比（M增%）与剥采比（η%）呈较好线性关系（图13）：
M增=11.59+0.42η (相关系数达0.9929)
式中 M增——合格石成本较爆破成本的增加百分比，等于合格石成本减去爆破成本在除以合格石成本，%；
η——剥采比，%。
剥采比从30%增加到45%，合格石爆破成本增加6%，这也反映该爆破工程于普通土石方爆破工程不同，它的技术要求和成本控制相对要高很多。

3.4.2延米爆破量对爆破合格石成本的影响
延米爆破量与孔网面积（每米钻孔负担的面积）并不是一个概念，延米爆破量才能真正反映钻孔的利用率，也是成本核算的重要技术经济指标。图14是延米爆破量与爆破合格石成本、爆破成本关系。对同一孔径的深孔，钻孔的利用率越高（延米爆破量越高），无论是普通的深孔台阶爆破还是要求弃渣量的此类爆破工程，其成本均有下降的趋势。

3.4.3炸药单耗对]爆破合格石成本的影响
炸药单耗是非常重要的爆破参数，它不仅关系到爆破成本，也关系到爆破效果。炸药单耗对爆破成本有较好的线性增加的关系（相关系数0.94），对合格石成本也有线性增加的趋势，其增加的速度较前者慢（见图15）。本工程总结出“全孔不耦合装药崩塌爆破技术”，从装药结构着手，能有效控制粉矿率，其原理是：上部岩石仅需较小的炸药量，就能够达到跨塌目的，上部岩石不需推出，更不用翻转。

3.4.4单位岩石解炮率对爆破合格成本的影响
爆堆块度的大小与炸药单耗、延米爆破量、岩石类型及孔径等因素有关。单位岩石解炮率是指体积大于0.6m3的需要解小的大块的体积与合格石料量(松方)的百分比。设计的解炮率为10%，从表5可知实际最多为7%，仍有3%可以挖潜（一般大块多则粉矿多）。图16是单位岩石解炮率与爆破成本及合格石成本的关系曲线，一般认为，大块越多，解炮的钻孔、火工品等费用就越大，台阶爆破成本自然提高（图中虚线表示）。但是，对合格石成本来说正好相反（图中实线表示），按质量不变原理，大块多粉矿则少，合格品越多，倒掉的废渣就少，综合成本降低，这也说明该爆破工程的成本控制与其他台阶爆破不同。

3.4.5单位钻孔根坎率对爆破合格石成本的影响
处理根坎的钻孔米数与台阶钻孔米数之比的百分数称为单位钻孔根坎率，它是考察爆破效果的一个参数。根坎率越高说明台阶爆破后留下的根坎多，平台底板凹凸不平，爆破质量差。根坎率对爆破合格石成本的影响与一般台阶爆破也截然不同，在一定的限定范围内，根坎率高，合格石成本不是增加而是下降（图17实线表示），可以这样来解释：（1）根坎率高，孔网参数相应要大些，延米爆破量多，成本相对降低些；（2）根坎率高意味着底部有些地方没炸动，相应的粉矿要少些，成本当然要下降。

3.5几点结论
综合上述分析可得出以下结论：
(1) 延米爆破量和炸药单耗对成本的影响该工程与一般台阶爆破是一致的。
(2) 剥采比（%）、单位岩石解炮率和单位钻孔根坎率对成本的影响该工程与一般台阶爆破完全相反，这也是对过粉矿有严格要求的台阶爆破的特点。
(3) 对该工程成本的控制关键在对过粉矿的控制，采用“全孔不耦合装药崩塌爆破技术”基本能控制剥采比在30%左右，在生产任务不紧的情况下，可以考虑适当增加些大块、不怕留些根坎，以达到过粉矿低，降低成本的最终目的。