爆破工程张云鹏控制爆破技术.doc

第十章 控制爆破技术
所谓控制爆破技术, 是相对于通常爆破而言, 所谓通常爆破, 就仅仅是打眼爆破, 对于爆破效果不能严格控制。在通常情况下, 会出现安全问题, 大块率增高, 超挖或欠挖等, 控制爆破就是在优化爆破参数基础上, 并采取部分方法和新工艺, 使爆破效果得到愈加好控制。
第一节 微差爆破
微差爆破是延期时间以毫秒记延期爆破, 微差爆破技术是伴随微差电雷管出现才发展起来。
一、 微差爆破优点
（四点书上有）
1．可使爆破地震效应和空气冲击波及飞石作用降低
2．可增大一次爆破量, 降低爆破次数, 提升大型设备利用率。
3．爆下矿岩块度均匀, 大块率低。
4．爆堆比较集中 有利于提升铲装生产率。
二、 微差爆破作用原理
微差爆破技术就是炮孔之间不是同时起爆而是有先有后, 延期时间以毫秒计, 采取微差雷管, 以露天台阶爆破为例说明。
沿台阶工作面部署一排炮孔。
图

图中数字表明了炮孔中雷管段数。
①1段炮孔首先起爆, 起爆后, 在台阶上会形成破裂漏斗, 相当于单孔爆破一样, 当第2段炮孔爆破时, 在炮孔前面就会有三个自由面。
所以说, 先爆炮孔为后爆炮孔增加了自由面, 从而使后爆炮孔是在三个自由面情况下进行爆破。
另外先爆炮孔, 爆破时, 还会在漏斗边缘上形成很多微小裂隙, 一样也有利于后爆炮孔爆破。
②前后起爆延期时间是以毫秒计, 先爆岩石飞出后再没有落下以前, 后起爆岩石就抛出去, 两组爆破碎石, 在空气中相互碰撞, 从而又使岩石深入破碎, 起到补充破碎作用, 另外爆堆轻易集中, 不易分散。
③因为两组炮孔相间起爆, 爆破时所产生地震波就减弱了, 两组药包产生地震波关键相相互错开。使震速降低, 爆破地震时周围环境影响变小了。
三、 微差时间确定
微差爆破关键是微差时间确定。
怎样确定微差时间, 中国外很多人进行过研究, 通常人认为, 岩石破坏与移动时间同最小抵御线成正比。

微差时间能够按上式计算, 其中K是系数, 在露天台阶爆破情况下取K=2~5。
通常矿山爆破采取微差时间是15~30ms, 最常不超出75ms,
考虑地震时, 以50ms为宜。
四、 微差时间控制方法
微差电雷管, 微差导爆管及导爆索加速爆管。
微差爆破各炮孔之间起爆次序不限于上面讲例子, 实际上, 在讲露天爆破时, 已经提到起爆次序有逐排起爆和斜线起爆, 具体采取哪种起爆次序, 由具体情况而定。
第二节 挤压爆破
挤压爆破是一个在没有足够赔偿空间情况下进行爆破技术。
矿岩破碎后, 体积要增大, 这一性质就是所谓岩石碎胀性, 所以在进行爆破时, 要留出一部分空间, 这个空间就是赔偿空间。挤压爆破赔偿空间不够, 是靠爆破挤出来, 所以叫挤压爆破。
一、 挤压爆破原理
挤压爆破时, 自由面要留有一定厚度爆堆, 这么看起来好似没有赔偿空间, 岩石破碎受到限制。
第一排炮孔爆破时, 前面没有赔偿空间, 自由面前面是松散爆堆, 岩石破碎受到限制, 依据应力波入射理论, , 应力波能量现有透射又有反射。
图

一部分能量透射到爆堆中, 使得爆堆中岩石受到冲击挤压作用又一次破碎起到补充破碎作用。
反射回来能量使炮孔前面岩石破碎。
第二排孔爆破时, 因为第一排孔向前有个冲击挤压作用, 在自由面前方挤出了一个赔偿空间, 所以第二排孔爆破时已经有了赔偿空间, 岩石破碎不受限制了, 破碎下来岩石对爆堆一样有一个冲击挤压作用, 使以前爆下来岩石又一次补充破碎。
所以挤压爆破实质是将爆破时岩块动能转化成为有用功, 即对前面爆堆挤压破碎, 所以挤压爆破只有从第二排以后才效果显著, 而第一排因为前面没有赔偿空间, 岩石破碎受到限制所以收效甚微。
因为将动能转化为有用功, 所以降低了飞石等危害。
二、 地下深孔挤压爆破
在地下开采中常依据矿体条件, 选择挤压爆破, 选择爆破参数等到讲采矿工艺时在讲, 这里只讲一下注意多个问题。
1．每次爆破时, 第一排孔最小抵御线要比正常排距大些。
因为挤压爆破前面受到一定限制, 爆破后冲作用肯定增强, 所以对后边炮孔肯定有些影响。
通常岩石坚固时, 增大20％左右。
岩石不坚固时, 增大40％。左右。
当然药量亦对应增大。
2．刚才讲只有第二排以后炮孔效果显著, 那么一次爆破几排好呢？理论上尽可能多些, 但伴随排数增加, 爆破层厚度增加, 破碎矿石愈来愈被挤实最终可能就根本挤不动, 这时就不能再爆了。不然效果会更差, 所以一次爆破不能太厚, 通常中厚矿体取10~20m, 厚矿体取15~30m, 当然要依据矿石性质, 爆破参数, 挤压条件来定。
3．在下次爆破以前, 因为上次爆破已经把矿石挤实, 所以要使爆堆松动, 这么才能进行下次爆破, 这个过程叫松动放矿, 放矿量为前次爆破量20~30％。
4．多排孔微差挤压爆破炸药单耗相对于一般微差爆破来要高些, 通常为0.4~0.5kg/t, 装药不可过量。
5．多排孔微差爆破间隔时间比一般微差爆破高30~60％, 方便使前排孔爆破岩石产生位移形成赔偿空间。
6．赔偿系数, 挤压爆破赔偿系数为10~30％。
   KB＝VB／V×100％
赔偿空间容积与崩落原矿之比。
三、 露天台阶挤压爆破
露天台阶挤压爆破原理与地下挤压爆破是一致, 露天台阶挤压爆破也应该注意以上多个问题, 就不再具体讲述了。
第三节 光面爆破
光面爆破是一个使爆破后留下来岩石壁面保持平整而不受显著破坏爆破技术。
一、 光面爆破特点
1．光面爆破后成型规整, 符合设计轮廓, 不超挖也不欠挖, 通常在岩石壁面上能够看到半个孔壁痕迹, 通常要求最少有50％炮孔, 留有半个孔壁痕迹。
比一般爆破相比超挖量仅为4~6％, 一般爆破可达20~30％。
2．爆破后新岩石壁面没有显著裂隙, 岩石稳定性能好, 能够确保施工安全, 尤其是井下松软岩石中掘进巷道。
3．新形成岩石壁面平整, 通风阻力小。
二、 光面爆破机理
依据光面爆破特点, 再进行爆破时就采取了部分特殊工艺。
我们知道药包在岩石中爆破时, 在药包周围形成粉碎区稍远处是裂隙区, 再远处就是地震区。
依据光面爆破要求, 有50％炮孔要残留半个孔壁, 说明没有粉碎区, 另外所形成岩石壁面没有显著裂隙所以裂隙区也得到了显著控制。
那么光面爆破就应该以消亡粉碎区, 控制裂隙区为目, 为此在工艺上采取了以下方法。
1．采取不耦合装药, 和空气间隔装药, 在炸药与炮孔壁之间留有一定孔隙, 使爆破时爆轰波对爆孔壁冲击作用减弱, 更多是以爆轰气体方法作用与岩石, 从而消亡粉碎区。
2．每孔装药量合适降低, 也是一个方法。
3．缩小空间距, 孔间距缩小后, 爆破时就很轻易沿着炮孔连线方向首先裂开一条缝隙, 肯定卸载, 使其它方向就不易形成裂缝或者裂缝得不到发展, 从而使裂隙区得到控制。
三、 光面爆破参数确定
1．不耦合系数, 最大范围1.1~3.0, 通常1.5~2.5。
2．光面炮眼间距E, 通常为炮眼直径10~20倍。
整体性很好岩石取大值, 整体性不好岩石（节理裂隙比较发育）取小值。
3．最小抵御线 , 光面眼到前排眼距离通常大于或等于光面眼孔间距。
4．炮眼邻近系数（密集系数）m=0.8~1.0
5．线装药密度, 单位长度炮眼中装药量多少, 通常软岩取70~120g/m, 中硬岩石100~150g/m, 硬岩150~250g/m。
6．起爆间隔时间, 通常采取齐发爆破。
四、 光面爆破施工方法
光面爆破在井下巷道掘进中用比较多, 在露天台阶爆破时, 只是采到最终边坡时才用光面爆破, 具体施工方法自学。
第四节 预裂爆破
预裂爆破与光面爆破很相同, 它是在光面爆破基础上发展而来, 所不一样是: 光面爆破是光面眼前面岩石都崩落后再才进行爆破, 它有最小抵御线。
而预裂爆破是在预裂眼前面岩石都没有爆情况下所进行爆破, 比如为了保护边坡, 首先在边坡处打一排炮眼, 首先爆破从而形成一道裂缝在崩落其它部分岩石。
预裂爆破也采取小药量, 不耦合装药以及缩小孔间距等方法, 所以其成缝原因与光面爆破是一样。
那么预裂爆破有什么好处呢？
预裂爆破首先形成裂隙后, 前面炮孔再爆破时所产生应力波碰到裂缝就会发生反射, 从而减弱了对所要保护边坡冲击破坏。
相关预裂爆破参数, 书上表10-5列出了部分参数, 可供参考, 另外, 表10-6列出了部分具体资料亦可供参考, 具体就不讲了。
预裂爆破效果, 通常要求:
①首先形成裂缝, 地表裂缝宽度不应小于1cm。
②预裂面保护平整, 不平整度小于15cm
③壁面上孔痕百分率, 硬岩中大于80％, 软岩中大于50％。
④减震要求
这一章就讲这么多, 不要求太多内容, 什么是微差爆破, 挤压爆破, 光面爆破及预裂爆破, 清楚光面爆破为达成“光面”效果采取了哪些方法？