深孔爆破在石方爆破工程中占有重要地位，它廣泛應(yīng)用于露天礦剝離、采礦、山地工程的場地平整、港口建設(shè)、公路、鐵路的路塹、水電閘壩基坑和地下開采工程中，這種爆破方法效率高、速度快。

 

　　一、露天深孔爆破法

 

　　孔徑Φ>50mm、孔深L>5m的炮孔稱為深孔。

　　為了達到良好的深孔爆破效果，必須合理地確定布孔方式、孔網(wǎng)參數(shù)、裝藥結(jié)構(gòu)、裝藥長度、起爆方法、起爆順序和單位炸藥消耗量等參數(shù)。

　　(一)臺階要素、鉆孔形式與布孔方式

　　臺階要素見圖4—14。

 

 

圖4—14  臺階要素示意圖

H—臺階高度，m；W₁—前排鉆孔的底盤抵抗線，m；h—超深，m；a—臺階坡面角；b—排距，m；L₁—裝藥長度，m；L₂—堵塞長度，m；L—鉆孔深度，m；W—最小抵抗線，m；B—臺階上前排孔口至坡頂線的距離，m

 

　　(二)鉆孔形式

　　鉆孔形式有垂直和傾斜鉆孔兩種，見圖4—15。個別情況下有水平炮孔。

 

 

圖4—15  鉆孔形式

a—垂直孔深；b—傾斜孔深

 

　　垂直鉆孔的優(yōu)點是：(1)適用于各種地質(zhì)條件；(2)操作技術(shù)容易；(3)鉆孔速度較快等。其缺點是：(1)大塊率較高；(2)臺階頂部經(jīng)常出現(xiàn)裂縫，臺階面的穩(wěn)定性較差。

　　傾斜鉆孔，其優(yōu)點是：(1)抵抗線上下分布較均勻，爆破后塊度較均勻，不易留根底。(2)臺階較穩(wěn)定，臺階坡面易保持，對下一臺階破壞��；(3)爆破軟巖時，能取得很高的效率；(4)爆破后巖堆形狀較好。其缺點是：(1)鉆孔技術(shù)操作較復(fù)雜，易發(fā)生夾釬；(2)鉆孔速度較慢；(3)孔的長度比垂直孔長；(4)裝藥時易發(fā)生堵孔。

　　(三)布孔方式

　　布孔方式有單排和多排兩種，基本與小臺階爆破的布孔方式相同，只是直徑不同和各爆破參數(shù)較大。

　　(四)露天深孔爆破參數(shù)

　　1．孔徑Φ

　　它主要取決于鉆機類型、臺階高度和巖石性質(zhì)�？讖接�100～500mm。

　　國內(nèi)采用的深孔直徑有80mm、100mm、150mm、170mm、200mm、250mm、300mm等。

　　孔深L據(jù)臺階高度H而定。

　　2．臺階高度H和超深h

　　臺階高度多采用10～12m，也有采用H＝15～20m和H＝12～18m的。

　　超深h是指鉆孔超過底盤標高的那一段孔深，其作用是用來克服臺階底盤巖石的夾制作用，h太大，浪費鉆孔和炸藥，太小，不足克服下部夾制力，易留根底。因此h應(yīng)有一理想長度，一般取h=(0．15～0．35)W₁。W₁是底盤抵抗線，單位為m。當巖石軟時，取小值，巖石堅硬取大值。也可按h為孔徑的8～12倍，即h=(8～12)Φ。

　　3．底盤抵抗線W₁

　　W₁的大小與巖石性質(zhì)、炸藥特性、坡度角大小、臺階高度、鉆孔直徑及塊度要求等因素有關(guān)。

　　(1)根據(jù)鉆孔安全條件，W₁=Hctga+B；

　　(2)按臺階高度：W₁＝(0．6～0．9)H；

　　(3)按炮孔直徑倍數(shù)確定W₁：

W₁＝(20～50)Φ

　　此外控制臺階坡度角。是調(diào)整W₁的有效途徑。

　　4．孔距a與排距b

a=mω₁

　　m——炮孔密集系數(shù)

　　m通常大于1，在寬孔距爆破時，m=3～4或更大。

　　排距是指多排孔爆破時，相鄰兩排鉆孔間的距離。采用梅花形(三角形)布孔時，排距

b＝sinα·a＝a·sin60＝0．866a

　　5．堵塞長度L₂

　　一般取L₂≥0．75ω，或L₂≥(20～40)Φ，最好不小于孔徑Φ的20倍。

　　6．炸藥單耗g

　　影響單耗的因素很多，主要有巖石的爆破性、炸藥種類、自由面的個數(shù)，起爆方式和塊度要求等，一般松動爆破時，g＝0．1～0．5kg／m3之間。

　　7．每孔裝藥量Q_孔

　　第一排Q_孔＝g·a·ω₁·H

　　第二排及以后名排Q_孔＝k·g·a·b·H

式中：k——考慮前排孔的巖石阻力的增加系數(shù)，一般取k＝1．1～1．2。

　　(五)露天深孔爆破施工

　　此爆破法的施工順序與小臺階爆破施工大同小異，所不同的主要是：(1)由于孔深了，起爆藥包一般有兩個，其放置位置為從孔底向孔口方向，起爆藥包一個放在底部裝藥長度三分之一的位置，另一個放在三分之二的位置。(2)起爆方案多種多樣，可根據(jù)爆破規(guī)模，一次起爆炮孔的多少，對爆破降震的要求等選擇不同的起爆方案，見圖4—16a～g。(3)裝藥方式有人工裝藥和機械裝藥，裝藥時應(yīng)按設(shè)計藥量保證裝藥密度。另外，根據(jù)不同的爆破要求，采用連續(xù)裝藥和間隔裝藥。(4)因為孔裝藥量大，要求起爆網(wǎng)路更加可靠準爆，因此對起爆器材要認真檢查，確保起爆網(wǎng)路完好。另外，由于炮孔直徑大，炮孔鉆好后，孔口要加蓋，以防人員墜入孔內(nèi)。

 

 

圖4—16  幾種常用的起爆方案

 

　　二、地下深孔爆破

 

　　地下深孔爆破主要用于地下厚礦體崩礦、地下大型硐室開挖和爆破成井等。采用地下深孔爆破，具有勞動效率高，回采強度大，作業(yè)條件安全和成本低等優(yōu)點。

　　(一)深孔布置方式

　　地下深孔的布置方式主要有平行深孔和扇形深孔，如圖4—17a、b。

 

 

圖4—17  深孔布置方式

a—平行深孔；b—扇形深孔

 

　　地下深孔一般采用多層或多排深孔的微差爆破崩礦。目前有不少礦山推廣機械裝藥、非電毫秒雷管孔底起爆方式，可提高爆破效果，提高炸藥能量利用率，鉆孔在鑿巖巷道、天井或硐室內(nèi)進行。

　　(二)爆破參數(shù)

　　1．孔徑Φ

　　一般為55～70mm或90～165mm，孔深L據(jù)采礦方法和礦體厚度而定。

　　2．最小抵抗線ω

　　ω取決于礦巖的堅固程度，炮眼直徑和補償空間大小等因素。

　　國內(nèi)有如下數(shù)值供參考：

　　炮眼直徑  50～60  60～70  70～80  90～120(mm)

　　最小抵抗線  1．2～1．6  1．5～2．0  1．8～2．5  2．5～4．0 (m)

　　另外，最小抵抗線ω也可按以下經(jīng)驗公式初估：

　　堅硬礦巖，ω＝(25～30)Φ；

　　中硬礦巖：ω＝(30～35)Φ；

　　軟礦巖：ω＝(35～40)Φ

　　據(jù)以上初估后，經(jīng)裝藥、試爆后再進行調(diào)整，使之達到最佳數(shù)值。

　　3．孔間距a

　　孔間距是同排相鄰深孔間的距離。對于扇形孔，a是隨孔深變化的，故常用孔底距a₁和孔口距a₂來表示�？椎拙郺₁是指從較淺炮孔孔底至相鄰炮孔的垂直距離，而孔口距a₂是指從堵塞較深的炮孔裝藥頂面至相鄰堵塞較淺的炮孔的垂直距離，如圖4—18。

 

 

圖4—18  扇形深孔的炮眼間距

 

　　孔間距a可用ω和鄰近系數(shù)m來確定：

a=mω

　　對于扇形炮孔，據(jù)實踐經(jīng)驗，其孔間距為：

a₁＝(1．1～1．5) ω

a₂＝(0．4～0．7) ω

　　4．炸藥單耗g

　　g取決于礦巖的可爆性、炸藥的性能和最小抵抗線ω等因素，其值可通過爆破漏斗試驗確定。由于深孔爆破將產(chǎn)生大塊，需進行二次破碎，因此單耗應(yīng)是一次和二次爆破之和。單孔裝藥量Q_孔，按體積公式計算：

Q_孔＝g·a·ω·L＝g·m·ω²L

式中符號意義同上。

　　對于扇形炮孔，因為其L與a都不相等，通常先求每孔藥量，然后按每排孔的總長度和總堵塞長度，求出每米孔裝藥量，最后分別確定每孔裝藥量。每排裝藥量Q排按如下計算：

Q排＝g·ω·s

式中：S——一排深孔負擔的面積，m²；

　　其余符號同上。

　　一般一次爆破單耗  g₁＝0．25～0．6kg／m³

　　二次破碎單耗　　  g₂＝0．1～0．3kg／m³

　　5．堵塞長度

　　扇形深孔堵塞長度L₂＝(0．4～0．8)ω，相鄰孔采用交錯堵塞長度的方法，免使孔口部位爆破過于粉碎。

　　(1)邊孔和中心孔取L₂＝1．0～1．2m，其余按孔口距等于二分之一孔底距的原則。

　　(2)以一側(cè)邊孔為準，第一個孔L₂＝0．7ω，以后各孔裝藥截止點都相距為ω。

　　(三)地下深孔爆破施工的安全要求

　　1．施工前的準備工作

　　施工前的準備工作可分為現(xiàn)場和地面準備工作兩種。

　　現(xiàn)場，首先是驗收炮孔深度及角度，檢查和清理炮孔、拉底和切割槽是否達到邊界；補償空間的容積是否符合設(shè)計要求；底部結(jié)構(gòu)是否處于穩(wěn)定狀態(tài)；運藥和裝藥地點的安全通道是否暢通；裝藥臺板的架設(shè)質(zhì)量是否符合要求；浮石處理是否徹底；爆破地震波與空氣沖擊波影響危險范圍內(nèi)的設(shè)備是否予以保護。建、構(gòu)筑物是否予以加固，照明、通訊及通風設(shè)備是否完好。若采用電爆網(wǎng)路，對爆區(qū)的雜散電流情況必須測定。

　　經(jīng)檢查后，對不符合要求的項目應(yīng)及時處理，待合格后才能進行裝藥。在開始裝藥之后，絕對禁止任何清理和修復(fù)炮孔的工作。

　　對運藥的道路要特別注意，為此要組織專門人員檢查通往裝藥地點的道路情況，并按相應(yīng)的設(shè)備、清理方法、照明方式制定措施。這些工作應(yīng)專門安排進行，并有專人負責，限期完成。

　　地面的準備工作，除了要對運藥、裝藥人員進行組織培訓(xùn)外，還要對所有爆破材料按設(shè)計作好分組、標記，必要時還要進行地表模擬爆破試驗。

　　2．網(wǎng)路的聯(lián)接與導(dǎo)通

　　裝藥和堵塞工作完后，應(yīng)按設(shè)計要求將爆破網(wǎng)路(電或非電)以及導(dǎo)爆索輔助網(wǎng)路聯(lián)接起來。聯(lián)接工作應(yīng)由有經(jīng)驗的爆破工負責。聯(lián)接順序只準許從遠處的爆破支路向起爆地點方向進行，并且要認真逐段檢查。當爆破網(wǎng)路有很多分支時，每一分支聯(lián)接完畢，必須在導(dǎo)通(電)認真檢查后(非電)再接入總網(wǎng)路。

　　為了防止導(dǎo)爆索網(wǎng)中被前幾段爆破產(chǎn)生的空氣沖擊波破壞，需要采取加固措施，通常把導(dǎo)爆索用膠布與8～10號鐵絲纏在一起。每排前兩孔及每隔4～6個孔的網(wǎng)路要用木楔并力求靠近頂板加固。

　　網(wǎng)路聯(lián)接和加固完備后，必須進行檢查。對于導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路只能作外觀檢查，要認真清點導(dǎo)爆管根數(shù)。為了達到可靠起爆，捆扎必須牢固。對于電起爆網(wǎng)路應(yīng)通過導(dǎo)通檢查，導(dǎo)通只準用專用爆破電橋。網(wǎng)路導(dǎo)通的電阻誤差不超過設(shè)計值的5％。