第三节-硐室爆破

1、一、硐室爆破的原理第三节 硐室爆破硐室爆破的概念与分类硐室爆破的特点及适用条件控制抛掷方向的基本原理抛体堆积原理第四章第四章 露天爆破露天爆破一、硐室爆破的原理第三节 硐室爆破硐室爆破的概念与分类硐室爆破的特点及适用条件控制抛掷方向的基本原理抛体堆积原理第四章第四章 露天爆破露天爆破一、硐室爆破的概念与分类第三节 硐室爆破 所谓硐室爆破，是将大量炸药装入专门的硐室或巷道中进行爆破的方法。由于一次爆破的用药量和爆落石方量较大，通常又称“大爆破”。第四章第四章 露天爆破露天爆破硐室爆破按爆破目的松动爆破抛掷爆破按药室形状集中药室条形药室二、硐室爆破国内案例第三节 硐室爆破1956年，甘肃白银露天矿

2、，加强松动和抛掷爆破，一次爆破土石方907.7104m3一次装填起爆炸药总量15640吨；1971年，攀枝花狮子山铁矿，一次爆破土石方1140104m3，装药总量10162吨；1992年，珠海炮台山大爆破，一次爆破土石方1085.2104m3，装药总量12000吨；第四章第四章 露天爆破露天爆破三、硐室爆破的特点及适应条件第三节 硐室爆破 特点特点:第四章第四章 露天爆破露天爆破 1爆破方量大，施工速度快，经济效益好； 2灵活方便，适应性强，在交通不便、地形复杂的山区，不受气候和施工条件的影响； 3单位炸药消耗量和大块率较高； 4一次爆破药量较多，安全问题比较复杂比如：爆破震动作用较强，对边坡

3、及附近建（构）筑物的影响较大；飞石等危害；三、硐室爆破的特点及适应条件第三节 硐室爆破 适应条件适应条件:第四章第四章 露天爆破露天爆破1 周围环境许可，石方工程量较大，工期紧迫；2 山势较陡，可以利用地形和重力作用，进行抛坍爆破；3 在峡谷、河床两侧有较陡山地可取得大量土石方时，定向抛掷硐室爆破修筑堤坝。4 在工程建设初期，如果地形有利而又有足够的土石方量时，可采用硐室爆破剥离岩土和平整场地，为深孔台阶爆破形成工作平台。注意：除非是利用硐室爆破将滑坡体炸除，一般不要在滑坡体内或滑坡体附近进行硐室爆破四、控制抛掷方向的基本原理第三节 硐室爆破（一）最小抵抗线原理（一）最小抵抗线原理:第四章第四

4、章 露天爆破露天爆破 最小抵抗线取得合理与否，直接关系到各项爆破指标。事实上最小抵抗线是爆破时岩石阻力最小的方向，在这个方向上岩石运动速度最高，爆破作用也最集中。因而最小抵抗线是爆破作用的主导方向，也是抛掷作用的主导方向。这个方向也是介质首先隆起 。 它不仅决定着介质的抛掷方向，而且对爆破飞石，介质的破碎程度也一定的影响。四、控制抛掷方向的基本原理第三节 硐室爆破（二）多向爆破作用原理（二）多向爆破作用原理:第四章第四章 露天爆破露天爆破 多自由面山体爆破时，利用药室在各方向上的抗抵线不同，调整最小抵抗线的大小和方向可以控制爆破的抛掷作用。如图：多向爆破作用的控制多向爆破作用的控制四、控制抛掷

5、方向的基本原理第三节 硐室爆破（二）多向爆破作用原理（二）多向爆破作用原理:第四章第四章 露天爆破露天爆破（1）若 ,可实现A、B两侧等距的抛掷； BAWW （2）若 ,可实现A向抛掷、B向加强松动时； BAWW BABAWnfnfW3)()()(Anf:加强爆破作用指数； )(Bnf:加强爆破作用指数； 四、控制抛掷方向的基本原理第三节 硐室爆破（二）多向爆破作用原理（二）多向爆破作用原理:第四章第四章 露天爆破露天爆破（3）若 ,可实现A向抛掷、B向松动爆破时； BAWW BAAWnfW3)(31（4）若 ,可实现A向抛掷、B向不破碎时； BAWW )(11.32AAAnWW四、控制抛掷方

6、向的基本原理第三节 硐室爆破（三）群药包作用原理（三）群药包作用原理（自学）第四章第四章 露天爆破露天爆破 （四）重力作用原理（四）重力作用原理（自学）五、抛体堆积原理第三节 硐室爆破（一）、抛体、坍塌堆积的基本概念（一）、抛体、坍塌堆积的基本概念:第四章第四章 露天爆破露天爆破 如图：AOD范围内的岩土爆破后可被抛出爆破漏斗之外该范围称为抛体抛体；DOC的岩体在爆破和重力的作用下将产生破碎坍塌，称为坍塌体称为坍塌体。 31062.0QR21nWR21nWR、W -最小抵抗线； -装药密度； -岩土的压缩系数； -岩石的破坏系数； 五、抛体堆积原理第三节 硐室爆破（二）、抛体的质心运动规律（二

7、）、抛体的质心运动规律:第四章第四章 露天爆破露天爆破 爆破介质抛体的质心运动规律遵循质心运动的基本原理。如果忽略空气阻力影响，可以认为抛体质心基本上沿 弹道运行。 )tan1(2sinSHgsv单层单排药包群药包抛掷五、抛体堆积原理第三节 硐室爆破（四）、单个抛体堆积呈三角形分布（四）、单个抛体堆积呈三角形分布:第四章第四章 露天爆破露天爆破 单个抛体堆积近似三角形分布：平坦地形单个抛掷药包爆破后，爆破漏斗外堆积的断面形状近似呈三角形分布，其它的各个尺寸与药包参数有关。斜坡地形单个抛体的堆积断面形状也近似呈三角形，如图A。 （五）、（五）、堆积体与抛体的体积堆积体与抛体的体积相平衡相平衡:

8、堆积体与抛体的体积相平衡：抛体被抛出爆破漏斗，经松散、堆积，即成堆积体。因堆积体来自抛体，所以，二者的体积应平衡。据此可以计算堆积体的体积、堆积体尺寸及抛掷率，如图B。 （1 1）方案设计）方案设计 在论证采用硐室爆破的技术可行性、经济合理性及安全可靠在论证采用硐室爆破的技术可行性、经济合理性及安全可靠性的基础上，确定爆破方量，拟订爆破方案，选择爆破参数，提出性的基础上，确定爆破方量，拟订爆破方案，选择爆破参数，提出技术经济指标，选择药包形式和位置。技术经济指标，选择药包形式和位置。（2 2）施工设计）施工设计 根据已批准的方案设计及审批意见，完善爆破方案，调整爆根据已批准的方案设计及审批意见

9、，完善爆破方案，调整爆破参数，准确地确定药包位置，绘制掘进、装药、堵塞、起爆网路破参数，准确地确定药包位置，绘制掘进、装药、堵塞、起爆网路等施工图，计算各项工程量，进行安全验算，制订安全措施。等施工图，计算各项工程量，进行安全验算，制订安全措施。六、药室设计第三节 硐室爆破一、设计原则一、设计原则1 1根据上级机关批准的任务书和必要的基础资料进行。根据上级机关批准的任务书和必要的基础资料进行。2 2根据工程要求及爆区地形地质条件，在保证爆破效根据工程要求及爆区地形地质条件，在保证爆破效果的前提下，尽可能做到投资省，进度快，成本低，果的前提下，尽可能做到投资省，进度快，成本低，合理确定爆破方案。

10、合理确定爆破方案。3 3保证爆破方量和破碎质量，底板平整、周边不留岩保证爆破方量和破碎质量，底板平整、周边不留岩坎、爆堆符合要求，以利于铲装运输；力求不超爆、坎、爆堆符合要求，以利于铲装运输；力求不超爆、不欠挖，边坡不受破坏。不欠挖，边坡不受破坏。4 4提出可靠的安全措施，确保施工安全和爆区周围建提出可靠的安全措施，确保施工安全和爆区周围建（构）筑物和设备等不受损害。（构）筑物和设备等不受损害。5 5大型或特殊爆破的技术方案和主要参数应通过试验大型或特殊爆破的技术方案和主要参数应通过试验确定。确定。六、药室设计第三节 硐室爆破( (二二) )基础资料基础资料1 1工程任务资料工程任务资料2 2

11、地形与地质资料地形与地质资料 一般需要一般需要1500的爆区地形图；的爆区地形图； 1100015000的的大区域地形图（包括开挖区最终境大区域地形图（包括开挖区最终境界、环境情况标注等），界、环境情况标注等），1500或或11000的爆区地质平面图及主要地质剖面图；的爆区地质平面图及主要地质剖面图；3 3环境调查资料环境调查资料4 4试验与检测资料试验与检测资料六、药室设计第三节 硐室爆破二、爆破方案选择二、爆破方案选择( (一一) )爆破规模爆破规模圈定爆区范围，确定爆破规模和单响最大药量。圈定爆区范围，确定爆破规模和单响最大药量。( (二二) )爆破类型爆破类型 根据对爆破块度、抛掷堆积

12、形态、飞石控制等要求，结合爆区地形、根据对爆破块度、抛掷堆积形态、飞石控制等要求，结合爆区地形、地质条件，合理选择爆破类型。地质条件，合理选择爆破类型。 在选择爆破类型时，应估计大块产出率，结合挖装设备的能力，综合在选择爆破类型时，应估计大块产出率，结合挖装设备的能力，综合比较各种爆破类型的挖装工效及经济效益指标。比较各种爆破类型的挖装工效及经济效益指标。 ( (三三) )药包形式药包形式应根据爆破要求和地形条件合理选择药包形式。应根据爆破要求和地形条件合理选择药包形式。六、药室设计第三节 硐室爆破三、药包布置原则三、药包布置原则 应注意避开断层、溶洞和破碎带。对于将形成永久边坡的爆应注意避开

13、断层、溶洞和破碎带。对于将形成永久边坡的爆破，如露天采场、路基路堑、水坝坝基等爆破，要留有足够的破，如露天采场、路基路堑、水坝坝基等爆破，要留有足够的边坡保护层。边坡保护层。1 1在可以布置双向作用药包的地方，宜布置双向作用药包；在可以布置双向作用药包的地方，宜布置双向作用药包；有条件布置条形药包的地方，可布置条形药包或部分布置条形有条件布置条形药包的地方，可布置条形药包或部分布置条形药包；当地形变化较大或地质构造复杂时，应布置集中药包。药包；当地形变化较大或地质构造复杂时，应布置集中药包。2 2边缘药包最小抵抗线控制在边缘药包最小抵抗线控制在610m610m为宜；为宜；3 3当遇到岩性差别显

14、著的软、硬岩层时，药包应布置在坚硬当遇到岩性差别显著的软、硬岩层时，药包应布置在坚硬岩层中；岩层中； 爆区内有较大的断层、破碎带或软弱夹层时，药包应对称爆区内有较大的断层、破碎带或软弱夹层时，药包应对称布置在构造两侧，或采用分集药包。布置在构造两侧，或采用分集药包。4 4除崩塌爆破外，当最小抵抗线除崩塌爆破外，当最小抵抗线W与药包埋深与药包埋深H H比值比值W/ /H H小小于于0.60.6时，一般应布置两层或多层药包。时，一般应布置两层或多层药包。六、药室设计第三节 硐室爆破2. 2. 斜坡地形（一）斜坡地形（一）图6-4斜坡地形药包布置a-缓坡 b-急坡ab图6-5 陡坡上的多排多层药包布

15、置六、药室设计第三节 硐室爆破2. 2. 斜坡地形（二）斜坡地形（二）抛坍爆破抛坍爆破高坡角低坡角利用重力作用原理移挖作填路基的定向抛掷定向抛掷爆破筑坝六、药室设计第三节 硐室爆破2. 2. 斜坡地形（三）斜坡地形（三）边坡保护层边坡保护层图6-13 边坡保护层1-最终边坡；2-预留保护层 对于斜坡地形，为保护边坡不受爆破破坏范围的影响，布置药包时，应使药包中心至边坡的距离大于压碎圈的半径，即预留边坡保护层BRMy7 . 0M保护层厚度yR压碎圈半径B药包宽度的一半六、药室设计第三节 硐室爆破3. 3. 山脊地形山脊地形对对多面临空山头的药包布置多面临空山头的药包布置 窄、陡的山脊 平缓厚实的

16、山脊双向抛掷爆破WA=WB一侧抛掷爆破，一侧加强松动爆破BABAWnfnfW3)(/ )(药包多向作用原理药包多向作用原理六、药室设计第三节 硐室爆破4、施工设计（P93-P95）第三节 硐室爆破（一）、导硐设计（一）、导硐设计:第四章第四章 露天爆破露天爆破 平硐与小井的选择；平硐与小井的布置原则； （二）、药室设计（二）、药室设计: 药室形状的选择；药室的容积的确定； （三三）、装药、堵塞与起爆网路的设计）、装药、堵塞与起爆网路的设计:装药的设计；堵塞设计；起爆网路的设计； 七、硐室爆破的设计原则与步骤第三节 硐室爆破（一）、导硐设计（一）、导硐设计:第四章第四章 露天爆破露天爆破 平硐与

17、小井的选择；平硐与小井的布置原则； （二）、药室设计（二）、药室设计: 药室形状的选择；药室的容积的确定； （三三）、装药、堵塞与起爆网路的设计）、装药、堵塞与起爆网路的设计:装药的设计；堵塞设计；起爆网路的设计； 4、施工设计（P93-P95）第三节 硐室爆破第四章第四章 露天爆破露天爆破 （三三）、装药、堵塞与起爆网路的设计）、装药、堵塞与起爆网路的设计:装药的设计 确定标准抛掷爆破单位炸药消耗量；按装药量计算分式，计算单个硐室装药量，条型药包计算每米硐室装药量，待每个硐室长度确定后，再确定单个硐室装药量，每米药室装药量，装药结构及位置，起爆药包的位置；4、施工设计（P93-P95）第三节

18、 硐室爆破第四章第四章 露天爆破露天爆破 （三三）、装药、堵塞与起爆网路的设计）、装药、堵塞与起爆网路的设计:堵塞设计 填塞材料，填塞长度及位置，填塞结构。绘制装药结构与填塞结构图。 确定起爆方法，起爆药包的制作，起爆网路的敷设及保护。绘制起爆网路联线示意图。起爆器材消耗量。起爆网路的设计4、硐室爆破的设计原则与步骤第三节 硐室爆破（一）、设计原则（一）、设计原则:第四章第四章 露天爆破露天爆破 硐室爆破设计应根据有关部门批准的任务书和必要的基础资料进行编制；硐室爆破设计要根据要救及爆区地质地形条件，确定合理的爆破范围和方案；贯彻安全生产方针；尽可能采用先进的科学技术，合理地选择爆破参数，以达

19、到良好的爆破效果；爆破应符合挖掘工艺技术要求，以达到设计的效果。在保证爆破效果的前提下，尽量方便施工；对大型特殊的爆破工程，其技术方案和主要参数，应通过试验确定。 4、硐室爆破的设计原则与步骤第三节 硐室爆破（二）、设计步骤（二）、设计步骤:第四章第四章 露天爆破露天爆破 设计基础资料的完善； 1）、工程资料； 2）、设计资料； 3）、地形地质条件； 4）、周围环境调查资料； 5）、试验资料；爆破方案的确定；1）爆破范围和规模； 论证不同规模爆破方案的经济效益； 充分考虑现有的机械设备； 环境安全所允许的最大爆破规模及单响最大药量； 评估工程影响； 4、硐室爆破的设计原则与步骤第三节 硐室爆破

20、（二）、设计步骤（二）、设计步骤:第四章第四章 露天爆破露天爆破 爆破方案的确定；2）爆破性质； 凡崩落后就可以靠自重爆区境界或形成所要求的爆堆者，应优先考虑崩塌和抛掷爆破； 凡条件允许布置抛掷药包能将部分岩石抛出境界者，应考虑抛掷爆破方案或一侧抛掷一侧松动爆破的方案； 爆破工程较大或以爆松为目的爆破工程；3）药室形式；4）起爆方式； 5、硐室爆破的设计内容第三节 硐室爆破第四章第四章 露天爆破露天爆破 硐室爆破硐室爆破设计文件，由说明书和图纸两部分组成。说明书应主要阐述设计文件，由说明书和图纸两部分组成。说明书应主要阐述以下以下内容内容：（1）工程概况与环境技术要求。写明工程的目的、任务、规模和技术及安全要求等，对预计的爆破效果作一般概述。（2）爆区地形、地貌、地质条件。说明爆区内的自然条件、地形地貌情况、工程地质及水文地质情况，爆区内的特殊地质构造（滑坡、危坡、断裂