第7章 露天深孔爆破A

露

天

深

孔

爆

破目

录1.

露

天

深

孔

台

阶

爆

破2.

露

天

浅

孔

爆

破3.边

坡

控

制

爆

破4.

硐

室

爆

破5.高

温

爆

破6.

冻

土

爆

破从基础理论到爆破方法从爆炸到工程爆破爆

破

作

业

：

利

用

炸

药爆

炸的

能

量

对

介

质

作功

。●

工程爆破：

通

过爆破达到预定工程目标的作业。起爆能物岩土兰全构件动金属构件岩

土

爆

破拆

除

爆

破特种爆破质

豆殿嘱工程爆破炸药…>岩土爆破的发展炸药在岩土的放置位置

裸露爆破炮孔爆破

人

工

作

业

：

钢

钎

、

铁

锤机械作业：

手持式凿岩机钻

孔

爆

破

浅

孔

爆

破

>规

模太

小>

对岩石起破坏

作用的是冲击波

；>

炸药能量利用

率

很

低

；>

炸

药

应

尽

可

能与岩体密贴。硐

室

爆

破大直径、深孔凿岩机>

钻孔机械的进

步促进了爆破

技术的进步。深孔爆破概

述工作面以台阶(亦称梯段)形式推进孔

径

大

于

5

0mm孔深大于5m施工效率：

有利于实现石方开挖的机械化连续施工；爆破效果：

有利于采用先进的爆破技术和

不同的装药结构，

改善爆破效果；安全控制：

有利于爆破有害效应(爆破飞

石、震动等)的控制。1.露天深孔台阶爆破1.1定义优越性规模：

工程量，使用年限岩性：

硬度，风化程度机械：

效率，对破碎效果的要求成本：爆破成本和综合成本环境：

安全要求大、中型矿山小型矿山、水利、交通和场平工程1.露天深孔台阶爆破

1.1概

述设计

特点应用L—孔深；

L₂—填塞长度；

L₁—装药高度；

W₁—底盘抵抗线a—

坡面角(一般大于70°)掌子面的状态就是主要临空面的状态，对爆破效果的好

坏起着关键作用。第一排炮孔前的岩体对整个爆区起制约作用：如果第一排炮孔破碎不够或推不出去，会给后排的爆破造成致命影

响；第一排炮孔前岩体太薄或有软弱面，极易出现大量飞

石从而引起安全事故。应处理好掌子面前的压碴、底角、倒坡和地质薄弱面。台

阶

要

素掌子面(临空面、工作面)1.2台阶

要素1.露

天

深

孔

台

阶

爆

破钻孔角度

好

控

，

速

度较快夹制作用大易残留根坎

垂直钻孔抵抗线均匀钻孔操作慢，速1.露天深孔台阶爆破

1.3

钻

孔

形

式倾

斜

钻

孔夹制作用小残留根坎少松散效果好后冲大后冲小1.露天

深

孔

台

阶

爆

破1.4

布孔方式单

排

b)

方形c)

矩

形

d)

三角形涉及参数：

抵抗线、眉线距离、孔距、排距布

孔

方

式

：矩

形

(

包括

方

形

)

、

三

角

形

(

梅

花形)。从能量均匀分布的观点看，

等边三角形更为理想。b路堑炮孔布置示意图a—

半挖路堑倾斜孔；

b—

半挖路堑垂直孔；

c—

全

挖

路

堑

分

层

布

孔1.

露

天

深

孔

台

阶

爆

破

1.4

布

孔

方

式铁路、公路路堑布孔形式水平、倾斜扇形布孔示意图排数越多、爆堆越来越紧密并隆起1.露天

深

孔

台

阶

爆

破1.4

布孔方式

爆

破

规

模深部的岩石向上运动1.露天深孔

台

阶爆

破1.4

布

孔

方

式爆

破

规

模1.一次爆破产生的大块绝大部分来自第一排炮孔，多排孔爆破的大块率要比单排孔爆破的大块率低；2.

岩

体

受

爆

破

碎

后

的

松

散

体

积

将

大

于

原

岩

体

积

，增

加

量

可

高

达

5

0

%

。

岩

石

体

积

的

膨

胀

要

求

提

供

更多

的

堆

碴

空

间

。

深

孔

爆

破

多

排

孔

爆

破

会

产

生

爆

堆

依次升高的状况。所以爆区进尺不宜大于爆区宽

度的50%

,

否则应考虑后排炮孔加药的措施来满

足膨胀的要求。挖掘经爆破的坚硬矿岩爆堆时，

爆堆高度应与

挖掘机工作参数相适应，要求爆破后爆堆高度不应

大于最大挖掘高度。台阶高度太高，爆堆也高，挖

掘高度以上石块容易塌落，可能会局部埋住或砸坏

挖掘机；

台阶高度也不应太低，否则，铲斗装不满，

使控掘机效率降低，台阶数也要增加。基

本

参

数台

阶

高单位：挖装效率施工安全

经济效益1.5萎轰1.

露天深孔台阶爆破度

：Hm选取原则1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数

A最大挖掘高度是指动臂油缸全伸即动臂仰角最大、斗杆油缸全缩以及铲斗油缸全缩时，斗齿尖距地面的

垂

直

距

离

。在《金属非金属矿山安全规程》GB16423-2006中规定：

坚硬稳固的矿岩，采用机械铲装台阶高度不大于机械最大挖掘高度的1.5倍。www.jxiellanmang.com基

本

参

数台

阶

高

度

对

爆

破

效

果

的

影

响

：由试验可知，

实际钻孔会偏离理论钻孔线，偏离的

大小取决于操作者的技艺、责任心和钻孔设备的性能，

同时与岩体的地质特性也有关系。在炮孔布置中要补

偿这些偏差，台阶高度越大，炮孔布置就会越密，单

位炮孔消耗量也就越高，这无疑将增加作业成本。另

外，在钻孔精度不高的时候，

台阶高度越大，

参数的

可控性就越低，对爆破效果和爆破安全影响就越大。台阶高度对装药施工也有影响。目前国内金属矿山多为12m,煤矿为14m

,其它8~1.露天深孔台阶爆破1.5基本

参数15m。台

阶

高

度

对

最

小

抵

抗

线

的

影

响设计最小抵抗线=3

m孔深10m处的最小抵抗线=2.6

m10

m孔深20m

处的最小抵抗线=1.4m3.4m危险!!??1Q

,n台阶高度也影响装药质量!基

本

参

数钻

孔

直

径

：d单位：mm

、inch炮孔直径的大小标志药包中装药量的多少，反映药

包能提供的髓量。任何爆破设计都将炮孔直径的考虑

放在第一位，炮孔直径和使用炸药一经确定，为相应的抵抗线、孔间距和炮孔深度提供了计算依据。选

°

钻

机

类

型取

台

阶

高

度

和岩

石

性

后原

。工程要求与配套装载的能力；则

。周围环境的安全要求(对保留岩体的破坏范围破

坏

程

度

)

。1.露天深孔台阶爆破1.5基本

参数1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数炮孔

直

径

对爆

破

效

果的

影

响：基本

▶炮孔直径是控制炮孔爆炸能力达到预定爆破作用的一

参

数

个基本因素，直接影响爆破参数如底盘抵抗线、炮孔间距和堵塞长度等的取值，

同时对爆破的矿岩块

度

(大块

率)、飞石飞散距离和爆破振动大小也有明显的影响。▶

随着孔径和药量的增加，破碎矿岩量的增加是有限的，更

多

的

炸

药

能

量

则

不

适

当

地

转

化

为

动

能

，

使

破

碎

的

岩

块

抛掷和飞散。因此，

爆破时岩块的抛掷高度和飞散距离随着孔径的增加而明显增加。炮孔直径的增加会明显降低钻孔速度；

炮

孔

直

径增加

可以增加爆破方量、减少钻孔成本。1.露天深孔台阶爆破1.5

基本参数孔

径

对

爆

破

破

碎效

果的

影

响

：

孔

径

小，炸药在岩体中分布均匀。炸药在岩体中分布不均，破碎块度较大炸药在岩体中分布均

匀，破碎块度较小药量相等○1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数炮

孔

直

径

对爆

破

安

全的

影

响

：基本

▶质点振动速度与炮孔直径有关，在其它参数一致的情况

参数

下，当孔径较小时，质点振动速度也较小，当孔径较大时，质点振动速度也较大。现场实测资料表明，不同孔

径的炮孔爆破时，

虽然同时爆破的药量相同，但由于爆

破振动衰减规律不同，

即场地系数和衰减指数的不同，

表现出不同的振动强度，如孔径310mm

炮孔比孔径250mm

炮

孔

的

振

动

速

度

大

8

%

～

3

0

%

,

孔

径

2

5

0mm炮

孔

又比孔径170～200mm炮孔的振动速度大44%～93%。炮

孔

直

径过

大

，

会

造

成

不

易

填

塞

严

实

，

使

爆

破

空

气

冲

击

波、飞石、爆破振动效应加强，同时破坏台阶底部，增

天爆做后冲作用等。基

本

参

数炮

孔

直

径

应

用

情

况

：国外一般露天矿使用的炮孔直径分为小孔(50~100mm)、

中

孔

(

1

0

0

～

2

5

4mm)、

大

孔

(

2

5

4

~355mm)

和

特

大

孔

(

3

5

5

～

4

4

5mm)4

种

。

大

型

露

天矿

都采用高台阶大孔径爆破，

台阶高度为14～29m,

孔

径为310～414mm;中小型矿山的台阶高度为6～12m,

孔

径

为

1

5

0

～

1

7

2mm。▶

国内大型金属露天矿多采用孔径250、310mm

的牙轮

钻；

中小型金属露天矿及非金属矿山采用孔径100~

200mm

的潜孔钻机；铁路、公路路基土石方开挖常用

的钻孔机械其孔径为76～170mm

不等。1.露天深孔台阶爆破1.5基本

参数1.露天深孔台阶爆破

1.5

基

本

参

数冲击器潜孔钻机凿暑机牙轮钻头牙轮钻机凿岩台车Atlas-copcoCM-351型潜孔钻机回

转

马

达

钻

杆冲

击

器钻

头1.

露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数附：

常用的钻孔直径有：公

制

系

列

(mm):50,70,80,100,110,

150,170,

200,250;英

制

系

列

(inch)

:

见

下

表

。英

制/inch6.751012.25141516.251717.5公

制/mm171.4254311.2355.6381412.8431.8444.5英

制/inch33.544.555.566.5公制/mm76.288.9101.6114.3127139.7152.4165.1钻

孔

直

径

d

m

m76140台

阶

高

度

H

/

m810121520810121520堵塞长

度L₂/m1.52.8孔深

L

/

m8.810.812.815.820.89.411.413.416.421.4延米装药量kg

/

m4.014.0单孔负

担

面

积

S

/

m

²6.676.26.25.54.524.224.223.122.121.0单

孔

装

药

量

Q

/

k

g21.925.929.035.945.992.4105.0121.2142.2177.2单孔

爆

破

方

量

V

/

m

³53.462.074.482.590.0193.6242.0277.2331.5420.0平

均

单

耗

q

/

k

g

/

m

³0.410.420.400.440.510.4770.4430.4370.4290.422每

m

³

炸

药

费

用

元2.052.102.002.202.562.392.222.192.152.11钻

孔

单

价

元

/

m2540每

m

³

钻

孔

费

用

元4.124.354.304.795.781.721.651.681.721.78合计费用

元

/

m

²6.176.456.306.998.344.113.873.873.873.89中等可爆岩石不同孔径和台阶高度设计参数及成本垂直孔、装药为铵油炸药，5元/kg1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数◆底盘抵抗线：

W

₁基

本

单位：

m参数

▶抵抗线在英文中为Burden,其意同负重、荷载、装载量，可看作炸药爆炸时可以破碎的岩石量。在倾斜钻孔时，

最小抵抗线在炮孔上、下各部位是相等的，但炮孔底部受到的夹制作用大，一般选用的单耗以底部破碎岩石的需要确定，在炮孔上部，夹制作用小，采用较小的单耗，

减少装药量，即可达到破碎岩石的目的。1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数◆

底盘抵抗线：

W₁

▶

在垂直钻孔时

，最小抵抗线部位由于临空条件好，故采用夹制作用大处的底盘抵抗线作为参数进行计算；这时，如果炮孔上部也采用同样装药参数，

实际上

已

属过

量

装

药了

。底盘抵抗线随孔底夹制程度而变。如：以3:1倾斜孔为准，垂直孔选取的底盘抵抗线应小一些，其夹制作用修正系数约为0.95。

即：若以W₁=k×d

计算W值，垂直孔比倾斜孔应选用较小的k值。装药直

径/mm清渣爆破

k值压渣爆破

k值装药直径/mm清渣爆破

k值压渣爆破

k值20030～3522.5~37.531035.5~41.919.4~30.625024~4820~48计算经验公式：▶1

.

按

孔

径

计

算

(孔

径

公

式)W₁=k×d,k=25~40中小型矿山、场平工程一般取k=30~40

;

大型矿山，

k

值范围如下表：1.露天深孔台阶爆破1.5

基本参数◆

底盘抵抗线：

W

₁基本

参数式中：

a—

台阶坡面角，

一般为60～75°B—

从钻孔中心至坡顶线的安全距离，对大型钻机，

B

≥2.5~3.0m▶4.根据装药形态计算的经验公式(巴隆公式)底盘抵抗线：

W

₁2.按台阶高度计算：

W

₁=(0.6~0.9)H

(适用大孔径)

3.根据作业安全条件：1.露天深孔台阶爆破W₁≥H

ctga+B1.5

基

本

参

数基本

参数▶式

中

：

d——炮

孔

直

径，dm;△——

装药密

度

，g/mL;T

装

药

系数

，x=0.35～0.65:

q

单

耗，kg/m3;

m:

炮

孔

密

集

系

数

，a=mW₁。基

本

参

数▶巴隆公

式的推

导

：▶由

▶和

Q=q·W₁a·L=qmW²·L1.

露天深孔台

阶爆破基

本

参

数▶可

得：1.5▶

孔径的大小代表了单位长度的装药量。孔径越大，炮孔内装药量就越多，能破碎的岩石量也

越多，也即抵抗线越大。装药量与孔径的平方

成正比，而爆破方量在台阶高度不变时，与抵

抗线的平方成正比，所以，孔径公式比较合理。

在大、中型矿山中，使用大型牙轮钻、潜孔钻

机，就需要考虑采用B的

作业安全条件的经验公

式；

同样，当钻孔直径达到200mm

后，按台阶

高

度计算抵抗线的公式才有一定合理性。1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数底盘抵抗线经验计算公式的评判：基本

参数▶k值越大，表明同直径炮孔爆破的岩体方量越大，

即相同体积岩体爆破所需的钻孔越少。▶k值应代表三个含义：①炸药性能：性能越好，

k

值越大；②岩石可爆性：

可爆性越好，

k

值越大；③爆破破碎(爆堆破碎度、松散性、塌散范围)

要求：要求越高，

k

值越小，所需炮孔数越多，炮孔越密。1.露天深孔台阶爆破1.5

基本参数孔径公式中k值的选取：萎轰1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数最小抵抗线对爆破效果的影响：烈的空

气

冲

击

波

。抵抗线太大，爆炸能不足以破坏抵抗线内的部

分岩体，影响爆炸气体能量的充分利用，导致

爆

破

效

果

差

，

大

块

多

，

严

重

影

响

采

装

作

业

。前排抵抗线过大，地震效应也会相应增大。抵

抗

线超

过

一

定

值

后

，

就

会

引

起

后

冲

，

抵

抗

线

越大，后冲就越大，还易出现根底。基本参数

抵抗线太小，飞石多，爆炸气体的冲出形成强1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数基本

最小抵抗线对爆破效果的影响：参数

在最小抵抗线方向一侧，与被爆岩体相接触的介质是空气，

而在最小抵抗线反方向一侧，与

被爆岩体相接触的介质是原岩体，爆破地震波

在岩体中传播的衰减远远小于在空气中的衰减，

所以在抵抗线方向上，爆破地震强度最小，反

向

最

大

，

侧

向

居

中

，

而

最

小

抵

抗

线

方

向

是

抛

掷

的主导方向。因此，从减震和控制飞石危害两

方面综合考虑，

抵抗线方向的确定一般应使被

保护目标物位于最小抵抗线的两侧位置上。1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数◆

超

深

：h基本

▶超

深指钻孔超出台阶底盘标高的那一段孔深。参数

超

深的作用在于降低装药中心位置，克服底盘岩石的夹制作用，使爆后少留或不留根坎，

以形成平整的底部平台。当岩石松软时，取小值；岩石坚硬时，取大值。计

算

经

验

公

式

：▶h=(0.15~0.35)W₁▶

h=(0.12~0.25)H▶h=(8~12)d▶

岩

石

松

软

取

小

值

；▶同

一

爆

区

超

深

应

一

致

。国内矿山的超深

值

一

般为0

.

5～3

.

6m,

底

盘

有

天

然

分

离

面

或

底

盘

岩

石

需

要

保

护

时

，

可

不

留

超

深

，

必要时可留一定厚

度

的

保

护

层

。1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数◆

超

深

：h萎轰1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数超深对爆破效果的影响：基本

超深过大，会造成钻孔和炸药的浪费，增大地震效参数

应，增加台阶底板的有害破碎，

同时增加穿孔费用。据相关资料，对高12m

的台阶，如果平均超深比最优值大0.5m,

钻爆成本将增加5%左右；▶超深过小，则容易产生根底，影响采装工作效率。▶超深应结合炮孔直径、抵抗线大小、孔间距、矿石

或岩石性质、炸药性能等诸因素正确选择。超深一

般可按

h=0.3W来确定，按h≥10d

来校核。太多超深对爆破效果的影响下一台阶

的上部正确太少超深与岩性的关系：▶

超深与岩石的构造和性质最为密切，

当台阶底部的

岩石呈水平层面或有较大的水平节理构造时，可不

设超深；当岩石软弱或节理裂隙发育时超深较小；

当岩石较坚硬时超深较大。▶由此，根据岩石地质构造面的位置确定台阶高度，

如果岩体由软硬交替的岩层组成，那么,将台阶下

平台选择在岩性软弱带或结构水平层面上，减少岩

盘夹制作用，可以减少超深或不设超深。1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数基本

参数1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数超深与岩性的关系：思题考

某矿山剥离开采，岩石层理发育，软硬岩层相间分布，

层厚2~4m

。采用台阶深孔爆破，250mm

牙轮钻钻孔。孔底落在硬岩处，超深2.5m还有根坎。后调整台阶高度，孔底落在软岩处，甚至超深为0,也没有根坎，且平整度好。试分析其原因。·钻孔中心线至坡顶线的安全距离·根据钻机型号、性能和体型以及操作人员作业

水平，为了确保在台阶边缘钻孔时的施工安全

所确定的第一排炮孔至台阶边缘的距离。·对大型钻孔设备，

B≥2.5~3.0m在《金属非金属矿山安全规程》GB16423-2006

中规

定：

钻机稳车时，应与台阶坡顶线保持足够的安全

距离。千斤顶中心至台阶坡顶线的最小距离：台车为1m,

牙轮钻、潜孔钻、钢绳冲击钻机为2.5m,

松软岩体为3.5m。1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数◆

眉

线

距

离

：B孔网

参数基

本

参

数孔

距

：aa

=m·W₁a

=m·bm:

炮

孔

密

集

系

数排

距

：b▶b=(0.6~1.0)W₁▶b=axsin60=0.866a(

相

当

于m=1.155)1.露天深孔台阶爆破1.5孔网

参数孔距与最小抵抗线(及排距)的比值称为炮孔密集系数，

过去也称炮孔邻近系数，

用m

表示。岩石过早地在二

个炮孔之间裂开，

会造成爆破气体

冲散回填物，

导

致炮孔中爆破压

力突然下降，

气体能量的过早逸m>1

m<1

散，对岩石破碎不利，同时造成

的根底及后冲问般取m=1.2～1.25。

题也相当严重1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数孔距与最小抵抗线的关系：孔网

参数孔距和排距对爆破效果的影响：如果孔距和排距过大，不够均匀，会使孔网面积增

大，在偏大的中间部分，

由于受药柱破坏作用较小，

爆破后大块增多，出现根底。同时，

孔距和排距影响爆破后冲的大小。▶在

中

小

直

径

钻

孔

延

时

爆

破

中

，

排

距与

最

小

抵

抗

线

的概念相一致；在大直径钻孔爆破中，往往底板抵抗

线要考虑钻机安全选取较大，

排距则可正常选取。▶

随着多排毫秒延时爆破技术和炮孔斜线顺序起爆的

应用，

出现了缩小排距，增大孔距，从而增大炮孔

密集系数的趋势。1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数孔网

参数孔距和排距对爆破效果的影响：

▶

传统的孔距、排距是在布孔过程中反映炸药在中

，孔距应为同时起爆的炮孔之间的距离，

排距应为先后起爆炮孔之间的距离(

抵抗线),除非是排间起爆，其他起爆模式中的孔、排距已经与空间概念上的孔、排距完全不一样了。▶

a·b或W₁

·a称为炮孔负担面积S。

在给定的孔径条

件下，每个孔都有一个合理的负担面积。岩体中空间位置的一个概念。在毫秒延时爆破1.露天深孔台阶爆破

1.5

基

本

参

数w=

√高a=mW₁a=mb炮孔直径/mm7689101115140炮

孔

断

面

积

/cm²45.3662.2180.12103.87153.94炮孔负担面

积s/m²6.128.410.814.0220.78W₁或

b/m2.32.633.44.2炮

孔

间

距

a

/m2.73.23.64.15根据一些难爆岩体的爆破经验，保证最优爆破效果

的炮孔负担

(孔网)

面积

(a·b或W₁

·a)

是孔径断面

积(π·r²)

的函数，两者之间比值是一个常数，其值

为1300～1350。按密集系数m=1.2计算，对不同孔径

深孔的孔网参数(按1350计算)可见下表。1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数孔网

参数基

本

参

数炮孔负担

(孔网)

面积

(a·b或W₁·a)与孔径断

面积

(π·r²)

的关系—两者之间比值是一个常数，

可以通过底盘抵抗线的孔径公式推导出来：一般破碎爆破取

m=1.1～1.25,

通

常

取m=1.25一般岩性和爆破要求，取

n=28～35W₁=nda=mW₁W₁·a=mn²d²=4mn²(π·r²)/π该常数值为

4mn²/π=1250～1950

(

注

意

单

位

)1.露天深孔台阶爆破1.5孔网

参数由

和可

得1.露天深孔台阶爆破1.5

基本参数◆

钻

孔

深

度

：L

▶L=(H+h)/sina▶L=L₁+L₂▶

α:钻孔角度、应与坡面角相等。如瑞典一般采用孔

底夹制作用较小的3:1倾斜孔，钻孔角度71.6°。每次爆破时，各炮孔的深度应该基本一致。

一个过浅的炮孔对其四周炮孔会产生不良影响，导致大块

增加和增大根底区域。如60个炮孔中有3个孔不够深，

那么爆破效果受到影响的区域可能不是5%,而是25

%。◆

最大钻孔偏差：δ单

位

：

m1.露天深孔台阶爆破

1.5

基

本

参

数·δ表示最大孔底偏差。台阶不平台

阶

高

度钻

机

性

能操作技术孔网

参数钻孔偏差岩

性1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数最

大

钻

孔

偏

差

：

δ孔

距

误

差T

超深误差台阶不平造成钻孔

方向不正确会造成

较大的钻孔偏差孔

距

误

差超

深

误

差前排抵抗线误差孔网

参数1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数最大钻孔偏差：δ孔网参数排间误差钻机类型、性能，钻孔

深度，钻孔技术和岩石

因素等造成钻孔偏差孔

距

误差1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数◆

最大钻孔偏差：δ

·

钻孔偏差与钻机和工人的操作技能有关。可以通过质量指标来控制钻孔偏差的大小。·

钻孔偏差包括开孔定位偏差和倾斜偏差两部分，

在瑞典，

规定开孔偏差不允许超过钻头直径，倾斜偏差不允许超过孔深的3%,故其最大允许偏差为：

·

由于实际钻孔不可能与理论计算一致，所以必

频

计算最大允许偏差δ,实际偏差不应超过δ。·钻

孔

偏

差导

致

炮

孔

底

部

抵

抗

线

和

孔

排

距

的

不

规

则，

使炮孔底部炸药在岩石中的分布不确定。如果炮

孔出现偏差后不调整炮孔位置，爆区底部就无法

达到所希望的效果：在偏差过大的地方会引起爆

破效果的恶化，大块增加；超深偏差会引起底部

根坎的出现。因此，

在炮孔布置中应补偿这一炮

孔偏差。·改善钻孔偏差，使之控制在更精密的范围内，可

以减少因偏差产生的底部爆破效果的恶化，

炮孔

的布置更为合理。达到同样的爆破效果，往往所

需的焰孔数和炸药量更少。1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数◆最大钻孔偏差：δ孔网

参数爆破效果恶化实

际

超

深

理想超深超深也有同样的调整!1.

露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数◆最大钻孔偏差：δ理想孔距实际孔距深孔台阶

钻孔偏差

偏

差

减

少理

想

钻

孔钻

孔

调

整

孔距调整调

整

孔

距1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数◆最大钻孔偏差：δ思考题某

土

石

方

工

程

2

0

0

0

万m³,

精

心

施

工

，

将

钻

孔施

工

允

许

偏

斜

率

由

3

%

下

降

到

1

%

,

带

来

孔间

距

、排间

距

加

大

1

0

%

,

超

深

减

少

0

.

5m。试分析后期1000万m³的爆破参数如何调整?带来这一变化的原因和理论依据。垂直深孔取

L₂=(0.7~0.8)W₁倾斜深孔取

L₂=(0.9~1.0)W₁填塞长度是控制个别飞石的主要参数确定合理的填塞长度和保证良好的填塞质量对改善爆破效果和提高炸药能量利用率具有重要作用基

本

参

数填

塞

长

度

：L₂▶

L₂=(20~30)dL₂<0.75▶L₂=(0.7~1.0)W₁1.露天深孔台阶爆破1.5装药

参数W₁▶

填塞

(tamping)就是针对不同的爆破方法

采用相应的材料，将岩体中通向药包的通道

填

实

。▶

填塞的目的是：。

保证炸药充分反应

，

防止炸药不完全爆轰；。防止爆轰气体过早地从炮眼中逸出，提高炸药能量的有效利用率；。减少或防止爆破飞散物。1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数填塞对爆破效果的影响：装药

参数塞

对

爆

破

效

果

的

影

响

：在有填塞和无填塞两种条件下，爆炸作用对炮孔壁的

初始冲击压力虽然没有很大的影响，但是填塞却明显

增大了爆轰气体作用在孔壁上的压力和压力作用的时

间，从而大大提高了它对岩石的破碎和抛掷作用。1.露天深孔台阶爆破

1.5

基

本

参

数ab时

间填塞对爆破作用的影响

a-

有填塞；b-无填塞装药

参数炮孔压力填填塞长度对爆破效果的影响正确的填塞填塞太短一

产生飞石、

冲击波填塞太长—表层大块多能量泄出，

效果变差-填塞对爆破效果的影响：良

好

的填

塞

质

量可

以

阻

止爆

轰

气

体的

过

早

逸

散，使炮孔在相对较长的时间内保持高压状

态

，

大

大

提

高

爆

轰

气

体

膨

胀

作

用

在

孔

壁

上

的

压力并延长压力作用时间，从而提高对岩石

的

胀

裂

和

抛

移

作

用，使台

阶

上

部

岩

石

得

到

充

分

破

碎

。良

好

的

填

塞

加

强

了

对

炮

孔

中

炸

药

爆

轰

时

的

约

束作用，使炸药的爆炸反应及其爆炸性能得

到改善，从而全面地提高了炸药爆炸能量的

利用率。1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数装

药

参数▶便

于

对

起

爆

器

材

的

保

护

和

不

会

产

生

飞

石

安

全

问

题

。一般采用内摩擦系数较大的砂和碎石，

以及砂与土按一定比例拌合的混合物。基

本

参

数填

塞

材

料

要

求

：▶要

有

一

定比

重

；▶内摩擦系数要高；1.露天深孔台阶爆破1.5装

药参数和起爆药包位置等因素影响。如果填塞深度过大，使炮孔上部临空面和孔口受药柱破坏

作用减小，会造成台阶上部大块的增多，此

时宜采用分段装药。如果填塞长度过小，

易

产生较多飞石和较强的空气冲击波，爆轰气

体产物过早从孔口冲出而影响爆破效果。基

本

参

数填

塞

长

度

：▶

主要与孔径和抵抗线大小有关，

还受到岩性1.露天深孔台阶爆破1.5装药

参数1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数装药药卷直径：d

₁鉴薮

单

位

：mm>

当

采

用

耦

合

装

药

(

散

装

药

)

时

：d₁=d装药密度：△单

位

：g/cm³

、t/m³答幕2

#

岩

石乳化粉状乳化

炸药1

#

粉

状铵油多孔粒

状铵油岩石型改性铵油岩石型膨化铵油重铵油药卷密度0.95~1.30.85~1.050.9~1.00.8~0.90.9~1.10.8~1.00.85~1.31.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数线装

药

密

度(

延

米装

药

量

：每

米实际装药长度：

L₁L₁=Q₁/q₁单

位

：

kg/m确定方法：计算；实测。计算时

要

注

意

各

参

数的

计

量单

位

。炮孔装药量):

q₁q₁=Q₁/L₁鉴薮1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数◆

线装药密度(延米装药量):q₁的计算方法计

算

药

卷

的

断

面

积

：S=πd₁²×1/4;mm²(散装药时d₁=d)>

将S与△相乘得到S×△;

mm²·g/cm³=g/10m将

上

值

的

小

数

点

位

置

前

挪

3

位

即

为

线

装

药

密

度(每米装药量);kg/m例：d₁=100mm,S=7850,

取△=0.9,则S×△=7065,小数点前挪3位得7.06,故q₁=7kg/m。装药直径

d₁mm装药密度A

g/cm0.850.900.951.001.051.101.15602.42.542.682.832.963.113.25703.273.463.653.854.044.234.42763.864.084.314.544.764.995.22895.295.605.916.226.536.847.151006.687.079.3519.2428.2767.937.467.858.258.649.031158.839.8710.3910.9111.4311.9416518.1820.3121.3822.4523.5224.5920026.7039.8531.4232.9934.5636.1331064.1671.7075.4879.2583.0286.801.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数常用装药直径及装药密度的延米装药量(kg/m)1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数实际延米装药量

(kg/m)8.65kg/m,

增加了10%。装药参数在钻孔作业中，

由于钻头新旧程度不一和钻孔作业水平的差异，

以及岩性的不同，

实际成孔直径

与

标

称

直

径之

间

有

一

定

差

别

，

耦

合

装

药时

的实

际

延米装药量也有差别。

以钻孔标称直径100mm,

实际钻孔直径105mm,

装药密度为1g/cm³

计算，

线装药密度

(

延米装药量)从7.85kg/m

增加到■

■单

耗爆

破

约

束

条

件爆

破单

位

体

积

岩

石

所

消

耗的

炸

药

量

称

之

为单

位

炸

药

消

耗量，

简

称

单

耗

。◆

单位耗药量(单耗):q单

位

：

kg/m³1.露天深孔台阶爆破1.5

基本参数岩

石

可

爆

性薮工

程

要

求炸

药

特

性岩

石

坚

固

性系数f0.8~23~45681012141620Qkg:m-30.400.450.500.550.610.670.740.810.880.98◆

单位耗药量(单耗):q单

位

：kg/m³确

定

方

法▶

试

验

法▶

工程类比法▶

查

表

法1.露天深孔台阶爆破1.5

基本参数薮级别IⅡⅢIVV名

称易爆中等可爆难爆很难爆极难爆节理裂隙等级特

别

破

碎强

烈

破

碎中等破碎轻

微

破

碎完

整

岩

体平

均

裂

隙

距

/

m+0.10.1～0.50.5～1.01.0～1.5>1.5岩石普氏系数f<88~1212~1616~18>18岩石坚硬等级不坚固中等坚固坚固很坚固特

别

坚

固岩石密度g/cm³<2.52.5~2.62.6~2.72.7~3.0>3.0参考单耗kg/m³<0.350.35~0.450.45～0.650.65～0.9>0.9单

位

耗

药

量

与

岩

石

可

爆

性矿名山

称矿岩种类岩石坚固性系数

f孔

径台阶高度/m底盘抵抗线/m排

距

/m孔距/m孔深/m填塞高度/m后排孔

药量增

加系数单耗kg/m³首水铁钢

厂

矿块

状

磁

铁

矿>14250127~85~67.5～8.514～154.5～5.51.20.5~0.6层

状

磁

铁

矿12~147~85.5~68～913.5~14.55.5～6.51.20.4~0.5混

合

花

岗

岩8～107~96～79～1013.5~

14.56～6.51.20.35南铁芬

矿透

闪

石

、

磁

铁矿16～20310126~126~6.56～6.514～156～6.51.21.3角

闪

岩

、

磁

铁矿8～107~127.27.213.5~

1461.15～1.21.05歪山

铁头矿磁铁矿12～16250121047～1014.5~

156～8不增加0.68角

闪

片

岩

、

石英岩8～121157.5～1113.5~

147～8不增加0.4矽

卡

岩

、

大理岩8～12170~2001263.5~43.5～414.5~15.57～81.3～1.50.5~0.6大

冶铁

矿花

岗

闪

长

岩10～1264~4.53～3.514.5~

157～81.3～1.50.5~0.6磁铁矿63~3.53～3.514.5~157～81.3～1.50.8我

国

部

份

露

天

铁

矿

(

石

灰

石

矿

)

深

孔

爆

破

参

数

表/mm矿

山

名称矿岩种类岩石坚固性系数/f孔

径

/mm台阶高度/m底

盘抵

抗线/m排

距

/m孔距/m孔深/m填塞高度/m后排孔药电增加系数单

耗kg/m²南

吉铁京山

矿磁铁矿、闪长岩121/1.6145.5～6.

51.2大石石连

灰矿白云岩6～825012~139~106~6.510～1114.5~15.56～6.5不增0.3~0.4南

白石京

云矿白云岩6～8150126~74.06～714~14.54~51.20.4~0.5我国部份露天铁矿(石灰石矿)深孔爆破参数表1.露天深孔台阶爆破1.5

基本参数◆

单位耗药量(单耗):q装药

▶

单

耗的选取直接影响工程的炸药用量，也影响爆破

参数

破

碎效

果。

在

破

碎

爆

破中，

不同

岩

石

都

有

一

定

范围的

合理单耗值，低于合理值就会使爆破效果会受

到影响。降低单耗所节省下来的成本，不一定弥补

得了因爆破效果变坏在大块二次处理和挖运工序中的

支

出

。▶在操作中，采用炸药单耗的总量控制，即将实际使

用的装药量与爆破岩石量相比，得出实际的炸药单耗ZQ/V

,

这是衡量爆破破碎及松散程度效果的一

个重要参数。设计平卷一般大于实际的炸药单耗

(平均单耗)

。◆单位耗药量(单耗):q、岩体的抛掷距离与单位炸药消耗量有关：当单耗仅

为0.2kg·m-3时，受爆岩体一般只产生破裂，不会出现抛掷的情况；

当单耗达到0.4kg·m-3时，岩体会向前抛掷20～30m,这正是我们期望的岩石位移量。▶

岩石前抛量过小，形成的爆堆很密实，不利于挖装

作业；岩石前抛过大，会使爆堆分散，降低挖装效

率，

同时也提高了爆破成本。矿山中考虑后续选矿等工序的要求，往往采用较大的单耗以增加矿石的破碎度。1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数装药

参数基

本

参

数孔径d、超深h与单耗q将炮孔装药按底盘线分成二部分，分别用Q,和

Q₁

表示，则有Q=Qn+Q,;▶

假设用n表示两直径之比，即：

n=d₂/d₁

则有

：

Qn₂=n³·Qn▶假

设

采

用

直

径

不

同

的

炮

孔

爆

破

同

样

的

岩

石

，

超

钻部分采用密实装药，并以h=kd

代入，则有：1.露天深孔台阶爆破装

药

参数1.5炮孔负

担

面

积与

孔

径的

平

方

成

正

比，即

相

对

于

1个d₂

炮孔需n²个d₁炮孔。▶所以，对同样体积的岩体，采用d₁

炮孔时超钻部

分的总装药为

2

Qn=n²·Q▶

显然，采用d₂

炮孔时超钻部分药量比采用d₁炮孔孔径d、超深h与单耗q▶

超钻部分的装药Q,

主要是用来克服炮孔底部夹

制作用使之不产生根坎的；上部的装药Q

才是

用于需要破碎的岩体V

的。Q=Q-Qn=qV

一Qn;时

倍

。1.露天深孔台阶爆破1.5

基

本

参

数装药

参数▶

结

论

：。孔径越大，超深越大，单耗也应增加。。孔径越大，超深部分药量加大、加深，

爆破夹制作用加大，引起的爆破振动也越大。也就是说，采用d₂炮孔时用于破碎底盘上面岩体

的药量比采用d₁

炮孔时要小。如果要达到与d₁

炮

孔时同样的炸药能量，则只能加大单耗q了。1.露天深孔台阶爆破1.5

基本参数孔径d、超深h与单耗q装

药

参数基

本

参

数◆

单孔装药量：Q₁单

位

：kgQ₁=q·W₁·H·aQ=q·H·a·b从第二排起，以后各排孔的每孔装药量：Q=kqabH式中：

k---

考虑受前面各排孔的矿岩阻力作用增加的系数，

k=1.1～1.2,在炮孔直径较小、排数

较少的毫秒延时爆破中，通常取k=1。1.露天深孔台阶爆破鉴薮1.5·装

药

长

度L₁:

L₁=Q₁/q

₁▶单耗

q:查

表线装药密度q₁:q₁=Q₁/L₁

单

孔

装

药

量

Q₁:Q=q·

W·H·aQ=kqabH▶超深h:

h=(0.15~0.35)W₁

h=(0.12~0.30)H

h=(8~12)d

孔

距a:

a=mW₁

m=1.0～1.25排距b:

b=(0.6~1.0)W₁

b=a×sin60=0.866a

1.

露天深孔台

阶爆破

1.5

基

本

参

数参数

|

、台阶高度H钻孔直径d

药卷装药直径d₁

汇

总

▶底盘抵抗线W₁:W₁=k

×d

W₁≥Hctga+BW₁=(0.6~0.9)H

、钻孔

深

度L:L=(H+h)/sina

L=L₁+L₂

▶填塞长度

L₂:L₂=(20~30)dL₂<0.75W₁2=q·H·a

·1.露天深孔台阶爆破1.6

技术设计爆破技术设计分说明书和图纸两部分，应包括以下内

容

：——

工程概况，即爆破对象、爆破环境概述及

相关图纸，爆破工程的质量、工期、安全要求；(由来、对象、环境、要求)—

—

爆破技术方案，即方案比较、选定方案的

钻爆参数及相关国纸；

(工程特点、难点、设计原

则

)——起爆网路设计及起爆网路图；——安全设计及防护、警戒图。1.露天深孔台阶爆破1.6

技术设计▶爆破设计的目的实际上就是将破碎该岩体所需

的炸药尽可能均匀分布到岩体中，并使炸药爆

破时能安全、有效的破碎该岩体。▶

在露天深孔爆破中，有二种设计方法：

一是先

设计岩体中的钻孔布置，

再计算炮孔装药量；

二是根据破碎该岩体所需的药量设计安放该药

量所需的钻孔位置。1.露天深孔台阶爆破1.6

技

术

设

计▶确定

台

阶

高

度H,

钻

孔

直

径d;▶用前述公式计算台阶爆破参数：

W₁,h,a,b,L;▶根据岩石性质、炸药性能和爆破要求确定单耗q,

计算单孔装药量Q₁;▶根据使用炸药尺寸和密度计算线装药密度q₁

,装

药长度L₁,填塞长度L₂;▶用填塞长度L₂

的经验公式校核，如不满足则应调

整孔网参数，直至合理为止。参

数

设

计▶先确定爆破体积为V的岩体所需炸药量Q:Q=qV即V=Q/q在

深

孔

台

阶

爆

破

中

，

每

个

炮

孔

的

装

药

长

度

为

：L₁=H+h—L₂,每个炮孔的装药量为：Q₁=q₁×L₁▶将Q

放入岩体中所需炮孔数：n=Q/Q₁每

个

炮

孔

爆

破

方

量

为

：V₁=V/n=Q/qn=Q₁lq▶每个炮孔爆破方量还可以由下式计算：

V₁=S×H

每个炮孔爆破负担面积为：

S=V₁/H=Q₁/qH由S=a<

W,a=mW,

就可以计算出a、W、b

了。1.露天深孔台阶爆破

1.6

技术设计参数设计二1.露天深孔台阶爆破1.6

技

术

设

计

根据装药药卷直径d₁(mm)

、

装药密度△(g·cm-3),

计算线装药密度q₁(kg·m-1):▶根

据

岩

石

性

质

、

钻

孔

直

径

确

定

超

深h。▶

根据钻孔孔径

d,

单位耗药量

q、爆区周围环境

及要求控制飞石的范围确定合理填塞长度L₂根

据

岩

石

性

质

、

炸

药

性

能

和

爆

破

要

求

选

取

(

或

通过试验确定)

单位耗药量q(kg·m-3)n=20～40数设计二参Q₁=q₁(L-L₂)Q₁=q·W₁·H·a

Q=q·H·a·b▶

由▶

和▶

或▶

可

得

：1.露天深孔台阶爆破1.6

技术设计参

数

设

计

二▶

对不同的底板抵抗线W₁或排距b,

通过上式计算得

到的W₁

·a

值或a·b值

(

炮孔负担面积S

)

可以计算

a

=m

b·一

般

情

况

下

，

考

虑

自

由

面

对

爆

破

作

用

的

影

响

和

相邻炮孔爆破时共同的作用效应，

孔距应大于

抵抗线和排距，即炮孔间距系数m

大于1,通常

取值范围为1

.

2～1

.

25。·当需要通过爆破获取大块岩块时，孔距应小

于抵抗线和排距。1.露天深孔台阶爆破

1.6

技术设计孔距a。参数设计二▶在瑞典

，

台

阶

爆

破

以

倾

斜

钻

孔

为

主

，

在

进

行

参

数

设计时，考虑台阶底部夹制作用大，

一般钻孔底

部为集中装药或装密度高的炸药，上部采用柱状

装药或装低密度炸药。一般炮孔倾斜度为3:1(钻孔角度71.6°),

由于是斜孔上下部位抵抗线

基

本

相

等

，

但

底

部

部

位

的

抵

抗

线

要

加

上

钻

孔

偏

差，

台阶高度大于或等于2倍底部抵抗线。底部

集中装药段高度为1.3倍底部抵抗线，柱状装药段

长度为孔深减去集中装药段长度和堵塞长度，柱

状装药段线装药密度为底部装药段的0.4~0.6倍。1.露天深孔台阶爆破1.6

技术设计参

数

设

计

三1.露天深孔台阶爆破

1.6

技术设计参数

设

计

三1.露天深孔台阶爆破1.6

技术设计参

数

设

计

三露天深孔台阶爆破设计题▶

习

题

：▶给

定

条

件

：

一

工

程

为

花

岗

岩

，

岩石坚固系数f=8～10,

采用台阶爆

破

，

台

阶

高

度

1

0m,

钻

孔

直

径90mm,

试

进

行

参

数

设

计

。露天深孔台阶爆破设计题某石灰石矿需要年采石120万m³

(山体自然方),采区距离居民建筑500m,岩石为致密的石灰岩，普氏系

数f=8～10、

台

阶

高

度

1

0m,钻

孔

直

径

9

0mm,垂

直

钻孔，采用多孔粒状铵油炸药，导爆管毫秒雷管起爆。设计要求：做出可实施的爆破技术设计，设计文件

应包括(但不限于):爆破方案选择、爆破参数设计、

药量

计

算、爆

破网

路

设

计、爆

破

安

全

计

算等，

及

相

应

的炮孔布置图、药量计算表。设计例题通常采用毫秒延时起爆网路；药包之间实

施

毫

秒

延

时

爆

破

，

是

为

了

改

善

爆

破

效

果

和

降

低

爆

破

震

动

；>基本思路是使每个炮孔都具备有自

由

破

碎

的

条

件

；>

孔

间

或

排

间

要

有

一

定

的

延

迟

时

间

，以保证后爆岩体具有侧向临空面。1.露天深孔台阶爆破1.7起爆网路设计基本思路1.露天深孔台阶爆破1.7

起爆网路设计毫秒延时爆破技术的作用原理>

应力波迭加作用：相邻药包先后起爆，其爆

炸

应

力

波

相

互

迭

加

，

加

强

了

爆

炸

应

力

场

的

作功能

力

；

增加自由面作用：先爆炮孔为后爆炮孔创造新的

自

由

面

；

岩块相互碰撞作用：据高速摄影观测，爆后150ms

左

右

岩

石

解

体

，

岩

块

开

始

进

入

弹

道

抛

掷

和

塌

落

阶

段

。

岩

块

移

动

初

始

速

度

为

1

4

.

6

~

2

5m/s,

平均速度为11.3~12m/s;减少爆破振动作用：振动强度可减少1/3~2/3。作用原理1.露天深孔台阶爆破1.7起爆网路设计>

起爆网路设计的3个内容：>

起爆网路的类型：>

电

爆

网

路

、

导

爆

管

雷

管

网

路

、

导

爆

索

网

路

、电

子

雷

管

起

爆

网

路

、

混

合

起

爆

网

路

；>起爆顺序；>

起爆时差选择。最常用的：每

个

炮

孔内

安

放

2发电雷管，串联

后用高能起爆器起

爆

。常

用

起

爆

网

路

类

型

有

：>

电爆网路：优

缺

点1.

露天深孔台阶爆破

1.7

起爆网路设计常用网路类型连

接

方

式R₁

R₁I₁=I₀/2

I₁=l₀O=0.24I²RT1.

露天深孔台阶爆破1.7起爆网路设计电爆网路各联接方式的