露天深孔台阶爆破

露天深孔台阶爆破12020/3/20学习小结一、炸药及爆炸的基本理论22020/3/20?炸药化学爆炸作功过程示意图高温高压爆

炸炸药(常温常压)爆炸产生的现象:冲击波\气体膨胀作功\光热声\气体至常压二、岩石爆破基本理论32020/3/20?岩石爆破破碎机理⑴冲击波拉伸破坏理论⑵爆炸气体膨胀压理论⑶冲击波与爆生气体综合作用理论压缩区质点振动方向传播方向传播方向膨胀区二、岩石爆破基本理论42020/3/20?岩石中爆破作用的五种破坏模式▲炮孔周围岩石的压碎作用▲径向裂隙作用▲卸载引起的岩石内部环状裂隙作用▲反射拉伸引起的片落和引起径向裂隙的延伸▲爆炸气体扩展应变波所产生的裂隙二、岩石爆破基本理论52020/3/20?

岩石中爆炸应力波传播特征地震波(大于150r)压缩波

(120---150)r冲击波（3

—7）r二、岩石爆破基本理论62020/3/20?

爆破漏斗爆破漏斗的几何参数：最小抵抗线：W

爆破漏斗半径：r爆破作用半径：R爆破漏斗深度：D爆破漏斗可见深度：h爆破漏斗张开角：θ作用指数：n=r/W二、岩石爆破基本理论72020/3/20?

爆破漏斗爆破漏斗的基本形式▲标准抛掷爆破漏斗：n=1.0▲加强抛掷爆破漏斗：n>1.0

，（取n=1.2

～2.5）▲减弱抛掷爆破漏斗：1>n>0.75▲松动抛掷爆破漏斗：n<0.75三、常用爆破器材与起爆网路82020/3/20?起爆网路种类串联起爆网路并联起爆网路混合复式起爆网路传爆雷管连接四通激发雷管塑料导爆管连接四通激发雷管塑料导爆管传爆雷管三、常用爆破器材与起爆网路92020/3/20?导爆索起爆网路导爆索搭接方式导爆索与炸药的连接三、常用爆破器材与起爆网路102020/3/20···

·?

典型逐孔毫秒延时非电起爆网路····

··

······四、露天深孔台阶爆破技术112020/3/201、露天深孔台阶爆破的概念炮孔：直径大于50mm孔深：大于5m什么是深孔台阶爆破？特点：延长药包爆破方式炮孔D≥50mm5m

≤

H≤30m孔深延长药包四、露天深孔台阶爆破技术122020/3/20?露天深孔台阶爆破的破岩效果四、露天深孔台阶爆破技术132020/3/20?露天深孔台阶构成要素台阶上部平盘台阶面坡面角α台阶坡顶线台阶下部平盘台阶高度h台阶坡底线坡面角α四、露天深孔台阶爆破技术142020/3/20?露天矿采场构成要素运输平台安全平台工作平盘ψ

工作帮坡角清扫平台最终帮坡角最终帮坡角四、露天深孔台阶爆破技术152020/3/20?露天矿采场构成要素名词解释1、最终边帮：AC和BF,位于矿体下盘一侧的边帮称底帮，上盘一侧的边帮为顶帮，位于矿体走向两端的边帮为端帮。2、工作帮：正在进行和将要开采的台阶组成的边帮。如图中的

DF，是变化的工作面。3、非工作帮：最上面一个台阶的坡顶线和最下一个台阶的坡底线的斜面，称为非工作帮坡或最终帮坡。如图AG和BH。其中βγ是最终帮坡角DF面，ψ是工作4）工作帮坡面：工作帮最上面台阶底线与最下面台阶底线构成的平面，如图帮坡角，工作帮水平部分成为平盘，有上平盘和下平盘。最终帮坡角和工作帮坡角：是露天矿设计主要指标，直接影响开采境界和生产能力。上开采境界线范围：由AGHB构成（红线范围）。非工作帮上的平台：安全平台、运输平台和清扫平台。安全平台：

缓冲和阻截滑落的岩石，同时减缓最终帮坡角度，保证最终帮坡的稳定和下部 水平的工作安全。宽度一般为 1/3台阶高度。运输平台：工作台阶与出入沟之间运输联系的通道，位于出入沟的非工作帮或帮沟上。宽 度由运输方式和线路数目确定。9）清扫平台：

用作阻截滑落的平台，用清扫设备清扫，起安全平台作用，每隔

2～3隔台阶的边帮上设一道，宽度根据清扫设备而定。四、露天深孔台阶爆破技术162020/3/202、深孔爆破的特点高兴啊！▲孔大、孔深、孔多，一次爆破方量大；▲便于标准化、规范化生产组织与安全管理；▲易于使用大型现代化工程机械，生产成本低。优

点

缺

点应用先进技术规范标准化1

一次爆破矿石量大1易产生大块夹持压死2

潜孔台阶作业2需加大设备投入3钻爆工艺技术要求高四、露天深孔台阶爆破技术172020/3/203、深孔爆破的优点----易-于实现光面与预裂爆破预裂爆破技术光面爆破技术预裂缝半孔率四、露天深孔台阶爆破技术182020/3/20?路堑光面与预裂爆破的路堑应用半孔率工作台阶四、露天深孔台阶爆破技术192020/3/203、深孔爆破的优点----易-于实现微差爆破第三排炮孔:

6段

150ms起爆器25ms第二排炮孔:

4段

75ms第一排炮孔:

2段321四、露天深孔台阶爆破技术202020/3/20?深孔台阶微差爆破岩石位移示意图三排炮四排炮台阶岩矿二排炮一排炮延迟时间的变化范围：10ms/m30ms/m(（硬岩）～软岩）通常按每米最小抵抗线延迟15ms

间隔比较合适。四、露天深孔台阶爆破技术212020/3/20?岩石移动碰撞破碎机理：Ft=△mV移动岩石碰撞移动速度减缓移动速度加快四、露天深孔台阶爆破技术222020/3/20?876543323

32

21

1深孔台阶爆破起爆方式举例（

v形起爆）7

6

5

4

4

567654876556

443254354四、露天深孔台阶爆破技术W

m232020/3/20?深孔台阶爆破主要技术参数ccaacbbabh0HWh3Laβh1h2四、露天深孔台阶爆破技术242020/3/20深孔台阶爆破主要技术参数序号

1215参数名称台阶高度H

（m

）台阶倾斜角a

（0）装药直径d(m)参数选取

8～20斜a=β直a=70~90度3钻孔倾斜角β

（0）斜β=73度直β=90度4抵抗线W

(m)w=30D5孔间距a

(m)a=1.25w或a=1.25b6孔排距b

(m)b=w7前排孔上沿宽c

(m)c≤w8钻孔深度L（m

）L≥H,

L=h0+h2+h39堵塞长度h0（m

）≥30D,一般(20-30)D10钻孔超深h1

（m

）(10~20)D11底部装药长度h2

（m

）(1.2~1.3)Wm12上部装药长度h3

(m)L-h0

-h213允许最大抵抗线(m)(1.2~1.3)W或≤40D14钻孔直径D

(m)根据综合指标定耦合d=D不耦合d<D四、露天深孔台阶爆破技术252020/3/20q=Q/V=Q/abH深孔台阶爆破布药参数序号参数名称参数选取1单孔负担面积S（m2

）S=ab=aw2下部装药线密度q2（kg/m

）q2

=2SπρD2(耦合）3上部装药线密度q3（kg/m

）q3=

q2

1/24单一装药线密度q1（kg/m

）q1

=

q25单孔装药量Q

（kg）Q=q

（L-h0）Q=Q1+Q26平均单位耗药量q（kg/m3

）78单孔下部装药量Q2

（kg）单孔上部装药量Q3

（kg）Q2=q2h2Q3=q3h3四、露天深孔台阶爆破技术262020/3/20?建议推广大孔距爆破法1b234a四、露天深孔台阶爆破技术272020/3/20?建议推广大孔距爆破法1、a/b=1.25

（试验证明有较好的破碎效果）2、第一排炮孔按常规方法确定最小抵抗线和孔间距3、台阶爆破一般采用短延时间隔起爆123Δ

W

变化W4四、露天深孔台阶爆破技术282020/3/20?

深孔微差挤压爆破技术-------当--爆-爆破大块率高时，可在工作台阶面上保留一定范围的爆堆堆积体1:时差控制比一般微差爆破时间微差大（

30～50）％约50～100ms2:破碎效果好，爆渣集中，提高综合作业效率3：缺点单耗高、工作平台要求宽、爆堆高可能影响机械铲装作业四、露天深孔台阶爆破技术292020/3/20?

深孔台阶爆破设计依据钻

孔岩石的可钻性岩石的可爆性岩石的性质钻孔直径Dq

＝Q/V最小抵抗线W四、露天深孔台阶爆破技术302020/3/20?深孔爆破设计方法???平均单耗控制设计法（体积法）抵抗线控制设计法爆破试验设计法关键问题：孔径D与平均单耗q、抵抗线W关系四、露天深孔台阶爆破技术312020/3/20?

平均单耗控制法设计过程设计条件：已知H、D、炸药品种?????初选单位耗药量q确定堵塞长度：h0=

（1.0～1.2）W≥20D确定超钻:h1=

（10

～20

）D计算单孔最大可能装药量Q

'

:Q'

=q2

（L～h0

）???计算单孔负担爆破体积

V=abH

q=Q/abH炮孔间距：a=1.25b?单孔装药长度：h2=L-h0-h2根据周围环境确定和校核允许单响药量。选择起爆间隔与起爆网路形式。四、露天深孔台阶爆破技术322020/3/20●岩石特性与凿岩爆破关系---需-要认真考虑的！穿孔--爆破难、难矿石利润岩矿体岩性--单耗难、难爆破－破碎难难四、露天深孔台阶爆破技术332020/3/20?

普氏岩石坚固性系数的概念（表示岩石坚固性综合物理性质）f

=

R/10施加的压力式中：f—普氏岩石坚固系数（无量纲）R

—岩石单轴抗压强度（

MP

）R

=

P/AP-最大破坏压力

A-试件的截面积P标准试验试件基础平面四、露天深孔台阶爆破技术342020/3/20?普氏岩石分级表（1）等级坚固性程度典型岩石f值Ⅰ最硬最坚固的石英岩、玄武岩及特别坚固岩石20Ⅱ很硬很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩、较坚15硬石英岩、最坚硬的砂岩和石灰岩Ⅲ硬致密花岗岩、很坚固的砂岩和石灰岩、石英质10矿脉、坚固的砾岩、极坚固的铁矿石Ⅲ硬坚固的石灰岩、砂岩、大理岩、不坚固的花岗岩、黄铁矿8Ⅳ较硬一般的砂岩、铁矿6Ⅳ较硬砂质页岩、页岩质砂岩5Ⅴ中等坚固的粘土质岩石、不坚固的砂岩和石灰岩4四、露天深孔台阶爆破技术352020/3/20?普氏岩石分级表（2）Ⅴ中等

各种不坚固的页岩、致密的泥灰岩3Ⅵ较软弱

软弱的页岩、很软的石灰岩、白垩、岩盐、石2膏、冻土、无烟煤、普通泥灰岩、破碎砂岩、胶结砾岩、石质土壤Ⅵ较软弱

碎石质土壤、破碎页岩、凝结成块的砾岩和碎石、坚固的煤、硬化黏土1.5Ⅶ软弱

致密的黏土、软弱的烟煤、坚固的冲击层、黏1.0土质土壤Ⅶ软弱

轻砂质黏土、黄土、砾石0.8Ⅷ土质岩石

腐质土、泥煤、轻砂质土壤、湿砂0.6Ⅹ松散性岩石

砂、山麓堆积、细粒砂、松土、采下的煤0.5Ⅸ流沙性岩石

流沙、沼泽土壤、含水黄土及其他含水土壤0.3四、露天深孔台阶爆破技术362020/3/20?岩石的可钻性分级（表示钻孔难易程度的一种岩石坚固性指标）级别凿碎比能（J/cm3）软硬程度代表性岩石Ⅰ≤186极软页岩、煤、凝灰岩Ⅱ196～284软石灰岩、砂页岩、橄榄岩、绿泥角闪岩、白云岩Ⅲ294～382中等花岗岩、石灰岩、橄榄片岩铝土矿、角闪岩Ⅳ392～480中硬花岗岩、硅质灰岩、矽卡岩、大理岩、辉长岩、玢岩、黄铁矿Ⅴ490～578硬赤铁矿、磁铁石英矿、矽卡矿中细粒、花岗岩、Ⅵ588～676很硬致密矽卡岩、煌斑岩、磁铁石英岩、富赤铁矿Ⅶ≥686极硬富赤铁矿四、露天深孔台阶爆破技术372020/3/20?岩石的可爆性分级（岩体在炸药爆炸作用下发生破碎的难易程度）级别爆破性指数F爆破性程度代表岩石Ⅰ小于29～38极易爆千页岩、破碎性砂岩、泥质板岩、破碎性白云岩Ⅱ38～53易爆角砾岩、绿泥岩、米黄色白云岩、Ⅲ53～68中等阳起石、石英岩、黄斑岩、大理岩、灰白色白云岩Ⅳ68～81难爆磁铁石英岩、角闪斜长片麻岩Ⅴ大于81～86极难爆矽卡岩、花岗岩、矿体浅色砂岩四、露天深孔台阶爆破技术382020/3/20钻机正确选择----需要认真考虑的！穿孔效率－岩石性质－钻机选择赚钱容易吗？认识岩石特性炸药单耗－岩石性质－爆破技术四、露天深孔台阶爆破技术392020/3/20?凿岩－穿孔作业冲击：岩石在冲击载荷作用下破损开裂吹气：吹走碎渣和冷却钻头反馈：保持钻头与岩石接触旋转冲击标定指数四、露天深孔台阶爆破技术402020/3/20?台阶爆破钻孔孔径的确定钻孔是台阶爆破施工的核心工艺，钻孔效率决定爆破成本，钻孔质量是优化爆破参数的条件。炮孔孔径小：孔间距小、块度小，钻孔、起爆、装药等成本高孔径大：孔、排间距大、大块率高、炸药能量比小孔径爆破利用率高优化孔径：可实现低成本、高效率的破岩作业四、露天深孔台阶爆破技术孔径mm

412020/3/20253851647689102115127140152165?台2420不同台阶高度对应的孔径分析m28不推荐区域推荐区域阶高度161284不推荐区域四、露天深孔台阶爆破技术422020/3/20?每延米炮孔爆破方量计算依据V

=

a×b×hV

-

每米爆破方量-

孔距

m；-

排距

m。abq=V/QQ

-

炮孔装药量q

-

单位体积炸药消耗量h四、露天深孔台阶爆破技术钻孔直径D(

mm

)432020/3/20?不同孔径每米爆破方量参考图42m330209延米爆破方量2.51.00.0385076100140150四、露天深孔台阶爆破技术442020/3/20?影响穿孔效率的主要因素评价穿孔效率的指标是每小时或每台班的穿孔效率，影响穿孔效率的主要因素有：）钻机的品质；）岩石的坚固程度；3

）孔径的大小。钻机

岩石

孔径懂啦

！！！四、露天深孔台阶爆破技术台班效率m/台班452020/3/20?台班钻孔效率分析KQ-1506YG-75YQ-100普氏硬度f8101214161820金－80YG-140KQ-2001030507090110

130 150

170四、露天深孔台阶爆破技术462020/3/20?不同钻孔形式与技术质量分析序号倾斜孔（75°）

垂直孔（

90°）1破碎度和松散度高易冲炮产生飞石2抵抗线均匀最大抵抗线与最小抵抗线偏差大3保护基底不利保护基底4完整的新工作面不利保护新工作面▲

经验表明：75度斜孔比垂直孔节约10％成本；国内普通钻机一般采用垂直孔，国外先进钻机大多采用倾斜炮孔四、露天深孔台阶爆破技术472020/3/20ΔW?台阶爆破深孔验收标准《爆破安全规程》规定深孔验收标准：孔深误差±0.5m;间距误差±0.3m;倾角误差±1°30′实践证明：1

21、15

米台阶钻孔误差1％提高到3％，对直径75mm

的钻孔，传爆成本增加32

％；100mm

的钻孔增加24

％；140

的钻孔增加11％；2、孔深超过20m,误差偏大，规程建议孔深不宜超过20米。W2W2W1W1四、露天深孔台阶爆破技术482020/3/20?临近边坡的深孔爆破技术（控界爆破）?

缓冲排钻法主爆区?

光面、预裂爆破法加密孔预裂孔光爆孔堵塞段减弱装药段正常装药段加强装药四、露天深孔台阶爆破技术492020/3/20?

影响台阶爆破成本的综合因素直孔、斜孔

!?钻孔还有质量!?Δ

W!?成本!?安全问题！Δ

W!?如何控制成本？质量!?成本飞石振动大块边坡噪声四、露天深孔台阶爆破技术502020/3/20?台阶爆破作业成本分析人工费:3%根砍处理:9%其它费用:1%二次破碎:13%钻孔:37%起爆材料:1%炸药:36%30.08.010.012.015.020.030.0M512020/3/20Kg/m0.50中等可爆岩石不同台阶高度与平均单耗的关系图（直孔）0.48Ф1400.46Ф1000.440.42Ф250Ф76四、露天深孔台阶爆破技术522020/3/20?露天爆破工程有害效应▲爆破振动与塌落振动▲爆破水中冲击波及超压▲爆破个别飞散物（飞石）▲爆破空气冲击波及噪声▲爆破粉尘▲爆破有害气体四、露天深孔台阶爆破技术532020/3/20?爆破振动效应控制V－地面质点峰值震动速度,cm/sQ－单响炸药量，kgR－观测点到爆源的距离，mK、α与地形地质条件有关的系数和衰减指数岩性Kα坚硬岩石50～1501.3~1.5中硬岩石150～2501.5~1.8软岩石250～3501.8~2.0四、露天深孔台阶爆破技术龄期：7～28天542020/3/20?

爆破振动效应《爆破安全规程》爆破振动安全允许标准保护对象类别安全允许振速cm/s序号<10HZ10~50H

Z50~100HZ1土窑洞、土坯房、毛石房屋0.5~1.00.7~1.21.1~1.52一般砖房、非抗震的大型砖块建筑物2.0~2.52.3~2.82.7~3.03钢筋混凝土结构房屋3.0~4.03.5~4.54.2~5.04一般古建筑及古迹0.1~0.30.2~0.40.3~0.55水工隧洞7～156交通隧道10～207矿山巷道15～308水电站及发电厂中心控制设备0.59新浇大体积混凝土龄期：初凝～3天龄期：3～7天2.0~3.03.0~7.07.0~12五、爆破工程安全管理552020/3/20?露天矿山作业主要安全因素分析（90％以上的采场是陡崖式开采）机械运行交通运输爆破作业主要安全问题矿山用电边坡稳定与防排水生产事故统计：浮石滚落（物体打击）

34.7%;边坡坍塌24.7%;高处坠落15.5%;爆破事故6.8%。五、爆破工程安全管理562020/3/20?露天爆破作业的安全管理、资证齐全、持证上岗、人证合一，从业人员必须经过爆 破专业技术人员训练与教育；、爆破作业准备工作必须充分；、一切爆破作业必须严格遵守《爆破安全规程》；、爆破器材的购买、运输、储存、使用，必须严格按国家 法规执行；、爆破有害效应控制与安全距离确定和警戒必须严格执行；、爆破技术设计方案和施工指导书必须由持有《爆破技术 人员安全作业证书》人员编制；、制定各类安全事故可能发生的应急预案。五、爆破工程安全管理572020/3/20?露天爆破事故的主要原因及分析随着我国爆破作业行业与规模的不断扩大，新增了涉爆作业人员与作业内容，专业知识匮乏与高强度的紧张作业是发生安全事故主要隐，主要原因：▲作业人员违背了《爆破安全规程》；▲爆破技术人员或作业人员专业技术水平低；▲爆破作业施工管理不严密或监管不到位；根据我国爆破作业事故资料分析结果显示：▲恶性爆破事故中84%的是由操作者本身的过错造成的，16%是由技术或安全人员的失职，爆破作业安全条件得不到保证造成的。▲矿山爆破工种的伤亡资料显示：技术熟练的爆破工比缺乏足够知识的人员事故率低的多；工龄不满3年的青年爆破工人（

25岁以下）发生事故的比例占全部事故的40%，其中严重致命的事故由青年造成的占80%。工龄不到一年的爆破工人事故率特别高占59%。受过中等技术教育的爆破工发生事故的数量最低。▲评价爆破工人员素质可分成5类：灵活的、喜怒无常、安静的、委靡的、灵活性有变化的。其中喜怒无常和灵活性有变化的人员不适合做爆破工。五、爆破工程安全管理582020/3/20?爆炸物品使用可能引起的法律责任有三个方面：行政责任、民事责任、刑事责任。重点介绍刑事责任：1、爆炸罪：故意制造爆炸，丢失、被盗等危及公共安全的行为；2、非法制造、买卖、运输、邮寄、储存枪支、弹药、爆炸物罪;3、盗窃枪支、弹药、爆炸物罪;4、抢夺枪支、弹药、爆炸物罪；5、抢劫枪支、弹药、爆炸物罪；6、重大责任事故罪：违反相关法规，产生严重后果行为人。7、过失爆炸罪：在生产、储存、运输、使用过失引起爆炸，造成严重后果；8、重大劳动安全事故罪：对严重安全事故承担相关责任的行为人；可怕呀！爆炸案件违规运输、储存、使用丢失、被盗、转给他人管理、过失、冒险作业五、爆破工程安全管理592020/3/20?涉爆人员需要注意的违法形式非法制造、买卖、储运、邮寄枪支、弹药、爆炸物品罪爆炸品与违法盗窃枪支、弹药、爆炸物罪抢夺枪支、弹药、爆炸物罪抢劫枪支、弹药、爆炸物罪五、爆破工程安全管理602020/3/20?严格遵守相关法规是安全生产的基本保证设计文件技术交底文件安全实施细则爆破安全规程GB6722-2003安全管理规定QYBZ-2003-1中华人民共和国国家标准Unitec有限公司Unitec有限公司违背以上规定就可能发生安全事故或重大责任事故！五、爆破工程安全管理612020/3/20?重大劳动安全罪工地现场有险情、安全措施没有或不到位，有可能发生爆破事故、爆炸事件、其它安全事故。领导和上级监管部门不可能天天在这里，可以糊弄….为了节约成本，不管它！老弟你犯法了，可能判刑啊？五、爆破工程安全管理622020/3/20?基层爆破安全监督管理工作实施与监督基本内容：▲政府：根据《民用爆炸品安全管理条例》结合本地区行政职能部门将按行政许可的权限范围分工细化监管职责；▲企业：按照不同类型的企业，依据不同安全法律和安全条例建立安全管理体系。例如：矿上企业依据《矿山安全法》《矿山安全管理条例》在遵守《民用爆炸品安全管理条例》的基础上，建立矿山企业民用爆