岩土爆破设计之案例分析

岩土爆破设计案例分析史雅语2012.06案例5：精细爆破

精细爆破就是通过定量化的爆破设计、精心的爆破施工和精细化的爆破管理，进行炸药爆炸能量释放与介质破碎、抛掷等过程的控制，既达到预期的爆破效果，又实现爆破有害效应的控制，最终实现安全可靠、技术先进、绿色环保及经济合理的爆破作业。精细爆破不仅局限于传统控制爆破，精细爆破的概念适用于土岩、拆除及特种爆破等工程爆破的方方面面。

试问：在实际爆破工程设计与施工中，如何体现精细爆破这一理念?精细化管理是一种理念，一种文化。它是源于发达国家（日本20世纪50年代）的一种企业管理理念，它是社会分工的精细化，以及服务质量的精细化对现代管理的必然要求，是建立在常规管理的基础上，并将常规管理引向深入的基本思想和管理模式，是一种以最大限度地减少管理所占用的资源和降低管理成本为主要目标的管理方式。现代管理学认为，科学化管理有三个层次：第一个层次是规范化，第二层次是精细化，第三个层次是个性化。7.精细爆破7.1精细爆破的定义与内涵

7.1.0背景岩石爆破理论相关知识精细化管理是对于管理工作要作到制度化、格式化、程式化，强调执行力。“精”可以理解为更好、更优，精益求精；“细”可以解释为更加具体，细针密缕，细大不捐。精细化管理最基本的特征就是重细节、重过程、重基础、重具体、重落实、重质量、重效果，讲究专注地做好每一件事，在每一个细节上精益求精、力争最佳。精细化管理在世界上已经有很多专家在研究，并且也取得了相当的成就，同时对精细化管理，也有很多的定义方式。7.精细爆破7.1精细爆破的定义与内涵

7.1.0背景岩石爆破理论相关知识精细化管理是一种管理理念，一种管理文化，其以“精、准、细、严”为基本原则，通过提升改造员工素质，加强企业内部控制，强化链接协作管理，从而从整体上提升企业整体效益。精细化不能单从字面来理解，其包含了以下四个方面特征：

1、精是做精，求精，追求最佳、最优。

2、准是准确、准时。

3、细是做细，具体是把工作做细，管理做细，流程管细。

4、严就是执行，主要体现对管理制度和流程的执行与控制。7.精细爆破7.1精细爆破的定义与内涵

7.1.0背景岩石爆破理论相关知识基于大量工程实践和理论研究工作，结合国内外爆破行业的技术发展现状，谢先启，卢文波撰写了“精细爆破”论文，提出了“精细爆破”概念。中国工程爆破协会于2008年3月30日在武汉组织召开了“精细爆破”研讨会，“精细爆破”作为一个有别于传统“控制爆破”的概念，它的适时提出意义十分深远，“精细爆破”代表了工程爆破技术发展的方向。7.精细爆破7.1精细爆破的定义与内涵

7.1.0背景岩石爆破理论相关知识通过定量化的爆破设计、精心的爆破施工和精细化的爆破管理，进行炸药能量释放与介质破碎、抛掷过程的控制，既达到预期的爆破效果，又实现爆破有害效应的控制，最终实现安全可靠、技术先进、绿色环保及经济合理的爆破作业。精细爆破不单单是一种爆破工艺，更是一种有关爆破的理念，是爆破作业的系统工程，是一种技术体系。7.精细爆破7.1精细爆破的定义与内涵

7.1.1定义岩石爆破理论相关知识与传统控制爆破相比，精细爆破的目的是爆破过程和效果更加可控，危害效应更低，安全性更高，环境影响更小，经济效益更佳。精细爆破不仅是细心细致，更是一种态度，一种文化。精细爆破是一种发展的概念。它将在不断否定自己的过程中发展。7.精细爆破7.1精细爆破的定义与内涵

7.1.2内涵岩石爆破理论相关知识精细爆破技术体系所追求的不是其中某一个技术构成的单个功能，而是各技术组成相互联系所形成的整体功能。

这在认识上是一种突破，也是一种跨越，对爆破技术的发展具有深远的意义精细爆破的技术体系包括：目标、关键技术、支撑条件、综合评估体系和监理体系。7.精细爆破7.2精细爆破的技术体系

岩石爆破理论相关知识1.安全可靠，技术先进。辨别和控制危险源；2.绿色环保、控制爆破有害效应和减少对自然环境的影响，推动资源节约型和环境友好型社会的建设；3.经济合理。

低成本、低消耗、低排放，实现经济和环境的双赢。7.精细爆破7.2精细爆破的技术体系

7.2.1目标岩石爆破理论相关知识定量化爆破设计设计理论和方法爆破效果预测爆破负面效应的预测预报精心施工精确测量放样反馈设计与施工优化精心施工7.精细爆破7.2精细爆破的技术体系

7.2.2关键技术岩石爆破理论相关知识精细化的管理（实时监控和科学管理）实时监控：爆破块度和堆积范围的快速测量爆破影响深度的及时检测爆破有害效应的跟踪监测与信息反馈爆破器材性能参数的检测爆破监控信息的及时反馈等科学管理爆破工程分级管理设计施工方案审查与监理制度爆破作业与爆破安全的管理与奖惩制度等7.精细爆破7.2精细爆破的技术体系

7.2.2关键技术岩石爆破理论相关知识新技术新工艺新材料新设备7.精细爆破7.2精细爆破的技术体系

7.2.3技术支撑条件岩石爆破理论相关知识7.精细爆破7.2精细爆破的技术体系

7.2.4综合评估和监理体系岩石爆破理论序号评估指标权重1爆破安全评估的基础0.12定量化的爆破设计0.23精细的爆破施工0.24精细的爆破管理0.15能源和资源的节约0.16爆破有害效应的预防和减弱0.27减少对自然环境的影响，与周围自然环境相融合0.1相关知识通过定量化的爆破设计、精心的爆破施工和精细化的爆破管理，进行炸药能量释放与介质破碎、抛掷过程的控制，既达到预期的爆破效果，又实现爆破有害效应的控制，最终实现安全可靠、技术先进、绿色环保及经济合理的爆破作业。精细爆破的技术体系包括：目标、关键技术、支撑条件、综合评估体系和监理体系。

精心设计是安全的基础，将安全隐患消除于萌芽中；严格施工是关键，是实现设计要求的保证；精细化管理是一种管理理念和管理方法，是通过管理的制度化、标准化和信息化等手段，使组织各单元的管理精确、高效、协同和持续运行，精细化管理强调的是执行力。故“精心设计、严格施工、精细化管理”是保障安全的，密不可分、缺一不可的三要素。精细爆破的定义与内涵相关知识精细爆破是通过定量化的爆破设计和精心的爆破施工，使炸药爆炸能量释放与介质破碎、抛掷等过程得到精密控制，既要达到预期的爆破效果，又要使爆破有害效应得到准确控制。基于运动学和结构力学分析对高层框架结构楼房单向或多向折叠爆破、钢筋混凝土高烟囱定向或双向折叠爆破倒塌的控制，包括爆破缺口高度和范围的确定、缺口起爆时差等关键参数的选择和精确控制的设计理念；拱肩槽开挖工程中钻孔机具的改进和精确施工工艺，爆破器材的选型及爆破效果的评价方法的科学性都无疑是对精细爆破概念的最好诠释。随着爆破理论研究深化和相关技术的发展，特别是计算机技术的广泛应用，爆破器材的不断更新，检测技术的进步以及钻爆机具的改进，将为精细爆破的实现提供了强有力的技术支撑；高质量的工程要求和环境保护的需要将促使更多更好的精细爆破施工实例的出现。精细爆破的有关叙述相关知识加强精细爆破研究的建议我国已将建设“资源节约型”和“环境友好型”社会作为21世纪的重要战略。爆破作为具有潜在破坏性的建设手段与技术，精细爆破符合上述时代需求。精细爆破的概念需要在爆破行业的方方面面得到体现和实践。建议推动精细爆破在下述领域或方向研究和应用。⑴在露天爆破领域，针对大型露天矿山开采和覆盖层剥离爆破，应用现代信息技术的最新成果，研究并建立基于GPS(全球定位系统)、GIS(以测绘测量为基础，以数据库作为数据储存和使用的数据源，以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术)和RS(遥感)的爆破反馈设计理论与方法，完善机械化和信息化钻爆施工技术，努力实现高台阶深孔梯段爆破的精细化；在铁道、交通、水利和市政建设中，重点研究复杂地质、地形和施工环境条件下的石方精细爆破技术，解决石方开挖，边坡成型，预留岩体、邻近建（构）筑和设施设备保护等综合技术问题。精细爆破的有关叙述相关知识加强精细爆破研究的建议⑵在地下爆破领域，针对位于城市建筑物下部的地铁开挖爆破、邻近已有铁道交通线路的隧洞爆破，重点完善基于降低和控制爆破振动的微地震精细爆破技术；对于高地应力和复杂地质条件下的大型地下洞室群、超长隧洞开挖和深部采矿，重点研究合理的爆破开挖程序、爆破参数及爆破对围岩的损伤控制措施；针对海底隧道爆破施工，应重点解决覆岩保护及渗流控制相关的安全技术。⑶在建（构）筑物拆除爆破方面，针对高层（耸）建（构）筑物的结构特征、拆除条件和环境保护要求，开发基于结构力学和运动学仿真的建（构）筑物拆除计算软件，研究建筑物多向折叠和原地坍塌等高难拆除爆破技术，实现建筑物拆除爆破效果和负面效应的精细控制。精细爆破的有关叙述相关知识加强精细爆破研究的建议⑷在特种爆破技术领域，开发钢结构聚能切割、油气井套管爆炸修复、油气井增油断裂控制爆破等精细控制爆破相关的专用炸药及爆炸能量控制装置。⑸在爆破器材方面，加强性能可调控炸药和起爆、传爆器材的研制，开发数码电子雷管起爆系统和低能导爆索非电起爆系统；研制新型的爆破震动、冲击波和噪声测试仪器，实现爆破负面效应监测的便携化、自动化和信息化。⑹在基础研究领域，重点研究工业炸药爆轰能量释放控制技术，提高和控制爆破能量的利用率；努力开发快速便捷的爆破测试新技术，实现岩石爆破特性及本构模型研究方面的突破；加强信息化爆破设计和施工的基础理论与应用关键技术研究，实现工程设计的智能化、可视化以及爆破施工的机械化、信息化。精细爆破的有关叙述相关知识案例5：精细爆破可从下列三方面作简要叙述：(1)精细爆破的关键技术，包括精细爆破设计、施工和管理；(2)精细爆破对有害效应的控制；(3)精细爆破面临的问题和展望。

参考答案案例5：精细爆破

精细爆破的关键技术就是通过定量化的爆破设计、精心的爆破施工和精细化的爆破管理，最终实现安全可靠、技术先进、绿色环保及经济合理的爆破作业。

精心设计是安全的基础，它可将安全隐患消除于萌芽中。在定量化爆破设计方面，通过对炸药、介质和爆破过程的研究，在设计中达到精密控制炸药爆炸时的能量释放和介质在爆破中的破碎过程，以及对爆破有害效应的预测预报，从而在达到预期的爆破效果的同时，又能使爆破有害效应得到准确控制。在设计中除了精确选择如单耗等爆破参数外，还应合理选择起爆网路、延时间隔等数值和振动效应计算的相关系数（K、α）值。参考答案在实际爆破工程设计与施工中，如何体现精细爆破这一理念?案例5：精细爆破

严格施工是安全的关键，是实现定量化设计的保证。在精心的爆破施工方面，通过精确测量放样，施工信息对设计的及时反馈，以及对施工方案、程序的优化，做到精心施工，从而确保定量化的设计理念得到准确实施。精细化的管理强调的是执行力，它包括实时监控和科学管理。实时监控包括对爆破器材的检测、爆破有害效应的跟踪监测与信息反馈、爆破效果的快速测量以及爆破相关信息的监控和及时反馈；科学管理包括设计施工方案审查与监理制度、爆破作业与爆破安全的管理与奖惩制度等。通过管理的制度化、标准化和信息化等手段，可以使爆破各程序的管理精确、高效、协同和持续运行。参考答案案例5：精细爆破

在露天爆破领域，针对大型露天矿山开采和覆盖层剥离爆破，应用现代信息技术的最新成果，研究并建立基于GPS、GIS和RS的爆破反馈设计理论与方法，完善机械化和信息化钻爆施工技术，努力实现深孔台阶爆破的精细化；在铁道、交通、水利和市政建设中，重点研究复杂地质、地形和施工环境条件下的石方精细爆破技术，解决石方开挖，边坡成型，预留岩体、特别是邻近建（构）筑和设施设备保护等综合技术问题，重点是边坡控制爆破技术和在复杂环境下爆破有害效应的预测、预报和防护技术。参考答案案例5：精细爆破

随着爆破理论研究深化和相关技术的发展，特别是计算机技术的广泛应用，爆破器材的不断更新，检测技术的进步以及钻爆机具的改进，为露天台阶深孔精细爆破的实现提供了强有力的技术支撑；在工程实践中，我们要以安全可靠、技术先进、绿色环保和经济合理的标准作为前提，在设计和施工过程中坚持高质量的工程要求；控制工程爆破对自然环境的影响，做到工程爆破和环境和谐相处；坚持精细化管理的理念；在资源节约型和环境友好型社会的建设中，尽工程爆破的一份贡献。参考答案案例1：提高我国岩巷掘进速度的技术措施有哪些?

岩巷掘进在煤矿建设和生产中，占有重要的地位，在新井建设中，巷道掘进工程量一般约占总工程量的40％～50％，施工工期占35％～50％；在生产矿井中占总工程量的25％左右。国有重点煤矿每年岩巷掘进进尺约为1250～1550km。但岩巷掘进平均月进度较低，装载机械化程度也仅达84％，平均工效为0.125m/工。大多数局(矿)掘进速度低于《煤炭工业矿井设计规范》规定的指标。

试问：以你所从事过的工程为例，说明提高我国岩巷掘进速度的技术措施有哪些?案例1：岩巷爆破答案提示：采用中深孔光面爆破技术是提高岩巷掘进速度，最为有效的手段。除考虑此因素外，还要从影响岩巷掘进中深孔爆破速度和质量的技术因素、大型钻眼台车和重型凿岩机具的应用以及施工组织管理三方面进行分析。平巷掘进爆破技术的研究和发展，主要是在全断面微差爆破技术、掏槽爆破技术、周边控制爆破技术和复杂岩层和地应力条件下的安全、高效爆破技术等方面。中深孔光面爆破技术和周边定向断裂控制爆破技术是目前矿山平巷掘进应用的最先进的爆破技术。相关知识案例1：岩巷爆破掏槽爆破是平巷掘进爆破的关键技术，直接关系到一茬炮的成败，必须认真进行科学、合理的技术设计。要取得平巷掘进爆破的高效率和高质量，除要合理设计钻眼爆破参数外，还应合理布置炮眼和设计安全可靠的起爆网路。目前煤矿岩巷开挖中光面爆破深度一般为1～2.5m，所谓深孔实际孔深为2.5～3.0m而已。相关知识案例1：岩巷爆破开滦某矿深孔光爆炮眼布置相关知识案例1：岩巷爆破近年来在国内外研究应用的定向断裂爆破技术主要有切槽孔爆破技术、聚能药卷爆破技术和切缝药管爆破技术。切槽钻头剖面图1、切槽孔定向断裂爆破技术用特制的钻头在炮孔壁上预制对称的V形沟槽或直接钻出带V形沟槽的炮孔，以改变爆破作用在孔壁上的压力分布状态。作用结果是在沟槽尖端形成应力集中，使爆破裂缝首先在该处发生和扩展。2、聚能药卷定向断裂爆破技术改变药卷的自身结构，沿轴向压制聚能槽，以改变爆炸压力的分布特征；为提高聚能作用效果，理论上应在聚能槽内放置金属罩。3、切缝管定向断裂爆破技术将普通炸药卷直接装入事先切缝的特制塑料管或钢管中，对周边孔实行不耦合装药，将切缝药管装入炮孔，切缝直接对准周边孔的轮廓线，进行爆破。药卷爆炸时，切缝处提供的瞬态卸压空间，引起爆炸压力在切缝处形成高能流，集中作用于切缝所对应的孔壁上，使该处优先产生裂隙并定向扩展。相关知识案例1：岩巷爆破提高我国岩巷掘进速度的技术措施有：平巷掘进爆破技术的研究和发展，主要是在全断面微差爆破技术、掏槽爆破技术、周边控制爆破技术和复杂岩层和地应力条件下的安全、高效爆破技术等方面。掏槽爆破是平巷掘进爆破的关键技术，直接关系到一茬炮的成败，必须认真进行科学、合理的技术设计。要取得平巷掘进爆破的高效率和高质量，除要合理设计钻眼爆破参数外，还应合理布置炮眼和设计安全可靠的起爆网路。参考答案案例1：岩巷爆破提高我国岩巷掘进速度的技术措施有：改进岩巷掘进机械，提高岩巷掘进的机械化水平；采用大型钻孔台车和重型凿岩机具，可以提高钻孔精度，实现中深孔光面爆破技术，大大提高岩巷掘进速度。目前煤矿岩巷开挖中光面爆破深度一般为1～2.5m，中深孔光面爆破技术可将孔深增加到2.5～3.0m，提高掘进速度达20％。

在施工组织方面，实现掘进工序的精细化管理，优化施工程序，对岩巷的地质等影响进度的条件进行实时监控、及时反馈和科学管理，通过管理的制度化、标准化和信息化等手段，使组织各单元的管理精确、高效、协同和持续运行。参考答案案例2：平巷掘进爆破参数的确定

某工程需要在f=14，均质花岗岩中掘进一条巷道，巷道掘进断面宽3900mm，墙高为1700mm，拱高为掘进宽度的一半，即1950mm，平巷掘进断面积为12.6m2。

凿岩机钻孔直径为40mm，孔深2.1m。炮孔布置如图4-3所示。分为掏槽孔、辅助孔、周边孔(顶孔、帮孔、底孔)，炮孔总孔数41个。使用2号岩石炸药，炸药单耗1.2kg/m3。试问：确定合理的炮孔深度的根据是什么?用计算法验证孔深(2.1m)和炮孔数目(41个)的合理性，条件不足时自己补充。案例2：平巷掘进爆破参数的确定答案提示：合理的炮孔深度应视凿岩机具、循环方式、掘支(护)作业方式、岩石条件和炸药性能等而定。目前，确定合理孔深的方法有三：(1)经验法；(2)按计划下达的任务，根据各掘进工作面条件分摊，算出平均日进尺，再确定循环深度；(3)根据断面大小，计划下达的定额和出勤率，计算出日进尺，按作业班次和掘支(护)方式确定循环深度。

合理的炮孔数目可根据岩石坚固性系数f和巷道断面尺寸S近似地求出。

巷道掘进爆破的爆破参数参考（高50）。相关知识案例2：平巷掘进爆破参数的确定

孔深的大小，不仅影响着掘进工序的工作量和完成各工序的时间，而且影响爆破效果和掘进速度。它是决定每班掘进循环次数的主要因素。为了实现快速掘进，在提高机械化程度、改善循环技术和改进工作组织的前提下，应力求加大孔深并增多循环次数。在目前我国多采用手持式和气腿式凿岩机钻孔的条件下，采用普通型孔径（40~42mm）时，其孔深可按下表选取，若采用小直径（34~35mm）时，以浅孔为宜。试验表明：孔深在1.5m时，炮孔利用率达90%以上；孔深在1.8m以上时，炮孔利用率仅80%左右。岩石坚固性系数/f掘进断面＜12m2＞12m21.6～34～67～202～31.5～21.2～1.82.5～3.52.2～2.51.5～2.2相关知识案例2：平巷掘进爆破参数的确定炮眼深度直接决定每个循环的进尺量，也就是决定着掘进中钻眼和装岩等主要工序的工作量和完成各工序所需要的时间，是确定掘进循环劳动量和工作组织的主要钻爆参数，需要综合考虑施工设备、掘进任务和劳动组织等多方面因素进行优化设计。1、根据巷道掘进任务要求计算炮眼深度：L=Lo/(TNmNsNxη)式中L—炮眼深度，m；Lo—巷道掘进全长，m；T—规定完成巷道掘进任务的月数；Nm—每月工作日，考虑备用系数一般取25天；Ns—每天工作班数；Nx—每班循环数；

η—炮眼利用率。相关知识案例2：平巷掘进爆破参数的确定

2、按掘进循环组织确定炮眼深度：根据完成一个掘进循环的时间和劳动组织，考虑钻眼设备和装岩设备能力等因素，估算炮眼深度如下：L=To/[(KpN/(KdVd)+ηS/(ηmPm)]式中To—每循环用于钻眼和装岩的小时数；Kp—钻眼与装岩的非平行作业时间系数，一般小于1；N—每循环钻眼总数；Kd—同时工作的凿岩机台数；Vd—每台凿岩机的钻眼速度，m/h；S—巷道掘进断面，m2；ηm—装岩机的时间利用率；Pm—装岩机生产率，m3/h。相关知识案例2：平巷掘进爆破参数的确定

3、最优炮眼深度：影响炮眼深度的因素很多，在各种因素综合考虑的前提下，使掘进每米巷道所需劳动量为最小的炮眼深度可认为是最优炮眼深度。与炮眼深度直接有关的劳动量包括钻眼、爆破和装岩。通过试验找出各工序劳动量与炮眼深度的相关关系，即可求得使劳动量最小的最优炮眼深度。实际中必须根据具体施工条件来确定炮眼深度。通常凿岩设备条件下可选取的炮眼深度见前表。随着爆破器材的改进和凿岩机械化水平的提高，在巷道围岩条件较好的情况下，可以加大炮眼深度，尽量采取中深孔爆破。相关知识案例2：平巷掘进爆破参数的确定1.合理的炮孔深度应视凿岩机具、循环方式、掘支(护)作业方式、岩石条件和炸药性能等而定。目前，确定合理孔深的方法有三：(1)经验法；(2)按计划下达的任务，根据各掘进工作面条件分摊，算出平均日进尺，再确定循环深度；(3)根据断面大小，计划下达的定额和出勤率，计算出日进尺，按作业班次和掘支(护)方式确定循环深度。

合理的炮孔数目可根据岩石坚固性系数

f和巷道断面尺寸S近似地求出。根据经验法，该平巷f=14，S=12.6m2，d=40mm，合理炮孔深度为1.5～2.2m，选择孔深2.1m符合要求。参考答案案例2：平巷掘进爆破参数的确定根据巷道掘进任务要求计算炮眼深度：L=Lo/(TNmNsNxη)式中L—炮眼深度，m；Lo—巷道掘进全长，m；T—规定完成巷道掘进任务的月数；Nm—每月工作日，考虑备用系数一般取25天；Ns—每天工作班数；Nx—每班循环数；

η—炮眼利用率。按T=6，Nm=25，Ns=3，Nx=1，

η=0.8，

Lo=760m代入，得L=2.11m。所以平巷取孔深2.1m是合理的。参考答案案例2：平巷掘进爆破参数的确定2.平巷掘进炮孔数由下式计算：

N=3.3式中N——炮孔数目，个；

f——岩石坚固性系数；

S——巷道掘进断面，m2。以f=14，S=12.6m2代入，得：

N=43

所以本平巷布置炮孔41个是合理的。参考答案案例3：安托山

深圳市某开挖山体原始地貌为丘陵地带，地形变化大，山体开挖部分已露出风化石和表土，下部为微风化花岗岩，节理发育，f=14。爆区周围环境极为复杂，北有交通繁忙的北环大道；南有沥青厂和电厂；东侧为工业园区，距开挖边界仅为15m。从1999年至2009年完成了爆破方量2400万立方米，钻孔米数324万米，使用炸药近9620t。(1)在露天台阶爆破采用了分区接力和多排毫秒延期起爆网路，有效地降低爆破振动效应；(2)在紧靠建(构)筑物，且高于建(构)筑物山体；采取预留岩墙和立体防护措施有效地防止了爆破飞石和滚石；(3)采用多排毫秒延期挤压爆破和孔口加压砂包减少填塞长度降低了大块率。

试问：根据你的工程实践经验，除上述措施外还有哪些方法和技术措施，可有效降低爆破振动效应、防止飞石、滚石和确保爆破块度均匀，取得满意的爆破效果。安托山爆破年度汇总柱状图（11年，2341万方）相关知识爆破要求和特点安全——滚石、飞石、振动控制质量——坚石用于破碎骨料、风化石用于填海造地，块度均匀、大块率低进度——爆破队20~30人，每天1万方，人均劳动生产率很高成本——控制在6~8元/m3，不含防护技术难点——岩墙爆破、飞石和振动控制、降低大块率相关知识案例3：安托山答案提示：从控制爆破规模、单响药量、爆破参数、起爆网路、炮孔填塞及必要的安全防护进行分析。安托山总结：技术篇：1.爆破有害效应—爆破振动的对策a

爆破振动控制，技术措施先行：根据环境特点选择钻机孔径；工程初期即进行爆破振动规律测试以预报振动强度；严格控制爆破规模和单孔药量；精心布置起爆网路改善药包的约束条件。b精心施工，严格管理（精心施工、精细化管理）。c爆破振动控制贯彻整个工程。相关知识案例3：安托山深孔台阶爆破破碎质量和飞石控制技术

a改善大块率的技术途径b深孔台阶爆破飞石产生原因及控制方法c起爆网路对爆破破碎质量和飞石的影响f控制深孔爆破飞石的技术措施侧向无逸出岩墙深孔爆破技术a岩墙深孔控制爆破技术b岩墙爆破时的防护

相关知识案例3：安托山该工程的最大难点是工程量大，爆破次数和规模都比较大，要求爆破破碎块度均匀，而爆区环境十分复杂，爆破安全控制难度很高。因此，爆破应依据精细爆破的原则进行：1.精心设计：依据爆区环境和爆破要求选取爆破方式，采用深孔台阶爆破，精心选择钻孔直径，确保减振和块度的要求；合理选择最小抵抗线方向，让被保护建筑物处于飞石安全和振动较小的方位；根据岩性和使用的炸药品种合理选择填塞长度和单耗，从设计上防止个别飞石的产生；精心布置起爆网路，严格控制单段起爆药量和爆破规模，确保每个炮孔都有自由破碎的条件，以减少飞石和振动强度。做好防护设计。参考答案案例3：安托山2.精心施工：仔细的进行钻孔、装药、填塞和网路敷设作业。钻孔要力求精准；装药时注意爆破岩体的薄弱部位，防止飞石的产生；填塞要注意质量，尤其是水孔的填塞，要选好填塞料，确保填塞长度；网路要按设计敷设，严禁错段、串段。按设计要求搭设防护排架和做好覆盖防护。3.精细管理：爆破振动控制是本工程的重点，因此进场之初就应进行爆破振动检测，求得适合本工程的振动衰减规律，以期准确预报以后各次爆破的振动强度，更好的对振动进行控制；做到实时监控，对爆破中的一些经验、教训及时反馈到设计和施工中，通过管理的制度化、标准化和信息化等手段，使组织各单元的管理精确、高效、协同和持续运行。参考答案案例4：铁炉港工地

中国南部某大型采石场日产成品规格石3.5万立方米，月平均爆破石方量80万立方米。采区高差180m、面积为40万平方米。总爆破方量约1000万立方米。爆破生产的石料按块度规格10～2000kg分选为15个品种，其岩石级配相当严格，l0kg以下块石不得大于10％。爆破作业区岩石为闪长花岗岩，f=8～14，节理、裂隙、风化沟、破碎带十分发育。

采场统一为15m高台阶，每天爆破3～4个台阶，爆破排数不超3排，宽度100～150m，炮孔为φ140mm垂直孔。

试问：如果你接手这个工程，采用哪些方法可以控制块度级配和降低粉矿率?案例4：铁炉港工地答案提示：各项技术措施对级配和粉矿率的影响程度，按大小排序是：装药结构、线装药密度、单位炸药消耗量、炸药爆速、抵抗线和孔间距。按此内容进行逐项分析。相关知识案例4：铁炉港工地通过现场调研，将岩石分为易爆、中等可爆及较难爆三类，单耗分别取0.33、0.38、0.42；钻孔直径φ140mm，负担面积分别为25m2、23m2、20m2；超深0.5～1.5m。减少粉矿（小于10kg的岩块）的措施：1.全孔不耦合装药，孔底装φ120或φ110条炸药，上部装φ100、φ90或φ80条装药。2.扩大孔网参数，对特别易爆地带，单孔负担面积有时扩大到30m2。3.增加填塞长度，孔口段极破碎岩体，填塞长度增加到4m。4.按岩体性质分区开采不同规格的石料；5.适当加大二次破碎率，找到适合本工程的最佳大块率，作为设计依据。（摘自相关总结）相关知识间隔装药中间隔段的填充物及其作用：1.空气：①降低了爆炸冲击波的峰值压力，减少了炮孔周围岩石的过粉碎；②岩石受到爆炸冲击波的作用后，还受到爆炸气体所形成的压力波和来自炮孔孔底的反射波作用。当这种二次应力波的压力超过岩石的极限破裂强度（表示裂隙进一步扩展所需的压力）时，岩石的微裂隙将得到进一步扩展。③延长了应力的作用时间。

正是由于空气间隔的上述三种作用，可以使岩石破碎块度更加均匀。相关知识案例4：铁炉港工地地质条件：按岩体性质分区开采不同规格的石料装药结构：连续和间隔对块度的影响；线装药密度：对粉矿量的影响；单耗：对大块率的影响；炸药爆速：爆速高，破碎块度小、粉矿量多；抵抗线和孔距（m值）：对块度的影响。参考答案案例6：深孔爆破不耦合装药

某采石工程总方量1300万立方米，采用台阶爆破，台阶高度15m，岩石坚固性系数f=8～12，倾斜孔超深1.0m。在管理和技术上采取了两项强有力的措施，将平均单耗由0.45kg/m3降到0.35kg/m3，整个工程节省钻爆费用1000万元以上，这两项技术措施是：(1)将钻孔施工允许偏斜率由3％降到1％，φ140mm钻孔孔网由4m×5m扩大到4.3m×5.4m：(2)采用分段装药见图4—4，在确保爆破质量的前提下，每孔少装药50kg左右：底部6.0m全混合装药，延米装药量15kg/m，上部堵3.0m，中部7.0m装φl00mm药卷，延米装药量7.5kg/m。试问：(1)怎样控制全耦合装药长度?(2)上部延米装药量减半，对爆破效果有何影响?(3)还有什么装药结构可以达到同样的效果?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。相关知识W1WLdLJLZqZqJW1=W+δLd=WLJ=1.3WLZ=L-Ld-LJqZ=(0.4~0.6)qJqJ由孔径和装药密度计算相关知识案例6：深孔爆破不耦合装药(1)倾斜孔时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，考虑底部夹制作用大，底部应采用耦合装药或装填高密度或高威力的炸药；根据瑞典成熟的经验，一般底部全耦合装药段的长度不小于1.3倍底盘抵抗线；(2)结合炮孔不同部位的受约束条件差异，爆岩运动情形不同进行论述；(3)围绕炸药品种、装填密度和装药结构三个方面论述。参考答案案例7：鹰厦铁路事故

鹰厦铁路进行路堑开挖时，某工地采用深孔爆破。基本条件是：岩石为厚层砂岩；炮孔孔径φ150mm；孔深从0.6m到5.6m不等；孔间距为2.3m，排距2.0m；炸药单耗1.2kg/m3；总药量22.7t，炮孔1436个，采用导爆索齐发起爆，共消耗导爆索9600m(地表敷设4000m)，爆后造成附近民房受损，承重墙出现裂缝，室内抹灰大量脱落，门窗玻璃大部分损坏。

试分析设计中的错误?案例7：鹰厦铁路事故起爆后周围建筑物损坏的情况如下：1.离开爆区650~700m的鹰潭石油库区（比爆区低10～20m），库房有近百扇玻璃窗户全部被打碎，两层的办公楼和平房住宅的木窗框向室内移动了0.5~2.0cm，三座仓库的木大门折断损坏，一座仓库的屋顶桁架塌落，大部分平房的天花板抹灰大面积脱落；2.离开爆区1300m的某部队后勤基地的修理车间，其四周的石砌承重墙裂开1~3mm宽的多条裂缝，四栋住宅室内抹灰大量脱落，外走廊的砖柱扭转位移1~3mm，俱乐部的吊灯震落了19盏；3.距离爆区2~3km的市区，个别房屋玻璃窗被损坏，居民感到强烈振动。相关知识案例7：鹰厦铁路事故答案提示：从单孔药量、单耗、孔网参数与孔深及药量的相互关系，地表导爆索起爆网路造成的振动与空气冲击波过大的原因分析。

还应从炮孔直径过大，造成填塞长度不足，填塞起不到自锁作用，及振动产生的次生波等原因来分析。相关知识案例7：鹰厦铁路事故

从周围建筑物和设施的破坏情况判断，应该是爆破产生的空气冲击波破坏的特征，当然也不排除爆破振动破坏的可能性。出现这起严重事故的主要原因在于设计存在严重错误：一是有1000多炮孔，没有采用分段延时爆破，而采用一次齐爆，无论是空气冲击波安全还是爆破振动的安全，都不应该这么设计，因此这是极不慎重的；二是炸药的单耗达到1.2kg/m3，大于正常深孔爆破单耗的2倍以上，相当于抛掷爆破的药量，这必然会有大量能量转化为空气冲击波；相关知识案例7：鹰厦铁路事故三是采用全部是导爆索网路，铺设在地面的导爆索长达4000m，如果导爆索的线装药密度按照14g/m计算，相当于有药量56kg黑索金平面药包的裸露爆破；四是爆破当天是阴天，一般气温容易出现反向变化，即温度随地面高度增加而升高，使得高处波速大，地面波速小，空气冲击波发生折射，在距离爆源较远的某一距离范围内的空气冲击波得到加强，尤其是石油库区处于比爆区低十多米的条件很容易形成冲击波的增强效应。（摘自《工程爆破安全》）相关知识案例7：鹰厦铁路事故爆破方式选取的失误；炮孔直径选取的失误：直径过大，造成装药集中，填塞起不到自锁的作用；爆破参数选择的失误：单耗过大，孔网、孔深和药量；起爆网路的失误：导爆索网路的失误，齐发爆破的失误。参考答案案例8：路堑开挖爆破

河北某水库溢洪道采用深孔爆破进行开挖。岩性为灰岩，前沿坡面上陡下缓，地表起伏不平，高差约2.0m。爆破参数为：钻孔直径φ90mm，全部为垂直孔，孔深10m，孔距3.0m，排距2.5m，单耗为0.4kg/m3。为加快装药进度，工人用整包装散药直接倒入孔内。用钻孔石渣填塞炮孔。起爆网路为每两排为一段，共十四排孔，分别采用Ms1至Ms7段导爆管雷管，实施孔内分段延时起爆。

试问：该爆破设计与施工工艺存在哪些不合理和不安全因素?案例8：路堑开挖爆破答案提示：从前沿的处理、孔深、孔距和排距的调整，装药方法，填塞材料，起爆网路设计，前后排时差的选择等方面进行分析。底板抵抗线的大小、临空面的处理，深孔爆破设计（参数选择），起爆网路的设计，起爆顺序与夹制作用等。相关知识案例8：路堑开挖爆破设计中的问题：

φ90mm炮孔的合理设计参数应为：W1=30～40d=2.7～3.6m，a=3.6m（按W1=b=3m计算），按孔深10m计，单孔药量应为43kg，设计中孔网过密、不合理；按题意，实际炮孔装药量为每孔30kg，装药方式为散装药，线装药密度5.6kg/m，装药高度为5.4m，填塞4.6m，显然装药方式不合理，填塞长度过大，大块率高。前沿坡面上陡下缓，底板抵抗线过大，必须先处理前沿坡面，保证底板抵抗线符合要求，否则底部夹制作用过大，破碎效果大为降低，后冲加大，不利于后面循环的炮孔布置；参考答案案例8：路堑开挖爆破3.起爆网路问题：每2排为一段，按目前国产雷管的精度来看，势必造成前后排起爆顺序混乱的局面，严重影响爆破破碎效果和安全效果；排间毫秒延时间隔的选取原则为：从改善破碎效果着眼，前后段药包之间的延时时间Δt应等于或接近可使前段药包承担的受爆体已经移动，后段药包的临空面已经形成的时间t1，使前段抛体达到最大抛速后，后段药包始起爆，后段抛体尽可能地尾随撞击前段抛体，减少能量渗漏，改善破碎效果。同时，先爆岩体能对后爆岩体起保护作用，可减少飞石的产生。一般取Δt＝50～100ms。因此，本工程时差安排是不合理的。参考答案案例9：爆破对边坡的影响

我国云南某电站左岸岩体为流纹岩，节理裂隙很发育，顺坡节理倾向于坡外，节理间距一般为20～30cm，并充填次生泥与岩屑，有的节理已贯通，角度为42°～45°，与自然边坡平行。在一次爆破后发生滑坡达十多万立方米。为处理滑坡工程延长一年，费用约1亿元人民币。

试问：爆破对边坡的稳定有哪些影响?如何减小爆破对边坡的影响?案例9：爆破对边坡的影响答案提示：从岩体结构面产状与开挖边坡的方位关系，爆破振动产生的惯性力及对原结构面力学强度的影响来进行分析。对边坡的影响主要从降振的措施来考虑。

爆破对边坡的影响程度与影响范围主要与爆破规模、爆源距离，起爆顺序和地质条件有关。保持边坡稳定的治理原则是减少下滑力，增加阻滑力。爆破对边坡的影响

爆破产生的边坡失稳灾害分为两类：一类为爆破振动引起的自然高边坡失稳；另一类为爆破开挖后残留边坡遭受破坏，日后风化作用引发不断的塌方失稳。1.爆破对自然边坡的稳定性影响类别第一类第二类第三类第四类

示意图

说明沿已有滑动面滑动结构面贯通而滑动柱状节理切割岩柱散裂坍塌危石振动滚落边坡振动失稳成因分类表相关知识爆破对边坡的影响

一般的爆破都会对保留边坡的内部岩体产生破坏，受破坏的程度主要与如下因素有关。

①爆破药量。一次起爆药量愈大，坡内的应力波愈强，边坡破坏愈严重。

②最小抵抗线。最小抵抗线愈大，向坡后的反冲力愈强，边坡破坏愈严重。

③岩体地质条件。地质条件不良，岩性较软，岩体破碎，施工时清方刷坡不够彻底，边坡塌方失稳的可能性越强。此外新成边坡改变了坡内原有应力场，暴露的新鲜岩石，在风化作用下强度逐渐降低，使得新边坡不断变形，稳定性渐渐衰失。2.爆破残留边坡的坍塌失稳相关知识爆破对边坡的影响主要影响因素是：（1）地形地质条件，山体高陡、地应力高时容易在开挖爆破时产生岩爆现象；岩层走向与边坡平行，且倾向外侧缓倾角岩层时，容易产生顺层滑坡；卸荷裂隙发育的岩体爆后容易引起裂隙张开而产生坍塌现象；（2）爆破施工条件，爆破台阶过高过陡，爆破参数、爆破分段和起爆顺序不合理，爆破振动作用强烈等都容易引起边坡失稳。

防止边坡失稳的主要措施包括：合理选择边坡爆破开挖设计参数；采用预裂爆破和光面爆破技术；采用毫秒延期起爆技术，降低一次起爆炸药量；必要时采用边挖边锚和加强排水等加固处理措施。相关知识影响爆破开挖边坡稳定性的因素是什么？减小爆破振动的主要措施是什么？（高22题）爆破对边坡的影响爆破对边坡的主要影响因素是：（1）地形地质条件，山体高陡、地应力高时容易在开挖爆破时产生岩爆现象；岩层走向与边坡平行，且倾向外侧缓倾角岩层时，容易产生顺层滑坡；卸荷裂隙发育的岩体爆后容易引起裂隙张开而产生坍塌现象；（2）爆破施工条件，爆破台阶过高过陡，爆破参数、爆破分段和起爆顺序不合理，爆破振动作用强烈等都容易引起边坡失稳。参考答案爆破对边坡的影响

爆破对边坡的影响程度与影响范围主要与爆破规模、爆源距离，起爆顺序和地质条件有关。【爆破对边坡的破坏是由后冲和反射拉伸波作用所形成的，由于地表一般为风化破碎岩体，抗拉强度小，易形成裂缝。裂缝常常沿着平行自由面的方向延展。地表裂隙的分布规律为距爆破区越近就越宽越密，地表裂缝宽度和延展长度则与爆破规模、爆破夹制作用和地形地质条件有关。】爆破规模大、爆破夹制作用强，则地表裂缝破坏程度强。本坡面岩体为流纹岩，节理裂隙很发育，顺坡节理倾向于坡外，节理间距一般为20～30cm，并充填次生泥与岩屑，有的节理已贯通，角度为42°～45°，与自然边坡平行。在爆破作用下，这些节理会贯通、扩大，直至最后沿顺坡节理坍滑。参考答案爆破对边坡的影响

一般的爆破都会对保留边坡的内部岩体产生破坏，受破坏的程度主要与如下因素有关。

①爆破药量。一次起爆药量愈大，坡内的应力波愈强，边坡破坏愈严重。

②最小抵抗线。最小抵抗线愈大，向坡后的反冲力愈强，边坡破坏愈重。

③岩体地质条件。地质条件不良，岩性较软，岩体破碎，施工时清方刷坡不够彻底，边坡塌方失稳的可能性越强。此外新成边坡改变了坡内原有应力场，暴露的新鲜岩石，在风化作用下强度逐渐降低，使得新边坡不断变形，稳定性渐渐衰失。参考答案爆破对边坡的影响

防止边坡失稳的主要措施包括：合理选择边坡爆破开挖设计参数；采用预裂爆破和光面爆破技术；采用毫秒延期起爆技术，降低一次起爆炸药量；必要时采用边挖边锚和加强排水等加固处理措施。

保持边坡稳定的治理原则是减少下滑力，增加阻滑力。在爆破施工中必须减少爆破对坡面的振动强度，控制原有节理裂隙不再扩大，同时对已贯通的节理裂隙采取改变坡面设计或采用锚喷、灌浆、排水等加固措施。减少爆破对坡面的影响主要可采取改变爆破方式，如减少钻孔孔径等，控制爆破规模，减少最小抵抗线值，改变起爆顺序，改善爆破约束条件，采用预裂爆破或光面爆破等技术措施。

参考答案案例10：立井开挖谢桥煤矿安全改建工程箕斗井表土段采用冻结法施工，基岩段采用地面预注浆封水。箕斗井井筒净直径为φ7600mm，井筒全深986.2m。采用FJD－6A型伞钻配YGZ－70型凿岩机，一阶掏槽孔深2.5m，二阶掏槽孔深5.2m，其他炮孔深5.0m(见图4－5)，二级煤矿许用岩石水胶炸药，6.5m脚线电磁雷管，反向连续装药结构。2009年5月份基岩段共爆破41次，平均每次爆破进尺4.5m，炮孔利用率达90％以上。箕斗井爆破参数见表4-1，预期爆破效果见表4-2。

试问：这个工程为何这样选取爆破参数，参数的选择对爆破效果有何影响?伞钻

以压缩空气为动力，采用液压传动的竖井凿岩设备，所有动作实现机械化。钎移位迅速、正确、平稳。钻机配用多台独立回转凿岩机钻凿炮孔，可用来掘进矿山的竖井井筒。如FJD-6A型伞钻，推进行程4.2m，配YGZ-70型凿岩机，凿岩深8m，耗风量7.5m3/min相关知识案例10：立井开挖案例10：立井开挖

立（竖）井一般均采用圆形断面，炮孔呈同心圆布置。同心圆数目一般为3~5圈，其中最靠近开挖中心的1~2圈为掏槽孔，最外一圈为周边孔，其余为辅助孔（崩落孔）。

掏槽孔的形式最常用的有以下两种：

①

圆锥形掏槽

圆锥形掏槽与工作面的夹角（倾角）一般为700~800，掏槽孔比其它炮孔深0.2~0.3m。各孔底间距不得小于0.2m。

②

直孔桶形掏槽

圈径通常为1.2m~1.8m，孔数为4~7个。在坚硬岩石中爆破时，为减小岩石夹制力，除选用高威力炸药和增加装药量以外，尚采用二级或三级掏槽，即布置多圈掏槽，并按圈分次爆破，相邻每圈间距为0.2~0.3m左右，由里向外逐圈扩大加深，各圈孔数分别控制在4~9个左右。相关知识案例10：立井开挖

辅助孔介于掏槽孔和周边孔之间，可布置多圈，其最大圈与周边孔距离应