露天爆破B课件

全国工程爆破作业人员

培训教材第七章：露天爆破史雅语2012.07（1）连续装药结构

（2）分段装药结构

：将深孔中的药柱分为若干段，用空气，岩碴或水隔开。（3）孔底间隔装药结构

在深孔底部留出一段长度不装药，以空气作为间隔介质；此外尚有水间隔和柔性材料间隔。在孔底实行空气间隔装药亦称孔底气垫装药。

（4）混合装药结构

所谓混合装药结构系指孔底装高威力炸药，上部装普通炸药的一种装药结构。1.露天深孔台阶爆破

1.8装药结构

空气分段装药孔底间隔装药

按药卷与药卷在炮眼轴向的关系分为：连续装药结构当孔深超过8m时，应布置两个起爆体。分段装药结构可以提高装药高度，改善炮孔上部的破碎效果；躲开地质薄弱地段；可以节省炸药。孔底间隔装药结构保护基底岩石；可以节省炸药。混合装药结构改善底部夹制作用大的部位的破碎效果，消除门坎；可以节省炸药。1.露天深孔台阶爆破

1.8装药结构

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。1.露天深孔台阶爆破

1.8装药结构

间隔装药中间隔段的填充物及其作用：2.水：由于水是不可压缩介质，具有各向压缩换向并均匀传递爆炸压力的特征，在爆炸作用初始阶段不仅炮孔孔壁，而且充水孔壁同样受到冲击载荷作用，峰值压力下降较缓；到爆炸作用后阶段，伴随爆炸气体膨胀做功，水中积蓄的能量释放加强了岩石的破碎作用。1.露天深孔台阶爆破

1.8装药结构

间隔装药中间隔段的填充物及其作用：3.柔性材料：柔性垫层可用锯末等低密度、高孔隙率的材料做成，其孔隙率可达到50%以上。孔内炸药爆炸后所产生的冲击波和爆炸气体作用于孔壁产生径向裂隙和环状裂隙的同时，通过柔性垫层的可压缩性及对冲击波的阻滞作用，大大减少了对炮孔底部的冲击压力，减少了对孔底岩石的破坏。这种装药结构主要用于对孔底以下基岩需要保护的水利水电工程和核岛开挖。1.露天深孔台阶爆破

1.8装药结构

在间隔装药中，应合理确定：间隔长度、间隔位置和应用条件。

按药卷与炮眼在径向的关系分为：

耦合装药：药卷与炮眼在径向无间隙，如散装药。

不耦合装药：药卷与炮眼在径向有间隙，间隙内可以是空气或其它缓冲材料，如水、砂等。1.露天深孔台阶爆破

1.8装药结构

不耦合装药（空气间隔装药）轴向不耦合和径向不耦合轴向不耦合径向不耦合堵塞炸药空气间隔细药卷粗药卷中间不耦合底部不耦合顶部不耦合1.露天深孔台阶爆破

1.8装药结构理论研究、实验室试验和工程实践证明，在一定的岩石和炸药条件下，采用不耦合装药或空气间隔装药具有下列优点：1.可以增加炸药用于破碎或抛掷岩石能量的比例，提高炸药能量的有效利用率。2.改善岩石破碎的均匀度，降低大块率，从而使装岩效率得到提高。

3.降低炸药消耗量。4.能有效地保护爆破时形成的新自由面。这两种装药结构，特别是不耦合装药结构在光面爆破和预裂爆破中得到广泛的应用。

1.露天深孔台阶爆破

1.8装药结构不耦合装药（空气间隔装药）深孔台阶爆破必须特别重视开挖台阶的形成台阶底板抵抗线过大，除爆后形成“门坎”使机械开挖无法顺利进行外，爆破时底部夹制作用过大会严重影响爆破效果，并加大后冲力。形成合格的开挖台阶是搞好深孔爆破的首要条件，万万马虎不得。底板抵抗线过大的地方，应视情况不同，分别采取加密炮孔、预拉底（即先进行打眼放炮）、孔底扩壶或底部装密度大、威力高的炸药等方式来避免产生根底。1.露天深孔台阶爆破

1.9爆破施工

台阶形成要尽量避免布置在岩石松动、节理裂隙发育或岩性变化大的地方；要特别注意前排炮孔抵抗线变化，防止因抵抗线过小出现爆破飞石事故、过大留下根坎；要注意地形标高的变化，适当调整钻孔深度，保证下部作业平台的标高基本一致。要考虑使每个炮孔都具备有自由破碎的条件，一般后一排炮孔应比前一排炮孔两边各缩进半个孔间距；为控制爆破时的后冲，改善后排炮孔爆破效果，排数不宜过多；排数过少则不利于降低大块率和控制成本，一般宜布置3~6排。尽可能使炮孔在岩体中均匀分布；后排炮孔应布置在直线上以保证下一循环临空面的齐整。1.露天深孔台阶爆破

1.9爆破施工

炮孔布置受施工场地、机械性能和工期的限制，一些深孔爆破工程往往不能按部就班进行，而要在上一循环的爆堆还未清理干净、临空面状况还不清楚的情况下按设计的孔网参数安排钻孔，以尽可能加快钻孔和爆破进度。根据现场情况进行起爆网路布置可以更好的改善爆破效果。首段雷管的位置直接控制爆堆的主体方向，同时其爆破效果对后续段别的钻孔爆破影响很大。因而在布置雷管段别时必须特别注重首段雷管位置的选择。1.露天深孔台阶爆破

1.9爆破施工

起爆网路布置首段雷管应选择布置在台阶临空面条件比较好的部位，临空面各部位的抵抗线大小应基本一致，如果临空面底部抵抗线较大，应布置底板孔，保证爆破时不会出现“门坎”；如无法对底板作出处理，应对该孔作升段处理，形成侧向临空面，以减少其对后起爆孔的影响。要注意首段雷管钻孔处岩体地质结构面（断层、破碎带、节理面等）的走向，其最小抵抗线应尽可能与结构面垂直或成较大的角度，切忌平行于结构面的走向；要注意首段雷管钻孔处的环境条件，最小抵抗线方向应避开建（构）筑物，防止爆堆和飞石对它们产生不利影响；如果首段雷管部位临空面条件不好，可以布置首段多排孔同时起爆，给后续段别创造较好的临空面。1.露天深孔台阶爆破

1.9爆破施工

起爆网路布置小段别的雷管应尽可能为高段别雷管创造多方向的、较好的临空面。切忌出现错段布置，即爆区后侧孔比前侧孔段别低的情况；应尽可能缩短爆区临空面一侧到最后边界之间的分段数；要尽可能顾及前后相邻炮孔之间的延时间隔；与非爆区相接的炮孔即边缘炮孔布置段别时，每2～3孔布置同一段别的雷管，边缘炮孔爆后边界比较齐整，有利于下一循环的炮孔布置和钻孔。1.露天深孔台阶爆破

1.9爆破施工

起爆网路布置在进行边孔装药前，要校核炮孔位置和倾斜度，核实边孔各部位的抵抗线值。当抵抗线小于设计值时，单位炸药消耗量明显太高，会导致较大的飞石距离。遇到这种情况，应减少装药量，或采用间隔装药。抵抗线过大，所装炸药无法破碎抵抗线方向的岩体，势必造成爆炸气体由孔口形成的漏斗冲出，同样会产生飞石，这时应考虑补孔。1.露天深孔台阶爆破

1.9爆破施工

装药应注意自由面上的软弱夹层和空隙。与坚固岩体相比，爆炸气体更易从软弱夹层泄出，这也是经常产生飞石的部位。软弱带有自然生成的，也有前次爆破产生的，特别是在大量装药的炮孔底部。处理软弱带的方法是采用间隔装药，软弱带不装药而用填料填塞。1.露天深孔台阶爆破

1.9爆破施工

装药起爆药包位置：

起爆用的雷管或起爆药柱在装药中的位置称为起爆点(initiationpoint)。在炮眼爆破法中，根据起爆点在装药中的位置和数目，将起爆方式分为正向起爆（collarfiring）、反向起爆（bottomfiring)和多点起爆(multipointpriming)。1.露天深孔台阶爆破

1.9爆破施工

装药起爆药包位置：

单点起爆时，如果起爆点位于装药靠近炮眼口的一端，爆轰波传向眼底，称为正向起爆，也叫上引爆法；反之，当起爆点置于装药靠近眼底的一端，爆轰波传向眼口，称为反向起爆，也叫下引爆法、孔底引爆法；起爆点放在炮孔中间的称为中间起爆法。当在同一炮眼内设置一个以上的起爆点时，称为多点起爆。沿装药全长敷设导爆索起爆，是多点起爆的一个极端形式，相当于无穷多个起爆点。

1.露天深孔台阶爆破

1.9爆破施工

装药起爆药包位置：试验和经验表明，起爆点位置是影响爆破效果的重要因素。在岩石性质、炸药用量和炮眼深度一定的条件下，与正向起爆相比，反向起爆可以提高炮眼的利用率，降低岩石的夹制作用，降低大块率。在炮眼较深，起爆间隔时间较长以及炮眼间距较小的情况下，反向起爆可以消除采用正向起爆时容易出现的一些情况，如起爆药卷被邻近炮眼内的装药爆破“压死（deadpressed）”或提前炸开的现象。1.露天深孔台阶爆破

1.9爆破施工

装药起爆药包位置：与正向起爆相比，反向起爆也有其不足之处。例如，需要长脚线雷管，装药比较麻烦；在有水深孔中起爆药包容易受潮；装药操作的危险性增加，机械化装药时静电效应可能引起早爆（prematareexplosion）等。

无论是正向起爆，还是反向起爆，岩体内的应力分布都是很不均匀的，如果相邻炮眼分别采用正、反向起爆，就能改善这种状况。采用多点起爆，由于爆轰波发生相互碰撞，可以增大爆炸应力波参数，包括峰值应力，应力波作用时间及其冲量，从而能够提高岩石的破碎度。1.露天深孔台阶爆破

1.9爆破施工

装药①结块的铵油炸药必须敲碎后放入孔内，防止堵塞炮孔，破碎药块时只能用木棍、不能用铁器；②乳化炸药在装入炮孔前一定要整理顺直，不得有压扁等现象，防止堵塞炮孔；③根据装入炮孔内炸药量估计装药位置，发现装药位置偏差很大时立即停止装药，并报爆破技术人员处理；④装药速度不宜过快，特别是水孔装药速度一定要慢，要保证乳化炸药沉入孔底；⑤放置起爆药包时，雷管脚线要顺直，并轻轻拉紧并贴在孔壁一侧，保护好起爆线；⑥采取措施，防止起爆线（或导爆管）掉入孔内。1.露天深孔台阶爆破

1.9爆破施工

装药注意事项①在水孔中由于炸药在水中下降慢，装药速度过快而造成堵孔；②炸药块度过大，在孔内下不去；③装药时将孔口浮石带入孔内或将孔内松石碰到孔中间，造成堵孔；④水孔内水面因装药而上升，将孔壁松石冲到孔中间堵孔；⑤起爆药包卡在孔内某一位置，未装到接触炸药处，继续装药就造成堵孔。1.露天深孔台阶爆破

1.9爆破施工

装药堵孔原因起爆药包未装入炮孔前，可采用木制炮棍（禁止用钻杆等易产生火花的工具）捅透装药，疏通炮孔；对非抗水类炸药，若起爆药包被卡住，可先灌入水加以溶解后，将起爆雷管取出，重新改装防水炸药；不管采取什么方法，禁止用炮棍撞击堵塞在深孔内的起爆药包。严禁用钻具处理装药堵塞的炮孔。1.露天深孔台阶爆破

1.9爆破施工

装药堵孔处理炮孔填塞的作用在于封闭爆生气体，阻止爆轰气体的过早逸散，有效的提高爆破作用。填塞料最好采用粒径4～9mm的砂和砾石，采用细钻屑作为填塞料时必须分段捣实。由于上个循环爆破的后冲作用，边孔上部的抵抗线一般比较小，其填塞长度应保证炮孔内装药顶部处的抵抗线与设计值基本相等。要避免填塞长度小于抵抗线，填塞长度太小将会产生台阶顶部的漏斗作用，从而引起飞石过远。1.露天深孔台阶爆破

1.9爆破施工

填塞

1.等待时间：露天浅孔、深孔、特种爆破，爆后应超过5min，方准许检查人员进入爆破作业地点；如不能确认有无盲炮，应经15min后才能进入爆区检查。露天爆破经检查确认爆破点安全后，经当班爆破班长同意，方准许作业人员进入爆区。2.检查内容：确认有无盲炮；露天爆破爆堆是否稳定，有无危坡、危石。1.露天深孔台阶爆破

1.9爆破施工

爆后检查

(1)爆破网路未受破坏，且最小抵抗线无变化者，可重新连线起爆；最小抵抗线有变化者，应验算安全距离，并加大警戒范围后，再连线起爆。(2)可在距盲炮孔口不少于10倍炮孔直径处另打平行孔装药起爆。爆破参数由爆破工程技术人员确定并经爆破领导人批准。(3)所用的炸药为非抗水硝铵类炸药，且孔壁完好，可取出部分填塞物向孔内灌水使之失效，然后做进一步处理，但应回收雷管。1.露天深孔台阶爆破

1.9爆破施工

盲炮处理工艺包括装药前检查、装药、填塞、敷设网路和起爆。(1)钻孔检查。必须检查孔位、深度、倾角是否符合设计要求，孔内有无堵塞，孔壁是否掉块以及孔内有无积水和积水深度如何。孔位和深度不符合要求时，应进行及时处理，补孔或透孔。(2)装药。无论是人工装药还是机械装药都必须严格控制每孔的装药量，并在装药过程中检查装药高度。装药过程中发现堵孔时，应停止装药并及时处理。在未装入雷管或起爆药柱等敏感的爆破器材以前，可用木杆或竹竿处理。严禁用钻具处理装药堵塞的钻孔。(3)填塞必须达到设计要求的长度，严禁不填塞爆破。填塞料多采用钻孔岩粉、黏土等，禁止使用石块和易燃材料。在有水炮孔填塞时，应防止填塞悬空。(4)深孔爆破采用电力、导爆管起爆网路，雷雨季节宜采用非电起爆法。网路敷设所使用的爆破器材应事先进行检查，按设计要求进行网路敷设，并严格遵守《爆破安全规程》中有关起爆方法的规定。经检查确认，起爆网路完好，具备安全起爆条件时方准起爆。露天深孔爆破工艺的主要作业程序和要注意的安全技术问题。1.露天深孔台阶爆破

1.9爆破施工

在深孔台阶爆破中，要考虑两类岩石运动：一类是全体岩石介质以水平为主的向前运动，即岩石主体部分的抛掷；一类是由爆区前侧和上侧两个自由面散射出去的岩石运动，即爆破时产生的飞石。飞石指由爆区散射出去的石块，它们的飞行距离往往较大，方向无法预计，是导致设备损害和人员伤亡事故发生的主要原因。大多飞石是由爆破设计不合理或装药不恰当引起的。1.露天深孔台阶爆破

1.10爆破安全

1.10.1个别飞石产生原因：能盛下过大装药的空隙软岩前次爆破产生的软弱带开口处的漏斗效应堵塞长度过短堵塞材料不合适炮孔直径太大孔口起爆抵抗线过小抵抗线过大延迟时间过长、过短单位炸药消耗量太高1.露天深孔台阶爆破

1.10爆破安全

1.10.1个别飞石深孔台阶爆破：

R＝40d，ｍ

式中：d—深孔直径，in。或：

式中：RFmax——飞石飞散最大距离，m；

KΦ——安全系数，取15～16（40/2.54）；d——炮孔直径，cm。此式是瑞典经验公式，适用于单位耗药量达到0.5kg/m3

的爆破条件。1.露天深孔台阶爆破

1.10爆破安全

1.10.1个别飞石个别飞石距离的计算：深孔爆破如何避免爆破飞石：清理松动石块，它们在爆炸气体由孔口冲出时较易飞射出去。堵塞高度大于抵抗线。太小会在台阶顶部产生漏斗。采用良好的堵塞材料，不使用钻屑堵塞。校核炮孔位置和倾斜度，使之正确。将起爆模式设计成每个炮孔都具备侧向自由面和相互之间存在恰当的延迟起爆时间。1.露天深孔台阶爆破

1.10爆破安全

1.10.1个别飞石深孔爆破如何避免爆破飞石：找出软弱夹层和空隙，堵塞炮孔内的软弱带。细致地进行头排孔装药，找出上次爆破引起的抵抗线变小的后破裂位置。校验炸药用量是否正确。飞石作为主要控制因素时，最好采用塑料软管药包进行装药，决不要采用灌入法装药。在建筑群中爆破时，应覆盖爆区。1.露天深孔台阶爆破

1.10爆破安全

1.10.1个别飞石

在深孔台阶爆破中，只要认真做到消除产生飞石的因素，保证填塞长度和质量，是完全可以将个别飞石控制在岩体主抛散范围内的。

在深孔台阶爆破设计中，可以采用相应公式计算飞石距离，但必须注意，《爆破安全规程》规定：深孔台阶爆破中个别飞散物对人员的安全允许距离为：按设计，但不小于200m。1.露天深孔台阶爆破

1.10爆破安全

1.10.1个别飞石爆破振动取决于：同时起爆的总装药量；岩石特性；地面覆盖层的地质特性。约束状态；离爆破点的距离；岩石特性距离装药量约束因素1.露天深孔台阶爆破

1.10爆破安全

1.10.2爆破振动爆破振动衡量标准：振动速度爆破振动振速计算经验公式：爆破振动安全允许标准：《爆破安全规程》（GB6722－2003）爆破振动安全允许距离：1.露天深孔台阶爆破

1.10爆破安全

1.10.2爆破振动岩

性Kα坚硬岩石50～1501.3～1.5中硬岩石150～2501.5～1.8软岩石250～3501.8～2.01．减小爆破规模，降低一次爆破炸药量；2．采用延期爆破，减少最大一段起爆药量；合理安排延期间隔时间，避免振动叠加；3．合理安排毫秒段别，改善药包约束条件；4．改变被保护建筑物与同时起爆药包方向之间的夹角；5．开挖减震沟槽或钻凿防震孔；6．采用不耦合装药和缓冲爆破；7．对被保护设施、仪表采取加固、防震措施；8．将爆破时间与被保护设备、仪表的运行时间错开。1.露天深孔台阶爆破

1.10爆破安全

1.10.2爆破振动降低爆破振动强度的措施：场地土的存在对建筑物的抗爆破振动是不利的；随着覆盖层厚度的增加，建筑物爆破振动幅值增大，这些都会使处在爆破地震波作用下的建筑物遭受破坏的可能性增高；位于山脊上或位于高处的建筑物、位于较高水位土层上以及软弱土层上的建筑物，对爆破振动的响应都会增大。1.露天深孔台阶爆破

1.10爆破安全

1.10.2爆破振动场地条件对爆破震动的影响：岩石的破碎块度是一个相对的概念与作业设备有关：在石方清运施工中，应根据挖装机械的斗容量来确定合理的岩石破碎块度；在采石部门，块度则常常由破碎机械的口径所控制。一般认为：对应于斗容为V的挖掘机，岩块最大允许块度为0.75V，或岩块最大允许体积为0.55V（见表）。与工程要求有关。1.露天深孔台阶爆破

1.11爆破效果-岩石破碎度铲斗容积/m3允许块度最大边长/m3~410.50.2人工装载1.20.80.60.450.23~0.35大量的统计资料表明，不合格大块主要产自台阶上部和台阶的坡面；同一爆区软硬岩的分界处；爆区的后部边界。其原因：

1）为了克服底盘抵抗线的阻力，炸药主要置于炮孔的中、底部，使其沿炮孔轴线炸药能量分布不均。孔口部分能量不足，岩石破碎不均匀。

2）台阶前部，即邻近台阶坡面的一定范围内，岩石受前次爆破的破坏，原生弱面张裂，甚至被切割成“块体”，爆破时这部分“块体”易整体振落，形成大块。

3）同一爆区软岩和硬岩分界部分，有时从爆区表面就可看到大块条带，易于振落。

4）爆区的后部与未爆岩石相交处也会产生一些因爆破而振落的大块。大块产生部位和原因分析：1.露天深孔台阶爆破

1.11爆破效果-岩石破碎度

结构面的影响：岩块的破裂面大多数是沿岩体内部的结构面形成；凡是沿结构面形成的爆块表面，均呈风化状态；凡是由岩石断裂形成的岩块表面，均呈新鲜状态；据某个工程统计，爆块表面的风化面数占统计面数的79%～90%，而新鲜面数仅占10%～21%。岩性的影响：大块率随岩石硬度的提高而增加。影响爆破破碎的主要因素：1.露天深孔台阶爆破

1.11爆破效果-岩石破碎度

爆破单位耗药量：随单耗增加，大块率降低对不同岩石，存在一个最佳爆破单位耗药量。炸药在岩体中的分布：随着炮孔直径的增加，大块比例随之上升炮孔密度增加，炸药相对分散，大块比例减少炮孔布置与装药结构：大块经常出现在没有装药的部位和两侧拉裂的部位对夹制作用大的部位增设辅助炮孔影响爆破破碎的主要因素：1.露天深孔台阶爆破

1.11爆破效果-岩石破碎度

起爆网路的设计：保证安全准爆合理间隔时间保证每个炮孔具备有自由破碎的条件施工技术：注意不要出现漏气的现象不要出现装药不到位和药卷拒爆现象影响爆破破碎的主要因素：1.露天深孔台阶爆破

1.11爆破效果-岩石破碎度

其它：前一爆破循环后冲导致未爆岩体的结构层面开裂，致使爆破时爆炸气体顺裂隙溢出而泄能块度要求应与地质条件、施工机械、爆破方法相匹配在选择施工机械、爆破方法时要考虑大块的二次破碎成本影响爆破破碎的主要因素：1.露天深孔台阶爆破

1.11爆破效果-岩石破碎度

(1)直接量测法，采用皮尺、钢尺直接测量不合格大块的几何尺寸，通常以长、宽、高中最大的一个尺寸作为标准；(2)称重法，选取一定重量的岩块样本，用磅秤称量不同粒级块度的重量和百分比；(3)摄影一图像分析法：1)在待测爆堆岩块表面拍摄一定数量、有代表性的岩块照片；2)用图像分析技术识别和检测照片上岩块轮廓的面积；3)用计算机统计、计算岩块的面积分布；4)最终给出爆堆岩块体积(重量)分布的推断；(4)间接测量法，电铲铲装装置推压电流换算法；二次破碎雷管使用量换算法。大块率的测量方法：1.露天深孔台阶爆破

1.11爆破效果-岩石破碎度

降低大块率的措施是多方面的，归纳起来包括三条：正确的设计，严格的施工和科学的管理。(1)正确的设计就是要确定合理的爆破参数，特别要注意的是：1)选准前排孔抵抗线；2)控制最后排孔的装药高度；3)控制合理超深或余高；4)选取与岩石特性相匹配的炸药，增强底部炸药威力；5)选取合理的毫秒延期间隔时间；6)爆区有明显结构面时，要根据岩体结构面特征，决定起爆顺序；7)在适宜地点采用大孔距、小抵抗线爆破和压渣爆破。降低大块率的措施：1.露天深孔台阶爆破

1.11爆破效果-岩石破碎度

(2)严格的施工。主要指钻孔、装药和填塞三方面的作业，一定要按设计要求施工。(3)科学的管理。对施工作业人员和各工序环节做到分层管理，责任到人。并严格执行质量管理体系和质量监控网路。降低大块率的措施：1.露天深孔台阶爆破

1.11爆破效果-岩石破碎度

毫秒爆破是工程爆破中常用的一种控制爆破技术，是一种巧妙地安排各炮孔起爆次序与合理时差的爆破技术。正确地应用毫秒爆破，能减少爆破后出现的大块率、减小地震波、空气冲击波的强度和碎块的飞散距离，得到良好的便于清运的堆积体；在提高介质破碎效率，实现建(构)筑物拆除爆破的顺序解体，特别是降低爆破振动影响等方面具有关键性的作用。1.露天深孔台阶爆破

1.12相关爆破技术

1.12.1毫秒延时爆破技术基本概念（一）应力波相互干涉假说若相邻两装药同时爆炸，由于应力波的相互干涉，在两装药中间岩体某区域内将形成无应力或应力降低区．从而容易产生大块。但若使相邻的两装药间隔一定时间爆炸，即当先期爆炸装药在岩体内激起压缩波从自由面反射成拉伸波后，再引爆后期爆炸的装药，不仅能消除无应力区，而且能增大该区内的拉应力，改善破碎块度。1.露天深孔台阶爆破

1.12相关爆破技术

1.12.1毫秒延时爆破技术破岩机理（二）自由面假说该假说认为，毫秒爆破能够改善岩石的破碎质量，是由于先期爆炸装药在岩体内已造成了某种程度的破坏，形成了一定宽度的裂隙和附加自由面，为后期装药爆炸创造了有利的破岩条件。1.露天深孔台阶爆破

1.12相关爆破技术

1.12.1毫秒延时爆破技术破岩机理（三）剩余应力假说该假说的主要内容包括：（1）先期爆炸激起的爆炸应力波在岩体内形成动态应力场并产生一系列裂缝；（2）其后，岩体承受高压爆炸气体的作用，使裂缝进一步扩展，但随着爆炸气体的膨胀，压力不断降低；（3）后期爆炸装药应在先期爆炸装药产生的静态应力场尚未消失前起爆，利用先期爆炸装药在岩体产生的剩余应力来改善岩石的破碎质量。1.露天深孔台阶爆破

1.12相关爆破技术

1.12.1毫秒延时爆破技术破岩机理在工程实践中，人们发现毫秒爆破能够在很大程度上降低爆破震动的危害，于是又提出了地震波相互干扰的观点。该观点认为由于相邻炮孔(或两排炮孔、两组炮孔)之间有一个短的时间间隔，使得地震波相互干扰，因而减弱爆破地震效应。从理论上讲，如果先后起爆药包的时间间隔等于地震波周期的一半，则地震效应可减弱到最低。大量的工程实践表明，多段毫秒起爆是降低爆破地震效应的一种有效方法。1.露天深孔台阶爆破

1.12相关爆破技术

1.12.1毫秒延时爆破技术破岩机理（1）增强了破碎作用，能够减小岩石爆破块度，或扩大爆破参数，降低单位耗药量；（2）减小了抛掷作用和抛掷距离，能防止对周围设备的损坏，而且爆堆集中，能提高装岩效率；（3）能降低爆破产生的震动作用，防止对围岩或地面建筑造成破坏；（4）可以在有沼气的工作面内使用，但要注意放炮前沼气浓度不超过1％，总延期时间不超过130ms。（5）可实现全断面一次爆破，缩短爆破和通风时间，提高掘进速度，并有利于工人健康。1.露天深孔台阶爆破

1.12相关爆破技术

1.12.1毫秒延时爆破技术优点在保持炮孔负担面积S不变的前提下，加大孔距、减少抵抗线，即增大炮孔密集系数m。据国内外研究表明：该项技术无论在改善爆破质量、还是降低单耗、增大延米爆破量方面都有巨大潜力。1.露天深孔台阶爆破

1.12相关爆破技术

1.12.2宽孔距、小抵抗线毫秒延时爆破技术基本概念增大爆破漏斗角，形成弧形自由面，为岩石受拉伸破坏创造有利条件。防止炮孔之间裂隙过早贯通、爆炸气体过早泄出，提高炸药能量利用率。使单孔的径向裂隙、环状裂隙得到充分发育，有利于改善岩石的破碎质量。增强辅助破碎作用。抵抗线的减小，既可使拉伸碎片获得较大的抛掷速度，又可延缓爆炸气体过早逸散，使其有较大的能量推移破碎的岩体，有利于岩块的相互碰撞。1.露天深孔台阶爆破

1.12相关爆破技术

1.12.2宽孔距、小抵抗线毫秒延时爆破技术爆破机理密集系数m的选取：标准形式取m=1.25，宽孔距技术一般取m=3~4，个别情况可选m=6~8。宽孔距爆破头排孔和最后一排炮孔的抵抗线和孔间距仍要按常规方法布置，否则，过小的抵抗线会增加飞石的危险，过宽的孔距会引起爆后破裂面的凹凸不平。1.露天深孔台阶爆破

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1.12.2宽孔距、小抵抗线毫秒延时爆破技术爆破设计1.露天深孔台阶爆破

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1.12.2宽孔距、小抵抗线毫秒延时爆破技术实例镇江船山石灰石矿是我国大型露天化工矿山，主要生产石灰石和建材用石，台阶高度12m，穿孔用KQ—150型潜孔钻打75o倾斜孔，孔径170mm。采用侧向宽孔距小抵抗线毫秒延期爆破取得良好效果，块度均匀，根底率降低。（通过改变起爆方向来实现宽孔距爆破）采用爆破方法开采大块石与将岩石破碎成细小块度一样，也是很困难的。岩体的地质状态是获取良好爆破效果的关键因素。爆破开采大块岩石宜在均质岩体中进行。基本概念1.露天深孔台阶爆破

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1.12.3大块岩石开采爆破技术单耗较低，在0.2kg/m3以下；密集系数应小于1，m=0.5~1.0；同排孔同时起爆，最好采用瞬发起爆，它可以减少炮孔之间的岩石破碎。爆破设计1.露天深孔台阶爆破

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1.12.3大块岩石开采爆破技术在多排孔毫秒延期爆破时，为了加快工程进度，在工作面上先爆孔的爆堆尚未全部清理完毕，就进行爆破的方法叫做压渣爆破。又称挤压爆破。在抵抗线方向的自由面前方留有一定厚度的爆堆，增加第一排炮孔装药量（增加单耗）和相对延长延时时间（第一排响后与第二排之间的时间），从而提高炸药能量利用率和改善爆破效果，故也称为多排孔微差挤压爆破。定义1.露天深孔台阶爆破

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1.12.4压渣爆破阻止岩石前期运动，增加准静应力场作用时间。使空气冲击波、飞石能变成有用功，补充破碎，减少了大块。

1.爆堆集中整齐，根底少；

2.块度较小，爆破质量好；

3.个别飞石飞散距离小；

4.能贮存大量已爆矿岩，有利于均衡生产。原理1.露天深孔台阶爆破

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1.12.4压渣爆破优点(1)不受钻孔、爆破、装运工序的相互制约，大大减少了相互等待而影响生产的时间，提高了生产效率；(2)能充分利用岩块的相互碰撞和挤压，改善破碎效果；(3)爆堆比较集中、规整，铲、装、运效率高，缩短了机械停、断时间，提高了运输效率；(4)压渣爆破要适当增加单位炸药消耗量，比一般毫秒延期爆破要增多10％～20％；(5)进行毫秒延期压渣爆破时，要注意爆堆厚度和高度对爆破质量的影响，一般矿山压渣厚度为10～20m，孔网参数小的可取大值；爆堆高度应视台阶高度和铲装设备条件确定，台阶高度为15m左右时，如果采用3～4m3的挖掘机作业，堆渣高度不大于20m，而铲装设备容量小，则应减少堆渣高度。一般认为，压渣爆破适合于低台阶爆破。特点1.露天深孔台阶爆破

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1.12.4压渣爆破20世纪60年代初期，抛掷爆破在美国的McCoyCoal矿进行尝试，该矿覆盖物厚18～24m，抛掷爆破把40%的覆盖物抛到采空区；20世纪80年代初期，美国、澳大利亚等国家又对此项技术进行研究，形成了抛掷爆破——拉斗铲、抛掷爆破——推土机、抛掷爆破——电铲——卡车等多种剥离工艺，台阶高度一般为40～50m，有时高达60～70m。采用高台阶抛掷爆破技术，可将30%～60%的覆盖物直接抛掷到采空区，不再进行二次处理，剥离费用降低了30%以上。1.露天深孔台阶爆破

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1.12.5露天煤矿高台阶抛掷爆破技术发展概况《爆破安全规程》（GB6722—2003）规定：复杂环境深孔爆破：在爆区边缘100m范围内有居民集中区、大型养殖场或重要设施的环境中，一次使用1t以上炸药的深孔爆破作业。环境十分复杂：爆破可能危及国家一、二级文物、极重要设施、极精密贵重仪器及重要建(构)筑物等保护对象的安全；环境复杂：爆破可能危及国家三级文物、省级文物、居民楼、办公楼、厂房等保护对象的安全；

1.露天深孔台阶爆破

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1.12.6城镇大规模岩土爆破技术定义与浅孔爆破及深孔爆破相比，在城镇及复杂环境石方爆破工程中特别重视对爆破有害效应的控制和对爆破有害效应的防护。有害效应主要指爆破振动、冲击波、爆破飞石和爆破滚跳石，其次为爆破噪声和粉尘。1.露天深孔台阶爆破

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1.12.6城镇大规模岩土爆破技术特点1994年12月，山东省胶州市环胶州湾高速公路山角村双臂路堑长470m，挖深11m，路堑底宽28m，顶宽36m，需爆破石方11.5万m3；地质条件为凝灰质砂岩和凝灰质角砾岩。钻孔直径100mm，计203排、3080个炮孔、36719延米，其中预裂孔809个，缓冲孔398个，主炮孔1714个，加强孔159个（每隔10排深孔加4排深孔）；分594响，总延时4770ms，装乳化炸药73.8t、使用导爆管雷管1.34万发。毫秒延时接力起爆网路，孔外2、3段接力，7段搭接，孔内装7、9段雷管。1.露天深孔台阶爆破

1.12相关爆破技术

1.12.6城镇大规模岩土爆破技术实例基本原理与深孔台阶爆破相同：工作面以台阶方式推进。钻孔孔径、孔深比较小，爆破规模比较小。炮孔布置：一般采用垂直孔。2.露天浅孔爆破2.1露天浅孔台阶爆破

a—单排孔；b—多排孔平行排列；c—多排孔交错排列爆破参数：炮孔直径d：36～42mm，药卷直径32mm或35mm；炮孔深度L：L=H+Δh超深Δh：Δh＝(0.10~0.15)H炮孔间距a：a=(1.0~2.0)W1；

或a=(0.4~1.0)L底盘抵抗线W1：W1=(0.4~1.0)H；单位耗药量q：应比深孔台阶爆破大一些，一般q=0.5～1.2kg/m3。2.露天浅孔爆破2.1露天浅孔台阶爆破（1）爆破飞石。主要有三个原因：一是炸药单耗过大，多余能量使岩石整体产生抛散；二是对岩石临空面情况控制不好或个别炮孔药量过大；三是炮孔填塞长度不足或填塞质量不好。（2）冲炮现象。冲炮现象在浅孔爆破中很容易出现，特别是孔深小于0.5m的浅孔，如果最小抵抗线方向和药孔方向一致，再加上填塞不佳(就是填塞良好，相对于岩石而言，药孔也是强度薄弱处)，炸药能量就会首先作用于强度薄弱地带，并从炮孔中散逸，从而形成冲炮。（3）爆后残留根部。2.露天浅孔爆破2.1露天浅孔台阶爆破

露天浅孔爆破容易出现的问题：（1）合理的单位炸药消耗量。一般认为岩石浅孔爆破的炸药单耗应在0.50~1.20kg/m3，（2）充分利用临空面。（3）避免最小抵抗线与炮孔在同一方向。（4）确保填塞长度。填塞长度通常为药孔深度的1/3，而对夹制性较大岩石的爆破需加大单孔药量或需严格控制爆破飞石时，则填塞长度取炮孔深度的2/5较为稳妥。（5）合理分配炮孔底部装药。据实爆经验，底部药量以占单孔药量的60%～80%为宜。2.露天浅孔爆破2.1露天浅孔台阶爆破露天浅孔爆破质量保证措施：城镇浅孔爆破通常用于城建中的平整场地、开挖基坑、开沟槽、清理孤石、开挖地铁隧道等。其特点是爆破环境复杂，大多是在建筑群中及人群密集的地方进行爆破。要求严格控制爆破振动、个别飞散物(飞石)，以及噪声、气浪、炮烟污染环境等。

城镇浅孔爆破常用的防护方法有爆区防护、保护物防护和隔离防护三种形式。爆区防护一般是用土袋压炮孔，在土袋之上铺盖铁皮、胶皮、木板、竹笆、荆笆、草垫；保护物的防护有加固、支撑、锚固、灌浆、门窗遮挡等措施；隔离防护有预裂爆破、挖隔振沟、机械切缝、搭建隔离排障等。2.露天浅孔爆破2.2露天浅孔控制爆破城镇浅孔爆破特点防护方法首先应确定开挖程序：(1)确定开挖工作面，应使爆破最小抵抗线指向环境安全及施工条件较好的方位；确定是否分期、分段、分层开挖，这些是编制爆破和施工组织设计的依据；(2)确定一次爆破规模。

与爆破方案紧密相关的首要设计参数，是一次爆破允许的最大用药量，即爆破规模。爆破规模受到以下两个方面的制约：

2.露天浅孔爆破2.2露天浅孔控制爆破

在城镇及复杂环境中实施石方浅孔控制爆破如何确定爆破方案?(1)爆破振动对临近建筑物及设施的安全影响；(2)允许的坍塌范围，爆破落石不能覆盖、挤压邻近爆破区的建筑物、行车路线、通讯设施等。

当爆破振动影响或坍塌宽度不能满足条件要求，则需进一步控制爆破规模，减少一次爆落方量，采取分段毫秒延期爆破、转移坍塌方向或采取其他技术措施。

在考虑爆落岩石的坍塌影响时，还应注意到可能产生的飞石和滚石影响，必要时要采取阻石和防护措施。2.露天浅孔爆破2.2露天浅孔控制爆破

在城镇及复杂环境中实施石方浅孔控制爆破如何确定爆破方案?

沟槽爆破是水电、油、气、通讯等管线基础的开挖爆破。沟槽爆破断面宽度窄、深度大、爆破临空面条件差，夹制作用明显，单耗大，设计时必须注意创造临空面、适当增加药量。

爆破容易造成沟槽壁的破坏或损伤。沟槽爆破往往距建筑物较近，周边环境比较复杂。

由于岩石性质及地质构造的复杂性，沟槽爆破参数特别是单耗不易掌握。沟槽爆破比一般爆破技术难度高。2.露天浅孔爆破