露天深孔爆破技术

1　露天深孔爆破的技术要求

随着深孔钻机如全液压钻机、高风压及中风压钻机的出现和不断完善以及装运设备的不断改进，爆破技术的迅猛提高和爆破器材的日益发展，深孔爆破在改善和控制爆破质量、提高大型机械设备装运效率和经济效益方面的优越性已明显地为人们认识与重视。露天深孔爆破的技术要求主要是：(1)安全控制;(2)降低大块率;(3)降低综合爆破成本。

2　露天深孔爆破安全控制技术及设计

爆破的有害效应有地震波、飞石、冲击波、有毒气体、噪声和灰尘。作为露天深孔爆破，必须对地震波、飞石、冲击波三项分别进行安全距离计算，保证符合要求，同时起爆网路的可靠起爆也是安全控制的重点。

2.1　地震波安全距离计算及防护技术

(1)地震波安全距离计算

V=K·(Qm/R)α

式中：K、α—系数，与地形地质条件有关； Q—最大一段起爆药量,kg； R—药包中心至被保护物的水平距离,m。

计算的地震波速度应满足国家安全规程的要求。 注意：①爆破地震波除和计算公式中的参数有关外，还和爆区与保护点的相对高度有关，当爆区位于保护点的上方时，计算值偏大；反之则偏小;②爆破地震波的大小还和保护区方位有关，当保护区位于爆区前方时，地震波最小，侧向次之，后方最大。③在特殊建筑物附近或爆破条件复杂地区进行爆破时，必须进行必要的爆破地震效应的监测或专门试验，以确定保护物的安全性。

(2)地震波的安全防护技术

露天深孔爆破，实践表明，降低爆破振动最经济、最有效的办法是增加分段数、减小最大单响药量。理论上露天深孔爆破采用非电导爆管起爆网路可实现无穷多段，当分段不超过30段时，可用孔内非电导爆管微差、孔外电雷管延时来实现，超过30个段别后需用非电雷管接力延时。如果单靠减小单段炮数还不能够保证爆破振动安全，应采用预裂爆破方法，在最后排与未爆区之间形成一条裂缝，即可有效阻隔40%的振动波能量向外传播。其他方法还 可采用如：选用低威力低爆速的炸药；限制一次爆破的最大药量；选用适当的炸药单耗；选择适当的装药结构；调整爆破传爆方向；改变与被保护物的方位关系；充分利用地形条件，如河沟、渠道、断层等，都有显著的隔震作用。

2.2　飞石安全距离计算及防护技术

(1)飞石安全距离计算 露天深孔爆破个别飞石的计算公式为： Rf=(40/2.54)×D 式中：D———炮孔直径,cm; Rf———为个别飞石最小距离,m。 但在实际设计中，有的工程技术人员采用硐室爆破(集中药包)的公式Rf=20K×n2×W, 这是不正确的，对于计算出的Rf还应考虑爆破点的位置，安全保护区低于爆破点的位置，应增加距离，反之应减少。注意：无论计算结果如何，该距离均不得小于国家安全规程规定的最小200m安全距离 。

(2)飞石安全防护技术

露天深孔爆破的飞石主要产生于孔口和前排。造成孔口飞石有两个原因：一是堵塞不严，产生冲炮并带出孔口松动石块;二是装药过多，堵塞长度不够，使孔口石块飞出。造成前排飞石的原因主要是前排临空面不平，最小抵抗线差异太大，或结构面切割，甚至裂缝与炮孔贯通。对于孔口飞石，防护措施可在孔口加压砂包，就能够既消除冲炮隐患，又能限制孔口松动石块的飞出，同时又能有效降低大块率，因此，在孔口加压砂包是防止飞石操作方便、效果显著的有效办法。对前排飞石的防护，一方面可采用多排微差爆破，减少前排出现次数，另一方面，可根据前排抵抗线和结构面变化情况，在抵抗线太薄的位置堵塞岩粉作间隔装药。如果使用铵油炸药，必须防止过量的炸药流入前排裂缝，否则必将造成大量飞石，发生重大事故。一旦发现炮孔与贯通裂缝或空洞相连，应将该段炮孔堵塞，分段装药。如果发现有过量铵油流入裂缝中，必须注水溶解，然后再回填石沫堵塞裂缝贯通段。个别飞石的飞散距离与爆破方法、爆破参数特别是最小抵抗线的大小、堵塞长度和堵塞质量、孔间或排间毫秒延期时间、地形地质构造(如节理、裂缝和软夹层等等)以及气象条 件有关。因此，为了防止飞石的产生，工程技术人员在爆破设计和施工时，一定要根据爆破条件的变化合理确定单位炸药消耗量和爆破参数，保证炮孔的堵塞长度和质量，以及采取以上种种措施。

2.3　爆破冲击波安全距离的计算与防护技术

(1)爆破冲击波安全距离的计算

R=K×Q1/3

式中：R———为冲击波的安全距离,m; K———为系数，有掩体取15，无掩体取30; 　　Q———为最大一段起爆药量,kg。

(2)爆破冲击波安全防护技术

为了减少爆破冲击波的破坏作用，可从两方面采取措施，一是防止产生强烈的空气冲击波;二是利用各种条件来削弱已经产生了的空气冲击波。通过合理确定爆破参数，避免采用过大的最小抵抗线，防止产生冲天炮；选择合理的微差起爆方案和微差间隔时间，保证岩石能充分松动，消除夹制爆破条件；保证堵塞质量和采用反向起爆，防止高压气体从孔口冲出；推广导爆管或电雷管起爆，尽量不用高能起爆索起爆。这些措施都能提高爆破时爆炸能量利用率，有效防止产生强烈空气冲击波。此外，尽量避免爆区正面朝向被保护物，无法避免时也应将建筑物的门窗打开，必要时搭设防护架，也可有效减小冲击波的危害。

2.4　有毒有害气体的防护

对露天深孔爆破，前苏联学者建议露天大爆破的有毒气体按R=K×W1/3确定，但本公式对气象、地形因素考虑不够，为防止炮烟中毒，应采取以下几个方面的防护措施：(1)不要使用过期变质的炸药;(2)加强炸药的质量管理定期检验炸药的质量;(3)加强 炸药的防水防潮，保证质量，避免炸药产生不完全的爆炸反应;(4)人员应在上风方向;(5)一切人员必须等到有毒气体稀释至爆破安全规程中允许的浓度以下时，才准返回工作面。

2.5　起爆网路安全起爆技术

如使用电爆网路，则要根据爆区气象水文条件、爆破要求、成本等方面综合考虑,选用普通瞬发、秒、毫秒延期电雷管，以及抗杂电雷管、BJ-1型安全电雷管、无起爆药雷管、预防杂散电流、射频电、雷电等的影响，提高电爆网路的安全性、可靠性，防止发生早爆事故。导爆管网路由于操作简单，不受外来电影响(雷电除外)、成本低、可实现等间隔微差起 爆并且起爆段数和炮孔不受雷管段数限制而得到广泛推广应用。缺点是起爆前无法用仪表检查；爆区太长或延期段数太多时，采用孔外延期网路容易被空气冲击波或地震波、飞石破坏网路；在高寒地区塑料管硬化会恶化导爆管的传爆性能。推荐使用新型导爆管发射四通多闭合起爆网路。该网路具有以下特点：(1)整个起爆网路呈网格状多通道，传爆方向四通八达，个别雷管或导爆管的缺陷不影响整个起爆网路的准爆性;(2)对于每个雷管至少有两个方向传递爆轰波，起到双保险作用，可取代或减少复式导爆管起爆网路形式，节省起爆器件;(3)整个起 爆网路中只要有一个结点被击发，即可使整个网路引爆;(4)网路联接操作简单，便于检查;( 5)起爆雷管不受限制，可以把封闭的网路无限扩展然后单点或多点击发，以起爆整个网路。

3　降低大块率的技术措施

3.1　大块率产生的主要原因(见图１、图２、图３)

……

摘自《中国水泥》2004年07月号