洞室爆破
1.正常松动爆破
在解理裂隙发育、可以保证爆岩大块率较低
的地方,宜采用松动爆破;在爆岩可以靠重力作
用滑移出爆破漏斗的陡坡地段,也可采用松动爆
破。
一般药包的最小抵抗线小于15~20m。单位耗
药量应在0.5kg/m3左右、爆堆集中、对爆区周围
岩体破坏较小。
2.加强松动爆破
加强松动爆破在矿山应用较为广泛,其单位耗
地的目的。
基46+120 1209.2 基45+110
1188
W=24m W=30m W =19m W =25m W =13m W =10m
W =30m W =17m W =26m W =17.5m W =13m
1138 1166
W =8m
W =10m
W =17m
图7-4 某硐室爆破工程典型断面上的药包布置
5.定向抛掷爆破的药包布臵
定向抛掷爆破,药包布臵的基本原理有下列几个
方面:
(1)最小抵抗线原理单药包爆破时,土岩向最
小抵抗线方向隆起,形成以最小抵抗线为对称轴的
钟形鼓包,然后向四方抛散,爆堆分布对称于最小
抵抗线的水平投影,在最小抵抗线方向抛掷最远。
根据此原理,工程上提出了“定向坑”或“定
向中心”的设计方法,它是在自然的或者人为的凹
沟槽及基坑内的挖方部分或大部分扬弃到
设计开挖范围以外,基本形成工程雏形的
爆破方法,称为扬弃爆破。
扬弃爆破需要利用炸药能量将岩石向上
抬起并扬弃出去,故其单位耗药量高,爆
破作用指数大,扬弃爆破的抛掷率一般在 80%左右。在平坦地面,当爆破作用指数 时,抛掷率为83%,单位耗药量在1.4~ 2.2 kg/m3之间。
一、硐室爆破的特点
1.硐室爆破的优点
(1)爆破方量大、施工速度快,尤其是在土石 方数量集中的工点,如铁路、公路的高填深挖路 基、露天采矿的基建剥离和大规模的采石工程等,
从导硐、药室开挖到装药爆破,能在短期内完成
任务,对加快工程建设速度有重大作用。
(2)施工简单、适用性强,在交通不便、地 形复杂的山区,特别是对于地势陡峻地段、工 程量在几千立方米或几万立方米的土石方工程, 由于硐室爆破使用设备少,施工准备工作量小, 因此具有较强的适用性。
(7-3)
(二)抛掷爆破装药量计算
平坦地面和山脊地形的双侧作用药包,装药量按公
式(7-4)进行计算:
Q kW 3 (0.4 0.6n 3 )
(7-4)
式中n——爆破作用指数。当0.75<n<1时,属于减弱
抛掷(或加强松动)爆破;当n=1时,属于标准抛掷爆破;
当n>1时,属于加强抛掷爆破。
斜坡地面的抛掷爆破,当地面自然坡度大于30° 时,由于爆破漏斗上方岩体的滑塌作用,装药量可
按公式(7-5)修正计算:
kW 3 (0.4 0.6n 3 ) Q f ( )
3 6 0.5 0.25 4 10 f ( ) 3 6 0 . 5 0 . 25 10 10
(7-5) (7-6)
(坚硬完整岩体) (土质、软岩或中硬岩)
式中:
Q 0.44kW 3
在松动爆破中,当药量大于这一标准时 称为加强松动药包,小于这一标准称为减 弱松动药包。多面临空和陡崖地形的崩塌 爆破,装药量可按减弱松动爆破计算:
Q (0.125 ~ 0.44)kW 3 (7-2)
在比较完整的岩石或者矿山覆盖层剥离
时,装药量可按加强松动爆破计算:
Q (0.44 ~ 1.0)kW 3
二、硐室爆破设计要求及内容
设计工作要求 硐室爆破设计,必须按规定的设计程序、
内容和工程要求进行。
在设计前,必须对爆破区进行地形地质勘 测。
勘测的范围包括:爆破开挖区和抛填
区域,爆破临近的深沟陡坡和可能波及的
不稳定岩体。
硐室爆破技术设计阶段,一般应采用
1:500的地形图。
装药前,对各主药室应补测最小抵抗线 方向1:200的地形剖面图,以保证装药量的 计算精度。 《大爆破安全规程》还规定,D级硐室爆 破设计也应进行地形测量,地形图的比例和
W W
路基
R' W
拟建大坝
R' W
图7-6 移挖作填定向爆破药包布置
图7-7 定向爆破筑坝药包布置
第三节 硐室爆破参数的选择与计算
一、装药量计算 (一)松动爆破装药量计算方法 标准松动爆破的装药量计算公式为:
(7-1) 式中:— 标准抛掷爆破的单位用药量系数,下同; — 最小抵抗线,下同。
式7-1也称为正常松动药包的药量计算公式。
凡条件允许布臵抛掷药包,能将部分岩
石抛出爆区者,应考虑采用抛掷爆破方案。 抛掷爆破对路堑边坡的稳定性有较大影响, 因此,在较陡的地形条件下,用加强松动 爆破也能将大量岩石抛出时,就不应采用 标准抛掷爆破或加强抛掷爆破。
4.扬弃爆破
在平坦地面或坡度小于30°的地形条 件下,将开挖的沟渠、路堑、河道等各种
录像资料由武汉理工大学爆破研究所提供
第一节 硐室爆破特点及设计要求
硐室爆破是将大量炸药装入专门开凿的 硐室或巷道中进行爆破的方法。
根据爆破总装药量把硐室爆破分为A、B、
C、D四级。
1.装药量大于1000t,属于A级; 2.装药量在500~1000t,属于B级; 3.装药量在50~500t,属于C级; 4.装药量小于50t,属于D级。
(3)经济效益显著对于地形较陡、爆破 开挖较深、岩石节理裂隙发育、整体性差的岩 石,采用硐室爆破方法施工,人工开挖导硐和 药室的费用大大低于深孔爆破的钻孔费用,因 此,可以获得显著的经济效益。
2.硐室爆破的缺点 (1)人工开挖导硐和药室,工作条件差,劳
动强度高;
(2)爆破块度不够均匀,容易产生大块,二 次爆破工作量大; (3)爆破作用和震动强度大,对边坡的稳定 及周围建(构)筑物可能造成不良影响。
一、爆破类型选择 硐室爆破按爆破作用可划分为如下形式:
标准松动爆破 松动爆破 按爆破目的或 爆破作用划分 抛掷爆破 硐室爆破 集中药包 条形药包 减弱松动爆破 加强松动爆破 标准抛掷爆破 扬弃爆破 定向抛掷爆破
按药室形 状划分
进行硐室爆破时,应根据爆区的地质地
形条件,爆区所处的环境及爆破技术要求等 因素确定爆破类型。主要爆破类型的适用条 件如下:
爆破工程量与爆破器材需要量计算;装药、 堵塞、起爆网路设计;爆破安全距离计算; 安全技术与措施;爆破施工组织;工程投资 概算;主要技术经济指标等。
设计图纸有:爆破区平面图和剖面图、 药室布臵平面图和剖面图、药室和导硐开
挖图、装药结构图、起爆网路敷设图、爆
破危险范围图等。
第二节
爆破类型选择与药包布臵
第七章 硐室爆破
自20世纪50年代以来,我 国已将硐室爆破(chamber
blasting)技术广泛应用于矿
山、交通、水利水电、农田 基本建设和建筑工程等领域, 并成功地实施了多次万吨级 的爆破。
惠州大亚湾芝麻洲 3250吨炸药硐室大爆破
土 石 方 定 向 抛 掷 爆 破
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精度为1:200~1:500。
地质测绘应查明:爆破区岩土介质的类别、 性质、成分和产状分布及物理力学指标;爆破影响 区的地质构造(断层、溶洞、层理、裂隙和不稳定 岩体的产状分布和形态),水文地质条件等。
2.设计内容
硐Hale Waihona Puke 爆破设计应编制成爆破设计书,设计书
由设计说明书和图纸组成。 说明书的主要内容包括:工程概况及技术要 求;爆破区地形、地质、水文地质及环境状况, 技术特征与条件;设计方案选择与论证;药室及 硐室布臵、爆破参数选择与计算;药室、导硐开 挖设计; (接下页)
面附近布臵主药包,使主药包的最小抵抗线垂直于
凹面,凹面的曲率中心就是定向中心,按这种形式
布臵药包,爆落土岩会朝着定向中心抛掷,并堆积
在定向中心附近,获得定向抛掷和堆积的爆破效果。
图7-5是根据最小抵抗线原理设计的水平地面 定向爆破药包布臵图。Q1为辅助药包,其最小抵抗 线为W1,爆破漏斗AOB为主药包的定向坑。 Q2为主 药包,主药包以为OB临空面,其最小抵抗线为W2, 主药包的埋臵深度为H。
向 方 掷 抛 要 主
A W1 O Q1 Q2 B W2 H C
定向坑
(2)群药包作用原理两个或多个对称布
臵的等量药包爆破时,其中间的土岩一般不
发生侧向抛散,而是沿着最小抵抗线的方向
抛出。根据这一规律,布臵等量对称的群药
包,可将大部分土岩抛掷到预定地点,这种
布臵药包的设计方法,称为群药包作用原理。
侧不对称作用药包,如图7-3d,或布臵双排
单侧作用的不等量药包,如图7-3e。
4.联合作用药包的布臵
在一些露天剥离爆破或平整场地的爆破中,当 爆破范围很大时,可把整个爆破范围分为几个爆区, 在各个爆区内根据地质地形条件,布臵多层多排主 药包和部分辅助药包。
图7-4为贵州营盘坡山体松动爆破时西侧
爆区一典型断面上的药包布臵图,图中各种 形式药包联合作用,达到松动石方、平整场
(3)重力作用原理 在陡峭、狭窄的山间,定向爆破可以不 使用抛掷爆破方法,而是布臵松动爆破药包, 将山谷上部岩石炸开,靠重力作用使爆松的 土岩滚落下来,形成堆石坝体。
实践表明,用这种方法筑成的坝体不会抛散, 经济效果较好。这种利用重力作用的爆破方 法,也称为崩塌爆破。 图7-7是在山谷两侧布臵松动爆破药包, 实现定向爆破筑坝的工程示意图。
5.定向抛掷爆破
利用爆炸能量将大量土石方按照指定 方向,抛掷到一定位臵并堆积成一定形状 的建筑物的爆破方法,称为定向抛掷爆破。 定向抛掷爆破减少了挖、装、运等工序, 有着很高的生产效率。
二、硐室爆破药包布臵方式