岩石深孔爆破技术新进展

内容简介

本书归纳了作者近年来从事深孔爆破技术理论与 应用研究的主要成果，包括利文斯顿爆破漏斗理论现场应用技术、深孔爆破的岩体可爆性评价、深孔爆破一次成井掏槽方式的数值模拟优化、深孔爆破物理模型试验、异直径深孔爆破技术研究、一次爆破成井现场应用研究、深孔爆破度分布预测模型研究、深孔爆破振动效应的测试与分析等内容。著写本书的目的：一方面在于引导大家应用当今科学的理论和方法研究和解决深孔爆破技术应用问题，使其向科学化、控制化的文向发展；另一面期望在其深孔爆破技术实践应用中，起到参考借鉴作用。 本书可供从事冶金、煤炭、道路交通、水利水电、军工等部门涉及爆破理论及其工程技术应用的科研人员、工程技术人员，以及涉及爆破理论与技术领域的高等院校相关专业的师生参考。2100433B

在中小型露天矿山开采中推广应用该技术是将中深孔爆破技术、有关的开采技术和凿岩穿孔等设备应用于中小型露天矿山，以改善中小型露天矿山安全生产条件，减少生产事故。该技术针对不同的露天矿山地形地貌、生产规模和资金投入等条件，分别采用正规台阶、轻型浅孔钻台阶和中深孔简易台阶等方式进行开采，爆破技术采用以非电起爆系统为主的多段微差爆破。不同模式的中深孔爆破开采技术，给各种条件的露天矿山安全技术改造提供有效的技术途径和手段，具有安全保障程度高，作业条件好，开采能力大，生产效率高，爆破周期长、飞石少，爆破器材配送管理方便，综合效益明显提高。

中深孔爆破技术在浙江省中小型露天矿山已全面推广应用，浙江省的露天矿山事故大幅度下降，取得良好的经济效益和社会效益。

钻孔深度大于5m的爆破！

学科：坑探工程

词目：深孔爆破法

英文：long-hole type blasting

释文：孔径大于50毫米，深度大于5米的钻孔，布于台阶（梯段）或平整场地的钻孔，以一定装药结构进行爆破作业的方法。深孔爆破在矿山、交通、铁道、水利水电、港口及城建中广泛应用，并已取得良好技术经济效果。随着中国钻孔机械化水平的日益提高，装药机械化技术也有很大发展。 2100433B

爆破是矿山开采的重要工艺环节，众所周知，矿岩爆破须具备一定的补偿空间，为爆破矿岩提供碎胀空间，形成矿岩爆破移动自由面。一些矿山为提高爆破效率和生产的安全度尝试应用深孔空孔掏槽爆破和深孔爆破一次成井方法掘进天井溜井和形成切割井，但成井率较低，其主要原因都与爆破补偿空间参数选择不合理有关。本研究通过一系列的室内物理试验揭示岩石碎胀系数、补偿空间与深孔爆破的关系，为现场爆破设计提供依据。

爆破补偿空间碎胀系数与深孔爆破补偿空间的关系

散体受到挤压后下落的情况与碎胀系数的减小并非成线性关系，在碎胀系数达到极限值(1.446)前，散体可顺利下落，而当碎胀系数小于该值后，散体下落量很少。碎胀系数为1.446对应的补偿系数为44.6%，而松散状态下的补偿系数为54.7%。可见：即使破碎岩石无法完全松散，在一定的范围内仍可顺利落矿，最小补偿系数的确定为爆破补偿空间的计算提供了依据。

爆破补偿空间不同形式补偿空间与深孔爆破成井的关系

通过查阅相关资料可知：几乎所有立井的剖面均为一矩形，立井上下尺寸一致，切割井的截面或圆或方。立井爆破可提供的补偿空间有限，单纯增加切割井的直径无法有效利用切割巷提供的空间。若将立井剖面修改为上小下大的等腰梯形(楔形)，不但可有效减小破碎岩石的夹制力，最大限度地利用切割巷提供的空间，而且可有效利用爆炸产生的爆轰气体协助完成爆破成井。不同形状的切割井如图1所示。

由图1可知：两切割井高均为L，V₁在切割巷中对应的补偿空间为V₂。若岩石破碎后的体积V=V₁K=V₁ V₂，取K=1.5，则V₂=0.5V₁，即采用直筒形切割井时，切割巷所能提供的补偿空间为0.5V₁；由于V₃=V₅=0.5V₁，V₃部分的岩石破碎后增加的体积为0.5V₂=0.5V₄，同理V₅部分的岩石破碎后增加的体积为0.5V₂=0.5V₆，于是V₃、V₅部分相加，切割巷便可额外提供1个V₂，即采用楔形切割井时，切割巷为破碎岩石提供的补偿空间可增加1倍。因此采用楔形切割井掘进立井时，不但可减小切割井下部散体的夹制力，而且可有效增加破碎岩石的补偿空间，同时楔形切割井体积的增加也为后续切割槽爆破提供了更多的补偿空间。

爆破补偿空间研究结论

（1）挤压及松散2种状态下岩石的碎胀系数均与块度成反比，在挤压状态下矿岩的碎胀系数随压力的增加而减小，初期变化量较大，随压力的增加碎胀系数的变化量逐渐减小并缓慢趋于稳定。

（2）通过分析矿岩碎胀特性对深孔爆破的影响，得出实验室条件下矿岩顺利下落的合理补偿系数为44.6%。

（3）通过分析深孔爆破中切割井的影响因素，认为楔形切割井可有效增加补偿空间，减小破碎岩石的夹制力，此外，楔形切割井可充分利用爆轰气体协助完成爆破成井。 2100433B