中深孔台阶爆破

中 深 孔 台 阶 爆 破

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前言

一、台阶爆破的特点及要素 二、工程地质

三、台阶爆破常用的爆破器材 四、台阶爆破设计 五、台阶爆破的网络设计 六、微差爆破

七、台阶爆破的几种常见布孔方式 八、台阶爆破技术经济指标 九、台阶爆破施工技术 十、边坡及底板保护性开挖 十一、台阶爆破施工组织和管理 十二、台阶爆破安全技术 十三、中深孔台阶爆破设计方案 十四、钻孔设备机械配臵

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前 言

台阶爆破是露天矿开采的主要爆破方式，所以在技术上及管理上得到了充分发展，爆破方案设计、爆破参数优化、爆破效果模拟计算及块度预报、爆堆形态计算、爆破有害效应的控制、爆破成本控制及全自动化管理系统，均采用了最前沿的计算机、自动化及系统工程技术，使台阶爆破工艺逐步臻于完善。

在台阶爆破工艺逐步完善的过程中，于20世纪80年代将此技术引进到建设工程中来，特别是进入到21世纪以来，中深孔台阶爆破得到了广泛的推广及发展。从发展的趋势看，中、深孔台阶爆破在建设工程中会逐占主导地位。

考虑到在当前工程建设开挖队伍中，对中、深孔台阶爆破的认识和经验不足，我们总结了自己的经验与教训，结合一些学习与实践经验的体会编成此册，本册内容多取材于各种知名的爆破书籍并结合我们爆破实践，可供施工单位和人员参考。

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一、台阶爆破的特点及要素

深孔台阶爆破在石方工程中占有重要的地位。它已在露天和地下土建工程中被广泛应用。在铁路、公路、水利等土建工程及冶金开采中采用，取得了良好的技术经济效果。

随着钻孔机械和装运设备的不断改进、爆破技术的不断提高、爆破器材的日益发展，深孔台阶爆破在改善和控制爆破质量、实现石方机械化施工、提高生产效率、达到快速施工方面，已明显地为人们所认识和重视。因此深孔台阶爆破方法在石方开挖中所占的优势越来越明显。

露天开采时，通常是把矿岩划分成一定厚度的水平分层，自上而下逐层开采，并保持一定的超前关系，在开采过程中各工作水平在空间上构成了阶梯状，每个阶梯就是一个台阶或称为阶段。台阶是露天采矿场的基本构成要素之一，是进行剥离和采矿作业的单元体。

1、深孔爆破的特点

（1）、破碎质量好，破碎块度符合工程要求，大块率低，无根坎，爆堆集中和具有一定松散度，能满足铲装设备高效率装载的要求；

（2）、降低爆破有害效应，如震动、噪声、冲击波、飞石等危害，减少后冲、后裂和侧裂；

（3）、提高爆破技术经济指标，即提高钻孔延米爆破量，降低炸药单耗，使钻孔、铲运等工序发挥最大效率。

2、台阶参数

台阶爆破的几何参数如下图所示，下面是对几何参数的说明。

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台阶爆破炮孔布臵示意图

（1）台阶高度H，m。台阶高度H是中深孔爆破的最重要参数之一，合理的台阶高度对于施工组织、成本控制、安全风险等影响很大，因此应综合考虑工地的地形地质条件、钻孔机械的配备、挖运能力、工期要求、工程成本等因素进行确定，一般H=8-20米，而台阶高度在10-15米居多。

（2）台阶面倾斜角α。斜孔台阶爆破α=β（钻孔斜角）；直孔台阶爆破α=700-900，软岩取小值。

（3）直孔倾斜角β。直孔β=900；斜孔一般取730（斜度1：0.3） （4）。底板抵抗线W1，m。是中深孔爆破的最重要参数之一，W1过大，爆后不仅会残留根底而且大块率高；过小不仅增加钻孔数量，浪费炸药，提高爆破成本，而且易产生飞石，出现安全事故。底板抵抗线大小同炸药威力、岩石可爆性、岩石破碎要求、药卷直径等很多因素有关，因此必须合理科学选取。W1=（1.2-1.3）W或W1≤40φ。一般取偏小值。

（5）前排炮孔抵抗线W，m。一般指底部装药上沿（或单一装药中心）

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至台阶坡面的距离。

（6）炮孔间距a，m。一般取a=1.25W和a=1.25b。采用大孔距爆破时a=mW，m为炮孔密集系数，一般大于1， m可扩大到2-3.5。 （7）炮孔排距b，m。也可以称为后排药包抵抗线，取b=W。合理的孔排距可以增加钻孔爆落方量，改善爆破效果，降低大块率。 （8）前排钻孔上沿宽B，m。B≤W，布孔时应考虑钻机的安全。 （9）钻孔孔深L，m。L≥H，L=H+h1。

（10）钻孔超深又称超钻h1，m。h1=0.3W1。或h1=（10-20）φ。超钻作用是为了克服底板岩石的夹制作用，使爆破后不残留根底，开挖后形成平整的底部平面。超深选取过大，将造成钻孔和炸药的浪费，增加对下一台阶顶面的破坏，给钻孔带来困难；超深不足将产生根底，影响挖运施工，根据以往施工经验，结合本工地的岩石情况，根据不同台阶高度选取。

（11）填塞长度h0。合理的堵塞长度和良好的堵塞质量，是改善爆破效果、提高炸药能量利用率、确保安全防止飞石的重要手段，一般取h0=（0.7-1.2）W。或h0≥20φ。

（12）下部装药长度h2，上部装药长度h3，m。 （13）钻孔直径φ，mm。

（14）装药直径d，mm。全耦合装药时d=φ。径向不耦合装药时d＜φ；对上下部分段装药时，上部装药直径d=φ/1.4，下部耦合装药，上部延米装药量是下部装药的一半。

（15）爆破作用指数n。是衡量爆破漏斗口大小的指标。即爆破漏斗口半径r与最小抵抗线W的比值。 n= r/ W

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二、工程地质

土石方爆破工程，是直接在岩体中进行的，所以爆破与地质有密切关系。爆破实践证明，爆破效果的好坏，在很大程度上取决于爆区地质条件的好坏和爆破设计能否充分考虑到地质条件与爆破作用的关系。与爆破关系密切的地质条件是：（1）地形；（2）岩性；（3）地质构造；（4）水文地质；（5）特殊地质。

1、岩石的主要物理性质

与爆破有关的岩石物理性质主要包括容重、比重、密度、孔隙度、碎胀性、耐风化侵蚀性等等，它们与组成岩石的各种矿物成分的性质及其结构、构造和风化程度等方面有关。

2、岩石的分级

岩石的坚固性是一个综合性的概念，概括各种物理力学性质和强度，表征着各种不同的方法下岩石破碎难易的程度。目前在工程实践中最普遍的是用岩石的坚硬系数f值（普氏系数）作为岩石工程分级的依据。具体参考普氏岩石分级表。

3、各种新炸落下岩石的松散系数

各种新炸落下岩石的松散系数

岩石名称 啥子，砾石 腐殖土 松散系数 1.1-1.2 岩石名称 软泥灰岩 松散系数 1.33-1.37 1.2-1.3 粘土质页岩，比较软的岩石 1.35-1.45 中等硬度的岩石 硬的，及非常硬的岩石 1.4-1.6 1.45-1.8 砂质粘土大块漂石 1.2-1.25 重壤土

1.24-1.3 7

普氏岩石分级表

等级 坚固性程度 Ⅰ 最坚固的岩石 最坚固、细致和有韧性的石英岩和玄武岩及其它坚固的岩石 Ⅱ Ⅲ Ⅲa Ⅳ 颇坚固的岩石 Ⅳa Ⅴ Ⅴa 中等的岩石 颇坚固中等的岩的岩石 石 很坚固的岩石 坚固的岩石 坚固的岩石 很坚固的花岗质岩石，石英斑岩，很坚固的花岗岩，硬质片岩，比上一级较不坚固的石英岩，最坚固的硅质岩，石灰岩 15 Ⅵa 花岗岩(致密度）和花岗质岩石，很坚固的硅质岩和石灰岩，石英质矿脉，坚固的砾岩，很坚固的铁矿 10 Ⅶ 石灰岩（坚固的），不坚固的花岗岩，坚固的砂岩，坚固的大理岩和白云岩，黄铁矿 8 Ⅶa 软弱的岩石（软土） 岩石名称 一般的砂岩，铁矿 砂质页岩，页岩质砂岩 坚固的粘土质岩石，不坚固的砂岩和石灰岩 各种页岩（不坚固的），致密的泥灰岩 普氏系数 等级 坚固性程度 20 Ⅵ 颇软弱的岩石 软弱的页岩，很软弱的石灰岩，白垩，岩盐，石膏，冻结的土壤，无烟煤，普通的泥灰岩，破碎砂岩，胶质砾岩，石质土壤 2 6 Ⅷ 土质岩石 5 Ⅸ 松散性岩石（松散土） 4 Ⅹ 流砂性岩石（流砂性土） 3 软弱的岩石颇软弱的岩石 （软土） 岩石名称 碎石质土壤，破碎的页岩，凝结成块的砾石和碎石，坚固的煤，硬化的粘土 粘土（致密的），软弱的烟煤，坚固的冲击层，粘质土壤 腐殖物，泥轻质土壤，煤，轻黄土，砾石 沙质土壤，湿沙 砂，山麓堆积，细砾石，松土，已采下的煤 流砂，沼泽土壤，含水黄土及其它含水土壤 普氏系数 1.5 1 0.8 0.6 0.5 0.3 8

4、结构面成因类型和分级

岩石在成岩的过程，尤其是在形成以后的地质历史中，长期经受地壳的内力作用和外力地质作用，使岩石发生变形-断裂以及内部结构的改变，在岩石中形成各种结构面。结构面可分为三大内；原生的、构造形成的和次生的。原生的，包括沉积岩的层面、不正合面、夹层、岩浆岩的流层、与围岩的接触带和挤压带、节理、喷出岩的间歇层等，变质岩的片理面、板理面等；构造形成的，包括裂隙、劈理、断层、层间错动等；次生的，包括风化裂隙、卸荷裂隙、泥化内层。

5、岩石的节理裂隙与爆破的关系

在存在宽间距张开裂隙的岩层内，少数大直径炮孔与少量岩块相交：在节理平行于炮孔的地方，节理能够部分地反射爆炸产生的应变波，使药包和其邻近节理间的岩石破碎得更好，但在这些节理以外的地方出现大块。没有和装药接触的岩块只是受到通过节理传递的应变波的影响，因此岩块破碎度较差。这些大块造成挖掘设备降效并加快装运设备的磨损、增加停车时间和维修费用；爆破时形成的新断裂面区主要取决于原有的不连续面间的平均距离，如果相邻节理间距大于现有设备的装运能力，就应采用较小孔径使炮孔的间距小于节理的平均间距，如果不是这样做的话，尽管钻孔（即增大孔径）可节约费用，但二次爆破、装载、运输和破碎的综合费用却高得多。

在裂隙发育的岩层，总的破碎度几乎完全受材料结构特性的控制，如果爆炸产生足够大的膨胀能，膨胀能就足以注入、楔开和扩大原有裂隙，移动岩石，形成松散的令人满意的爆堆。与强应变波有关的能量存这种岩层内实际上被浪费掉了。因此。对裂隙发育的岩石，孔径可以加大（钻孔费用减少），而岩石的破碎度不会明显降低，和随后的作业费用也会增加。

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增加孔径要求增加填塞长度，如果填塞段的岩石破碎不理想，可在填塞料内臵放一个短药包，辅助破碎大量的孔口岩石。在填塞段放臵药包时，一定要设计好上部堵塞段的长度，以免造成飞石和下部主药包的气体过早逸散，造成安全隐患和炸药能量的损失。

在弱岩层中爆破如果存在强度较高的夹层或土质夹层，则岩层厚度和夹层厚度也是选择孔径必须认真考虑的问题，要布臵的炮孔间排距以使夹层得到充分破碎，而较小的间排距就要求孔径较小的钻孔。

6、岩石的倾向对爆破的影响

对于有倾向的岩层，台阶爆破的抛掷方向一般应选择平行于倾面方或斜交于下倾面方向。原因如下：抛掷方向如垂直于倾面方向，爆破后的后冲较大，会产生大的滑坡面和顶裂面，不利于下次的钻孔。而平行倾面方向，则倾面位于爆区的侧方，且爆破产生的侧冲较小，对下次爆区的布臵有利，同时便于挖装工作。

7、地下水对爆破的影响

在爆破中地下水对爆破的影响，主要是对钻孔和装药、堵塞施工方面的影响。当钻孔达到地下水以后，孔内渗水，凿岩岩屑不易吹出孔外，容易发生卡钻；装药过程中，有时装入药卷会因脱节不连续而发生殉爆，影响爆破效果，造成安全隐患。在堵塞炮孔时，若孔口满水，回填的砂土粒不能及时下沉，使得孔口堵塞不严实，常会发生冲炮，减弱爆破作用力。

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三、台阶爆破常用的爆破器材及起爆方法

一般炸药按用途分为：起爆药、猛炸药、发射药。我们目前通常使用的主爆药是2号岩石炸药。品种主要为膨化硝铵、改性铵油、乳化炸药。主要性能如下表

炸药品种 含水度 密度g/ml 殉爆距离cm 3 3 猛度mm 12 12 12 爆速m/s 3600 3200 3200 作功能力ml(铅铸法) 260 320 260 膨化硝铵 不等于0.3% 0.85-0.95 改性铵油 不大于0.5% 乳化炸药 起爆器材：雷管、导火索、导爆索、继爆管、塑料导爆管与导爆管的连通材料

雷管分为：火雷管、电雷管、非电导爆管雷管

起爆器和电阻值测量仪器：起爆器分为发电机式和电容式两类，电容式类性能稳定、使用方便且容量较大，国产起爆器多为此类。在量测电爆网络和电雷管的电阻值时，必须使用爆破电桥和爆破欧姆表。共同特点是：输出电流小于30mA，外壳对地绝缘良好，防潮性好，不会把外电通过外壳引向爆破网络，也不致因内部受潮漏电引爆电雷管。注意事项：使用前应进行其输出电流、对地绝缘和外露金属之间的绝缘，以确保安全，正常起爆。

起爆方法： 1、导火索起爆法

先点燃插入火雷管中的导火索段，待它燃烧后火焰以稳定的速度沿着导火索的药芯传播，当传到火雷管时，从导火索的端口喷出的火焰引爆火雷管，进而引爆药包。

优点是机动灵活、操作方便、点火容易，不需要复杂的电气线路，

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易于爆破员掌握。缺点是劳动条件差、点火人员紧靠工作面、安全性差。目前已很少使用该起爆方法。

2、导爆索起爆法

导爆索可以直接用来起爆炸药和导爆管，但本身也需要用雷管起爆。主要是利用绑在导爆索一端的雷管爆炸，起爆导爆索，然后导爆索传播，将绑在导爆索另一端的起爆药包起爆。由于在爆破作业中，从装药、填塞到联线等施工程序上都没有雷管，而是在一切准备就绪、实施爆破之前才接上起爆雷管，其施工的安全性要比其他方法好。优点是操作技术简单；安全性高；因导爆索的爆速高，有利于提高被起爆炸药传爆的稳定性；可以使组成炮孔和药室同时起爆，而且同时起爆的炮孔数不受。缺点是成本高；爆破网络质量无法通过仪表检查；露天爆破时，噪声大，不适合城市控制爆破。

3、导爆管起爆法

导爆管起爆法由起爆元件、联接元件和末端工作元件组成。起爆法类似于导爆索起爆法，但它本身不能直接起爆工业炸药，而只能起爆炮孔中的雷管，再由雷管引爆炸药。爆破网络有并联法、串联法、并串联法、并并联和串串联等爆破网络。延时分为孔内延时、孔外延时、孔内孔外延时等网路。注意事项：网路中，在第一响产生冲击波到达最后一响的位臵之前，最后一响的起爆元件必须被击发，并传入孔内。否则，第一响的冲击波有可能赶上并超前网路的传爆，破坏网路，引起拒爆。该方法的优点是可以较好降低地震波震动；安全性高，受杂电、静电、射电等外来电干扰，操作方便、防水防潮性能好，又可实现等时差超多段微差爆破。缺点是相比电雷管网络，成本较高，但低于导爆索网络；联线相对于复杂，无法通过仪表来检测网络的可靠性。

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4、电力起爆法

电力起爆法广泛应用于爆破工程中，由电雷管、导线和起爆电源三部分组成起爆网路来实施的。

优点是：a从准备到整个施工中，所有工序都能用仪表进行检查，可及时发现施工和网络连接中的质量和错误，从而保证了爆破的可靠性和准确性；b可以实现远距离操作，大大提高了起爆的安全性；c可以准确控制起爆时间和延期时间，因而可保证良好的爆破效果。d可以同时起爆大量药包，有利于增大爆破量。缺点是：a普通电雷管不具备抗杂散电流和抗静电的能力。在有外来电的区域或在雷雨的露天爆破时，危险大，应避免使用普通电雷管。b电力起爆准备工作量大，操作复杂，作业时间较长。有杂散电流的地方，存在极大的危险性，此时，用非电起爆系统会有很大的优点。c电爆网络的设计计算、敷设和连接要求较高，操作人员必须要有一定的技术水平。d需要可靠的电源和必要的仪表设备等。

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四、台阶爆破设计

1、单耗控制法设计

在台阶高度、钻孔直径、炸药品种均已确定的情况下，按以下程序进行经验设计。

（1）定出装药线密度q线。现场试装，定出每米钻孔装药量。具体做法是选择一个干孔，孔深较深，用皮尺测量孔深，然后在装完药后再次测量填塞高度，用装药量除以装药高度，就得出延米装药量。因钻头直径会在钻孔过程中因磨损而导致孔径变小，则延米装药量会降低，在施工过程中注意变化。初次设计可以参考下表。

装药直径mm 90 100 110 125 140 150 装药密度（g/cm3） 0.85 0.9 0.95 1 1.05 1.1 7 1.15 1.2 1.25 5.41 5.72 6.04 6.36 6.68 7.31 7.63 7.95 6.67 7.07 7.46 7.85 8.24 8. 9.03 9.42 9.81 8.08 8.55 9.03 9.5 9.98 10.5 10.9 11.4 11.9 10.5 11.1 11.7 12.3 12.9 13.5 14.1 14.8 15.4 13.1 13.9 14.6 15.4 16.2 16.9 17.7 18.5 19.3 15 15.9 16.8 17.7 18.6 19.5 20.4 21.2 22.1 （2）设计炸药单耗q。 q=kekdkjkcq初

ke—炸药修正系数，取值按下表选取； 修正系数 炸药类别 Ⅰ类岩 2号岩石炸药 1 铵油炸药 1 大卷乳化炸药 1 Ke Ⅱ类岩 Ⅲ类岩 1 1 1-1.05 1.05-1.1 1 1-1.05 Kd—允许大块尺寸修正系数，按下表进行修正；

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允许大块尺寸/mm 250 1.3 500 1 750 0.9 1000 0.8 1500 0.7 Kd Kj—夹制条件修正系数，直孔取1.0，700斜孔取0.95 Kc—钻孔误差修正系数，台阶高10-12m时，取1.0,台阶

高于15m以上时，取1.1。

q初取值按下表选取。

级 别 名 称 岩石普氏系数 岩石坚固等级 岩 石 密 度 参考单位耗药量kg/m3 Ⅰ Ⅱ 易爆 中等可爆 小于8 8-12 不坚固 中等坚固 小于2.5 2.5-2.6 Ⅲ 难爆 12-16 坚固 2.6-2.7 Ⅳ 很难爆 16-18 很坚固 2.7-3 Ⅴ 极难爆 大于18 特别坚固 大于3 小于0.35 0.35-0.45 0.45-0.65 0.65-0.9 大于0.9 根据以往的经验确定。一般页岩为0.18-0.28kg/m3；砂岩为0.3-0.45kg/m3；石灰岩0.25-0.4kg/m3。

（3）凭经验和现场环境条件（飞石要求）定出填塞长度h0，对于不允许有飞石产生的地方，选h0≥30φ，对飞石要求不严格的地方（200m范围内无怕砸建筑物和设备），可选h0=（20-30）φ或h0=（0.7-1.0）W，易爆岩石增加填塞高度，难爆岩石减少填塞高度。

（4）凭经验选定钻孔超深h1。一般取h1=（10-20）φ或h1=

（0.2-0.4）Wm，易爆岩石取小值，难爆岩石、直孔取大值。

（5）计算单孔最大可能装药量Q初=q线（h2+ h3） （6）计算单孔负担面积S及爆破体积V

单孔负担面积S=ab

爆破体积V=abH=SH=Q/q 则： S=V/H=Q初/qH

（7）定出炮孔间排距。

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一般取a=1.25b，则ab=1.25b2=S，故 b=（S/1.25）1/2,a=(1.25S)1/2 若取a=mb（m为经验系数），则

b=（S/m）1/2,a=(1.25m)1/2

（8）调整单孔装药量并核算平均炸药单耗。调整单孔装药量的方法有间隔装药、孔底柔性垫层及分段装药。最常用的是分段装药，其下部全耦合装药，装药长度为h2=1.5b，上部装药线密度减半（q3=0.5q2）。

q=Q/（abH）

（9）根据爆区周围建筑物及设施允许震速，计算允许的单响最大药量，见后节安全技术内容。

（10）选择起爆延时时间和起爆顺序。 2、抵抗线控制法设计

确定台阶高度，孔间距和排距之比确定，则存在一个最佳单孔装药量和平均单耗，使爆破效果既经济又符合要求；也可以说存在着一个最佳单孔装药量和间排距（或抵抗线），可使得爆破效果在符合要求的条件下达到最佳经济效益。从这个意义上讲，控制抵抗线与控制单耗的物理意义是相同的。

（1）定出线装药密度q线（参照前面所讲，现场实际测得） （2）由q线定出W。

a、由q线计算允许最大抵抗线Wm的经验公式：

Wm=1.4q线1/2

该式使用条件是：装药为2号岩石标准炸药，岩石为中等可爆岩石，孔径为32-150mm的垂直孔。

b、由Wm定出计算抵抗线WI

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WI=k1k2Wm

式中 k1—炸药系数，对2号岩石炸药炸中等可爆岩石时k1=1，对

其他岩石及乳化炸药和铵油炸药，按下表选取k1值。

炸 药 名 称 Ⅰ类岩 2 号 1.15 岩 石 铵 油 乳 化 1.15 1.15 不同等级岩石的k1值 Ⅱ类岩 1 0.95 1 Ⅲ类岩 0.97 0.92 0.96 Ⅳ类岩 0.94 0. 0.93 Ⅴ类岩 0.9 0.85 0.88 备注 散装大包 多孔粒状 大药卷 K2—夹制系数，对直孔取k2=1.0。对斜孔（一般取720即3:1

斜度）取k2=1.05

c、由计算抵抗线W1定出设计抵抗线W。在定出设计抵抗线时，主要考虑钻孔误差和台阶高度。

1）开孔偏差，一般在一倍孔径以内，它引起的抵抗线变化： △W1=φ

2）钻孔斜度偏差，一般按3%考虑，台阶高度为H时，钻孔偏斜引起的抵抗线变化：

△W2=0.03H 3）设计抵抗线：

W=W1-φ-0.03H

（3）凭经验定出填塞长度h0和超钻长度h1 （4）定出a、b、S b=W a=1.25b

S=ab=1.25W=a/1.25 （5）计算底部装药高度和底部装药量：

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2

2

h2=1.3Wm

Q2=q2h2

（6）计算上部装药高度和上部装药量： h3=L-h0-h2

Q3=q3h3， q3=0.5q2

（7）计算单孔装药量和平均单耗： Q=Q2+Q3 q=Q/（abh） （8）计算允许单响药量

（9）选择起爆时差并安排起爆顺序。 18

五、台阶爆破的网络设计

台阶爆破不许使用火花起爆，因为火雷管不能准确控制起爆时间，相邻炮孔发生带炮会造成严重飞石。台阶爆破可采用的起爆网路是电起爆网路、非电导爆管起爆网路、导爆索起爆网路及由这三种起爆器材组合而成的混合网路（例如导爆索下孔、电雷管或非电雷管起爆、非电雷管下孔、电雷管多点起爆等）。使用最多的是电起爆网路和非电导爆管起爆网路。

起爆网络一般可采用V型起爆、W型起爆、U型起爆、斜线起爆、排间起爆、单孔起爆等方式。

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难爆的岩石可选取V型起爆、W型起爆（双V型起爆）、U型起爆、大斜线起爆方式。

易爆的岩石可选取排间起爆。 降低爆破震动可选取单孔起爆。

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六、台阶爆破的几种常见布孔方式

布孔时要充分考虑岩层产状，当岩层的层理面平行于台阶坡面时，孔距应取大值，而排距与抵抗线应取小值；当层理面垂直于台阶坡面时，不管其产状是直长的、水平的，还是倾斜的，孔距应取小值，排距及抵抗线取大值。

在布孔时，应考虑为克服炮孔底部岩石的夹制作用，要采用超深钻孔。岩体坚硬完整时超钻值大点，岩体软弱时可小点或不超。另外还要充分考虑岩层产状，当岩层倾向台阶面外时，不易留根底，超钻值可小些或不超；当岩层向台阶里面倾斜时，容易留根底，应多超或补底眼，当岩层为水平时或台阶底有软层界面时，可以不超钻。

布孔方式有单排布孔和多排布孔两种。多排布孔又分为方型、矩形及三角形（或称梅花形）三种。从能量均匀分布的观点看，以等边三角形布孔最为理想，方型或矩形布孔多用于挖沟爆破。而采用多排孔微差爆破技术，不但可以改善爆破质量，而且可以增大爆破规模以满足大规模开挖的需要。

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七、微差爆破

1、微差爆破的概念及其优点

微差爆破又称毫秒爆破，它是在深孔孔间、深孔排间或深孔孔内以毫秒级的时间间隔，按一定顺序起爆的一种起爆方法。这种方法有降低地震效应、改善爆破质量、降低炸药单耗、减小后冲、爆堆比较集中等明显优点。因此在各种爆破工程中得到广泛应用。

微差爆破时都是采用许多的炮孔，而且要求这些炮孔必须按一定顺序起爆，否则会降低爆破效果。由于相邻深孔起爆间隔时间很短，在爆破过程中存在着复杂的相互作用。选择起爆顺序的原则是，先爆孔为相邻的后爆孔增加新的自由面，后爆孔能充分利用先爆孔形成的自由面。一次起爆装药的数目愈少或起爆段数愈多，除能充分利用自由面外，还能减小装药爆炸产生的振动、空气冲击波的强度和爆炸噪声。

利用秒延期雷管实现装药按顺序起爆的爆破方法称为秒延期爆破。这种爆破方法能达到较高的炮孔利用率，减小岩石抛掷及其造成的破坏作用，但岩石破碎块度较大，个别炮孔产生拒爆的可能性也较大。此外，由于延期时间较长，不能在有瓦斯或煤尘爆炸危险的工作面内使用。

利用毫秒雷管或其他毫秒延期引爆装臵，实现装药按顺序起爆的方法称为毫秒爆破。这种爆破方法除具有秒延期爆破的优点外，还能克服其缺点。所以，在有瓦斯或煤尘爆炸危险的工作面内，可采用毫秒爆破。

归纳起来，微差爆破有以下主要优点：

1)增强破碎作用，能够减小岩石爆破块度，或扩大爆破参数，降

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低单位体积耗药量。

2)减小抛掷作用和抛掷距离，能防止爆破对周围设备的损坏，而且爆堆集中，能提高装岩效率。

3)能降低爆破产生的振动作用，防止对周围岩体或地面建筑造成破坏。

4)可以在地下有瓦斯的工作面内使用（放炮前，沼气浓度不超过1%，总延期时间不超过130ms），实现全断面一次爆破，缩短爆破作业时间，提高掘进速度，并有利于工人健康。

2、毫秒间隔时间的确定

采用毫秒爆破时，其爆破效果除与装药起爆方式和起爆顺序有关外，还决定于所采用的爆破参数。毫秒爆破参数确定方法与一般爆破相同。但毫秒爆破还需要确定另一个重要参数—延迟时间。延迟时间过长则可能造成先爆孔破坏后爆孔的起爆网络，过短则后爆孔可能因先爆孔未形成新自由面而影响爆破质量。确定毫秒爆破的延迟时间，目前有以下方法。

(1)按应力波干涉假说计算

按应力波干涉假说，波克罗弗斯基给出能够增强破碎效果的合理延期时间为△t为

△t= (a+4W/cp)， 式中 a—炮孔距离(m)： W—最小抵抗线(m)： cp—应力波传播速度( m/s)。 (2)按自由面假说计算

哈努卡耶夫认为，后爆破炮孔以在先爆炮孔刚好形成爆破漏斗，且爆岩脱离岩体，形成0.8-1.0cm宽的裂缝时起爆为宜。

2

2

1/2

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(3)依经验公式汁箅

1)我国长沙矿冶研究院提出的公式 △t=(20-40)W0/f (3—82) 式中 W0-实际最小抵抗线(m)； f-岩石的坚固系数

近年来，各国采用的微差爆破合理微差间隔时间情况是：美国 △t=9—12.5ms；瑞典△t=3-10ms；法国△t=15-60ms；英国 △t=25-30ms；前苏联和我国△t=25ms。

由于岩石条件的复杂性，爆破性能的离散型，爆破孔网参数的不均匀性，实施毫秒爆破器材的局限性等，毫秒爆破中的最优时间间隔应是一个区间或范围，而不应是一个固定值。我国目前批量生产的毫秒雷管延期时间参考下面所列。

非电毫秒雷管的延期时间

段 别 延期时间ms 误差时间ms 段别 延期时间ms 误差时间ms 1 0 ＜13 11 460 ±40 2 25 ±10 12 550 ±45 3 50 ±10 13 650 ±50 4 75 5 110 6 150 ±15 16 1020 ±70 7 200 8 250 9 310 ±30 19 1700 10 380 ±35 20 2000 +15 ±15 -10 14 15 760 ±55 880 ±60 +20 ±25 -15 17 18 1200 ±90 1400 ±100 ±130 ±150 此外还有等时延期毫秒雷管，每个段别时间相差为25ms。 3、毫秒爆破的减振作用

毫秒爆破不仅可以改善岩石破碎质量，提高爆破效果，而且可以减小在围岩内产生的振动。关于毫秒爆破的减振机理，目前有以下几种观点。

（1）相反相位振动的叠加

这种观点认为，毫秒爆破的减振作用与岩石的破碎质量或爆破效

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果无关，主要决定于先后爆炸装药产生地震波的相位差。当相位相反时，地震波叠加后的强度或质点振速将减小。但这种观点存在不足：首先，如果这种观点成立，那么同样存在着使振动增强的可能性，然而在实际中并未观测到有增强现象的发生；其次，在井下粘土页岩试验巷道内的观测资料表明，一次爆炸产生振动过程的延续时间只有4-8ms，而毫秒爆破采用的延期时间远比该时间大，这说明实际上不可能发生振动的叠加。

（2）减小了一次爆炸的药量

这种观点认为，由于振动过程的延续时间很短，可将每组装药爆炸激起的地震波看作是孤立的，当一次爆炸的药量愈大时，距爆源相同距离处产生的振速就愈大。但这种观点不能用来说明毫秒爆破与延期爆破在减振作用方面的区别。

（3）提高了炸药能量的有效利用

实际观测资料表明，毫秒爆破的减振作用与延期时间有很大的关系，毫秒爆破在合理延期时间条件下能够减小振动的原因，主要是改善了破碎质量，使炸药能量获得了较充分的利用，从而减小了地震波的能量和强度。这种观点已被多数人所承认。如果这种观点正确的话，减振作用的合理延期时间应与改善岩石破碎质量的合理延期时间相一致。

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八、台阶爆破技术经济指标

土石方的移挖等工程一般包括6个程序，即穿孔、爆破、铲装、运输、平场、碾压。在实际工作中各个程序的成本费用都是相关联的，尤其是爆破效果对各个工序的影响都很大，即：

（1）提高破碎度会增加钻孔、爆破费用； （2）提高破碎度会提高铲装效率；

（3）铲装时间和等待时间减少可使汽车运输周期缩短，从而运输效率得以提高；

（4）破碎程度提高使二次爆破量减少；

（5）块度减小使深加工阶段需要的破碎能量降低，从而使碎矿工艺（或石粉加工工艺）费用降低；

（6）破碎程度提高必然造成粉矿率的提高，对规格石的开采来说意味着开采废料的比例加大，从而使规格石开采成本增加。

通过以上分析可以看出，岩石的破碎度应存在一个最佳值，它使各个工序（穿、爆、铲、运、平、压）的总成本最低，具体成本分析如下表。

钻孔直径的选择受矿岩特性、要求破碎程度、台阶高度、每爆1m3的钻孔费用等因素制约。

当钻孔直径较小时，平均单耗可以比较低，但是钻孔和起爆费用通常较高，而且装药、填塞炮孔和连线作业时劳动强度大。如果孔径太小，这些缺点与较低爆炸能量单耗的优点相比，将是弊多于利。药包直径随孔径的增加而增加，从而使炸药具有较高的爆速。这样炸药的爆轰过程更为稳定，而且受外界因素（如高压）的影响也更小。因此，增加孔径，常常可以获得较高而又可靠的改善岩石破碎的能量效率。

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如果岩石破碎度保持不变，增大孔径就一定会提高炸药爆炸能量单耗。对块状岩体来说，要求提高的爆炸能量单耗最大，而裂隙发育的岩石则最小，完整岩石要求的爆炸能量单耗的增量介于二者之间。

如果岩石破碎程度（平均块度及大块标准）要求低，用较大的钻孔直径可以取得较好的经济效益。

a、节理裂隙与钻孔直径的关系

对裂隙发育的岩石，大孔径爆炸可以产生足够大的膨胀能，膨胀能就足以注入、楔开和扩大原有裂隙，移动岩石，形成松散的令人满意的爆堆。同时孔径加大时，岩石的破碎度不会明显降低，挖掘和随后的作业的费用也不会增加，但钻孔费用减少。

但增加孔径就会增加长度，填塞段的岩石破碎较差，可以考虑在填塞料内放臵一个短药包，或者采用分段装药，辅助破碎大量的孔口岩石。

b孔径与台阶高度的匹配

孔径与台阶高度的值应该是相匹配的。在台阶高度较小的地方，孔径也必然受到。台阶在5m高以上的，孔径通常在75-150mm的范围内。

c孔径与底盘抵抗线

由于台阶爆破以钻垂直孔为主，所以增加孔径可减少具有过大底盘抵抗线的前排炮孔的比例。（预计的底盘抵抗线和实际底盘抵抗线之间的不一致性在这类爆破中常常导致可观察到的极明显的作业误差。）如果孔径增至很大，当然实际底盘抵抗线也就不会再超过其设计值，即使对较高的和缓倾斜工作面，也是如此。大区多排孔爆破成功与否取决于前排孔药包将其负担的岩石向前抛出的能力。如果前排孔药包不能移动其所负担的岩石，就无法逐排爆下被爆岩石，而且爆

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区没有完全松动，这与炮孔的排数无关。

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中等可爆岩石不同孔径和台阶高度设计参数及成本

钻孔直径mm 76 100 140 台阶高度m 8 10 12 15 20 8 10 12 15 20 8 10 12 15 20 填塞长度m 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 2 2 2 2 2 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 超钻m 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 1 1 1 1 1 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 孔深m 8.8 10.8 12.8 15.8 20.8 9 11 13 16 21 9.4 11.4 13.4 16.4 21.4 延米装药量m 4 4 4 4 4 7 7 7 7 7 14 14 14 14 14 抵抗线及排距m 2.2 2.2 2.2 2.2 2 3 3 3 3 2.5 4.5 4.5 4.5 4 4 孔矩m 3 2.8 2.8 2.5 2.3 4 3.75 3.5 3.3 3.7 5.4 5.4 5.2 5.6 5.2 负担面积m2 6.6 6.2 6.2 5.5 4.6 12 11.3 10.5 9.9 9.25 24.3 24.3 23.4 22.4 21 单孔装药量kg（分段装药） 22.5 26.5 30.5 36.5 46.5 42.1 49.1 56.1 66.6 84.1 93.1 105.7 121.9 142.9 177.9 单孔爆破方量m3 52.8 62 74.4 82.5 92 96 113 126 148.5 185 194.4 243 280.8 336 420 平均单耗kg/m3 0.426 0.427 0.41 0.44 0.505 0.431 0.435 0.445 0.448 0.455 0.479 0.435 0.434 0.425 0.424 炸药费用元/m3 4.26 4.27 4.1 4.4 5.05 4.31 4.35 4.45 4.48 4.55 4.79 4.35 4.34 4.25 4.24 消耗钻孔量m/m3 0.168 0.172 0.172 0.198 0.225 0.088 0.092 0.106 0.112 0.121 0.044 0.047 0.051 0.052 0.053 钻孔单价元/m 25 25 25 25 25 30 30 30 30 30 40 40 40 40 40 钻孔费元/m3 4.2 4.3 4.3 4.95 5.63 2. 2.76 3.18 3.36 3.63 1.76 1.88 2.04 2.08 2.12 合计费用元/m3 8.46 8.57 8.4 9.35 10.68 6.95 7.11 7.63 7.84 8.18 6.55 6.23 6.38 6.33 6.36 33

九、台阶爆破施工技术

爆破施工技术的特点在于首先要保证施工安全，所以施工技术的核心是施工安全技术，同时保证施工质量，而采用先进工艺也是施工技术的必不可缺的重要内容。

1、道路和台阶规划

在中深孔爆破中，前期的台阶及道路的整体规划是十分重要的一环。如规划不好，会对后期的工作开展造成困难，同时也会加大成本的投入。

a施工道路

主施工道路要贯穿整个施工开挖面，且离各个开挖面的距离相差不大；满足施工现场各种机械畅通运行；临时道路的设臵，以挖装自然形成为主；在设臵运输道路时，在不同的开挖台阶面上，一定要设臵钻孔机械的道路，在各个台阶依序开挖的过程中，要注意钻孔机械道路的形成、预留以及转换，以保证施工正常有序的进行。

b设臵台阶高度的要点。

现场的技术人员必须根据开挖图定出一个合理的钻爆台阶高度。并依据开挖工程量的大小和出渣的方向设臵施工道路。

首先台阶高度要考虑炮孔的利用率。即炮孔的利用率至少要达到70%以上，例如采用140孔径钻孔，例如台阶高度只有6米，按堵塞3米计算，炮孔利用率只有一半，这样就增加了成孔的费用，造成了浪费，不经济合理。当然，如果因为现场的环境等因素不能达到较高的炮孔利用率，可根据实际情况做一些调整。其次台阶高度要综合考虑挖装设备的安全性和高效率性。

c掌子面的管理

一个好的掌子面表现在：眉线整齐，掌子面完整规一，底板平整，

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爆堆形态利于铲装，现场设备正常作业，没有大片的大块石堆放。台阶爆破的装药有两个可以膨胀的空间，一个是向上，另一个是垂直于掌子面向前，后者是主要的膨胀空间，也就是最小抵抗线的方向或称之谓主要临空面，掌子面的状态就是主要临空面的状态，对爆破效果的好坏起着关键性作用。

(1)虽然掌子面仅仅是第一排炮孔的最小抵抗线方向，第一排前的岩体对第一排炮孔爆破起制约作用，但是如果第一排炮孔破碎不够或推不出去（推距不够得不到充分松散或部分推不出去），会给后排的爆破造成致命的影响，后排炮孔爆破时就没有一个真正的最小抵抗线方向，没有一个完全意义上的向前堆积爆岩空间，致使爆岩得不到充分破碎和推移，使爆破失败。

(2)掌子面压渣时，爆岩前推受阻，必须加大前排炮孔所负担岩石的单耗（用较小的孔网）才能获得与不压渣一样的破碎效果，且压渣厚度应当控制，在铁路运输的矿山采用压渣爆破可减少移动临时运输线路的工作量，增加铲运作业时间，从而获得经济效益。如果爆区的侧向掌子面压渣，可以通过调整起爆顺序来减轻（或化解）压渣对爆破的影响。

(3)掌子面缓倾斜、局部倒坡、有张开裂隙，都会导致爆炸气体从岩体弱处冲出，影响爆破效果，处理办法是针对弱处进行一定的堵塞。对缓倾斜造成的根脚应当事先处理；如果在起爆前才清理完掌子面前的岩渣，暴露出根脚，来不及用浅孔爆破进行处理，则应在根脚处布臵“抬炮”，与邻近的第一排炮孔同时起爆。

(4)掌子面凹凸不平并且布满张开裂隙，前排炮孔必然爆不好，其原因是裂隙使岩体成块状，部分岩块得不到应变波的破碎作用，并且爆炸气体从岩体弱处早早冲出，不仅造成飞石，也减弱了传入岩体

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应力波的能量，减弱了将爆岩整体向前推移的能量。要避免凹凸不平的掌子面，应当在爆区后排炮孔上想办法，减少后冲，减弱对爆区后侧岩体的破碎作用，一般是采用大斜线起爆或V形起爆方式，使后排孔一个一个地响，避免应力波迭加对后侧的冲击。此外后排孔的堵塞段也要做到恰到好处，避免在堵塞段形成爆破漏斗或大体积振落。

(5)掌子面高度即台阶高度是台阶爆破的最基本的参数，随着钻孔设备性能的提高与完善，钻孔偏斜度越来越小，定位及孔向越来越准确，最先进的钻机已配备卫星定位系统并可随时调整孔向，这就使高台阶爆破逐渐受到推崇，高台阶爆破可以简化运输道路、减少总体超钻量，可使能量分布更为均匀，但台阶高度并不是越高越好，台阶高度、钻孔孔径、钻孔偏斜度之间有一个最佳组合，也就是说最佳台阶高度取决于孔径和钻孔偏斜度，在孔径和钻孔偏斜度已定的情况下，最佳台阶高度的穿爆费用最低。对中等可爆岩石，在钻机钻孔偏斜度控制在3%时，不同孔径和台阶高度的设计参数及成本不一样，选择不同孔径和不同的台阶高度，穿爆成本大的时候可以差一倍，对孔径76mm、100mm钻孔，台阶高度不超过12m，对于孔径140mm钻孔，台阶高度不超过20m，且不低于IOm。

2钻孔技术

对台阶爆破而言，钻孔工作是台阶爆破技术的基础工作，如果钻孔不能完好地照设计成孔，爆破必然失败，除了出现大块、根底之外，

还可能出现飞石事故和震害。

2.1钻孔误差 如果对钻孔误差不能进行有效控制，必将影响爆破效果，靠近边

坡爆破时甚至会影响边坡的稳定。

A钻孔误差的类型

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钻孔误差包括开孔误差、对中误差和轨迹误差三类。开孔误差是指对位误差，属初始误差，不随孔深变化而变化；对中误差是指钻进过程中钻杆轴向误差，它与孔深成正比，这项误差是由于钻杆轴压过

高，引起钻杆变形，钻头晃动而导致的钻进方向出现偏差；轨 迹误差是指导向性误差，它是因岩石导向性引起的，随孔深的增加而增大，是钻孔误差中最为重要的一项误差。另外轨迹误差还与孔径、

钻具转速、轴压、钻进速度和钻机稳定性有关。

B影响钻孔误差的因素 当钻凿裂缝、岩洞或岩层软硬不均岩体时，钻孔易出现方向漂移，产生偏帮溜眼现象。地质条件更为恶劣时，还会出现卡钻，导致成孔困难，塌孔或炸药装不到底，将严重影响爆破效果，影响挖装，甚至造成光面和预裂爆破失败。钻孔技术水平是影响钻孔误差的关键因素，首先钻孔必须按桩对位，方向正确。其次是成排孔处于同一平面内，上下平行，前后没有漂移。

2.2钻孔误差的预防 A钻机平台的修建

钻机平台是钻机作业的场地，平台修建是预防钻孔误差的重要环节。

(1)钻机平台修建原则。

1）根据钻机类型确定平台大小，保证钻机在平台上按设计的钻孔方向钻孔；2）钻机平台必须易于与施工便道连接，保证钻机道路通畅。

(2)平台宽度。自行式钻机不得小于6～8m,保证一次布孔排数不少于两排。对于三角架型钻机，一般不小于2.0m。

(3)平台质量要求平台要平整。在困难条件下其坡度不得大于50，

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不允许有突出石块。

B钻机架设

钻机架设三要点为：对位准、方向正、角度精。

（1）为了保证钻孔在一平面上或同一直线上对位开孔，光面爆破和预裂爆破一般用钢管在钻机平台上铺设钻机移动导轨。钢管一般铺设在边坡线外30cm处，钢管连接要牢固垫实，根据设计孔距，用红油漆在钢管上标明孔位，以保证钻孔对位的准确。

（2）钻孔方向要正，就是要使孔垂直于边坡线，并保证相邻炮孔在同一边坡面上相互平行。

为了防止钻机产生扭曲现象，还应注意到：由于边坡高低不平，为了保证机身不倾斜，在架前支点顶部焊接长20cm的角钢或半圆钢管，便其卡在钢管导轨上，并将其加垫垫平，确保方向不倾斜扭曲。

（3）为了保证钻孔精度，一般做法是在钻机架上吊一垂球，来调整钻孔设计角度。

2.3钻孔技术 A钻孔对位

按照设计的孔网参数布孔，用红油漆或竹桩标明桩位，并标明钻孔方向，倾斜角度和孔深。

对位顺序，必须按“先难后易、先边后中、先前后后”的原则钻孔，避免钻机移动时压坏已钻好的炮孔。

B钻孔作业

凿岩基本操作方法：“软岩慢打，硬岩快打”；在操作过程中做到“一听、二看、三检查”。

一听钻孔声音判断孔内情况；二看：看风压表、电流表是否上正常；三检查：检查机械、检查风电、检查孔内故障。

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（1）钻孔开孔。l）开孔深度一般不得小于0.5m；2）开孔一般要求孔口要正，要规整；3）开孔操作方法为钻头离地进风，吹净浮碴，按“小风压顶着打，不见硬底不加压”的要领施钻。

（2）松软土层开孔。不送风不转钻，直接将冲击器压入土层后（或到硬土面），提钻送小风并旋转钻具继续钻孔。提升钻具时在钻具出孔前停风转，以防破坏孔口。

（3）硬上开孔。送小风钻孔，钻头入孔0.3m，旋转钻具继续钻孔，冲击器全部入孔后，送半风钻孔。

（4）不得使用全风全压。防止岩层软硬不均造成溜眼或偏帮，钻孔时应小风压不加压力顶着打，慢慢钻进，冲击器全部人孔后，提钻用黄泥糊孔。其要点是：将黄泥加水搅拌适中，放人孔内，旋转钻具下钻，用钻具一压一转将黄泥挤入石缝里，然后上下串动钻具，使孔口规整牢固，再小风量吹去稀泥，保证孔壁光滑。

（5）完整岩面开孔。放下钻具，送风吹净岩面上浮碴，不旋转钻具，给小风不加压力冲击岩面，打出眼痕（眼窝）后，提钻具旋转下钻开孔，钻头进孔一半后逐渐加大风量，钻头全部人孔后全风全压继续钻孔。

（6）软土层钻孔，小风旋转钻孔，每钻进0.5-0.75m后上下串动钻具2-3次，将土吹出孔外，防止抱钻头，减小钻杆扭矩。干硬土层钻孔，每钻进0.5-0.75m提钻吹孔,直至岩层.黄黏土层钻孔时要做到：一次进尺少，勤排泥，勤疏通眼孔。干式凿岩可不断向孔内掺石粉或扔石块；湿式凿石要多加水，成孔后要上下串动钻具，全风吹出孔内岩浆，且吹净孔壁上的黄泥，保证孔壁光滑，以便于装药。

（7）土岩衔接而处钻孔。提起钻具0.5m，用风吹净岩层面上泥土，按石层开孔方法钻孔，钻头入岩层0.3m时，提钻停风上下串动

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钻具，把岩面上的岩渣挤入土中，然后全风全压钻孔。

（8）在软岩中钻孔的操作要领是：送全风，加半压，慢打钻，排净渣，进尺1.Om提钻吹孔一次，防止孔底积渣卡钻。

（9）在破碎岩层中的操作要领是：进尺少，风量少，压力轻，防止溜眼偏孔，每钻进0.75-1.0m．填黄泥加水糊孔。

（10）在硬岩中钻孔要做到：使用锐刃钻头，低转速，全风全压钻进，钻头合金刀片磨损不得超过3mm，转速为40-60 r/min。

C钻孔施工故障判断和排除

钻孔故障包括孔内故障和机械故障。一般判断方法：听冲击岩石声音判断孔内情况判断故障原因。看电压表、电流表的变化和钻孔排渣情况，判断故障原因。

①风压高低不稳定

钻孔中风压突然降低，提起钻具，关闭送风阀门。风压仍然低于正常钻孔压力，这是供风系统风管路毛病。需停止钻孔，提出钻具，检查风管路和空气压缩机站并进行检修。

提起钻具，关闭送风阀门，压力增高到空气压缩机额定压力，这是钻具或孔内故障。应检查钻具是否断裂。接头密封处是否漏气，若钻具有问题，即应重新安装或更换配件。若钻具一切完好，放下钻具继续钻孔，风压仍低于正常孔风压．应观察钻孔排渣情况，排渣不好遇到石缝或溶洞，按打裂缝岩层方法继续钻孔。

钻孔中压力表指针达到空气压缩机额定压力。其产生原因有接头处堵塞；冲击器阀柜堵塞。

②电流表跳动

电流表跳动而冲击正常，排渣好，系合金刀片破碎，处理办法为更换钻头。电流表上下摆动，进尺加快，跳动几次后电流表恢复正常，

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是岩石换层或钻到石缝。

当电流表跳动时，必须立即判明原因，注意卡钻，必要时停止钻孔作业，提升钻具，再重新钻孔。

③冲击器响声忽高忽低

冲击器声尖脆，进尺慢，排渣少，是钻头钎尾折断钻孔，需将钻具安装新钻头，在原孔旁边重新钻孔。钻头空打，不排渣，无进尺，不旋转，电流加大，产生原因及排除方法下：掉石块卡住冲击器，上下串动钻具使石块掉入孔底。若卡死则按卡钻办法处理；冲击器销键或销键弹簧折断，销键退出与孔壁摩擦。注意卡钻，点动反转、正转，慢提钻具至孔外。更换新销键或弹簧再钻孔;钻头响声低沉或不响，进尺快，排渣多时，系进入软岩层，应减少下压力量，慢速钻孔，吹净岩渣，防止孔底岩碴卡钻；若不响，进尺慢，无岩碴时，则系进入夹土层，应按钻土层方法钻孔。

④卡钻的处理

孔口或孔壁掉石块，岩渣未排净抱住冲击器，合金刀片破碎，折断钎尾，销键或销键弹簧断使销键退出，新钻头规格大，钻头钻进岩缝，溜眼偏帮等产生卡钻。

石块卡住冲击器后，不要提钻，应向下钻，同时点动反转和正转，上下串动钻具，把石块挤碎，使碎块掉人孔底。

岩渣抱钻卡钻，当湿式凿岩时，多加水，用风将水从孔底向上冲洗，形成一定空隙，旋转钻具慢慢向上提起钻具。干式凿岩时，先下压使钎尾封闭冲击器，送全风吹孔排除岩粉，反转、正转，当点动钻具有旋转余地时，立即边送风边提升钻具。

石缝卡钻处理方法：不要旋转钻具，将钻具向上提紧，点动反转、正转来回活动即可。

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销键卡钻处理比较困难，要边旋转边提升，把键挤进冲击器内提出孔外，换新键卡、换弹簧销后，再继续钻孔。

处理换钻头卡钻更困难，故在换钻头时必须严格检查钻头尺寸。处理方法：边转动，边磨损，幔慢上提。

钎尾折断后，冲击器锥体将断头打大，钻杆转动，下部钻头不转动而卡钻。处理方法：向上紧提，点动反转、正转来回活动。

⑤冲击器不冲击的处理

冲击器不冲击产生原因：钻至土层或软岩层不冲击；阀片或阀柜破碎不冲击；冬天气温低油凝固，冲击器活塞上下不活动；活塞太大或磨损太小。

钻孔时冲击器突然不冲击，又不是土层，间断有冲击响声，提钻停风时能听到活塞下落声音。提出钻具卸掉钻头，用棍将活塞推到顶部，突然下放听到破碎声音则为阀片或阀柜破碎。拆开冲击器更换阀柜。冬天油液凝固，在刚开钻时，活塞上下不动，可用火加温使油溶化，也可倒入清洗油洗净冲击器。在更换新活塞时，不要将活塞硬打进冲击器内；长朝使用的活塞磨损超限，封闭不了气孔，应更换新活塞。

目前我国配有DPS卫星定位系统的全自动液压钻还很少，在流动性较大的建设工程台阶爆破项目中，使用的多是以压缩空气为动力的

钻机。操作这类钻机钻出合格的钻孔，要求钻机司机能熟练地使用机 具，熟悉设备的性能、构造和原理，掌握操作要领，同时能根据岩石性质对凿岩作业进行调整。设备状态好、机手水平高、监督验收严格是保障钻孔质量的三个基本条件。钻机质量好坏要从四个方面衡量：第一是开孔位臵要准，《爆破安全规程》规定误差的验收标准是±15cm，间排距±30cm;第二是孔深要准（规程规定孔深验收标准是±

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0.5m）；第三是方位正（规程规定孔斜验收标准是±l030’）；第四是不跑偏，钻孔角度除了受布孔方位影响外，还与被钻岩体的不均匀性及构造有关，要求在钻进过程中根据岩石强度调整轴压，防止在钻进过程中跑偏。

预裂孔和光爆孔多为斜孔，规程对预裂孔和光爆孔的要求更加严格，规定其偏斜误差不超过10。对当前在建设工程中多使用中风压钻机的情况下，该误差范围不是一个很容易实现的指标。一般要求有一个平整的钻孔平台，保证孔口高程一致，并对划钻机滑架作一些小小的改造（设臵准线和重锤等），以便于开孔时准确定位、定向。一般还要求钻进1米以后停机调整一下方位角，一节钻杆打完后再校验一次方位角。装药前对钻孔进行验收、排水，经处理仍不合格的钻孔应报废，重新钻孔。

3、装药和堵塞 3.1起爆作和安放

当以铵油炸药为主爆炸药时，一般用乳化药卷或2号岩石炸药药卷作起爆体，药卷一般长0.4-0.5m，药卷直径比孔径小2-3cm；以卷状乳化炸药作主爆炸药时，就取用袋装乳化药卷就地加工成起爆体。起爆体的加工十分简单，就是在药卷一端用竹筷或木锥开一个孔，顺孔插入非电导爆管雷管或电雷管，再将雷管脚线（电线或非电导爆管）与药包绑在一起固定。起爆体安放在孔底之上底板高程和孔口堵塞段之下1m的高程；孔底起爆体雷管的聚能穴朝上，孔口起爆体雷管的聚能穴向下。

安放起爆体后不许用炮棍捣固起爆体，也不得在起爆体之上投掷药卷，据报道发生过因捣起爆体和投掷药卷引起的早爆事故，并且均发生了人身伤亡。

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3.2装药 3.2.1 人工装药

因为我国混装车尚不普及，一般还是以人工装药为主。人工装药一般用吊绳炮棍和吊锤作为辅助工具，装卷药要求一卷一卷地吊装，一卷一卷地用炮棍或吊锤捣实。装散药一般每装1m左右用吊锤或炮棍捣实一次，往炮孔内倒药时应当用炮棍倒插入孔口（小头朝下），一人上下抽动炮棍一人往孔口倒药，这样可以防止炮孔阻塞。如果发生炮孔阻塞，可用炮棍捅通或用吊锤振通，不许用钻机通孔，因为曾发生过钻机通孔机毁人亡的重大事故。

1)、爆破技术人员应根据试验炮结果对设计的爆破参数进行校核。 2)、装药时要认真复核孔网参数，若与设计不符合应更改设计，重新计算有关参数，并根据实测资料选定适当的炸药和装药量等。 3)、装药前，由技术人员向参加施工的作业人员进行技术交底，严格按设计要求装药。施工人员应严格按爆破设计方案确定的参数进行施工。

4)、装药由一人按照装药分解图核对药包重量、雷管段号，另一人将药包装入炮孔，爆破技术人员现场监督并签字验收。整个装药过程必须做到：①、精心操作，严格控制入孔药量，严防装错药量及雷管段数； ②、向孔内推送药卷时，应避免损伤导爆管。

5)、药包全部装入炮孔经爆破技术人员检查无误后，堵塞炮泥。 6)、装药期间由安全员实施警戒。 3.2.2装药结构

装药结构可分为连续装药、分段装药和不耦合装药。

(l)连续装药。因连续装药有利于施工作业，所以大多数台阶爆破作业现场都一直习惯于采用连续装药。当台阶高度小于60倍孔径

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时，药包长度小于40倍孔径，如果当中用堵塞分开，单药包小于20倍孔径。小于20倍孔径的药包，其最小抵抗线和间排距应小于正常设计值，所以药包长度小于40d时采用连续装药是必要的，当台阶高度大于60倍孔径时，可采用间隔装药技术和不耦合装药降低了爆破成本。

坚硬完整岩石孔内装高爆速、高密度炸药，软弱岩石孔内装低密度、低爆速炸药，使爆破堆级配得以改善。

(2)分段装药。对需要克服底盘夹制作用较大的炮孔，则宜采用间隔装药结构。不均质的层状岩层有时则宜采用间隔装药结构，将药包装在比较坚硬的部位，而软弱的部位则应进行堵塞。有时为了提高装药高度以改善台阶上部的破碎质量，应分成至少两段装药结构。上部的装药量仅为炮孔总装药量的1/3-1/4，中间用堵塞料将炸药分开。此时上部药包顶至孔口的垂直距离应当不小于其至台阶坡面的垂直距离。在大孔径钻孔台阶爆破中还有一种分段方法，是将药包下部的一部分药量移到堵塞段中间。堵塞段容易产生大块，则在堵塞段设一个小药包，药量取自下部主药包。这种分段装药对减少堵塞段大块有

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一定作用。

(3)不耦合装药 又称为空气间隔装药。如果分段装药的当中堵塞段不用填塞料而用竹筒或空筒，则称为空气间隔装药或轴向不耦合装药，轴向不耦合装药又可分成药包中间留空气间隔、药包底部留空气间隔或孔口部堵塞段与底部药包之间留窄气间隔。

3.3炮孔堵塞

炮孔堵塞一般都采用钻孔岩粉人工回填，一边回填一边捣固，并

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每回填0.5m作一次加强捣固，以保证堵塞质量。首先将药卷放在指定位臵，然后将炮泥逐段装入炮孔，边装边捣，起初用力较轻，逐渐加力捣实，切勿待泥团装满炮眼再捣固，这样不易密实；堵塞过程注意不要伤着和扭曲导爆管，也不能拉脱雷管；间隔堵塞使用不多，一般也是采用钻孔岩粉人工回填，用重锤压实，散装乳化炸药或浆状炸药、水胶炸药堵塞之前应先塞入一个编织袋或纸团，以防止岩粉混入炸药之中，影响炸药爆轰性能。堵塞用的炮棍，用木质圆棒或竹棒。用规格碎石作堵塞料可以减少堵塞长度，延长爆轰气体鼓胀作用时间，从而可减少孔口堵塞段大块，改善爆破质量，但规格石渣加工、运输增加爆破成本，一般不采用。

4爆后检查内容

(1)确认有无盲炮：确认有盲炮的现象是：检查时发现有未爆的炸药、雷管及索状起爆器材，则肯定出现了盲炮；堵塞完好，电路通或导爆管内药粉未爆轰，该孔肯定拒爆；该炸开的地方没炸开，该翻起的地方爆渣没有翻起，该降低标高的地方没有降低标高甚至出现大片硬埂、石梁，则很可能出现盲炮；爆堆局部出现过多的大块，可能有盲炮。爆堆冒烟、冒火可能有半爆盲炮。

(2)查看有无危坡、危石，爆堆是否稳定

(3)检查爆区附近保护对象（边坡、设备空中及地下管线、文物、建筑物等）的完好状态。

(4)检查爆破效果，观察爆堆状态及大块分布，由之认定爆破是否正常。

(5)如有远区飞石，应检查登录。 5盲炮处理 5.1盲炮分类

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盲炮又称拒爆，是最常见的爆破工艺事故，产生盲炮的原因很多，按产生盲炮的原因可将盲炮分为六类。

a爆破器材质次、过期或变质 (1)雷管不响或起爆能力不足； (2)炸药结块、受潮、浸水失去感度； (3)炸药质次、过期不能正常传爆； (4)硝铵炸药（粉状）密度过高，感度降低。 b装药、堵塞作业不规范 (1)卡孔形成不连续装药； (2)装药、堵塞操作不当破坏网路； (3)接错线或绑扎工艺不规范；

(4)铵油炸药搅拌不均匀，某一段装药配比严重失调（含油率超过10%或不足1%）；

(5)管道效应；

(6)防水不良，炸药浸水失效；

(7)粉状硝铵炸药捣固过密，失去爆轰感度。 c导火索起爆常见拒爆原因

(1)导火索本身质量不好，有断药、死结或药芯受潮变质； (2)导火索和火雷管连接加工不规范； (3)孔中水未排净，爆破器材浸水受潮变质。 d电爆网路常见拒爆原因 (1)设计电流小于规程的要求；

(2)起爆器能力不够或起爆电源容量不够；

(3)接线不规范，造成接线错误、接触电阻过大，漏接、虚接； (4)孔内有水或场地潮湿，造成网路多点接地；

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(5)不同厂家、不同批号电雷管混连使用。 e导爆索网路常见拒爆原因

(l)雷管反接或留头不足15 cm，靠近切口处药芯受潮，浸水变质失去雷管感度；

(2)漏接或施工管理不严将网路弄断； (3)锐角传爆或直角无过渡段传爆； (4)搭接绑扎不良或交叉防护不好； (5)导爆索浸入柴油；

(6)导爆索质量缺欠（例如断药、死结）。 f非电导爆管网路常见拒爆原因

(l)现场用火雷管加工的导爆管雷管连接处松弛、有杂物或受潮； (2)连通器（四通、五通等）质量问题，如毛刺、杂物、水珠阻止了反火点燃；

(3)起爆顺序设计不好，迟爆传爆网路被中断，炸断或振断； (4)导爆管本身质量问题，例如局部阻塞、断药、局部受拉变细等；

(5)漏接。 5.2盲炮处理原则

盲炮处理是一件危险、紧迫、复杂细致的工作，盲炮有干差万别，规程中可能包罗万象，规定到具体细节，根据我们的经验，总结出处理盲炮的五项原则：

(1)按规定程序操作，包括报告盲炮、制定处理方案、批准、安排现场警戒；

(2)由有经验的爆破员操作处理盲炮；

(3)现场人员（包括操作、指导、监督）减到最少；

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(4)首先应千方百计找到盲炮的雷管，取出或按处理方案进行处理；

(5)应随时准备有不测事故发生，作业人员应随时准备自保，指导、监督人员应自始至终坚守岗位，并随时考虑把可能发生的事故损失控制到最小。

5.3盲炮处理方法

台阶爆破盲炮处理一般采用《爆破安全规程》规定的三种办法： (1)如果网路可以联通，则校核最小抵抗线变化状况，重新定警戒范围进行第二次起爆。

(2)平行孔处理：现场有钻孔条件的可以在距盲炮孔口不少于10倍孔径处钻平行孔装药起爆，将盲炮带响或炸散，平行孔装药量和警戒范围由技术人员设计，并按规定报批。

(3)灌水。当所用炸药为非抗水类硝铵炸药时，一般是先掏出堵塞物，再向孔内灌水，使炸药失去爆炸性能后再作进一步处理，处理办法包括取出起爆药包的雷管后用水风吹孔，如果取不出起爆药包雷管则打平行孔装药爆破。

处理浅孔盲炮有平行孔、水风吹、掏出堵塞后诱爆、灌水等办法。

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十、边坡及底板保护性开挖

台阶爆破往往都要求留下一个稳定完整的永久边坡，因此要求爆破作业尽量减小对边坡岩石的破坏。保护边坡的爆破工艺有缓冲爆破、预留保护层开挖、预裂爆破、光面爆破以及准光而或准预裂爆破。与正常台阶爆破相比较，这些爆破工艺在钻孔布臵（位臵、间排距和超深）、装药结构、堵塞长度、起爆方式都有特点。

1缓冲爆破

顾名思义，缓冲爆破就是在边坡线或边坡线附近进行“减弱性”爆破，以减小对边坡岩体的冲击和破坏，一般是采用加密孔网，减少单孔药量（不耦合装药）的方法。我们在开挖线布缓冲孔时，间距和与主爆孔排距（缓冲孔与其前排主爆孔之间的距离）均减到主炮孔间排距的0 7-0.8倍；单孔装药量减到主炮孔的1/2，装小直径药卷，其底部装药长度和上部装药长度与主炮孔一致，只是延米药量减半。爆后一般均可获得满意的效果：后冲少，眉线整齐，边坡面比较平整。这样做的代价是缓冲孔爆区每立方米的平均钻孔数量增加了一倍，其他费用不变。实施预裂爆破时，一般在预裂孔与主爆孔之间加一排缓冲孔，缓冲孔与预裂面的距离取缓冲孔间距的一半，缓冲孔与主炮孔的关系和前面所述一致。缓冲孔的起爆方式是编入主炮孔的起爆形态中顺序起爆，这种起爆方式可以保证缓冲孔同段起爆数量不超过两孔，比排间起爆形成的边坡要好。

2、预留保护层开挖

通常做法是在边坡与爆破炮孔之间，留10-15倍孔径厚度的保护层，用手风钻台阶爆破队保护层开挖。这种开挖方法最大的好处是省钱，因为这种工艺只是把保护层范围内的石方量由中深孔爆破变成浅孔爆破，单价基本可以拉平，但浅孔爆破对边坡的破坏就轻多了。一

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般我国的现状都是由小型施工队承包，凡没有边坡预裂要求、没有边坡保护措施费的工点，除个别采用缓冲爆破外，多采用预留保护层、浅孔开挖的方法对边坡进行保护和修整。这种方法的缺点是难以避免中深孔台阶爆破与小台阶爆破的施工干扰，小台阶爆破后往往需要扒渣才能保证铲装作业。

3、预裂爆破和光面爆破设计

预裂爆破和光面爆破的共同点是：均在开挖边界沿边坡钻一排密孔，密孔与主炮孔之间多设一排缓冲孔，密孔采用不耦合装药结构，用导爆索实现一排孔或若干孔同时起爆，靠孔间应力波叠加在孔间撕开较为平整的平面而不崩坏孔壁的后侧围岩。两者的不同处是：预裂孔在主炮孔起爆之前爆破，其两侧都是厚重的岩体，只有孔口方向一个临空面；光面爆破在主炮孔爆破完成后起爆，它除了孔口方向的临空面之外，朝主炮孔爆区方向也可以看做是一个自由面。不同的爆破边界条件，决定了光面爆破与预裂爆破要设计不同的爆破参数和布孔参数。光面爆破孔布臵形式相同，没有超长。

(l)孔径。一般孔径为40-150mm，有些矿山用200mm， 250mm甚至310mm钻孔作为预裂孔或光爆孔，也获得了不错的爆破效果：为施工方便，多数爆破工程设计选取预裂孔，光爆孔的孔径与主爆孔孔径一致。

(2)孔距。

1)预裂爆破孔距。a预=(8-12)φ，软弱岩石、裂隙发育岩石取小值，完整坚硬岩石取大值。这么取值的原因是：为了不破坏边坡上的半个孔壁，较软岩石线装药密度要小，所以孔间距也应小些；坚硬完整岩石的预裂孔内可以装较粗的药卷，相应的孔间距与孔径之比大一些也能将孔间的平面撕开。预裂孔至相邻主爆孔或缓冲孔的距离一般

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取主爆孔或缓冲孔的最小抵抗线的0. 3—0. 5倍，硬岩取小值，以保证不留岩坎。

2)光面爆破的孔距a光。比预裂爆破孔距a预大，因为光面爆破侧向有了辅助自由面，光面爆破撕开孔间的岩体形成撕裂平面比预裂爆破要容易一些。光面爆破的作用还不仅仅是撕开平面，还要爆破破碎平面之前与主炮孔之间的岩石，把光面孔至最近一排主炮孔的距离称作光爆孔的负担抵抗线W光，W光和孔径的关系是：

W光= (15-25)φ

软岩取大值，硬岩取小值，主要是考虑将负担岩体破碎，能破碎则必然能撕开平面。光爆孔距a光-般取W光的0 6-0.8倍，即

a光=(0.6- 0.8) W光

一般取a光=0.7W光=(10-18) φ，显然比预裂爆破的预裂孔间距要大。

(3)超深和堵塞．

1)预裂孔一般比主炮孔和缓冲孔还要深1.0 -1.5m，该超深的解释是：预裂孔比主炮孔和缓冲孔加深l.O-1.5m，有利于阻止主爆区的爆破裂隙在孔底部向边坡岩体的延伸，对防震可能也有一定的好处。

2)光爆孔与主炮孔、缓冲孔同深。堵塞段长度一般取台阶高度的1/10左右，不按孔径大小的比例选取。

(4)装药。

1)炸药品种。我国习惯装2号岩石炸药或乳化炸药小药卷(d= 32mm)，间隔绑在导爆索上组成药串.

2)线装药密度。线装药密度有许多计算公式和经验表，可以参照兰格弗斯给出的经验表，观察效果后再进行调整，调整办法是：

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如果半孔率偏低则减小线装药密度；如果孔间有起爆则拉大孔距；如果孔间有欠爆，则应缩小孔距；如果半孔率很好，孔间平面也很好，则可考虑加大线装药密度，同时调大孔距。

3)装药轴向分布。孔底l-2m装药线密度要增大，靠堵塞段的钻孔上部1-1. 5m装药线密度可减小。对预裂爆破其线密度为：

q底=(2～4)q, q顶=<0.5～l.O)q 式中，q为设计线装药密度，kg/m。 对光面爆破

q底=（l～2）a， q顶=q

同时对光面爆破应核算其平均单耗应是主爆区平均单耗的1/2左右，

(5)预裂爆破布孔的超前长度。超长段布预裂孔的目的是阻断主炮孔裂隙向后侧向延伸，破坏该部位边坡位臵的岩体，同时也有减弱该方向爆破地震的作用。超长段一般不少于5m，国外有人建议超长段为15n，。其实早预裂早得利，这本是一件迟早都要做的事，超长大一些没什么坏处。超长布孔段不布缓冲孔，其侧向也没有主爆区，应当说其夹制作用更严重一些。

(6)起爆方法和起爆时间。预裂爆破应在最先爆破的主炮孔之前，通常作法是对硬岩超前时间不少于75ms，对软岩不少于150ms。因为预裂爆破夹制作用大，其地震效应比一般爆破都要强烈，有许多时候不允许预裂孔同时起爆，通常用25ms时间间隔（地表2段非电雷管延时）分段顺序起爆。

光面爆破的炮孔应在主爆区邻近炮孔起爆后25-150ms起爆，W光

大者取大值。光爆孔可以不连成一个导爆索网路，一般是分成若干组，各自随同其外侧的主炮孔选择延时，但同一组的光爆孔也必须保证同

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时起爆。导爆索辅助网路是保证同组预裂孔和光爆孔同时起爆的正确选择，如果用同段雷管来装入预裂孔或光爆孔中，因雷管离散性较大，对预裂或光爆效果会产生十分不利的影响。

4预裂爆破和光面爆破工艺及质量标准

(1)钻孔精度的保证 《爆破安全规程GB6722-2003》规定：预裂孔、光面孔应按设计图纸钻凿在一个布孔面上，钻孔偏斜误差不超过1。这对使用CPS定位系统、自调斜度的现代化钻孔设备很容易做到，但依靠人工调整的中小型钻机和钻孔技工来说，l0的偏斜意味着IOm台阶孔底只允许偏斜16cm，l5m台阶孔底允许偏差为24cm,这是个较高的要求，为此需要一些辅助手段和辅助设施：

1)开口位臵摆正，钻架斜度调好，现场要清理、平整、放样并用重锤、斜尺、画线等方法控制好开钻状态；

2)调整，即在开口后钻进0 5m，1.Om，2.Om各停钻调整-次斜度； 3)钻机手平稳加压，压力大小由钻孔技工根据岩石性质、钻进速度合理选择，对防止“飘钻”是十分重要的。

(2)药串加工、孔内安放及堵塞药串加工时应与导爆索绑紧，防止滑落：用竹片辅助装药时，竹片应安放在保留岩体一侧堵塞时应先用编织袋封堵，堵塞质量要求密实．

(3)预裂孔的地震效应和减振效果。

1)预裂孔地震效应强烈，同样单响药量时，预裂爆破引起的质点振速比正常台阶爆破大得多，我们的控制方法是：如果正常台阶爆破允许单响药量是Q，预裂爆破单响没计药量为（l/3-1/2）Q，具体作法是将预裂孔顺序分区，区间用25ms延迟起爆．

2)预裂孔对主炮孔爆破的地震效应有减弱作用，减弱作用的方向是预裂面后侧，该方向无论远区近区均有减振效应，实测数据中最

0

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好的减振效果是振速峰值减少了70%，

但是其减振作用并不稳定，尤其是当预裂缝在主爆孔爆破前几天形成时，往往就没有什么减振作用了。分析其中的原因，是预裂缝在围岩应力释放过程中逐渐闭合所致，闭合的预裂缝已不似张开的断裂面而成了一个近似节理面的构造，减振作用消失亦在情理之内

(4)光面爆破及预裂爆破质量评价

用半孔率、裂缝宽度、边坡平整度和留下的半孔上有无爆破裂隙四个方面的指标来评价光面爆破及预裂爆破的质量。

1)按半孔率评价爆破质量的标准。

2)裂缝宽度，优良工程裂缝宽应在5-lOmm之间，对硬岩来说，裂缝顶部岩石不应受到破坏，对软岩不成严蘑破坏，更不膻出现漏斗。

3)边坡平整度其实是对钻孔质量的检验，优良工程边坡平整度应不超过±15cm：

4)优良工程残留半孔壁上不应出现明显的爆破裂隙，

优良的工程形成的边坡应当稳定、平整、美观，非但不破坏环境，还可成为一个景观，

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十一、台阶爆破施工组织和管理

爆破施工方法的确定取决于工程特点、工期要求、施工条件等因素，应选择最安全、最先进、最合理、最经济的施工方法：

编制施工方法时要重点突出其安全性，能够在现在条件下确保施工、周围环境及最终边坡的安全，对采用新技术、新工艺和对施工质量起关键作用的项目或技术较复杂、工人操作要求高的工序，在施工方案中应详细说明施工方法和技术措施，对重要的分项工程要单独编制施工作业设计。同时，还应明确指出施工的质量标准及确保质量与安全的措施。

1、施工机具的选择

施工机具的选择应以满足施工方法的需求为基础。应注意以下几点：

(1)只能在现在的或可能获得的机械中进行选择； (2)所选的机具必须满足施工进度的要求；

(3)选择机具时，要考虑互相配套，与工作环境、施工道路相适应，充分发挥主机的作用；

(4)从全局出发，所选机具应在尽可能多的项目中使用。 2、施工顺序

应仔细分析各种不同施工顺序的所需条件和实施效果，经过选择，确定最佳顺序，其原则是：

(1)满足合同工期要求及工期内数量、品质要求； (2)处理好施工道路与生产的关系，减少相互影响；

(3) -般应按从上到下、交叉平行或流水作业的原则进行安排； (4)尽量布臵较多的工作面，并考虑适当的预备工作面； (5)安排施工顺序应考虑机械的布臵，保持均衡生产；

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(6)必须考虑水文、地质、气候的影响，对自然灾害防患未然， 3、管理工作“三字经”

现场管理是强化开采作业的保障，“打乱仗”是绝对搞不好强化开采的，我们的现场工作围绕着三个字展开，这三个字是“数、序、招”，所以称之为管理工作三字经。

(1)数：即对有关生产的所有环节做到心中有数，具体实施包括十个方面。

1)甲方、监理的状态及要求：每天每月的数量、规格，要进行的“管理活动”，进度款支付能力，执行合同的态度等。

2)人、材、机的需求：设备状况、数量、效率，完好率及机修配件；各种材料的来源、价格、质量及供求状况；各类人员的数量、技术水平、思想稳定状况，各工序管理人员的工作关系是否和谐。

3)地质状况：各类岩石分布情况。

4)现场状况：每个台阶明天有多少方量，能安排多少设备；哪个台阶安排钻机、爆破，需要作好清理、准备；哪个台阶应在什么时问挖完，哪个台阶应在什么时间开出来，施工道路如何配合。现场作业的穿、爆、铲、运、平是否配套和谐。

5)技术状况：有哪些主要技术环节，能采取什么技术措施，还有哪些技术潜力可挖，技术人员能力够不够，缺哪方面人员，有哪些技术问题有待解决．

6)安全状况：哪些环节容易出安全问题，安全制度、安全人员够不够，万一出了问题应准备什么应急措施，如何进行安全活动。

7)质量状况：质量要求的具体化，质量保证存在有哪些环节哪些问题，主要矛盾是什么，应制定什么制度措施，开展什么活动。

8)经济状况：随时进行经济核算，掌握动态成本，了解影响成本

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的技术因素和管理因素在成本中占的比例。

9)进度：进度要求，按进度要求安排人、材、机，了解什么因素制约工程进度。

10)施工大环境：除了和甲方、监理的关系外，还有周围环境要求，相邻单位或人员关系，当地有关部门的联系及各种关系的疏通。

(2)序：即施工管理工作千头万绪，但不能胡子眉毛一把抓，应把各种“数”按轻、重、缓、急分类，按急、重、轻、缓的顺序安排工作。

1)急：需要马上解决，解决不了就影响正常生产的事情。一般叫“卡脖子项目”，应想尽办法尽快解决，以保证工程正常进行。

2)重：凡影响合同执行，关系到重大经济效益的技术问题、安全问题、质量问题都属重大问题。要有针对性地进行研究、试验、整理，投人多的精力，力求得到的解决。

3)轻：需要尽快妥善处理，对工程正常进行有影响但并不是“卡脖子”的事情，应安排人力、物力去逐一解决。

4)缓：可以往后放一下，对正常生产影响不大，或者暂时放一下，可以自行调整，自行缓解的事。

(3)招：也就是办法：对各种问题做到心中有数，并排出轻、重、缓、急的次序后，就要想出解决问题的办法，按顺序逐一解决问题。就爆破工程而吉，解决问题的办法无非五个方面

1)组织管理于段：对因为组织管理疏漏而发生或显现出的问题，通过调整机构、制定制度、加强管理的方法解决。

2)行政命令：对因人员、设备、材料造成的问题，可以通过解聘或调整人员，调运或更新设备、调换优质材料来解决。

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3)技术手段：针对影响生产的关键技术问题组织现场技术攻关，请专家指导，对人员进行培训，制定严格的岗位责任制，是可供选择的技术手段。

4)关系手段：中国有句名言叫“和气生财”，爆破工程实施一方，骚扰一方，应处理好左邻右舍、甲方、监理、当地各类关系，应防患于未然，联系各方关系，尽量减少“临时抱佛脚”的事：

5)经济手段：通过奖、罚调动积极性，惩治违章作业和违法乱纪。 4、施工管理组织及管理办法

管理工作的“三字经”是原则和指导思想，管理组织和管理办法则是具体组织措施和管理措施。

(1)施工管理组织。现场施工的管理主要靠总工、总调度及钻爆大队完成。总工负责现场规划，根据甲方要求安排进行爆破，掌握进度、质量、安全、技术各片面的情况，指导各专业部门的工作。

总调度按总工程师的安排，组织人、材、机进行施工，并随时协凋现场各施工环节，保证施工顺畅有序地进行。

钻爆队在总工和总调度共同指导下工作，一方面是按总工安排进行爆破的设计、布孔、钻孔、装药、起爆工作，另一方面是组织二次爆破，按施工计划为下次爆破准备好工作面。

(2)现场进度管理。

1)总工派人随时掌握每天运出方量，各工作面的作业长度、宽度、爆破松方方量及设备分布，并每天作一个报表，完整反映生产进度和各生产工作面的状况。

2)根据以上报表，甲方进度要求，块度要求，提出钻爆工作要求要求。

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十二、台阶爆破安全技术

台阶爆破工程和其他爆破工程一样，由于爆破造成一定范围地表振动、飞石、噪声、有害气体逸散，给作业区周围环境造成影响，对人们正常生活带来一些干扰。爆破工程也会因某些原因造成拒爆、半爆或非正常爆轰，给环境安全带来一定威胁，这都是爆破企业和爆破工程师每天都要面对的问题。这此问题处理得的好，爆破工程才能顺利进行。出一点纰漏，都会影响爆破作业的实施：若出现重大问题，会造成很坏的社会影响。

1、爆破飞石

正常台阶爆破不应当有危害环境及安全的飞石，飞石是爆破设计、施工出现纰漏或失去控制造成的，飞石的产生有很大的偶然性，但通过观察、研究、发现飞石现象也有其内在的规律，了解这些规律对防止飞石事故是非常重要的。

1.1孔口飞石

a孔口飞石俗称“打”或“冲炮”，其产生的原因有： (1)堵塞段设计过短。如果堵塞段长度少于20倍孔径，打的可能性就很大；一般设计堵塞长度应在20-30倍孔径之间，周围环境简单，200m范围内无重要保护物时，可以用到20倍孔径的堵塞长度；周围环境比较复杂，不允许出现打，则设计30倍孔径的堵塞长度。在设计参数没有太大偏差失误的情况下，堵塞长度为30倍孔径，可以保证孔口不“打”，并保证堵塞段岩石不产生过多的不合格大块。

(2)堵塞质量不好。首先是堵塞材料，在工程中可以使用岩粉作为堵塞材料，但用岩粉堵塞必须分段捣实，一般钻孔76—140mm，每30-50cm加强捣固一次，用炮棍捣实后再继续往上堵塞。捣不实属于堵塞质量不好，不捣实的炮孔，即使堵塞长度达到30倍孔径，也往

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往出现打，堵塞质量不好还包括篷孔（堵塞段出现空腔）、水孔悬浮等，出现这些情况．十之会打。

(3)设计底盘抵抗线过大或钻孔偏斜过大，使钻孔下半部分炸不开，留下较大根底，于是爆炸气体能量向孔上部集中，也容易造成打。

(4)有时为了加强堵塞段的破碎效果，将药柱顶部1.Om左右的装药上移，作为一个单独的小药包在孔口形成爆破漏斗，如果该小药包埋深不够，则该小药包形成强抛掷也会产生飞石。一般按Q= W3控制上部小药包药量与埋深的关系，小药包长度不超过1.Om，既可以加强堵塞段破碎，又不会形成远距离(超过50m)的飞石。

b掌子面（台阶面）飞石

一般把台阶立面按掘进习惯称为掌子面，掌子面因受到前排炮的冲击，又陡峻高峭，后冲作用使壁面凸凹不平并经常分布有许多张开裂隙，该面又是爆区前排药包的最小抵抗线指向，所以壁面的状态与台阶爆破飞石关系甚大。

(1)壁面上的张开裂隙，无论与药柱是否连通，都是“跑气”的薄弱处，“跑气”必然带出飞石，处理办法是估计大裂隙高度，对炮孔作间隔堵塞。

(2)壁面上部因后冲较多，使爆区前排炮孔上部装药与壁面的距离小于设计最小抵抗线（甚至不足1/2设计最小抵抗线），炮孔装药的上段会朝斜上方冲炮，产生大量远区飞石，处理办法是加长相应炮孔的堵塞长度，使药柱上端面中心的实际最小抵抗线大于或等于0.8倍设计最小抵抗线，一般就不会产生严重飞石，如果担心堵塞段太长会出现较多大块，可以在堵塞段增设I-2个小药包。小药包的大小按Q=W3控制，W为小药包实际最小抵抗线（现场简单测定）。

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(3)壁面发生反坡时，凹陷处最易产生飞石，处理方法是在炮孔相应位臵作间隔堵塞。

(4)钻孔向壁面偏斜，使炮孔下部最小抵抗线变小，或者两个相邻炮孔因偏斜而孔底靠得太近，造成装药相对集中，也会产生飞石，这种飞石的预防，当然是钻孔质量的控制。

上述各种飞石现象，均伴随着爆炸气体过早地向大气泄漏。降低了气体做有用功（破碎及推移爆岩）的能力，同时也使冲击压力突然下降，减弱了爆炸冲击破碎岩石的能力，所以凡发生严重飞石的爆破，大块多、根底多、爆堆松散不够等都会伴随出现，使爆破效果受到严重影响。

c构造飞石

还有另一类飞石在工程中也有出现：钻孔与大的张开裂隙或小溶洞贯通，装药时炸药流向张开裂隙或小溶洞，形成一定程度的集中装药，如果集中装药发生在第一排或靠近孔口的位臵，则会造成非常严重的飞石。这类飞石的预防办法是：在钻孔时钻机手对这些地质现象均应有觉查（不排渣，沿掌子面冒烟），应记下位臵，调整装药结构，作间隔堵塞或改装散药为卷药，如果已有较多的炸药（比如一袋炸药）装进孔内，装药面不见升高，则应停止装药，由爆破工程师象处理盲炮一样根据现场情况制定出处理方案，如果没有安全可靠的处理方案则放弃该孔，待爆后作为盲炮处理。

d二次爆破飞石

以上所论及的台阶爆破飞石，其实发生的几率很小，正常的台阶爆破都没有远区飞石，而发生飞石最多的是根底处理、抬炮和大块二次爆破。说到底，控制办法就是管理切实有效，实行一人负责制，即所有抬炮、二次爆破都由一个人（熟练爆破工）专门负责验孔、分药，

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把应装入炮孔的炸药分放到孔口附近，其他爆破工只负责将分好的炸药装入孔中堵塞及联网，发生飞石，由分药人负责分析原因，在下一次分药中加以改进。

e飞石安全距离

(1)对人员，按《爆破安全规程》规定，安全距离为： 1)台阶爆破（无论深孔还是浅孔）在形成台阶后不小于200m，复杂条件或未形成台阶（包括深孔抬炮）不应小于300m。特殊条件下，采取了防飞石措施，则应按设计定出飞石对人员的安全距离，设计及审批应对设计安全距离承担责任。

2)扩壶爆破的安全距离不小于50m： 3)药壶爆破的安全距离不小于300m。

4)浅孔二次爆破的安全距离不小于300m，糊炮和聚能弹破大块的安全距离不小于400m。

(2)对设备、建筑物设施，由设计文件定安全距离，一般取对人员安全距离的一半。

(3)抛掷爆破的安全距离（无论对人员或设施）均由设计文件规定，单位总工程师批准。

(4)沿山坡爆破时，下坡方向飞石距离应增大50%。 2爆破地震及其控制 2.1爆破地震波 2.1 1爆源的影响 A装药量

装药是爆破地震的震源，药量多则造成的爆破地震强烈。所称装药量的影响，也就指单响药量的影响。

微差爆破技术被爆破界认同之后，装药量对爆破地震强度的影响

是单响药量起主导作用还是总药量起主导作用有了不同的看法，多长的延迟时间可以认为单响药量起主导作用，多短的延迟时间应当按一次爆破多响药量的总和计算爆破地震强度，也有了不同的看法，并且都有试验结果、实测数据为佐证，当前流行的做法是：

目前我国国产微差雷管段差均在25 ms以上，同段间的齐爆性能也不是太好（例如常用的3段毫秒雷管的标称起爆时间是50±lOms），根据我国大量实测数据整理结果，认为爆破地震强度与微差爆破的总药量无关，只取决于单响最大药量，并存《爆破安全规程》中对计算方法作了规定：

Q=R（V/K）

式中：Q—最大单耗药量（kg） R—爆破震动安全允许距离（m） V—建筑物允许振动速度， cm/s

K、α—与爆破点地质条件、地形有关的系数和衰减指

数，可按下表选取，或通过现场试验确定。

尽管规程如此明确地作了规定，但是对一些重要场合（爆区附近有重要建筑物或必须保证正常运作的设施），审批设计时除了单响药量外，还要一次爆破用药总量。

岩 性 坚硬岩石 中硬岩石 软岩石 50—1.3——1.5 —150 150—1.5——1.8 —250 250—1.8——2.0 —350 K a 3

3/a

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K、α值选取表

B炸药爆速

爆速高的炸药爆轰压也高，爆压高则意味着“锤击”作用有力，会在周同介质中激起比较强烈的振波。提高炸药密度可以提高爆压，而炸药密度增加时，爆速也同时增加，使用乳化炸药比使用铵油炸药爆破地震要强烈一些，这是因为乳化炸药装药密度和爆速都比铵油炸药高所致。

C炮孔的几何分布 ①孔径和超深

一个140mm的钻孔与4个76mm同台阶钻孔齐发爆破，二者装药量相同，单孔爆破的地震效应比四孔齐发要大，这一方面是因为单孔爆破从起爆到泄气的时程要长1倍，另一方面四孔齐发因没用导爆索连网，起爆时间不严格一致也可能是地震效应减弱的一个原因。在实践中证明，小孔径台阶爆破比大孔径相同药量的齐发地震效应弱，是一个不争的事实。

超深对台阶爆破的地震效应影响较大，对台阶高12m、孔径76mm的台阶爆破，超深1.Om和超深2.Om的两次爆破比较，超深2.0m者在正前方lOOm实测爆破地震强度比超深1.Om者几乎高出50%。

②平均单耗的影响

同样的总药量和单响药量，松动爆破比强松动爆破地震波强度大，强松动爆破比抛掷爆破地震强度大。即平均单耗越大，地震效应越弱。推而广之，当炸药受潮或钻孔精度失控，局部炸不开或炸不好而出现成堆大块或根底时（即爆破放果不好时），地震效应往往比较强烈，也可以用部分爆破部位变成弱松动爆破来解释。如通过拉大钻孔间排距，虽然减少了总药量和单响最大药量，但地震波强度不会减

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弱反而增强。减小了孔网参数，爆破效果会得到改善，地震也会降下来。

③爆区朝向的影响。

爆区后侧地震最强烈，侧向次之，正前方地震强度最弱。 改变布孔方式和起爆方式，可以改变“前方”与“后方”的位臵，例如斜线起爆的“后向”就不是台阶面的反向而是斜线的反向，V形起爆的“后向”也不再是爆区的后排的反向，而变成爆区的侧后向，改变起爆方式可以调整或减弱某一方向的地震波强度。采用梅花布孔大斜线或V形起爆时，每—个炮孔爆破时相当于有三个“自由”面，其地震效应比其他布孔方式、起爆方式爆破的地震效应要弱一些。

D装药结构的影响

实践证明，径向不耦合装药，孔底柔性垫层装药，炮孔空气间隔装药都有减震效果。径向不耦合装药，相当于在“锤子”和石头之问加了一个软垫层，其减震作用可以用冲击力减小来解释．底部柔性垫层所起的作用也是减弱炸药爆炸对底板以下岩体的冲击力，导致由孔底传出的应力波减弱，故而地震波减弱。中间空气间隔，可以使爆轰压为的下降速率变快（向空段泄压），从而使对岩体的冲击减弱，可能是造成地震强度减弱的主要原因

2 1 2介质的影响

介质包括爆区介质，传播地震波的介质，及保护物基础的介质，它们对爆破地震都有很大的影响。

爆区自由面条件对爆破地震强度有不小的影响，自由面越多，炸药能量用于破碎岩石的比例就越大，自由面多，爆炸空腔膨胀就容易，膨胀快减压电快，这些因素均可使地震波强度减弱。

爆区构造对地震波也有较大影响，如果存在水平节理，则朝抵抗

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线方向推出岩渣变得比较容易，爆压降低会变快，地震强度也就相应变弱；爆区附近有软弱构造（断层）或小溶洞、张开裂隙，一般是提供了泄压空间，有使震波降低的趋势，但是如果减压的结果影响了朝自由面作功，使爆破性质变成了弱松动或内部药包，反而会使地震效应增强。

爆区含水率影响介质中的波速，如果炮孔中充满水或构造间隙中充满水，对地震波的形成和传播也有重要影响，在饱和水介质中地震波要强得多。

2.2爆破地震破坏标准 2 2.1爆破地震安全标准

《爆破安全规程》给出的爆破地震安全标准如表所示。

序号 别 1 2 土窑洞土坯房 0.5-0.1 0.7-1.2 2.3-2.8 1.1-1.5 2.7-3.0 保护对象内＞10HZ ＞10Hz-50Hz ＞50Hz-100Hz 一般砖房，非抗震的大型2.0-2.5 砌块建筑物 3 4 5 6 7 8 钢筋混泥土结构房屋 一般古建筑与古迹 水工隧道 交通隧道 矿山大巷 3.0-4.0 1.000.3 7-15 10-20 15-30 3.5-4.5 3.5-4.5 4.2-5.0 4.2-5.0 水电站及发电厂中心控制0.5 设备 9 新浇大体积混泥土 龄期：初凝-3d 龄期：3d-7d 2.0-3.0 3.0-7.0 68

龄期：7d-28d 7.0-12 注1：选取频率为主振频率，系指最大振幅所对应波的频率。 注2：频率范围可根据类似工程或现场实测波形选取。选取频率时可参考下列数据： 铜室爆破＜20Hz；深孔爆破10Hz-60Hz;浅孔爆破40Hz-100Hz A 选取建筑物安全允许振速时，应综合考虑建筑物的重要性，建筑质量，新旧程度，自振频率，地基条件等因素。 B 省级以上重点保持古建筑的安全允许振速，应经专家论证选取，并报相应文物管理部门批准。 C 选取隧道，巷道安全允许振速时，应综合考虑构筑物的重要性，围岩状况，断面大小，深埋大小，爆原方向，地震震动频率等因素。 2.2.2减振与抗振措施

根据前面所叙述的影响爆破地震强度的因素及安全标准，可以看到爆破地震是一个十分复杂的工程问题，因而减振和抗振也必然是一个十分庞大的系统工程课题．基于目前对该问题的认知水平，故只能简单地介绍一些行之有效的减振工艺方法和最新的研究成果，如何应用，怎么做才能取得事半功倍的最佳效果，只能因地制宜，凭设计技术人员的经验和认识水平进行选择和应用。

(1)合理设计、精心施工是控制爆破地震效应的根本，包括选取合理的间排距、超钻和堵塞长度、允许的爆破规模、单响药量及起爆时差、起爆顺序。保证施工误差不超标，并控制在允许范同之内。这些都是正常爆破作业的前提，也是控制爆破地震的前提，如果前提失控，就谈不上什么减振措施的效益。

(2)采用不耦合装药，低密度低爆速炸药有明显的降振作用。 (3)利用V形或斜线起爆方式可以降低有重要建（构）筑物方向

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的爆破地震强度。

(4)预裂爆破可以有效地减弱地震强度，在临近爆区的地方作切割槽、隔振沟，其作用与预裂缝相同，但在临近建筑物的地方挖隔振沟，因沟深与振波波长不成比例，往往收不到什么效果。投入这些辅助降振工程，成本很高，设计选择应进行详细的技术经济分析论证，并与对主要保护物进行抗震加固方法相比较．选择既省钱又有效的措施。

(5)干扰抗震法。

(6)在一项工程爆破中，如有必要可以采取多种方式综合减震，如可以同时采用开挖隔振沟、改变传爆方向。单响药量并减少爆破夹制、孔底加柔性垫层、孔内用径向小耦合装药或空气问隔装药结构、在炸药内加入添加剂降低爆轰速度、利用高精度微差爆破技术实现干扰降振等。

3 台阶爆破的空气冲击波、噪声、有害气体及扬尘 3.1空气冲击波和噪声

正常台阶爆破因炸药转化为空气冲击波的能量较少，其影啊范围远小于地震波和飞石，所以一般不考虑空气冲击波的安全影响范围。空气冲击波在向四周传播过程中，蜕变成为噪声，正常台阶爆破噪声一般对环境无大碍，也属于“暂不考虑”之列。

浅孔破大块及抬炮，也可以不考虑空气冲击波及噪声的影响范围，对裸露药包（包括糊炮和聚能弹）破大块，规程对安全距离作了如下规定：

Rk=25Q

式中Rk——安全距离，m： Q-单响药量，kg。

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1/3

应当说明的是该式有两个条件，一是单响药量必须少于20kg，单响药量大于20kg时此式不能用；二是人员应躲在掩体中。

3.2有害气体和粉尘

有害气体与粉尘是分不开的，粉尘扩散与炮烟弥漫足相同的过程，对露天台阶爆破，一次用药量不大，炮烟扩散条件很好，爆后几分钟之内炮烟就可以降到对人畜无害的程度，空气恢复可见度，所以在爆破安全设计中一般都不涉及炮烟及粉尘影响范围，但有一点应当强调，对爆区附近的独头巷道、涵洞等“窝风”的地点应予以特别关照，爆破有害气体可能会在这些地方滞留几天，对误入的人畜造成危害

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十三、中深孔台阶爆破设计方案

重庆长寿区巴斯夫MDI项目平基土石方工程为化工工业园区平基项目，其中有一山体（名为大坡寨）在此工程中具有代表意义，我们以此为实例讨论。

1、基本情况

大坡寨方量为910万方，最大开挖高差为93米，山顶面积较小，开挖方量场内回填，计划工期为八个月。日爆破岩石方量3.8万m3。采用的是阿特拉斯Φ140mm钻机，1.6-2.0挖掘机，15-30吨自卸汽车。实行强化开采，必须开采、施工过程中做到以下几点：

1）爆破足够量的合格石料。

2）有足够的空间放臵挖掘机，保证每日装车量不得低于3.8万m3。

3）道路能够保证汽车的正常运输。 2、工程爆破特点

1）粒径要求在0.8m以下。

2）爆破作业次数频繁，山体爆破作业方量3.8万m3以上。 3）爆破地质条件复杂，主要岩层为砂岩和页岩。岩层层状叠加，对爆破的质量相当不利，大块率和根底产生较多。

4）初期时，作业面积小，对于施工组织难度大，要求各方面协调到位，加强配合。

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5）道路规划要求高，上山的路必须台阶的推进一致，需要变更线路。开始时由于管理存在问题，只有一条到山顶的道路，后期通过协调，增加了一条，一定程度上缓解了运输的堵塞。在下降一个台阶后，又增加了两条运输道路，保证了石方的运出。

3、爆破设计

我们进行试炮时，采用工程类比法，参数取小值。 （1）定出装药线密度q线；现场实测得出 q线=11.5kg/m （2）初选炸药单耗q。砂岩的单耗取0.38-0.42kg/m3，页岩取0.25-0.28kg/m3。我们初步设计按砂岩单耗取0.4kg/m3。

（3）该地区岩石可爆性较差，但爆破环境较好，周围空旷，300米范围内无任何有碍爆破的障碍物。故填塞h0保证3.5米以上。

（4）因此部位砂岩的可爆性差，为确保底部不留下较大的根底，选取钻孔超深1.5米。。

（5）计算单孔最大可能装药量（连续装药）

Q初=q线（h2+h3）=11.5*（12+1.5-3.5）=115kg

（6）计算单孔负担面积S及爆破体积V 单孔负担面积S=ab 爆破体积V=abH=SH 则： S=V/H=Q初/qH

=115/(0.4*12)= 23.96m2 （7）定出炮孔间排距。

一般取a=1.25b，则ab=1.25b2=S，故 b=（S/1.25）1/2,a=(1.25S)1/2 则排距b=(23.96/1.25)1/2=4.4m 间距a=S/b=23.96/4.4=5.4m

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(8)调整单孔装药量并核算平均炸药单耗。

q=Q/abH

在操作时，因砂岩和页岩层叠交错。因页岩可爆性较好，大块率低，砂岩难爆，大块率高，故在布孔时，考虑了孔底设臵在页岩上，同时不打穿页岩，留下一部分作为下层爆破的上部。这样可以减少爆区上部填塞段的大块率，同时，炸药装在了砂岩部位，充分利用了炸药的能量。在最后砂岩层厚不大,同时又处于爆破岩体中间的情况下，我们将参数放大到了5*8,单耗为0.32kg/m3 。不但有效的降低了炸药成本，同时也改善了爆破质量。

9）此处对粒径要求不高，爆破网络采用排间微差爆破。每排的微差时间在25-100毫秒。

10）装药结构采用连续装药。

11）雷管选取：为保证爆破安全，采用非电毫秒雷管。 在试炮时，因是山体的第一层，为达到台阶开采，因此每孔的高差不一样，我们将孔底的标高设计在一个高程上，因此孔深不一样，最深的达到了20米，因此参数不一样，可根据上面的计算方面制定一个参数表。在爆破完后，调整各个取值，再进行试验，尽快达到最佳参数。在生产过程中，因地质情况不断的发生变化，故取值也在不断的调整，但总的思路和计算方法按照上面执行。

4、爆破安全技术 1）一次爆破的最大段药量

大坡寨距最近的建筑物在300米以上，该建筑物为厂区，振动速度为2.5cm/s。K=300 a=1.6

Q=R3（V/K） =3003（2.5/300）

3/1.6

3/a

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=3411kg

2）空气冲击波安全距离

本工程爆破为减弱松动爆破，作用指数n≤0.75，破坏限于在爆破漏斗抛掷界限内，对建筑物无影响。

3）个别飞石安全距离

根据经验公式：Rf=d（40/2.54）

式中: Rf—个别飞石安全距离 （m） d—-炮孔直径 (cm) 代入公式计算

飞石安全半径为220m为最低的警戒距离，但考虑周围宽敞，且是山体爆破，飞石距离需加大，故本工程的安全警戒距离以《爆破安全规程》规定的安全距离为准。即：施工区内所有人员设备均应撤离到距炮区300米外。同时加强防飞石安全技术措施。

5、成本核算

爆破成本的核算要结合挖机挖掘成本、汽车运输成本、场平的碾压成本等综合成本来考虑，不应单独核算。

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十四、机械配臵

完整完成露天的石方工程有六道工序，即穿孔、爆破、铲装、运输、推平、碾压。弃方工程一般不作碾压，但是弃方工程不多，总有部分石方要移挖作填。按以上论述，石方爆破工程的施工机械应该包括：钻孔设备，装药机械，配合装载工序的_次破碎机械，短途挖运的前端武装载机，装车的电铲、油铲（挖掘机），石方运输车（自卸矿车），平场、撮堆并可兼作修路机械、短途推运机械的推土机，碾压没备等类。

露天石方工程一般采用总承包方式由一个施工单位完成，所以技术人员不但要熟悉爆破技术还应当对石方工程的全过程有深刻的认识，对工程中常用的设备应有一个全面的了解。这里我们只对露天台阶的钻孔设备作一个了解。

露天台阶爆破钻孔机械一般又称中深孔钻机，常用的中深孔钻机有钻车、潜孔钻机及牙轮钻3大类，牙轮钻主要应用在矿山。在场平、修路、采石等工程中，主要钻孔设备是小型和中型的潜孔钻机和钻车。

1潜孔钻机

露灭潜孔钻机大都有的行走机构，按其钻孔直径和重量可分为轻型、中型和重型3种。轻型钻机一般l～5t重，可钻孔径100mm左右，由机外风源供风。国产的100B钻机有三角架式、牵引式和雪橇式3种，由宣化风动机械厂和长沙矿山研究院机械厂生产，价格便

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3

宜，移动方便，可以与一般9-12m空压机配套使用，但凿岩速度较慢（日凿岩50m以内）。

重型露天潜孔钻机重30-45t，钻孔直径180-250mm，主要机型有KQ-200型、Q2-250型和KQ-250型，它们都自配空压机（分体专用），并均为履带自行式，爬坡能力较强，主要用于大型露天矿山。

中型露天潜孔钻机的钻孔直径为130-180mm，机重为10-20t，适用于一般石方钻爆作业。它的主要机型有YQ—150A、YQ—150B和T—170型，它们不带空压机，由机外风源供给压气，都有履带行走机构，是我国使用最普遍的潜孔钻机。

2露天凿岩钻车

露天凿岩钻车所配用的凿岩钻孔设备主要有液压凿岩机和潜孔冲击器两种，其特点是：

(1)适应多种用途，设备的机动性高。

(2)能够钻凿多方位的炮孔，调整钻孔位臵迅速准确。 (3)钻孔自动化程度高，一般能够实现自动防止卡钻，自动实现反转，上卸钻杆自动化，开孔自动化，停车自动化等。

(4)钻速快，在岩石坚固性系数，f=10-14条件下，钻进孔径lOOmm、钻深2m时，纯钻速达到900-1200mm/min，这是同级潜孔钻机无法比拟的。

(5)钻具寿命高。钻杆寿命一般超过lOOOm，钻头寿命高达300-lOOOm。

(6)钻孔成本明显降低。

(7)动力消耗低，折算到每立方米岩石的能耗只及潜孔钻机的1/3和牙轮钻机的1/2。

露天凿岩钻车种类及型式较多。以牵引运行方式分有自行式与非

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自行式两种。自行式以履带运行为多，非自行式主要是以轮胎为行走轮。按钻孔孔径分，孔径小于80mm者为小型露天凿岩钻年，大于lOOmm者为大型露天凿岩钻车。以钻具类型分，有气动钻车与液压钻车。国外多数为液压钻车，即液压钻臂配备重型液压凿岩机。

3钻机效率及所需台数

在选择钻机时，首先应根据现场实际情况、块度要求、设计生产强度选择钻孔直径。

不同直径钻孔延米爆破量参考表（砂岩） 钻孔直径mm 延米爆破量S/m3 38 1 50 2.5 76 6 100 10 140 20 150 23 4潜孔钻机的性能参数

型 号 阿特拉斯976 阿特拉斯900 阿特拉斯836 阿特拉斯600 阿特拉斯196 寿力780RH 寿力825RH 寿力980XH 寿力1070XH 红五环HM900-14 红五环HM900-10 红五环HM950-8.6 红五环HM1060-7 空压机指标（中高风压） 额定排气压力额定功率kW外型尺寸mm -bar(psi) （BHP） 27.7 4910*2100*2460 4910*2100*2460 4910*2100*2460 186 5040*2092*1988 3941*1716*1661 20.7(300) 246（330） 4135*2100*2561 17.2(250) 246（330） 4135*2100*2561 24.1(350) 328（440） 4684*2100*2520 24.1(351) 328（440） 4684*2100*2520 14 239（325） 4210*2000*2220 10 239（325） 4210*2000*2220 8.6 239（325） 4210*2000*2220 7 239（325） 4210*2000*2220 总重量kg 5700 4778 4778 3500 5750 5750 6670 6670 通过以上性能参数和我们长期的实践经验，我们在对空压机和钻机作如下配臵原则：

空压机的排气压力在14MPa以上的，排气量在20m3以上的可以配臵全风动钻机。

空压机的排气压力在1.7MPa以上的，排气量在15m3以上的可配

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臵半液压钻机。

参照目前的空压机和钻机，做如下的配臵。

a阿特拉斯976和寿力980型空压机，配臵孔山KSD186型风动钻机；

b寿力980型空压机，配臵宣化CM351型钻机；

c阿特拉斯600型空压机，配臵孔山和金科半液压型系列钻机； d寿力550型空压机，配臵孔山和金科半液压型系列钻机； e红五环和开山自带的空压机和钻机。

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