一种深孔与短孔组合式的硬岩露天台阶爆破方法

摘要

本发明公开了一种深孔与短孔组合式的硬岩露天台阶爆破方法，该方法包括以下步骤，首先，在台阶工作面上菱形布置（钻凿）主爆深孔，然后在主爆深孔中间布置辅助短孔，且主爆深孔装药长度为其孔深的57～63%，辅助短孔装长度为其孔深的15～20%；起爆时，主爆深孔与辅助短孔均采用孔底毫秒微差逐孔起爆。这种复合组合式（深孔与短孔组合）露天台阶爆破方法可以有效改善超硬难爆岩体无装药区域（台阶上部/顶部）的爆破效果，降低爆区的大块率，提高整体爆破质量。具有钻孔少、单耗低、工艺简单、作业时间短、爆破效率高以及成本低等特点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种深孔与短孔组合式的硬岩露天台阶爆破方法，该方法广泛适用于大型露天矿山和各类土石方剥离工程中完整性较好、致密、中硬至极硬岩体台阶爆破。

背景技术

露天硬岩台阶深孔爆破充填段长度占炮孔总长1/3左右，由于充填段不装炸药，爆破能量无法充分发挥致碎作用，爆后台阶顶部堵塞（充填）段常出现大块率高、爆堆形态差（不规则）、铲装效率低等问题。为解决这些问题，一般会通过提高炸药单耗、缩小孔网参数、增大单孔装药量、减少堵塞（充填）长度等途径进行改善。但这些方法存在作业时间长、钻孔数量多、爆破成本高、工艺复杂、安全性低、爆破震动大和爆破效果改善空间有限等问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种作业时间短、钻孔数量少、爆破成本低、工艺简单、安全性高、爆破震动小的组深孔与短孔组合式的硬岩露天台阶爆破方法。

为了解决上述技术问题，一种深孔与短孔组合式的硬岩露天台阶爆破方法，该方法具体包括以下步骤：

步骤ⅰ、根据待爆区域的可爆性、钻孔孔径D、炸药单耗q、台阶坡面角α、钻机作业安全平台宽度B、台阶高度H₀参数，确定待爆区域的底盘抵抗线W、深孔孔深H、深孔孔距a和排拒b；

步骤ⅱ、根据步骤ⅰ所述的计算结果，在台阶工作面上菱形布置孔深H、深孔孔距a和排拒b的多个主爆深孔；

步骤ⅲ、根据步骤ⅰ所述的计算结果，结合单耗q、台阶高度H₀确定所述主爆深孔的每孔装药量Q₁和充填高度H_c；

步骤ⅳ、在步骤ⅱ所钻凿主爆深孔所形成的几何网格中心钻凿短孔；

步骤ⅴ、根据待爆区域的岩体的可爆性、岩体纵波波速C、岩石密度、孔距、排拒参数确定主爆深孔与辅助短孔的起爆延期间隔；

步骤ⅵ、根据步骤ⅴ计算结果在每个孔中放置爆破器材（包括起爆弹和数码电子雷管）并设置起爆时间；根据步骤ⅲ、ⅳ计算所得各深孔装药量，向各孔中装药，然后连线起爆。

进一步，所述的主爆深孔与辅助短孔均为竖直孔，且孔径相同。

进一步，所述主爆深孔均为菱形布置，形成孔网单元，所有辅助短孔也为菱形布置形成孔网单元。

进一步，所述辅助短孔位于所述主爆深孔孔网单元所形成平行四边形对角线的交点。

进一步，所述短孔孔深h为深孔充填高度H_c的1~1.2倍，装药高度h_c为短孔孔深h的15～20%，短孔充填高度不低于短孔孔深h的65%。

进一步，所述主爆深孔装药长度为其孔深的57～63%。

进一步，所述主爆深孔采用孔底毫秒微差逐孔起爆。

进一步，所述短孔起爆时间T_c小于主爆深孔排间微差间隔T_a。

进一步，所述主爆深孔与辅助短孔均采用数码电子雷管起爆。

进一步，所述主爆深孔排间微差间隔T_a和孔间微差间隔T_b时间不得大于30ms，且主爆深孔排间微差间隔时间T_a小于孔间微差间隔时间T_b。

采用上述技术方案的组合式（深孔与短孔组合）硬岩露天台阶爆破方法，具有以下优点：

1、与传统台阶爆破相比，炮孔数量明显减少，钻爆作业时间大大缩短、工艺更简单；

2、由于孔数减少，火工品及炸药单耗较低，减少了爆破总成本，还降低了爆破飞石及爆破震动等危害；

3、采用数码电子雷管相对于非电导爆管，延期精度更高，毫秒延期选择及搭配更多，综合爆破效果更好。

4、短孔与深孔充填区域位于同一水平，爆破时能与深孔爆破作用互相叠加，可有效改善台阶深孔充填区域的爆破质量。

附图说明

图1为本发明的工作面炮孔布置示意图。

图2为本发明的工作面炮孔布置剖面示意图。

图3为本发明的工作面炮孔装药剖面示意图。

图4为本发明的工作面炮孔起爆时间示意图。

图5为本发明的具体实施例中的工作面炮孔布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施步骤对本发明作进一步说明。

参见图1、图2、图3、图4和图5，本发明一种深孔与短孔组合式的硬岩露天台阶爆破方法，该方法具体包括以下步骤：

步骤ⅰ、根据待爆区域的可爆性、钻孔孔径D、炸药单耗q、台阶坡面角α、钻机作业安全平台宽度B、台阶高度H₀参数，确定待爆区域的底盘抵抗线W、深孔孔深H、深孔孔距a和排拒b；

步骤ⅱ、根据步骤ⅰ所述的计算结果，在台阶工作面上菱形布置孔深H、深孔孔距a和排拒b的多个主爆深孔；

步骤ⅲ、根据步骤ⅰ所述的计算结果，结合单耗q、台阶高度H₀确定所述主爆深孔的每孔装药量Q₁和充填高度H_c；

步骤ⅳ、在步骤ⅱ所钻凿主爆深孔所形成的几何网格中心钻凿短孔；

步骤ⅴ、根据待爆区域的岩体的可爆性、岩体纵波波速C、岩石密度、孔距、排拒参数确定主爆深孔与辅助短孔的起爆延期间隔；

步骤ⅵ、根据步骤ⅴ计算结果在每个孔中放置爆破器材（包括起爆弹和数码电子雷管）并设置起爆时间；根据步骤ⅲ、ⅳ计算所得各深孔装药量，向各孔中装药，然后连线起爆。

进一步，所述的主爆深孔与辅助短孔均为竖直孔，且孔径相同。

进一步，所述主爆深孔均为菱形布置，形成孔网单元，所有辅助短孔也为菱形布置形成孔网单元。

进一步，所述辅助短孔位于所述主爆深孔孔网单元所形成平行四边形对角线的交点。

进一步，所述短孔孔深h为深孔充填高度H_c的1~1.2倍，装药高度h_c为短孔孔深h的15～20%，短孔充填高度不低于短孔孔深h的65%。

进一步，所述主爆深孔装药长度为其孔深的57～63%。

进一步，所述主爆深孔采用孔底毫秒微差逐孔起爆。

进一步，所述短孔起爆时间T_c小于主爆深孔排间微差间隔T_a。

进一步，所述主爆深孔与辅助短孔均采用数码电子雷管起爆。

进一步，所述主爆深孔排间微差间隔T_a和孔间微差间隔T_b时间不得大于30ms，且主爆深孔排间微差间隔时间T_a小于孔间微差间隔时间T_b。

具体实施例：

一种深孔与短孔组合式的硬岩露天台阶爆破方法，

步骤ⅰ、根据待爆区域的可爆性、钻孔孔径D、炸药单耗q、台阶坡面角α、钻机作业安全平台宽度B、台阶高度H₀等参数，确定待爆区域的底盘抵抗线W、深孔孔深H、深孔孔距a和排拒b；

步骤ⅱ、如图1和图2所示，在台阶工作面上菱形布置孔深H、深孔孔距a和排拒b的主爆深孔1、2、3、4等，L₁₂>34=a，L₁₃>14=>42且孔1到孔3和孔4连线的垂直距离为b；

步骤ⅲ、根据步骤ⅰ所述的计算结果，结合单耗q、台阶高度等H₀确定深孔每孔装段7的药量Q₁和充填段6的高度H_c，主爆深孔装药段7的长度为其孔深的57～63%；

步骤ⅳ、如图1、图2和图3所示，在所钻凿主爆深孔1、2、3、4所形成的几平行四边形对角线交点处钻凿短孔5，L₁₅>54>52>35深孔与短孔均为竖直孔，且孔径相同，所有短孔也为菱形布置；短孔5孔深h为深孔1充填高度H_c的1~1.2倍，装药段9的高度h_c为短孔孔深h的15～20%，短孔充填段8的高度不低于短孔孔深h的65%。

步骤ⅴ、根据待爆区域的岩体的可爆性、岩体纵波波速C、岩石密度、孔距、排拒等参数确定主爆深孔和辅助短孔起爆延期间隔；

步骤ⅵ、根据步骤ⅴ计算结果在每个孔中放置爆破器材（包括起爆弹和数码电子雷管）并设置起爆时间，如图4所示，所有炮孔采用孔底毫秒微差逐孔起爆。辅助短孔5与相邻的先爆深孔1同时起爆。所述主爆深孔1、2、3、4等与辅助短孔5均采用数码电子雷管起爆。所述主爆深孔排间微差间隔Ta（Ta=T3-T1=T4-T2）和孔间微差间隔T_b（T_b=T₂-T₁=T₄-T₃）时间不得大于30ms。所述主爆深孔排间微差间隔时间T_a小于孔间微差间隔时间T_b。根据步骤ⅲ、ⅳ计算所得各深孔装药量，向各孔中装药，然后连线起爆。