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目
录
摘 要： ---- 2 0 引言 ----- 2 1 工程爆破技术概述 ------------------ 2 按药包形式分类 -------------------- 2 按装药方式与装药空间形状的不同分类 --------------------- 3 2 井巷掘进爆破 ------------------------ 4 3 地下采场爆破[2] ---------------------- 4 3.1 地下采场爆破方法分类 ------ 4 3.2 采场浅孔爆破 ------------------ 5 3.3 中深孔爆破 --------------------- 5 3.4 深孔爆破 ------------------------ 5 3.5 洞室爆破 ------------------------ 5 4 控制爆破 ------------------------------ 6 4.1 微差爆破 --------------------------- 6 4.2 挤压爆破（压碴爆破） --------- 6 4.3 预裂爆破 --------------------------- 6 4.4 光面爆破 --------------------------- 7 5 结语 ----- 7 参考文献 -- 7
999 矿山爆破技术细项分析
摘 要：矿山爆破属于工程爆破技术在矿山开采中的应用。在矿山工程中，无论是在井巷掘进的过程中，还是在露天开采、地下采场开采，都运用到了各种爆破技术。本文主要介绍了工程爆破分类，矿山爆破中井巷掘进爆破主要采用的方法，地下采场中通常采用的几种爆破技术，并具体介绍了相关控制爆破技术以及基本的矿山爆破安全技术。
关键词：矿山爆破 地下采场 控制爆破 安全技术
0 引言
矿山爆破是把矿石从岩体中剥落下来和对矿体顶板围岩进行剥离，并按工程要求爆破成一定的爆堆，破碎成一定的块度，为随后的铲装、运输工作创造条件。在矿山建设和生产中，爆破方法是破碎矿岩的主要手段。在新中国成立以来的三十多年中，矿山企业是国内采用药室大爆破最多的部门之一。
光面爆破技术已在矿山井巷掘进中得到广泛推广和应用，对井巷围岩的保护和降低井巷维护成本中发挥了重要作用；预裂爆破在露天矿山边坡爆破中的应用对边坡的稳定有着重要作用，从而降低了开采成本。深孔微差爆破在露天和地下矿山的应用使矿山生产能力得到极大提高。
总之，矿山爆破技术在矿山工程建设和生产中起到了很大作用并得到迅速的发展。
1 工程爆破技术概述
工程爆破方法根据药包形状和装药的方式与装药的空间形式不同分为两大类 按药包形式分类
按药包形状分类即炸药包的爆炸作用及其特性进行分类，按这种方法又可以分为四种： ⑴ 集中药包法
从理论上讲，这种药包的形状是球形体，起爆点从球体的中心开始，爆轰波按辐射状以球面形式向外扩张，即爆炸作用以均匀的分布状态作用到周围的介质上。然而在工程实际中几乎不可能将药包加工成这种形状，通常将药包做成正立方体和长方形体形状，长方体的最长边不超过最短边的6倍。此时的药包可以称为集中药包，通常把集中药包的爆破叫做药室法和药壶法。
⑵ 延长药包法—柱状药包
把药包作成长条形，可以是圆柱形状也可以是方柱状，但一般的情况下均为圆柱状。炸药一旦被激发爆炸，所产生的爆轰波的波阵面形式为圆柱状，即爆炸后形成的爆轰波以柱面波的形式向四周传播并作用到周围介质上。通常把药包长度大于最短边或直径6倍的药包叫
[1]
。
999 做延长药包。在实际工程应用中，深孔法、炮眼法和药室法爆破中的条形药包爆破法都属于延长药包法。
⑶平面药包法
这种药包的爆破不同于前两种方法，它不需要钻孔也不需要挖硐室，而是直接将炸药敷设在介质表面，因此爆炸作用只是在介质接触药包的表面上，大多数能量都散失到空气中去了，所产生的爆轰波应看作是平面波。例如，在加工机械零部件时采用圆饼状的药包，爆破时包覆在介质的表面，这就是加工机械零部件的爆炸加工法。但是，在硐室爆破中的平面药包法，则与此不同，它是以等效作用的集中药包或条形药包按一定间距布成一个装药平面，爆破时产生的爆轰波也近似于平面波。
⑷ 形状药包法
这是将炸药做成特定形状的药包，用以达到某种特定的爆破作用。最广泛的是聚能爆破法，这种方法是将药包外壳的一端加工成圆锥形或抛物线的凹穴，使炸药爆炸所产生的爆轰波按圆锥形或抛物线凹穴的表面聚集在它的焦点或轴线上，形成高能射流，击穿与它接触的介质的某一部位。这种药包在军事上用做穿甲弹以穿透坦克的甲板或其他的军事目标；在实际工程中应用于切割金属板材（例如，旧船体的切割、钢结构建筑物和构筑物的拆除等）、岩石大块的二次破碎以及在冻土中的穿孔等。 按装药方式与装药空间形状的不同分类
按装药方式与装药空间形状的不同可分为四种爆破方法 ⑴ 药室法
这是大量土石方挖掘工程中常用的爆破方法。它的优点是施工机具比较简单，不受地理条件和气候限制，工程数量越大工效越高。一般说来，药室法爆破根据在岩体内开挖药室体积的大小，还可以分为大型药室法、小型药室法和条型药室法3种，每个药室装入的炸药的容量，小到几百公斤，大到几百吨，条形药室的容量可以达到几千吨，我国曾进行过多次千吨和万吨级的大爆破。
⑵ 药壶法
在普通炮孔之底部，装入小量炸药进行不堵塞爆破，使孔底经多次爆破扩大成圆壶形，以求达到装入较多药量的爆破方法。药壶爆破法属于集中药包类，适用于中硬岩石的爆破，能在工程数量不大，钻孔机具不足的施工条件下，以较少的炮孔爆破，获得较多的土石方量，目前这种爆破方法只在个别条件下使用。
⑶ 炮眼法
999 通常根据钻孔孔径和孔深的不同，把孔深不小于5m，孔径不小于50mm的炮孔叫做深孔爆破，反之称为浅孔爆破和炮眼法爆破。从装药结构上看属于延长药包一类，是工程爆破中应用最广泛、数量最大的一种爆破方法。
⑷ 裸露药包法
这是一种最简单、最方便的爆破施工方法。进行裸露药包爆破作业不需钻孔，直接将炸药敷设在被爆破物体表面并加以简单覆盖。这种爆破方法往往应用于清除危险物、交通障碍、大块岩石的二次破碎、危岩的处理等。
2 井巷掘进爆破
井巷掘进爆破包括平巷、竖井、斜井、天井和隧道等各种地下通道的爆破，其共同特点是在单自由面条件下，受掘进断面制约，每次爆破进尺一般只有1～3m。为形成一定的井巷断面形状，必须在工作面上布置不同类型的炮眼。掘进爆破要严格保证巷道的规格和方向，要满足爆堆集中、块度均匀的要求，炮眼利用率高、周边平整，材料消耗少。
井巷掘进爆破参数包括：炮空直径、单位炸药消耗量、孔距、孔深、炮孔数目、装药量以及填塞长度等。
特别要介绍的是天井深孔爆破掘进中，一次钻孔分段爆破掘进天井是从五十年代发展起来的一项爆破技术。其特点在于，有凿岩硐室中一次沿天井全高钻凿深孔，爆破时将其划分为若干个爆破段，由下向上逐段进行，爆下岩块借自重下落，炮烟则经由深孔通向上部水平巷道排出，其装药、填塞、起爆等作业都在上部水平巷道或凿岩硐室中完成。与一般的掘进方法相比，深孔爆破掘进具有效率高、操作安全、劳动条件好等优点。它可适用于天井、溜井、充填井等垂直或急倾斜的井巷掘进。
天井深孔爆破掘进主要采用平行空孔爆破方案，深孔布置如图1所示。天井深孔爆破掘进平行空孔爆破方案的爆破参数包括：深孔数目、分段高度等等。
3 地下采场爆破[2]
3.1 地下采场爆破方法分类
与井巷掘进爆破比较，地下采场爆破的特点是，具有两个以上的自由面，炮孔数量多，崩矿面积和爆破量都比较大，一次爆破用药量大，炸药单耗低，爆破方案的选择和起爆网路的设计比较复杂，所以爆破时的组织工作显得更为重要。对地下采场爆破的质量要求是，爆破作业安全，每米炮孔崩矿量大，大块少，二次爆破；量小，粉矿少，矿石贫化和损失小，材料消耗量低。
地下采场爆破按孔径和孔深的不同可分为浅孔、中深孔、深孔和洞室爆破四种方法。
999 3.2 采场浅孔爆破
浅孔爆破是指抛空直径不超过50mm，炮孔深度不超过5m的炮孔爆破。浅孔爆破适用范围很广，如矿山井巷掘进、中厚一下矿体的回采、道路石方开挖工程中少量石方的破碎，工业场地平整和清理，大块石的二次破碎及孤石爆破，沟、渠及桥涌基础开挖中的石方爆破，清刷石质边坡和处理危石等，是目前我国小、中型矿山中适用的主要爆破方法。
爆破参数有：炮孔直径和深度、最小抵抗线和炮孔间距、单位炸药消耗量等等。 3.3 中深孔爆破
中深孔爆破与浅孔爆破法比较，具有每米炮孔的崩矿量大、一次爆破规模大，劳动生产率高，矿块回采速度快，开采强度高，作业条件和爆破工作安全，成本低等优点；但是大块较多。所以，中深孔爆破在冶金矿山广泛用于地下矿的中厚矿床回采、矿柱回采和空区处理等工作。
中深孔爆破参数包括深孔的直径、孔深、最小抵抗线、孔间距、邻近系数和单位炸药消耗量。 3.4 深孔爆破
严格来讲，地下采矿场使用的中深孔崩矿和深孔崩矿比较，从爆破本质上讲，没有严格区别。但是，深孔爆破在其炮孔布置形式、孔深等方面有其特点，于是，把用潜孔钻机钻凿孔深大于15m，孔径大于80mm的平行深孔、水平扇形深孔等归入深孔爆破。 3.5 洞室爆破
将炸药集中装填于爆破区内预先挖掘的洞室中进行爆破的技术。洞室爆破常用于开挖、采石和进行定向爆破、扬弃爆破、松动爆破以及水下岩塞爆破等。
这种爆破方式的优点是: ⑴ 一次爆破方量大,劳动生产率高；
⑵ 钻孔工作量少，设备、材料、动力消耗相对较省； ⑶ 可缩短工期；
⑷ 不受气候、地形和交通条件限制； ⑸ 易于集中管理和安全监督检查。 其主要缺点是：
⑴ 导洞药室开挖、通风排烟比较困难；
⑵ 炸药装填和导洞堵塞工作集中，劳动强度大，工作条件差； ⑶ 爆落岩块不够均匀，大块率高；
999 4 控制爆破
控制爆破的定义：根据工程要求和爆破环境、规模、对象等具体条件，通过精心设计、施工与防护等技术措施，严格地控制爆炸能量释放过程和介质破碎过程，既要达到预期的爆破效果，又要将爆破范围、方向及爆破地震波、空气冲击波、噪音和破碎物飞散等危害控制在规定限度之内，这种对爆破效果和爆破危害进行双重控制的爆破称为控制爆破。
4.1 微差爆破
微差爆破是一种巧妙地安排各炮孔起爆次序与合理起爆时差的爆破技术，由于通常爆破的时间间隔为毫秒级，所以微差爆破又可以称为毫秒爆破。正确地应用微差爆破可减少爆破后出现的大块率、减少地震波、空气冲击波的强度和碎块的飞散距离，得到良好的爆破效果和便于清挖的堆积体。
微差爆破技术的关键是时间间隔的选择。合理的时差能保证良好的爆破效果，反之就造成不良后果，达不到设计目的，甚至出现拒爆、增大地震波的危害等事故。多段高精度非电毫秒雷管、电子雷管、磁电雷管的出现，为广泛地应用这种爆破技术提供了良好的条件。 [3]4.2 挤压爆破（压碴爆破）
挤压爆破（压碴爆破）指的是在自由面前覆盖有松散矿岩块的条件下进行爆破，使矿岩受到挤压进一步破碎的方法。这是露天和地下深孔爆破中常用的方法。挤压作用受到一次爆破排数的限制：如排数多，前边松散矿岩块将越压越实，空隙越来越小，对后排深孔爆破起不到挤压作用。当松散系数达1.1时为极限值。若调整好一次爆破排数，不失为降低大块率的有效方法。
挤压爆破（压碴爆破）是补偿空间不足以使被爆矿石自由碎胀的爆破。其分类按补偿空间取得的方式，挤压爆破可分为小补偿空间挤压爆破和向松散矿岩挤压爆破。小补偿空间挤压爆破补偿。空间的体积只占被爆矿石体积的12%一20%。由待爆矿段间的采准巷道和切割槽等作补偿空间。向松散矿岩挤压爆破主要借爆破过程中崩落矿石所获动能，推移压实已采侧的松散矿岩而获取补偿空间。这种爆破又称侧向挤压爆破。
4.3 预裂爆破
进行石方开挖时，在主爆区爆破之前沿设计轮廓线先爆出一条具有一定宽度的贯穿裂缝，以缓冲、反射开挖爆破的振动波，控制其对保留岩体的破坏影响，使之获得较平整的开挖轮廓，此种爆破技术为预裂爆破。预裂爆破不仅在垂直、倾斜开挖壁面上得到广泛应用；在规则的曲面、扭曲面、以及水平建基面等也采用预裂爆破。
预裂爆破是利用相邻炮孔内炸药爆轰时瞬间产生的应力和爆生高压气体的气楔作用，使得岩石沿相邻炮孔的轴线形成一条裂缝，从而在以后的开挖中形成一个平整和稳定的面。多
999 用于边坡开挖或其它需要保护性开挖的轮廓开挖。主要用于进出口明挖和洞内台阶竖直钻孔爆破。钻孔直径d为64mm和76mm，洞内主要采用64mm的孔。孔深为4m～12m，孔底用φ50mm、柱部用φ25mm或φ35mm的炸药，其偶合系数对64mm的孔为1.8或2.6，对76mm的孔为2.2或3.0。间距a和线装药密度q线均是先通过经验公式试选试爆，然后调整为合理值，且根据不同部位和地质条件随时进行调整。
4.4 光面爆破
光面爆破是先爆除主体开挖部位的岩体，然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包，将光爆层炸除，形成一个平整的开挖面，是通过正确选择爆破参数和合理的施工方法，达到爆后壁面平整规则、轮廓线符合设计要求的一种控制爆破技术。隧道全断开挖光面爆破，是应用光面爆破技术，对隧道实施全断面一次开挖的一种施工方法。
光面爆破的实质，是在井巷掘进设计断面的轮廓线上布置加密的周边孔，减小药包直径，减少装药量，采用低密度和低爆速的炸药，以便控制炸药爆炸能量及其作用，降低爆炸冲击波的峰值压力，削弱它在岩石中引起的应力波强度，避免在炮孔周围产生压碎区，而使爆破作用集中到需要爆落的一侧岩石上，减弱对原岩体的破坏作用。
5 结语
整体地掌握各种爆破技术，既要有一定的数学、力学、物理、化学和工程地质知识，还要有一定的施工工艺经验的积累，作为爆破工程技术人员应熟悉各种介质的物理力学性质、爆破作用原理、爆破方法、起爆方法、爆破参数计算原理、施工工艺方面的知识。同时还要熟知爆破时所产生的地震波、空气冲击波、碎块飞散、破坏范围等爆破作用规律，以及相应的安全防护知识 [5] 。
参考文献
[1] 曹胜利.矿山爆破技术[M].北京:冶金工业出版社,2010.
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矿山爆破技术细项分析
----《矿山爆破技术》课程论文
系
别： 矿业工程系
专
业：采矿工程专业
姓
名： ********* 学
号：120090201069 班
级：09级采矿一班 指导教师：
********* 日
期：
2012 .11 .6
