预裂爆破技术

• 预裂孔与缓冲孔的排间距离既影响爆破质量， 又与眼痕率有直接关系。必要时，还要在缓冲 孔与预裂孔之间布置辅助孔。
• 6.预裂孔排列 方向同台阶坡面倾向一 致时叫平行排列(图6—1a)。采用这种排 列时平台要宽，以满足钻机的要求。
• 有时由于平台宽度的限制，需将预裂孔 布置成垂直孔
• 7.装药结构 预裂爆破要求炸药均匀分布在 炮孔内，故采用不耦合装药。由于炮孔底部夹 制性较大，不易造成所要求的预裂缝，故通常 需要将孔底一段线装药密度加大。
三、预裂炮孔的装药结构
• 与光面爆破相同 • 炮孔底部受到的夹制作用大，必须加大
装药量，才能达到预期的效果。炮孔越 深，岩石越坚硬，夹制作用越明显。
图6—1 露天矿预裂爆破预裂孔的布置 1—预裂孔；2—缓冲孔；3—主爆破炮孔组
• 预裂孔打在台阶坡底线上，缓冲孔与预裂孔间 距要适当，过小时，爆破后可能破坏预裂面， 过大时，可能在预裂面和缓冲孔之间产生根底。
第二节 地下巷道、隧道预裂 爆破
• 预裂爆破是在掘进断面掏槽眼和崩落眼起爆前， 预先起爆设计轮廓线上周边眼。这样，在开掘岩 石前，周边已形成一定宽度的贯穿预裂面，将爆 破部分和围岩部分分离开，使主爆部分爆破时产 生的应力波，在裂缝面发生反射和折射，减少围 岩受到的震动破坏。
• 预裂炮孔直径还对壁面上留下预裂孔痕 率有影响，而孔痕率的多少是反映预裂 爆破效果的一个重要指标。
• 一般孔径愈小，则孔痕率愈高。
• 国外及水工建筑中一般采用53～110mm的孔径， 在矿山采用生产钻机来钻预裂孔，其直径有 150mm、170mm、200mm，也能获得满意的效果。 冶金矿山采用φ170～250mm炮眼直径预裂爆破， 也是可行的。
• 一般底部装药量可增加2～3倍。
• 8.堵塞长度 良好的孔口堵塞是保持高压爆 炸气体所必需的。堵塞过短而装药太高，有造 成孔口成为漏斗状的危险。过长的堵塞和装药 过低则难以使顶部形成完整预裂缝。
• 堵塞长度同炮孔直径有关，通常可取炮孔直径 的12～20倍
• 9.预裂孔超前于主爆破孔的起爆时间 • 为了确保降震作用，必须使预裂孔超前
L
H
sin
h0
h0——超深值，m； α——台阶坡面角。
一般预裂孔的超深应大于主爆炮孔底部的垂直向破裂半径， 根据经验则有
h0＞（10~20）d
（二）装药参数
• 1、不耦合系数 • K控制在2~5以内，以2~3为宜。 • 2、线装药密度 • （1）保证不损坏孔壁的线装药密度 • （2）保证形成贯通邻孔预裂缝的线装药密度 • （3）用于明挖预裂爆破的线装药密度
1、预裂炮孔直径
• 小直径钻孔对周围岩体破坏范围小，预裂面形状 容易控制，易于取得较好的预裂效果。
• 当露天梯段高度或开挖深度小于4m时，选用38～ 45mm的小直径钻具为宜，大直径炮眼不能达到预 期的预裂爆破效果。当露天梯段高度或开挖深度 小于8m时，采用60～100mm的直径，效果较好。葛 洲坝水电站开挖基础采用预裂爆破，使用φ60～ 170mm的钻孔，在几种岩石中，均取得了好的效果。
• 预裂缝能在一定范围内，减小主爆炮孔 组的爆破地震效应，因此预裂爆破目前 已广泛地应用于露天矿边坡、水工建筑、 交通路堑与船坞码头的施工中来提高保 留区壁面的稳定性。
• 预裂缝形成的原因及过程基本上与光面爆 破中沿周边眼中心连线产生贯通裂缝形成 破裂面的机理相近似。
• 不同的是，预裂孔是在最小抵抗线相当大 的情况下，在主爆孔之前起爆的。
于主爆破孔起爆。超前的时间至少应有 l00ms。
四、预裂爆破的质量标准
• ①预裂缝必须贯通。宽度大于5～l0mm • ②预裂面应保持平整。周边轮廓成型规整，基
本符合设计要求，没有欠挖量，平均线性超挖量 应小于50~100mm，相邻预裂孔间壁面的不平整度 小 于 正 负 150~200mm ， 水 工 建 筑 的 精 度 要 求 小 于 150mm，铁路交通隧道挖掘中相邻预裂孔间壁面的 不平整度小于150 mm。
第一节 露天台阶深孔 预裂爆破
• 预裂爆破在露天台阶深孔较为普遍。沿台阶爆 破的最终境界线（设计轮廓线）先行进行预裂 爆破，形成预裂缝后，再起爆主爆孔组。预裂 缝能在一定范围内减小主爆孔组的爆破地震效 应，对周围岩石的破坏比较轻微，保护了岩体 的完整性，它的钻孔工作量也不大。
预裂爆破具有以下特点：
• ③预裂面上残留的眼痕率是： • 坚硬岩石：＞85％， • 中硬岩石：＞70％， • 软岩和破碎岩石：＞50％。 • 明挖中相邻预裂孔间壁面不平整度小于15cm。
• ④预裂面岩石和保留岩体不产生严重爆 破裂缝。
• ⑤减震效应，降低爆破地震效应是预裂 爆破的重要优点。一般应达到设计和预 估对降震百分率值的要求。
• 然而，采用较大孔径成本高，所以，采用小孔径 预预裂缝壁面光滑平整。一般采 用的孔距为孔径的8~12倍，即a＝（8~12） D，最高为17倍。原则是硬岩孔距大，软 岩孔距小。
3、孔深与超深
• 确定预裂孔深度的原则是确保不留根底 和不破坏台阶底部岩体的完整性。
• （一）相邻炮孔的导向作用 • （二）爆轰气体的扩缝作用
二、露天预裂爆破参数的 设计计算
• 预裂爆破效果的影响因素很多，炮眼直 径装药量、炮眼间距、装药结构、炸药 性质和岩石性质都影响预裂爆破效果。
（一）孔网参数
• 包括：预裂炮孔直径、孔距、孔深、预 裂炮孔的排列方式、预裂炮孔与主爆孔 的相互排列方式等
• ①由于预裂面存在，在爆破过程中，爆 炸应力波在预裂面产生反射，使传到围 岩的应力波减弱，从而减少围岩的破坏。
• ②可以获得平整光滑的岩石壁面，大大 减少超挖，保持围岩的稳定性。
一、预裂爆破的基本原理
• 预裂爆破的成缝机制与光面爆破基本相同，只 是预裂爆破的夹制性更大，因而相邻炮孔的作 用更为重要。目前，大多数认为预裂爆破的裂 缝形成是应力波与爆生气体共同作用的结果：
预裂爆破技术
• 事先沿着设计轮廓线打一排减小孔距的平行炮 孔作为预裂孔,对这些预裂孔减小装药量，采 用不耦合装药，在开挖区主爆破炮孔爆破前， 首先同时起爆这些轮廓线上的预裂孔，就会沿 着设计轮廓线先形成一条平整的预裂缝预裂缝 形成后，再起爆主爆炮孔组。这就是预裂爆破 技术。
预裂爆破 中国葛洲坝集团公司通过探索、研究、试验