凿岩爆破工程-装药量计算原理
中深孔爆破技术
2、钻孔形式
露天深孔爆破的钻孔形式一般分为垂直钻孔和倾斜钻孔两 种，如下图所示：
垂直深孔和倾斜深孔的使用条件和优缺点：
深孔布置 形式
塑料导爆管是一种由高压聚乙烯材料做成的白色或彩色塑 料软管，外径3mm，内径1.5mm，管内涂有薄层奥克托金或 黑索金、泰安等猛炸药与铝粉等组成的混合炸药，常用导爆管 的爆速多数在1900~2000m/s之间。
导爆管的引爆可用击发抢、雷管和导爆索引爆。
使用导爆管毫秒爆破网络一般采用孔内毫秒起爆网络，所 谓的孔内毫秒起爆网络是指网路中各个炮孔内的起爆雷管采用 时间表（延时量）决定的。孔外传爆器件仅起传爆作用，不起 延时作用。
(2)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：听钻孔声音判断孔 内情况；二看：看风压表、电流表是否正常；三检查：检查机 械、检查风电、检查孔内故障。
(3)钻孔施工故障判断和排除
钻孔故障包括内故障和机械故障。一般判断方法：听冲击 岩石声音判断孔内情况，看风压电表、电流表的变化和钻孔排 碴情况，判断故障原因。
4、爆破参数的确定 露天深孔爆破参数包括：孔径、孔深、超深、底盘抵抗线、 孔距、排距、堵塞长度和单位炸药消耗量等。 （1）孔径 露天中深孔的孔径主要取决于钻机类型、台阶高度和岩石 性质； （2）孔深与超深
孔深是由台阶高度和超深确定的。 根据我地区的开采现状，如果8米台阶开采，则应取孔深 9米，12米台阶开采应取13米～14米。 （3）底盘抵抗线 底盘抵抗线受许多因素影响，变动范围较大。 根据钻孔作业的安全条件： W≤HCtga+B 式中w——底盘抵抗线，m; d——台阶坡面角，一般为60～75度 H——台阶高度，m; B——从钻孔中心至顶线的安全距离，m; （4）孔距和排距 孔距（a）是指同一排孔中相邻两钻孔中心线间的距离。 孔距按下式计算： a=mW 式中m——炮孔密集系数。
凿岩爆破工初级工计算
凿岩爆破工初级工三、计算题1. 预爆采场长20m，宽2m，单位炸药消耗量1.6kg/m3，炮眼平均深度为2m，求炸药消耗量？解：采场一次装药量：Q＝1.6×2×2×20＝128kg答：炸药消耗量为128公斤。
2. 有一条铜导线长300m，横截面积是12.75mm2，求这条导线的电阻(铜的电阻率ρ=0.017Ωmm2/m)。
解：R=ρL/S=0.017×300/12.75=0.4Ω答：这条导线的电阻是0.4Ω。
3. 有一人工开采的小形铁矿阶段高度3米，铁矿硬度f=10～12，孔径ф=38mm，炮孔呈三角形布置，计算每个炮孔的装药量?已知具体爆破参数如下：孔距a=1.1～1.2米,排距b=0.9～1.0米,孔深L=3.2～3.3米。
炸药单耗q=(0.3～0.4)公斤/米3，提示利用公式计算。
解：根据药量计算公式：Q=q×a×b×l=(0.3～0.4)×(1.1～1.2)×(0.9～1.0)×(3.2～3.3)=0.95～1.58公斤答：每个单孔计算药量为0.95～1.58公斤。
4. 有一排中深炮孔共15个，平均每个炮孔10米，每米崩矿量为600吨，试计算该排中深炮孔能崩落多少吨矿石?解：炮孔总长：15×10=150(米)150×600=90000(吨)答；共崩落矿石90000吨。
5. 有一火雷管导火索长4.5米,燃速为0.5米/分,爆破安全距离是270米,人以每分钟多少米的速度才能撤离至安全地点?解：导火索燃烧时间4.5米/0.5米/分=9分270/9=30米/分答:人以每分30米的速度才能撤离到安全地点。
6. 有一串电爆网路，其总电阻为120欧姆，准爆电流为1.5安培，问该网路用220v的电压能否起爆？解：因通过网路的电流I=220/120=1.83A＞1.5A，所以能起爆。
7. 有矩形断面4×2.5米平巷，若每平方米布置4个1.8米深炮孔，每台凿岩机当班可掘孔18米，问共需配备几台凿岩机？解：⑴面积：S＝4×2.5＝10m2⑵孔数：N＝4×10＝40个孔⑶总孔深：L＝N×1.8＝40×1.8＝72m⑷机台数：n＝L/18＝72/18＝4台答：共需配备4强凿岩机。
第2章爆破工程
深孔
Wp
HD d
150
式中，KW—岩石性质对抵抗线的影响系数，通常
用 15~30，岩性越软弱取值越大；
d— 炮孔直径，浅孔以m计，深孔以mm计；
H— 阶梯高度，m；
D— 岩石硬度影响系数，一般取0.46~0.56；
h— 阶梯高度系数，见表 2-2。
阶梯高度
2. 阶梯高度 H(m)
浅孔 H=KH WP
< 0.41时，为延长药包。
2、药量计算
• 药包药量与爆落体体积成正比：
Q＝KV Q—药量；V—爆落体体积；K—系数，隐含了各种因素
（1）集中药包
A、标准抛掷爆破（ n = 1，即r = W ）
Q＝KW3 注：V=(1/3)πr3≈W3 ， 式中，K —单位体积耗药量， m3；为标准情况下的K值；
二、爆破器材
（一） 炸药
1、炸药的性能指标
(1) 威力，以爆力和猛度表示。
爆力—又称静力威力，用定量炸药炸开规定 尺寸铅柱体内空腔的容积来表示。
猛度—又称动力威力，用定量炸药炸塌规定 尺寸铅柱体的高度来表示。
(2) 最佳密度，炸药获得最佳爆破效果的密 度。
(3）氧平衡，炸药含氧量和氧化反应程度的 指标。
第一节 爆破基本原理及药量计算
• 一、无限介质中的爆破 • 二、有限介质中的爆破作用 • 三、药包种类和药量计算
基本概念：爆炸、爆破
• 爆炸：经过化学反应，将炸药的化学能
转变为机械能和其它形式的能，产生高 温高压气体， 并伴有声光效应的现象。
• 爆破：利用爆炸产生的能量，改变和破
坏周围介质的过程 。
长药包。 (1)一般爆破
用药包的最长边 L与最短边b的比值来进行
凿岩爆破工程-炸药起爆能量平衡原理与爆破漏斗
6.5 炸药起爆能量平衡原理与爆破漏斗
相 似 法
R' R
Q' Q
1/ 3
则
第六章 岩石爆破理论
（1）炸药起爆能量平衡原理
体 积 法 则
外部药包效应
凿岩爆破工程
第六章 岩石爆破理论
6.5 炸药起爆能量平衡原理与爆破漏斗
（1）炸药起爆能量平衡原理
体
在一定的炸药和岩石条件下，爆落的土石方体积同所用的装药量
加强抛掷爆破漏斗
0.75 < n < 1.0
c 减弱抛掷爆破漏斗 （也称加强松动爆破漏斗）
d n < 0.75
松动爆破漏斗
第六章 岩石爆破理论
（2）爆破漏斗
爆破漏斗的基本形式
凿岩爆破工程
6.5 炸药起爆能量平衡原理与爆破漏斗
（3）利文斯顿爆破漏斗理论
第六章 岩石爆破理论
利文斯顿爆破漏斗示意图 利文斯顿将岩石爆破时的变形和破坏形态分为四种类型： 相关名词解释：临界深度 ，最适宜深度 ，转折深度。
凿岩爆破工程
6.5 炸药起爆能量平衡原理与爆破漏斗
（2）爆破漏斗
第六章 岩石爆破理论
爆破作用 （crater index）
指数
爆破作用指数n ：它是爆破漏斗半径r和最小抵抗线W的比值，即：
n r W
凿岩爆破工程
6.5 炸药起爆能量平衡原理与爆破漏斗
a n = 1.0
标准抛掷爆破漏斗
b
n > 1.0
成正比，即：
积
Q=KV
法
如果药包是集中药包,标准抛掷爆破时爆破作用指数n的值为1，
即：
r=W
工程爆破
二、简答题1、炸药爆炸的二要素是什么?答:1)化学反应极快，可在瞬间完成;2)产生大量的热量;3)产生大量的气体。
2、什么是爆破?什么是爆速?答:爆破是指利用炸药所释放的能量，破坏周围介质的一种施工方法。
爆速是爆轰波在炸药内部传播的速度。
3、什么是殉爆?什么是殉爆距离?答:炸药爆炸时能激发与它不相接触的邻近药包发生爆炸的现象，称为殉爆。
主动药包爆炸时能引起沿轴线布置的另一药包爆炸的最大距离，称为殉爆距离。
4、什么是炸药的安定性?分哪两大类?答:炸药的安定性是指在长期贮存中，保持其性质不变的能力。
它分为物理安定性和化学安定性两大类。
5、炸药化学变化的基本形式有哪几种?答:有二种基本形式。
1)热分解;2)燃烧;3)爆炸。
6,爆炸现象有什么共同特征?答:爆炸现象的共同特征是:在发生爆炸时，爆炸地点周围压力突然升高，附近物体受到冲击或破坏，同时伴有声响或光的效应。
7、影响爆炸效果的主要因素有哪些?答:主要因素有:1)炸药性能;2)装药结构;3)岩石的性质及地质构造;4}爆破参数的选择;5)施工工艺。
8、什么是最小抵抗线?答:最小抵抗线是指岩石抵抗爆破作用最小的方向。
通常将药包中心到自由面的最近距离，称为最小抵抗线。
9、什么是爆力?什么是猛度?炸药的爆力是指炸药在介质内部爆炸时，对周围介质产生的压缩、破坏和抛掷能力。
炸药的猛度是指炸药对周围介质产生粉碎、击穿的能力。
10、常见的起爆能有哪些?答:常见的起爆能有:1)热能;2)机械能;3)爆炸能。
除以上之外，光能、超声振动、粒子轰击、高频电磁波、雷电都有可能引爆炸药，故施工中应防范。
11,自由面与爆破效果有什么关系?答:自由面的存在，就能使炸药爆破岩石产生可能，否则只能在岩石内部作用。
自由面越多，爆破效果越好，而且能节省爆破器材。
12、什么是炸药的敏感度?什么是起爆能?答:炸药在外界能量作用下发生爆炸的难易程度叫炸药的敏感度。
引起炸药爆炸而消耗的外界能量称为起爆能。
凿岩爆破工程精品课程讲义教程-14硐室爆破
4、定向爆破筑坝
运用该技术至今已筑成百余座水库堆石坝、尾矿基础堆石坝等。 此外，运用硐室爆破技术还可爆破开挖路堑、泄洪救灾等。
6、硐室爆破的分类
• 1、按目的不同，露天硐室爆破可分为两种
• 松动爆破：药包爆破后，在岩土内形成一个倒锥形的破碎漏斗， 岩石充分破碎，疏松膨胀，在地面隆起，抛掷作用微弱，爆堆 可用人工、机械挖运。
• 分集药包就是把一个集中药包分成两半后按近间距（两个药包的间距远小于其 最小抵抗线）布置。
7、与集中药包相比，条形药包的优点
块度均匀
施工方便
降低地震 效应
抛距大， 爆堆集中
有利边坡 稳定
二、硐室爆破的物理过程
1、岩石冲击波的形成及其对岩体的破坏作用
• 炸药爆轰波冲击硐室壁，可以看做是对岩壁的“重锤敲击”作用， 使得岩壁向四周扩展，挤压壁外岩体，在岩体中形成冲击波。冲击 波的初始压力远大于岩体的动态抗压强度，硐壁四周形成粉碎圈 （压缩圈），粉碎圈范围是集中药包的3-4倍装药半径、条形药包的 4-5倍装药半径。硐室爆破的物理过程示意图
（3）英、美等国在矿山和铁路部门采用硐室爆破技术相对较晚， 1827-1830年间英国首次将硐室爆破技术应用于利物浦-曼切斯 特的铁路建设。
（4）直到20世纪60年代，苏联在硐室爆破技术方面一直处于世 界领先地位。
• 2、我国硐室爆破技术发展概况
第一阶段：学习与引进苏联硐室爆破经验与技术
冯叔瑜院士（20世纪50年代）
高山露天矿边 缘硐室爆破
• 有些高山露天矿岩石坚硬，山坡又不是很陡峭，在朝下向剥 采时都会在边缘留下一个三角形条带，用大型钻机钻孔处理 有一定难度，有些矿山就把边缘三角形条带留下，下降三两
凿岩爆破工程精品课程讲义教程-13地下采场爆破
3）最小抵抗线。它是爆破的主要参数之一，与矿石性质、炸药性能、炮孔直 径和爆破层厚度等因素有关。为防止破坏下一次爆破的第一排孔，减少或消除 冲入巷（隧）道的矿石量，有的矿山采取适当减少每次爆破最后一排炮孔孔口 部分的装药量以及适当加大第一排炮孔最小抵抗线的办法来解决这个问题。同 时为了满足第一排炮孔要求加大爆破能量的需要，和防止其部分炮孔破坏所带 来的不利影响，在第一排孔后0.4~0.6m处增加一排炮孔，称之为加强排。加强 排与第一排同时起爆。一般第一排孔的最小抵抗线比排距增加20％~40%，装 药量增加25％~30％。
(2)最小抵抗线W和炮孔间距 a 井下浅孔崩矿时，炮孔排距通常等于最小抵抗线W，炮孔间距a则指同排内相邻炮 孔的距离。W过大，会降低破碎质量，大块多；W过小时，则使矿石过度粉碎，既 增加了凿岩成本、浪费爆破器材，又给易氧化、易粘结矿石的装运工作带来困难。
最小抵抗线W和炮孔间距a可按下列式选取： W=（25~30）d a=（1.0~1.5）W
地下采场爆破-深孔挤压爆破
（1）向相邻松散矿岩挤压爆破 爆破时事先不要开凿专门补偿空间，而是借爆炸应力波强烈压缩和爆炸气体膨胀 推力的作用，挤压相邻松散岩石来获得补偿空间。爆破后在工作面处的松散矿石 受挤压形成一道空槽，其最大宽度可达1m左右。随着爆破层厚度的增加，工作面 的空槽逐渐减小，直至完全消失。
地下采场爆破-深孔挤压爆破
4）一次爆破层厚度。增加一次爆破层厚度，可增大爆破量、减少循环次数，而且因 炮孔排数或层数的增加，在一定范围内有利于挤压矿石的位移、有利于矿石补充破 碎并更有效地利用炸药能量。但是爆层太厚，将会产生矿石“挤死”现象，造成矿石难 放出，甚至破坏下次爆破的深孔。所以，一次爆破层厚度约10~20m左右，个别可达 20~30m，一般为10~25m。
一种调整深孔爆破线装药密度改善爆破效果的方法
一种调整深孔爆破线装药密度改善爆破效果的方法王兵1傅荣璋2广东爆破工程有限公司广东广州510660摘要摘要：：本文结合广东翁源铁龙采场石灰石矿山的生产实践，借助岩石破碎和炸药爆炸能量分布理论阐述了加大深孔爆破孔底装药密度爆破技术的原理和施工方法以及加大孔底装药密度对于深孔松动爆破效果的影响。
实践应用表明：合理的炮孔药量分布使整个炮孔炸药能量的利用更均匀、提高了炸药能量的利用率、避免根底的产生和获得理想的块度，深孔爆破作业时应充分考虑孔底装药密度这一原则。
关键词：深孔爆破、线装药密度、根底、块度、爆破效果中图分类号：P633.2文献标识码：Ａ1引言随着爆破技术及相关学科的发展，爆破理论的研究有着长足的进步。
特别是岩石结构力学、岩石动力学、损伤力学、断裂力学和计算机模拟爆破技术的发展，使爆破理论的研究更具实用化也更具系统化了。
就深孔爆破而言，爆破研究人员和工程爆破作业人员已经对布置药包、布孔方式、填充系统、起爆方式、间隔时间等技术积累了丰富的经验[1]，但是，从总体上来讲，爆破理论的发展仍然滞后于爆破技术的要求，理论研究和生产实际有着不小的差距。
影响深孔爆破效果的因素有很多，这对深孔爆破技术人员提出了更高的要求[2]。
当前，深孔爆破的应用越来越广泛，施工竞争也越来越激烈，火工品材料的上涨，使得爆破成本日益增大。
就如何通过合理的设计、施工来改善爆破效果、降低大块率，提高挖掘机效率，降低生产成本、确保安全、高效和提高经济效益成为工程技术人员所必须解决的问题。
本文就炸药爆炸能量分布、装药量及装药结构的问题结合翁源铁龙采石场的工程实例进行了分析研究。
2岩石破碎机理与炸药爆炸能量2.1岩石破碎机理岩石破碎是在爆炸冲击波和爆炸气体综合作用的结果。
爆炸冲击波（应力波）使岩石产生裂隙，并将原始损伤裂隙进一步扩展；随后爆炸气体使这些裂隙贯通、扩大形成岩块，脱离母岩。
炸药在岩体中爆炸时所释放出来的能量，通过爆炸应力波和爆轰气体膨胀压力的方式传递给岩石，使岩石破碎。
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1
W 25m
W / 2 5 W 2 5 m
松动爆破的装药量公式可以表示为：
Qs (0.33 ~ 0.5)kbW 3
凿岩爆破工程 6.6 装药量计算原理
第六章 岩石爆破理论
凿岩爆破工程
6.6 装药量计算原理 （2）延长药包装药量计算
第六章 岩石爆破理论
A
延长药包垂直于自由面
Q kb f (n)W 3
W
ld
1 2
le
延长药包平行于自由面
B
Qn kbW 2l
凿岩爆破工程 6.6 装药量计算原理
（3）单位炸药的耗药量
需要强调的符号含义：
第六章 岩石爆破理论
Kb 指单个集中药包形成标准抛掷爆破漏斗（n=1）时，爆破每 1m3岩石或土壤所消耗的2号岩石铵梯炸药的质量，称作标准抛掷 爆破单位用药量系数，简称标准单位用药量系数。
标准抛掷爆破漏斗试验中Kb的计算：
kb
Q (0.4 0.6n3 爆破理论
6.6 装药量计算原理
（3）单位炸药的耗药量
炸药单耗
当群药包共同作用时，群药包的总装药量与群药包一次爆 落的岩体总体积的比值称为单位耗药量，简称炸药单耗，用字 母q来表示，即：
q 群药包的单位耗药量： Q V
Ks 则是指单个集中药包形成松动爆破漏斗时（一般n<0.75）， 爆破每1m3岩石或土壤所消耗的2号岩石铵梯炸药的质量，称作 松 动爆破单位用药量系数。
凿岩爆破工程 6.6 装药量计算原理
（3）单位炸药的耗药量
Kb与Ks的选取
第六章 岩石爆破理论
查 表：对于普通的岩土爆破工程， Kb和Ks的值可由相关表格中查出； 工程类比法：参照条件相近工程的单位用药量系数确定Kb和Ks的值； C试验法：采用标准抛掷爆破漏斗试验确定Kb 的值。
凿岩爆破工程
第六章 岩石爆破理论
6.6 装药量计算原理 （1）集中药包装药量计算
鲍列斯阔夫提出的经验公式（适用于抛掷爆破装药量的计算 ）：
f (n) 0.4 0.6n3
集中药包抛掷爆破装药量的计算通式：
Qp (0.4 0.6n3)kbW 3 Q p (0.4 0.6n 3 )k bW 3