第6章_露天深孔台阶爆破解读

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露天台阶中深孔爆破技术研究探讨

露天台阶中深孔爆破技术研究探讨

露天台阶中深孔爆破技术研究探讨摘要:随着科学技术的发展和对环境的要求,我国近年来采用台阶爆破进行露天开采爆破逐年增加,露天台价中深孔爆破技术在国民经济中有着广泛的应用前景,主要用于矿山、铁路、公路和水力水电等工程,本文主要介绍露天台阶中深孔爆破工艺中的基本常识、常用方法、注意事项及实用技术。

关键词:露天爆破;工艺;实用技术1、引言:露天台阶中深孔爆破是指炮孔直径大于75mm、孔深大于5m、在地面上以台阶形式推进的爆破方法。

露天中深孔爆破工艺主要包括装药前炮孔检查、装药、填塞、敷设网路和起爆。

正确掌握和灵活运用爆破技术对于提高生产、降低成本、保证爆破及生产安全,均具有极其重要的意义。

2、炮孔布置方式:随着爆破技术的发展,爆破规模不断扩大,同时爆破的孔数及排数增加。

在这种情况下,一般都采用多排微差爆破作业,以提高爆破质量,降低炸药消耗,减少爆破次数。

露天台阶爆破炮孔有垂直孔和倾斜孔之分。

垂直孔适用于各种地质条件,操作简单,钻孔进度快。

缺点是爆破岩石大块率比较多,常常留有根坎,梯段顶部经常发生裂缝,梯面稳固性比较差;倾斜孔布置的抵抗线比较均匀,爆破破碎时不易产生大块和残留根坎,梯段比较稳固,梯段容易保护。

爆破软质时能取得很高的效率,爆破堆积岩块的形状比较好。

缺点是钻凿倾斜孔的操作比较复杂,容易发生钻凿事故,在坚硬中不宜采用,钻孔速度比垂直孔慢。

实际中大多是以三角形(梅花)布孔方式,前排采取倾斜孔,后排采用垂直孔。

露天台阶爆破有两个自由面,两个抵抗线—底盘抵抗线和最小抵抗线,设计和布孔时要特别小心。

底盘抵抗线是指从台阶坡底线到第一排孔中心轴线的水平距离,它是一个重要的爆破参数。

过大的底盘抵抗线会造成根底多、大块率高、后冲作用大;过小则不仅浪费炸药、增大钻孔工作量,而且易产生飞石危害,对后排的爆破效果均产生很大的影响。

底盘抵抗线的大小同炸药威力、岩石可爆性、岩石破碎块度要求以及钻孔直径、台阶高度和坡面角等因素有关。

深孔爆破

深孔爆破

斜孔简单
裂缝,台阶稳固性比
⑶钻孔速度比较快
较差
第六章 深孔爆破
10:58
第一节 深孔爆破基本概念
6
钻孔形式
优点
⑴抵抗线比较小且均匀,爆破破碎 的岩石不易产生大块和残根
倾斜 钻孔
⑵易于控制爆堆的高度和宽度,有 利于提高采装效率
⑶易于保持台阶坡面角和坡面的平 整,减少凸悬部分和裂缝
⑷钻孔设备与台阶坡顶线之间的距 离较大,人员与设备比较安全
第六章 深孔爆破
10:58
第二节 设计计算
14
二、台阶高度的确定(续)
坡面角的确定:
α最好在60°~75°。若岩石坚硬,采取单排或多排 分段起爆时,坡角可大点。反之,则小一些。α太大 (>75)或上部岩石坚硬,容易出现大块;太小或下部 岩石坚硬,易留根坎。
第六章 深孔爆破
10:58
第二节 设计计算
装药密度, kg/dm3
装药长度系数:与H有关
W1 d
7.85 L
mqH
炮孔密集系数,与H及岩 石硬度有关。
第六章 深孔爆破
10:58
第二节 设计计算
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三、底盘抵抗线的确定(续)
3、按台阶高度确定:
W1 (0.6 ~ 0.9)H
岩石硬系数取小值,反之取大值。
※若按高度确定底盘抵抗线,在上述公式中,何时系数 取小值?何时系数取大值?
第六章 深孔爆破
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第二节 设计计算
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二、台阶高度的确定(续)
H不宜过高。采矿取10~15米,铁路施工一般取8~12米。 H还与钻孔孔径有密切联系。H过小,爆落方量小,钻 孔成本高;H过大,不仅钻孔困难,且爆破后堆积过高, 对挖掘机安全作业不利。

第6章 露天深孔台阶爆破

第6章 露天深孔台阶爆破

4.2 密集系数(m)值的选取
一般在保证孔网面积不变的情况下,中等硬度以下的矿 岩爆破,取a=(4~6)b;坚硬岩石中可取a=(2~4)b 在工程实施上有二点需要特别注意 保证穿孔质量(孔位、孔深)
定好第一排孔的m值至关重要
4.3 工程实例
段高 /m 孔深 /m 超深 /m 药高 /m 填高 /m 底盘 抵抗 布孔参数 a’ / m 12.25 起爆参数 b’/ m 3.5 S /m2 /m
• 金属矿山的台阶高度多为12m;煤台阶高度 为10~15m;岩石台阶高度一般为15~20m。 水利水电工程,一般部位爆破开挖的台阶 高度为为8~15m。
• 公路边坡多设计成台阶状,中间有卸力平 台,台阶的高度依地质因素等的不同一般 设计为8~10m。
(4)超钻
• Δh是指钻孔超出台阶底盘标高的那一 段孔深,其作用是克服台阶底部阻力,避 免或减少留根底,以形成平整的底部。 • 超钻过大不仅造成钻孔和炸药的浪费, 而且会增大对下一台阶顶面的破坏,给下 一台阶的钻孔带来困难,超钻不足台阶底 部将会留下岩坎,影响挖运效率。
第6章 露天深孔台阶爆破
• • • • • • • 1、为什么要用深孔台阶爆破? 2、露天台阶爆破主要参数 3、影响深孔台阶爆破效果的因素 4、小抵抗线宽孔距爆破 5、延时(起爆方式、延时雷管) 6、压渣爆破 7、露天深孔台阶爆破常见问题
第6章 露天深孔台阶爆破
1、为什么要用深孔台阶爆破? 深孔爆破:浅孔?药壶?硐室? 台阶爆破:便于大型机械化完成凿岩和装运矿岩工作
线 /m
a/m
b/m
12
14.5
2.0
<10
>4.5
4.0
7
6
3.5
42

深孔爆破

深孔爆破

Δ—装药密度,kg/dm3;
τ—装药长度系数,
q-单位耗药量,kg/m3; m-炮孔密集系数,一般m=0.8~1.2 (当岩石坚固系数f高,要求爆下的块度小,台 阶高度愈小时,可取较小m值,反之可取较 大m值)。 L-钻孔深度,m。
3、按台阶高度确定: 岩石坚硬,系数取小值,反之,系数取大值。
W1 (0.6 ~ 0.9)H
若岩石坚硬,采取单排爆破或多排分段起爆时,坡 面角可大一些。如果岩石松软,多炮孔同时起爆, 坡面角宜缓一些,坡面角太大(α>75•°)或上部 岩石坚硬,爆破后容易出现大块;坡面角太小或下 部岩石坚硬,易留根坎。
目前,随着钻机等施工机械的发展,国内外已有向 高台阶发展的趋势。
三、底盘抵抗线的确定 底盘抵抗线是指由第一排装药孔中心到台阶坡脚的 最短距离。 在露天深孔爆破中,为避免残留根底和克服底盘的 最大阻力,一般采用底盘抵抗线代替最小抵抗线, 底盘抵抗线是影响深孔爆破效果的重要参数。

面 线
预 裂 孔
上 层




图6-6 横向台阶单线深拉槽路堑开挖
二、钻孔形式
钻孔一般分为垂直钻孔和倾斜钻孔两种形式,如图 所示。垂直钻孔和倾斜钻孔的优缺点比较。从表中 可以看出,倾斜钻孔在爆破效果方面较垂直钻孔有 较多的优点,但在钻凿过程中的操作比较复杂,在 相同台阶高度情况下倾斜钻孔比垂直钻孔要长,而 且装药时易堵孔,给装药工作带来一定的困难。在 实际工程中,垂直钻孔的应用较倾斜钻孔要广泛得 多。
进行多排孔爆破时,第二排以后的超钻值还 需加大0.3~0.5m。
六、单孔装药量 在深孔爆破中,单位耗药量q值一般根据岩 石的坚固性、炸药种类、施工技术和自由面 数量等因素综合确定。在两个自由面的边界 条件下同时爆破,深孔装药时单位耗药量可 按6-3表选取。

露天深孔爆破培训课件

露天深孔爆破培训课件

一、台阶要素、钻孔形式与布孔方式 (一)台阶要素

深孔爆破的台阶要素如图8—1所示。
(二)钻孔形式


深孔爆破钻孔形式一般分为垂直钻孔和倾 斜钻孔两种,如图8—2所示。也有个别情 况采用水平钻孔。 垂直深孔和倾斜深孔的使用条件和优缺点 列于表8—1。 斜孔比垂直孔具有更多优点,但由于钻凿 斜孔的技术操作比较复杂,孔的长度相应 比垂直孔长,而且装药过程中易发生堵孔, 所以仍然比较广泛采用垂直深孔。
(八)每孔装药量
单排孔爆破或多排孔爆破的第一排孔的每孔装药量按下式计算: Q q a W1 H 式中 q—单位炸药消耗量,kg/m3; a—孔距,m; H—台阶高度,m; W1—底盘抵抗线,m。 多排孔爆破时,从第二排孔起,以后各排孔的每孔装药量按下式计算:
Q k q ab H

警戒信号:预警信号起爆信号解除信号 警戒图(必须有)
五、民用爆破物品安全管理规定




国家对民用爆炸物品的生产、销售、购买、运输和爆破作业实行许 可证制度。 未经许可,任何单位或者个人不得生产、销售、购买、运输民用爆 炸物品,不得从事爆破作业。 严禁转让、出借、转借、抵押、赠送、私藏或者非法持有民用爆炸 物品。 (一)、运输民爆器材 经由道路运输民用爆炸物品的,应当遵守下列规定:
b 0.6 ~ 1.0W1
(五)台阶坡面角


在台阶爆破中,坡面角α为前一次爆破时 形成的自然坡度,它通常与岩石性质以及 钻孔排数和爆破方法有关。如岩石坚硬, 采用单排爆破或多排分段起爆的,则坡度 大;若岩石松软,多排孔同时起爆时,则 坡度要缓一些。如坡角太大(>70。时)或 上部岩石坚硬则易出大块,如果坡角太小 或下部岩石坚硬则易留根坎。 要求坡面角最好在60~75。之间。

露天深孔台阶爆破

露天深孔台阶爆破
2、工作帮:正在进行和将要开采的台阶组成的边帮。如图中的DF,是变化的工作面。 3、非工作帮:最上面一个台阶的坡顶线和最下一个台阶的坡底线的斜面,称为非工作帮坡或
最终帮坡。如图AG和BH。其中βγ是最终帮坡角 4)工作帮坡面:工作帮最上面台阶底线与最下面台阶底线构成的平面,如图DF面,ψ是工作
帮坡角,工作帮水平部分成为平盘,有上平盘和下平盘。 5)最终帮坡角和工作帮坡角:是露天矿设计主要指标,直接影响开采境界和生产能力。 6)上开采境界线范围:由AGHB构成(红线范围)。 7)非工作帮上的平台:安全平台、运输平台和清扫平台。 8)安全平台:缓冲和阻截滑落的岩石,同时减缓最终帮坡角度,保证最终帮坡的稳定和下部
压缩区
传播方向
膨胀区
露天深孔台阶爆破
质点振 动方向
传播方向
3 2021/2/16
二、岩石爆破基本理论
岩石中爆破作用的五种破坏模式
▲ 炮孔周围岩石的压碎作用 ▲ 径向裂隙作用 ▲ 卸载引起的岩石内部环状裂隙作用 ▲ 反射拉伸引起的片落和引起径向裂隙的延伸 ▲ 爆炸气体扩展应变波所产生的裂隙
露天深孔台阶爆破
典型逐孔毫秒延时非电起爆网路
····· · ····· ······ ······ · ····· · ····· ·
露天深孔台阶爆破
····· ·
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四、露天深孔台阶爆破技术
1、露天深孔台阶爆破的概念
炮孔:直径大于50mm 孔深:大于5m 特点:延长药包爆破方式
什么是深孔台阶爆破?
露天深孔台阶爆破
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二、岩石爆破基本理论
爆破漏斗
爆破漏斗的基本形式 ▲ 标准抛掷爆破漏斗: n=1.0 ▲ 加强抛掷爆破漏斗:n>1.0,(取n=1.2~2.5) ▲ 减弱抛掷爆破漏斗:1>n>0.75

露天台阶爆破培训课件PPT

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梯形顺序起爆
5、露天深孔爆破施工工艺——起爆顺序
(6)对角线顺序起爆 如同扭转的孔间起爆, 改变了最小抵抗线方向 意即改变爆破作用方向 和岩石移动抛掷方向, 块度好,振动小。
对角线顺序起爆
5、露天深孔爆破施工工艺——起爆顺序
(7)径向顺序起爆 破碎效果好,但操作复 杂,不常用。
径向顺序起爆
5、露天深孔爆破施工工艺——起爆顺序
3、布孔方式——深孔台阶平面布孔方式
布孔方式有单排布孔和多排布孔两种。 多排布孔又分为方形、矩形及三角形(梅花形)三种。
深孔布置方式 a—单排布孔;b—方形布孔; c—矩形布孔;d—三角形布孔
半壁路堑布孔 a—倾斜孔;b—垂直孔;c—分层布孔
3、布孔方式——全路堑开挖布孔方式
复线扩建路堑开挖法
单线全路堑分层开挖法
4、露天深孔爆破参数——台阶高度
台阶高度主要考虑为钻孔、爆破和铲装创造 安全和高效率的作业条件,一般按铲装设备选型 和矿岩开挖技术条件来确定。多采用10~12m 的台 阶高度,也有采用15~20m的高台阶。有人认为经 济的台阶高度为12~18m。
4、露天深孔爆破参数——超深和孔深
超深:是指钻孔超过台阶底盘水平的深度。若 超深过小,起不到爆除根底的作用,而超深过大, 将造成钻孔和炸药的浪费,同时还将增加爆破震动 强度和对底盘的破坏。根据实践经验,超深可按下 式确定:
常用的堵塞材料有砂子、粘土、岩粉等。 小直径炮眼则常用炮泥堵塞。炮泥是用砂子和粘土混合 配制而成的,其重量比为3∶1再加上20%的水。混合均匀后 再揉成直径稍小于炮眼直径的炮泥段。 堵塞时要注意保护和雷管脚线和起爆药包。间隔装药时 还应注意间隔堵塞长度。
5、露天深孔爆破施工工艺——起爆网路

第章露天深孔台阶爆破

第章露天深孔台阶爆破

露天深孔台阶爆破随着中国经济的快速发展,建设工程日益增多,露天深孔爆破作为一种常见的爆破方法,被广泛应用于矿山、水利、公路、铁路等行业,其重要性不可忽视。

本文将介绍露天深孔台阶爆破的基本流程和注意事项。

一、爆破前的准备工作在开展露天深孔台阶爆破前,必须要进行周密的安全措施,仔细制定爆破方案,明确爆破目标和计划,包括深度、距离、炮孔的布置以及引爆方式等,以确保实现预期的爆破效果。

此外,应根据实际情况选择合适的炸药、雷管、导火线等爆破器材。

在采购爆破器材时要确保符合国家规定的操作程序,以确保人员安全和生产合法。

二、爆破的基本流程1.对爆破区域进行勘探在进行露天深孔台阶爆破前,应首先对爆破区域进行勘探,确定岩石、土壤等地层的性质和条件,制定相应的爆破参数和方案,以便达到最佳的爆破效果。

2.排布炮孔炮孔是露天深孔爆破中最关键的环节之一。

在排炮孔时,要严格按照设计方案进行,炮孔的深度、间距、角度、分布等参数必须准确无误。

此外,要注意每个炮孔的深度应保持一致,不得出现深浅不一的情况。

3.装填炸药安全装填炸药是爆破操作中最重要的环节之一。

爆破现场必须设有专人对炮孔进行巡视和监控,确保操作规范、质量可靠、装填量正确。

4.连接导火线和雷管连接导火线和雷管是实施爆破的必要第一步,也是非常重要的环节。

操作人员应该严格按照爆破方案的要求,在安全的地方勾制导火线和安装雷管。

5.实施爆破在导火线和雷管完成连接后,爆破准备工作就结束了,最后需要进行引爆设置,爆破在保证安全的前提下实施。

三、爆破注意事项1.安全第一爆破是一个危险的行业,人员的生命安全必须放在首位,必须要结合具体情况,严格按照行业安全规范、法律法规和相关技术标准操作,确保人员安全。

2.应对异常情况在爆破操作中,必须注意处理异常情况,如排炮孔的岩石性质和条件与预想不符、雷管和导火线出现损坏等情况,这些都需要及时处理。

3.环境保护爆破过程中需要严格采取措施,避免对环境造成影响,尽量减少爆破实践对周围环境的影响。

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台阶高度直接影响者挖掘设备装运效率和施工安全,一
般建议爆堆高度为挖掘机高度的2倍左右
• 金属矿山的台阶高度多为12m;煤台阶高度 为10~15m;岩石台阶高度一般为15~20m。 水利水电工程,一般部位爆破开挖的台阶 高度为为8~15m。
• 公路边坡多设计成台阶状,中间有卸力平 台,台阶的高度依地质因素等的不同一般 设计为8~10m。
第6章 露天深孔台阶爆破
• 1、为什么要用深孔台阶爆破? • 2、露天台阶爆破主要参数 • 3、影响深孔台阶爆破效果的因素 • 4、小抵抗线宽孔距爆破 • 5、延时(起爆方式、延时雷管) • 6、压渣爆破 • 7、露天深孔台阶爆破常见问题
第6章 露天深孔台阶爆破
1、为什么要用深孔台阶爆破? 深孔爆破:浅孔?药壶?硐室? 台阶爆破:便于大型机械化完成凿岩和装运矿岩工作
为炸药的波阻抗与岩石的波阻抗相匹配(相等或相接近)时,爆破传给岩 石的能量最多,在岩石中引起的应变值就大,可获得较好的爆破效果。
(10)排数
• 一般4-5排为宜破碎效果最佳 • 太少排? • 太多排?
(11)爆区长度
• 一般以不小于爆区宽度的3倍为宜 • 太短?
(12)钻孔精度
• 钻孔精度受到施工机具、岩层特性和操作 人员技术水平等因素的影响,钻孔质量的 好坏直接影响着炮孔的孔距、排距、深度 和倾斜度等,如果炮孔的位置偏离了设计 要求,就会使炮孔倾斜度、抵抗线大小和 方向、孔距和排距改变,从而产生大量的 大块和飞石,增加根底和后冲,从而增加 爆破成本、影响爆破安全,也影响后续爆 破的顺利进行。
研究表明:超深加上一倍抵抗线深度的炮孔装药量即可
将被爆台阶的岩体从底部切断并破碎。若堵塞长度按1倍的抵 抗线计,深孔爆破要保证底部岩石的破碎和上部不产生大的 抛掷和飞石,则台阶高度应大于2倍的抵抗线。但台阶高度又 受到钻孔深度的影响,孔深增大则钻孔偏差增大,钻孔效率 降低,因此台阶高度建议选为2~5的抵抗线;
(9)炸药类型及装药结构
• 炸药、装药结构与爆破介质的匹配——阻抗匹配。即不同介质需要的 冲击波能不同。
• 岩石的波阻抗是指岩石密度 与纵波在该岩石中传播速度 的乘积。 • 物理意义是使岩石介质产生单位质点运动速度所需要的应力波的应力
值,它反应了应力波使岩石质点运动时,岩石阻止波能传播的作用。 • 岩石的波阻抗值对爆破能量在岩石中的传播效率有直接影响,通常认
4、小抵抗线宽孔距爆破技术
• a×b=S
4.1 宽孔距、小抵抗线爆破机理
增大爆破漏斗角,形成弧形自由面,为岩 石受拉伸破坏创造了有利条件
爆破漏斗角
23
防止爆炸气体过早泄出,提高了炸药能 量利用率
反射拉伸应力波作用增加,使单孔的径 向裂隙、环状裂隙得到充分发育,有利 于改善岩石的破碎质量
增强辅助破碎作用
(2)按台阶高度H确定: h= (0.12~0.25)H (考虑孔径
因素,此式的误差较大)
h = (8~12)d
(5)孔网参数a×b=S

每米能容炸药量
ql
1 4
d
2
e
• 单孔需药量 Q qaWH
• a=mb
(6)堵塞长度、间隔长度
• 根据抵抗线(排距)h0 =(0.7~1.0)W 垂直深孔取h0=(0.70.8)W1; 倾斜深孔取h0= (0.91.0)W。
• 根据孔径: h0=(20~30)d • 国内深孔台阶爆破多采用钻屑作为填塞材
料,有时采用粒径小于20mm的碎石作为填 塞材料.
(7)起爆方式
(8)延时大小
根据高速摄影测试,药包爆炸后10ms, 地表岩石开始有明显的移动,接着在加速 的过程中形成鼓包,到20ms时,鼓包运动 接近最大速度,到100ms时,鼓包严重破裂。 分为孔间、排间、孔内三个延时。 • 理论上有个适宜值; • 过小? • 过大?
(4)超深
• Δh是指钻孔超出台阶底盘标高的那一 段孔深,其作用是克服台阶底部阻力,避 免或减少留根底,以形成平整的底部。
• 超深过大不仅造成钻孔和炸药的浪费, 而且会增大对下一台阶顶面的破坏,给下 一台阶的钻孔带来困难,超深不足台阶底 部将会留下岩坎,影响挖运效率。
(1)按底盘抵抗线W1确定: h= (0.15~0.35)W1
底盘 抵抗 线 /m
布孔参数 a/m b/m
S 起爆参数
/m2
a’/ b’/ /m
mm
12 14.5 2.0 <10 >4.5 4.0
7
6 12.25 3.5 3.5 42
12 14.5 2.0 <10 >4.5 4.0
7
6 12.25 3.5 3.5 42
我国大型金属露天矿多采用牙轮钻机, 孔径250~310㎜;中小型金属露பைடு நூலகம்矿以及化 工、建材等非金属矿山则采用潜孔钻机, 孔径100~200㎜;
(3)台阶高度H:

台阶高度与抵抗线、挖运机械、场地条件和开挖进度等
诸多因素有关,一般采场的台阶高度在设计中均有明确规定, 而公路石方路基的深孔爆破台阶高度多由施工单位确定。
7
单位炸药消耗量q值
岩石坚固性 系数f
~0.82 3~4 5
6
8 10 12 14 16 20
q/kg·m-3
0.40 0.45 0.50 0.55 0.61 0.67 0.74 0.81 0.88 0.98
(2)孔径
国内常用的深孔直径有76—80、100、 150、170、200、250、310㎜几种,一般来 说钻机确定后,其钻孔直径就已确定下来。
2、露天台阶爆破主要参数
3
布孔
布孔
3、影响深孔台阶爆破效果的因素
(1)单耗q
• 深孔爆破的炸药单耗一般是指松动爆破时 的炸药单耗,影响炸药单耗的因素主要有 岩石的可爆性,炸药特性,自由面条件, 起爆方式和块度要求,各种爆破工程都有 根据自身生产经验总结出来的合理单耗值, 由于岩石强度和岩体性质存在很大差异, 具体工程的炸药单耗(q)需要通过多次试 验调整或长期生产实践来验证,
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4.2 密集系数(m)值的选取
一般在保证孔网面积不变的情况下,中等硬度以下的矿 岩爆破,取a=(4~6)b;坚硬岩石中可取a=(2~4)b 在工程实施上有二点需要特别注意
保证穿孔质量(孔位、孔深) 定好第一排孔的m值至关重要
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4.3 工程实例
段高 /m
孔深 /m
超深 /m
药高 /m
填高 /m
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