硐室爆破
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露天硐室爆破
45
第八章
露天峒室爆破
第四节 安全距离的确定
46
§8-4 安全距离
一、爆破地震安全距离确定
主要是在地表、对地面建筑物、边坡， 可求位移S、加速度a、速度V，但使用V 较多。距离爆源为R的某点震动速度：
Q V K( ) R
3
47
§8-4 安全距离
式中： Q—同段起爆的最大药量，kg； R—爆炸中心至V值计算点的间距，m; K—同岩性、爆破方法有关的系数， K=50~200，松土取大值； α —同地质条件有关的地震波的衰减 系数，α=1~3
抛体在漏斗外的堆积多用体积平衡法，由估 标堆积三角形有关尺寸进行。
图9-18 体积平衡法确定爆堆范围
19
§8-1 控制抛掷基本原理
1、确定堆积三角形 （1）药心至堆积边缘水平距Sm
Sm
900
W 3 q0 f (n) (1 sin 2 )
(9 38)
γ—岩土容重， φ—W方向与垂直线夹角，抛角。 （2）药心至堆积体质心水平距Sc
1 Sp S m 0.437 S m 2.29
（4）堆积体最大高度hp
hp
AP
0.5( S m S0 )
(9 41)
ŋ—岩土的松散系数；
21
§8-1 控制抛掷基本原理
AP—抛掷部分的实体面积 ŋAp—抛掷部分松散面积； AB—爆破漏斗面积；
Ap AB
AE
AE—爆破漏斗内的松散面积；
S0—药包中心至堆积体起始点的水平距。 可由上述各关系中作图求得 。
22
§8-1 控制抛掷基本原理
2、迭加原理 （1）单个抛体 与原地形迭加，根 据堆积体来自抛体、 应满足体积平衡原 则，如图9-8所示。 “空中”三角体下 落。
第07章 硐室爆破
3 填塞作业
• 3.1 填塞施工分解图 • 3.2 工作准备 • 3.3 填塞施工
3.1 填塞施工分解图
• 在填塞施工前，设计人员会向施工人员 交出并解释填塞施工分解图。图上的基 本内容有：
• • • • • ⑴ 填塞位置 ⑵ 填塞工程量 ⑶ 填塞料及相应作业要求 ⑷ 网路保护和排水措施 ⑸ 人员与机具配备和进度要求
1 硐室爆破的特点
• 工期较短，工程进度较快；毋需大型机 械设备；采用加强抛掷爆破如定向爆破 筑坝或移山填沟时，可减少土石方的搬 运量；地质地形条件和气候条件对爆破 施工影响较小；岩体破碎块度不均匀； 爆破振动对环境的破坏效应较大。
2 药室爆破的分类
• 按照硐室爆破的作用效果不同，可分为 松动爆破、加强松动爆破、加强抛掷爆 破等类型。根据爆破抛掷作用方向不同 可进一步分为单侧抛掷爆破、双侧抛掷 爆破、多向抛掷爆破等类型。
• ⑷ 若孔内有水流出时应使用乳化炸药 • ⑸ 硐室掘进作业面大多十分潮湿，使用 电力起爆系统时连接点处必须作好防水 防潮处理。 • ⑹ 主导硐掘进爆破时，硐口方向的警戒 距离要大于其它方向 • ⑺ 装药填塞过程中的照明应与钻孔时一 致
1.3 爆后检查
• 巷道掘进每一次爆破后，安全检查的主 要内容有两项： • 一是检查所有炮孔是否全部准爆 • 二是检查有无危石，特别是硐顶危石
3 硐室爆破的设计内容
• 进行硐室爆破设计时，要选择合理的爆 破方案，使得岩石破碎效果好，爆破危 害降到最低，工人劳动强度要低，安全 可靠，经济效益好，技术指标先进。 • 硐室爆破设计内容有：药室布置与计算； 起爆系统设计；施工组织设计；安全设 计及安全防护措施。
第二节 硐室爆破施工 • 硐室爆破施工作业中包括硐室开 挖、装药填塞和爆破实施三个阶 段。
硐室控制爆破
药集中装填于设计开挖成的药室内， 达成一次起 爆大量炸药、完成大量土石方开挖或抛填任务的爆破技术。 1 硐室水压爆破 1.1 硐室水压爆破作用机理 所谓硐室水压爆破（导洞堵塞利用水—土复合堵塞）就是水充填于药室与导 洞口堵塞物之间，在炸药爆炸后，由水将爆炸压力传递到导洞内壁施加作用，达 到破碎岩石的目的。 采用硐室水压爆破， 炸药在水中爆炸的爆炸特性有如下特点： （1）炸药在水中爆轰所产生的水中冲击波、高压气团的膨胀和由此形成的 高速高压射流，可起到加强岩石破碎的作用； （2）水中冲击波经过水介质时，由于水的可压缩性小，与其他介质相比， 吸收的爆炸能少，因此硐室水压爆破较常规爆破具有节能的效果。另爆破烟尘能 被水所中和或吸收，故同时也起到保护环境之功效； （3）水介质的能量传递效率高，且均匀，故炸药消耗量小，破碎块度均匀。 1.2 爆破效果 （1）岩石破碎均匀，大块率降低，个别飞石距离小。水具有不可压缩性， 在不可压缩介质中纵向波是以无限大的速度传播的，在药包瞬间爆炸时，介质质 点在能量传递的瞬间来不及自原始位置产生位移，而仅仅是获得一定的初速度， 即把爆炸能量传递给岩体。由于水中各质点相对位移为零，所以在水中不存在剪 切应力，炸药的爆炸能量在水中几乎没有损失，充分地利用了爆炸能。又因为水 的密度是均匀的，爆炸能量向各个方向传播量差少，因此可以把炸药与水的这种 偶合作用看成一个大药包，其能量在硐室内向任何方向瞬间传递。岩石受爆炸力 作用面积大，压缩圈、抛掷圈、松动圈内岩石受力相对均匀，因此爆破漏斗不明 显，岩石破碎均匀，大块率低，飞石少且飞石距离近。 （2）节约炸药。通过工程实例可以总结出，在爆破规模相当的条件下，水 偶合硐室爆破单位消耗炸药量比常规硐室爆破单位消耗炸药量的炸药单耗量降 低 15%。 2 溶洞、破碎带的处理 在硐室施工过程中，工程遇到了原始地质资料报告未曾提及、外露工程也没
凿岩爆破工程精品课程讲义教程-14硐室爆破
主要用于修筑石板堆石坝，1998年被国家电力公司列为科学技术研究项 目，在浙江、福建进行了4次此类型的爆破。
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
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
爆破工程--隧道爆破
炸药:是指在一定条件下，能够发生快速化学反应，放出巨大能量，生成大量气体产物，显示爆炸效应的化合物或混合物。
炸药爆炸的三要素：1、反应过程中释放大量的热能;2、反应过程必须高速进行；3、反应必须产生大量的气体.炸药的氧平衡及对爆生有毒气体的影响：炸药的氧平衡可分为如下三种情况：1、零氧平衡：炸药中的氧含量恰好能够使碳、氢元素完全氧化；2、正氧平衡：炸药中的含氧量使全部碳、氢元素完全氧化后还有剩余；3、负氧平衡：炸药中的含氧量不足以将碳、氢元素完全氧化.零氧平衡炸药中的碳氢含量与氧的含量恰好匹配，即碳、氢元素被完全氧化成二氧化碳和水，没有多余的氧，也没有多余的碳、氢;负氧平衡炸药的含氧量不足，将发生不完全氧化,爆炸中出现CO ，甚至产生固态碳;而正氧平衡炸药的含氧量过多，易出现NO 和NO2。
炸药的起爆:炸药在外能作用下发生爆炸上网过程称为起爆.感度：是指炸药在外能作用下发生爆炸的难易程度。
爆速：是爆轰波传播的速度爆热：炸药反应放出的热量V Q ，根据能量守恒定律有()()V Q V V P P e e +-+=-20020221爆温:爆轰产物温度t k k t 122+=,其中t 为爆温。
爆力:是表示炸药爆炸对周围介质整体的压缩、破坏和抛移等作用的能力。
猛度：是表示炸药爆炸对其邻近介质产生局部的压缩、粉碎或击穿作用的能力.殉爆:一个药包爆炸后，引起与它不相接触的邻近药包爆炸的现象。
殉爆距：主动药包引爆从动药包的最大距离.冲击波：是一种在介质中以超声速传播的并具有压力突然跃升，然后缓慢下降特征的一种高强度的压力波.爆轰波:是指在炸药中传播的、伴有化学反应区的特殊形式的冲击波。
两者的区别：1.、传播介质：爆轰波在一定量的炸药中传播，而冲击波一般不定；2、爆轰波有化学反应，而冲击波没有；3、爆轰波有能量补充，而冲击波没有;4、爆轰波状态参数恒定，而冲击波状态参数退。
分析影响炸药爆速的因素：1、药包直径。
硐室爆破(全)
硐室爆破
硐室爆破药包布置方法
峒室+预裂药包布置
w
R’
边 坡 线 预裂孔线
1:0.3 R
硐室爆破
硐室爆破药包布置方法
参数的选取与计算 1、药包参数的选取
a ） 最小抵抗线 b ） 爆破作用指数 c ） 炸药消耗量 W n K
r
w
硐室爆破
硐室爆破药包布置方法
2、装药量计算 (1) 集中药包抛掷爆破的装药量计算
硐室爆破
硐室爆破设计管理与分级标准
硐室爆破分级标准 以一次爆破炸药用量Q为基础，视工程的重要性及环境的复杂性
可按规定做适当调整。
A级 1000≤Q≤3000t；
B级 300≤Q < 1000t；
C级 50≤Q <300t； D级 0.2 ≤Q<50t； 装药量大于3000t的，应由业务主管部门组织论证其必要性和可行性，
b、斜坡地带，重力影响与斜坡角度有关： Q=KW3（0.4+0.6n3)(Wcosa/20)1/2
硐室爆破
硐室爆破药包布置方法
(2) 条形药包药量计算公式 公式前提：L/W尺寸足够大，端部效应不考虑，按集中药包间距 a= 0.5(1+n)w 计算。
Q =q l=[ eKW3（0.4+0.6n3)l ]/d =[ eKW2（0.4+0.6n3)l ]/m
Q=eKW3（0.4+0.6n3)
说明： 适用W≤20~25M的范围的平地抛掷爆破；
e —以标准2号岩石炸药为标准的换算系数；
K—与岩土等级有关的炸药消耗系数；
确定方法：参照经验选取、通过容重计算、爆破实验确定。
硐室爆破
硐室爆破药包布置方法
硐室爆破
4.硐室爆破
4.硐室爆破
4.1 概述 • 定义：硐室爆破法是将大量炸药装进硐室 和巷道中进行爆破的方法。 • 由于一次爆破的装药量和爆落方量较大， 故常称为“大爆破”。我国是进行硐室爆 破最多的国家之一，万吨级炸药的爆破有 两次，千吨级的十几次，百吨以上的达百 余次，积累了丰富的经验．
4.硐室爆破
4.硐室爆破
4.3 药包布置方法 （5）路堑爆破药包布置方法 • 单层单排药包。（最常采用） • 单层双排药包。 • 在陡坡上，多采用单排双层的布药形式开挖路堑。 • 地形较陡，开挖路基(站场)又较宽时，若布置大药包对边 坡影响较大，一般多投入一些硐挖工程，采用多层多排的 布药方式，前后排用延发雷管起爆。 • 双层单排延迟爆破的药包布置（上抛下松）。 在斜坡上 (小山头下)-开挖双壁路堑时，为保护边坡，减少对边坡的 震害，一般把上层药包设计成抛掷药包，下层药包设计成 松动药包上层先响下层后响．
4.硐室爆破
4.2 爆破方案规划和药包布置原则
4.2.3 药室形式
近年来的工程实践及研究分析表明，条形药包
施工简单，爆破效果也好，凡能布置条形药包的
地方应布置条形药包或部分布置条形药包，当地
形变化较大或地质构造复杂时，条形药包不好布
置可考虑布置集中药包群。
4.硐室爆破
4.2 爆破方案规划和药包布置原则 4.2.4 药包布置原则
4.硐室爆破
4.1 概述 4.1.5 利文斯顿漏斗理论中的临界深度和最佳深度
当集中药包由深处向地面移动时，传给地表附 近，岩石的能量随之增加，当增加到一定程度时， 地表岩石开始破坏，地表将发生“片裂”现象，并 伴有裂隙的产生，此时的药包埋置深度叫做临界深 度。在一定重量的药包Q时，其临界深度可以表示 为： Le=EbQ1/3 式中：Ee——为变形能系数，该值是衡量各种岩石 爆破难易的一个指标。
4.硐室爆破
4.1 概述 • 定义：硐室爆破法是将大量炸药装进硐室 和巷道中进行爆破的方法。 • 由于一次爆破的装药量和爆落方量较大， 故常称为“大爆破”。我国是进行硐室爆 破最多的国家之一，万吨级炸药的爆破有 两次，千吨级的十几次，百吨以上的达百 余次，积累了丰富的经验．
4.硐室爆破
4.硐室爆破
4.3 药包布置方法 （5）路堑爆破药包布置方法 • 单层单排药包。（最常采用） • 单层双排药包。 • 在陡坡上，多采用单排双层的布药形式开挖路堑。 • 地形较陡，开挖路基(站场)又较宽时，若布置大药包对边 坡影响较大，一般多投入一些硐挖工程，采用多层多排的 布药方式，前后排用延发雷管起爆。 • 双层单排延迟爆破的药包布置（上抛下松）。 在斜坡上 (小山头下)-开挖双壁路堑时，为保护边坡，减少对边坡的 震害，一般把上层药包设计成抛掷药包，下层药包设计成 松动药包上层先响下层后响．
4.硐室爆破
4.2 爆破方案规划和药包布置原则
4.2.3 药室形式
近年来的工程实践及研究分析表明，条形药包
施工简单，爆破效果也好，凡能布置条形药包的
地方应布置条形药包或部分布置条形药包，当地
形变化较大或地质构造复杂时，条形药包不好布
置可考虑布置集中药包群。
4.硐室爆破
4.2 爆破方案规划和药包布置原则 4.2.4 药包布置原则
4.硐室爆破
4.1 概述 4.1.5 利文斯顿漏斗理论中的临界深度和最佳深度
当集中药包由深处向地面移动时，传给地表附 近，岩石的能量随之增加，当增加到一定程度时， 地表岩石开始破坏，地表将发生“片裂”现象，并 伴有裂隙的产生，此时的药包埋置深度叫做临界深 度。在一定重量的药包Q时，其临界深度可以表示 为： Le=EbQ1/3 式中：Ee——为变形能系数，该值是衡量各种岩石 爆破难易的一个指标。
硐室爆破
a m1W2
§7 硐室爆破
• (4) 药包层间距a′
• (5)排距b
a m2 W
b (0.9 ~ 1.0)W
§6 露天爆破技术
• (6)不逸出半径 • 在定向抛掷爆破中为避免对其它临空面造成破坏，引 起边坡和山头破坏、失稳，可采用不逸出半径来进行 控制。
• 不逸出半径：药包中心至非抛掷方向上地面的最短距 离。
§6 露天爆破技术
• ① 对于突出地形，要求一个方向可以抛掷，另一个方 向不许抛出但可以破坏时，
Re 1.2W 3 f n
• ②药包的两端若为冲沟时，为保证抛掷方向不向冲沟 逸出，药包中心至冲沟表面的最短距离应大于Re。
Re 1.3 ~ 1.4 W n 1
2
• ③ 对于山后深沟或山间较陡的地形，为保证爆破时 抛掷方向不向山后薄弱地带冲出，药包中心至后冲沟 表面的最短距离应大于Re。
下排药包的夹制作用较大，影响爆破效果。
§6 露天爆破技术
•(7)有必要时在主药包之外应布臵辅助药包 •如：单排药包布臵在山脊地形时,当药包破裂半径R与 山脊交点至药包所在水平面的距离h＞7m时,为避免在 山坡底部留下岩坎, 应在山坡与主药室之间布设辅助 药包,如下图所示。
§7 硐室爆破
• 2.药包布臵方法
• (2)W方向：岩石的运动初速度最大 抛掷最远； • (3)W方向：抛掷形成堆积体, 堆积的分布对称于W的 水平投影。 • 综合以上分析： W方向是岩石破碎、抛掷和堆积的主 导方向，即最小抵抗线W原理。 • 根据W原理：①集中抛掷堆积，应利用或选择凹形地 形,合理布臵药包。
§6 露天爆破技术
• 根据W原理：②地形条件不利，可利用辅助药包及起 爆顺序来控制爆破的抛掷方向。如下左图 • a.采用不同起爆顺序起爆等量药包，在平地实现单侧 抛掷爆破，如下右图。
§7 硐室爆破
• (4) 药包层间距a′
• (5)排距b
a m2 W
b (0.9 ~ 1.0)W
§6 露天爆破技术
• (6)不逸出半径 • 在定向抛掷爆破中为避免对其它临空面造成破坏，引 起边坡和山头破坏、失稳，可采用不逸出半径来进行 控制。
• 不逸出半径：药包中心至非抛掷方向上地面的最短距 离。
§6 露天爆破技术
• ① 对于突出地形，要求一个方向可以抛掷，另一个方 向不许抛出但可以破坏时，
Re 1.2W 3 f n
• ②药包的两端若为冲沟时，为保证抛掷方向不向冲沟 逸出，药包中心至冲沟表面的最短距离应大于Re。
Re 1.3 ~ 1.4 W n 1
2
• ③ 对于山后深沟或山间较陡的地形，为保证爆破时 抛掷方向不向山后薄弱地带冲出，药包中心至后冲沟 表面的最短距离应大于Re。
下排药包的夹制作用较大，影响爆破效果。
§6 露天爆破技术
•(7)有必要时在主药包之外应布臵辅助药包 •如：单排药包布臵在山脊地形时,当药包破裂半径R与 山脊交点至药包所在水平面的距离h＞7m时,为避免在 山坡底部留下岩坎, 应在山坡与主药室之间布设辅助 药包,如下图所示。
§7 硐室爆破
• 2.药包布臵方法
• (2)W方向：岩石的运动初速度最大 抛掷最远； • (3)W方向：抛掷形成堆积体, 堆积的分布对称于W的 水平投影。 • 综合以上分析： W方向是岩石破碎、抛掷和堆积的主 导方向，即最小抵抗线W原理。 • 根据W原理：①集中抛掷堆积，应利用或选择凹形地 形,合理布臵药包。
§6 露天爆破技术
• 根据W原理：②地形条件不利，可利用辅助药包及起 爆顺序来控制爆破的抛掷方向。如下左图 • a.采用不同起爆顺序起爆等量药包，在平地实现单侧 抛掷爆破，如下右图。
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世界先进水平。
宁夏网200712月20日综合讯 被称为宁夏和中国煤矿 第一爆的硐室爆破工程，今天上午11点30分在我区大峰 煤矿羊齿采区按响。 根据爆破方案设计，此次爆破对羊齿采区海拔2100米 以上水平进行硐室爆破，总体积达到632.9万立方米，总 装药量5500吨炸药。爆破后山体最大标高下降40米左右。
W （岩石，W>15m） 15 W （土壤，W>20m） Q kW 3 ( 0.4 0.6 n 3 ) 20
爆破参数
最小抵抗线
对露天矿剥离和平整工业广场的硐室爆破，最小
抵抗线与山体高度的比值一般应控制在 0.6 ～ 0.8
范围内。
在爆破区域中心或最大挖深处，大药包的最小抵
抗线可以在25~40m范围内，而在爆破区域边缘
爆破漏斗的下破裂半径
R nW
W
B R' R C
爆破漏斗的上破裂半径
R' W 1 n 2
nW
A
3
nW
W
式中： 破坏系数
R
O
土、软及中硬岩 坚硬致密岩石
1 0.04 10
3
1 0.016 10
图7-8 斜坡地面爆破漏斗
0.5 0.25 4 10
3
6
（7-6）
0.5 0.25 10 3 106
式中 ——地面坡度。
扬弃爆破装药量计算
平坦地面或地面坡度小于30°的扬弃爆破，装药量
的计算仍使用式（7-4）。但当W>15～20m时，应 进行重力修正，即：
Q kW 3 ( 0.4 0.6 n 3 )
或挖深较小处，一般应保证最小抵抗线8～10ｍ，
最小不宜小于5ｍ。
单位用药量系数与单位耗药量
单位用药量系数
查表法 工程类比法
爆破漏斗试验法
单位用药量系数与单位耗药量
单位耗药量
取决于岩体的种类及其裂隙发育程度。
在节理裂隙发育的软岩中，即使单位耗药量小到
0.2kg/m3，仍可获得良好的爆破效果。因为这种
性。
硐室爆破的特点
（3）经济效益显著 对于地形较陡、爆破开挖较深、岩石节理 裂隙发育、整体性差的岩石，采用硐室爆破方 法施工，人工开挖导硐和药室的费用大大低于 深孔爆破的钻孔费用，因此，可以获得显著的 经济效益。
硐室爆破的缺点
人工开挖导硐和药室，工作条件差，劳动强 度高。
爆破块度不够均匀，容易产生大块，二次爆 破工作量大。
Q ( 0.44 ~ 1.0 )kW
3
（7-3）
抛掷爆破装药量计算 平坦地面和山脊地形的双侧作用药包，装药量按公式 （7-4）进行计算：
Q kW ( 0.4 0.6 n )
3 3
（7-4）
式中 n ——爆破作用指数，0.75 ＜ n＜1时属于减弱
（或加强）抛掷爆破，n=1时属于标准抛掷爆破，
R'
W2 W1
R' H W1 W2
后爆药包 先爆药包
H
路堑
W 2>W 1
W 2>W 1
图7-10 山头和台阶地形药包埋置较浅(H<R )时的爆破作用范围
硐室爆破技术设计阶段，一般应采用1:500的地形
图。装药前，对各主药室应补测最小抵抗线方向
1:200的地形剖面图，以保证装药量的计算精度。 《大爆破安全规程》还规定， D 级硐室爆破设计 也应进行地形测量，地形图的比例和精度为 1:200～1:500。
地质测绘应查明：爆破区岩土介质的类别、 性质、成分和产状分布及物理力学指标；爆破 影响区的地质构造（断层、溶洞、层理、裂隙 和不稳定岩体的产状分布和形态），水文地质 条件等。
爆破安全距离计算 安全技术与措施 爆破施工组织 工程投资概算 主要经济技术指标
爆破区平面图
药室布置平面图和剖面图
药室和导硐开挖图
设计图纸
装药结构图 起爆网路敷设图 爆破安全范围图及岗哨布置图
防护工程设计图
第二节 爆破类型选择与药包布置方式
硐室爆破类型的划分
标准松动爆破 松动爆破 按爆破目的或 爆破作用划分 抛掷爆破 硐室爆破 集中药包 按药室形状划分 条形药包 减弱松动爆破 加强松动爆破 标准抛掷爆破 扬弃爆破 定向抛掷爆破
抛掷爆破
根据爆破作用指数 n 的取值，抛掷爆破 分为：
加强抛掷爆破（n>1）
标准抛掷爆破（n=1）
减弱抛掷爆破（0.75<n<1）。
抛掷爆破
在工程实践中，根据地面坡度的不同，抛掷爆 破的爆破作用指数 n 一般在 1 ～ 1.5 之间，抛掷率为
60%左右。凡条件允许布置抛掷药包，能将部分岩
石抛出爆区者，应考虑采用抛掷爆破方案。抛掷爆
经济效果较好。利用重力作用的爆破方法也称为崩塌
爆破。
5、定向抛掷爆破的药包布置
（3）重力作用原理
R' W
拟建大坝
R' W
图7-7 定向爆破筑坝药包布置
第三节 硐室爆破参数的选择与计算
装药量计算
松动爆破装药量计算方法
标准松动爆破的装药量计算公式为： 3 （7-1） Q 0.44kW
3 式中 k ——标准抛掷爆破的单位用药量系数，kg/m ；
水电、农田基本建设和建筑工程等领域，并成功地实
施了多次万吨级的爆破。例如，1971年，四川攀枝花 市狮子山万吨级硐室大爆破，耗药量为10162.22t，爆 破方量达 1140×104m3 。 1992 年，广东珠海炮台山大 爆破，耗药量 12000t ，爆破方量达 1085×104m3 。这
些工程的成功，标志着我国硐室爆破技术已经达到了
标准松动爆破
在节理裂隙发育、预计爆岩大块率较低的地
方，可采用松动爆破；在爆岩可以靠重力作用滑
移出爆破漏斗的陡坡地段，易采用松动爆破。一
般药包的最小抵抗线小于 15 ～ 20m 。单位耗药量
应在 0.5kg/m3 左右，爆堆集中，对爆区周围岩体
破坏较小。
加强松动爆破
加强松动爆破在矿山应用较为广泛，其单位 耗药量可以达到 0.8～1.0kg/m3。一般当药包的最 小抵抗线大于 15～ 20m时，为了充分破碎矿岩和 降低爆堆高度，一般采用加强松动爆破。
n>1时属于加强抛掷爆破。
斜坡地面的抛掷爆破，当地面自然坡度大于30°时，
由于爆破漏斗上方岩体的滑塌作用，装药量可按
公式（7-5）修正计算：
kW 3 (0.4 0.6n) Q f ( )
（7-5）
式中 f ( a ) ——斜坡地面爆破漏斗体积的增量函数，
根据岩石的坚固性按下式计算：
f ( )
岩体只需翻动或坍塌一下就可以挖运。
对于坚硬完整的岩体，平均单位耗药量要高达
0.7 kg/m3以上才能彻底炸开，单位耗药量小一
点就可能因翻动不够而挖不动。
爆破作用指数
扬弃爆破的爆破作用指数 斜坡地面抛掷爆破的爆破作用指数 多面临空或陡崖地形崩塌爆破的爆破作用指数
扬弃爆破的爆破作用指数
扬弃百分数
爆炸当量相当于日本广岛核爆炸的12倍，爆破规模世界罕
见，能量释放相当于一次5.0级左右地震。是继白银铜矿、 攀钢狮子山和珠海炮台山万吨级硐室爆破后，全国第四大
硐室爆破，也是我区和中国煤矿历史上最大的一次爆破。
硐室爆破
概念
硐室爆破是将大量炸药装入专门开凿 的硐室或巷道中进行爆破的方法 。
硐室爆破分级
第一节 硐室爆破特点及设计要求
硐室爆破的特点
（1）爆破方量大、施工速度快
在土石方数量集中的工点，如铁路、公路
的高填深挖路基、露天采矿的基建剥离和大规
模的采石工程等，从导硐、药室开挖到装药爆
破，能在短期内完成任务，对加快工程建设速
度有重大作用。
硐室爆破的特点
（2）施工简单、适用性强 在交通不便、地形复杂的山区，特别是对 于地势陡峻地段、工程量在几千立方米或几万 立方米的土石方工程，由于硐室爆破使用设备 少，施工准备工作量小，因此具有较强的适用
按装药量分级（单位：吨） A级：1000≤Q≤3000
B级：300≤Q＜1000 C级：50≤Q＜300
D级：0.2≤Q＜50
一次用药量大于3000t的硐室爆破应由业务主管 部门组织专家论证其必要性，其等级按A级管理。装 药量小于200kg的小硐室爆破归入蛇穴爆破，应遵守 5.1.7的有关规定。
扬弃爆破
扬弃爆破需要利用炸药能量将岩石向上抬 起并扬弃出去，故其单位耗药量高，爆破作用 指数大，扬弃爆破的抛掷率一般在80％左右。 在平坦地面，当爆破作用指数时 n=2 时，抛掷 率为 83 ％，单位耗药量在 1.4 ～ 2.2 kg/m3 之间。
定向抛掷爆破
利用爆炸能量将大量土石方按照指定方 向抛掷到一定位置并堆积成一定形状的爆 破方法，称为定向抛掷爆破。定向抛掷爆 破减少了挖、装、运等工序，有着很高的 生产效率。
第七章 硐室爆破
目
第一节
录
硐室爆破特点及设计要求
第二节
第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
爆破类型选择与药包布置方式
硐室爆破参数的选择与计算 条形药包硐室爆破 硐室爆破药包布置 路堑硐室爆破设计实例 硐室爆破施工
自 20 世 纪 50 年 代 以 来 ， 我 国 已 将 硐 室 爆 破 (chamber blasting)技术广泛应用于矿山、交通、水利
爆破作用和震动强度大，对边坡的稳定及周 围建（构）筑物可能造成不良影响。
宁夏大峰矿爆破事故
硐室爆破设计要求及内容
宁夏网200712月20日综合讯 被称为宁夏和中国煤矿 第一爆的硐室爆破工程，今天上午11点30分在我区大峰 煤矿羊齿采区按响。 根据爆破方案设计，此次爆破对羊齿采区海拔2100米 以上水平进行硐室爆破，总体积达到632.9万立方米，总 装药量5500吨炸药。爆破后山体最大标高下降40米左右。
W （岩石，W>15m） 15 W （土壤，W>20m） Q kW 3 ( 0.4 0.6 n 3 ) 20
爆破参数
最小抵抗线
对露天矿剥离和平整工业广场的硐室爆破，最小
抵抗线与山体高度的比值一般应控制在 0.6 ～ 0.8
范围内。
在爆破区域中心或最大挖深处，大药包的最小抵
抗线可以在25~40m范围内，而在爆破区域边缘
爆破漏斗的下破裂半径
R nW
W
B R' R C
爆破漏斗的上破裂半径
R' W 1 n 2
nW
A
3
nW
W
式中： 破坏系数
R
O
土、软及中硬岩 坚硬致密岩石
1 0.04 10
3
1 0.016 10
图7-8 斜坡地面爆破漏斗
0.5 0.25 4 10
3
6
（7-6）
0.5 0.25 10 3 106
式中 ——地面坡度。
扬弃爆破装药量计算
平坦地面或地面坡度小于30°的扬弃爆破，装药量
的计算仍使用式（7-4）。但当W>15～20m时，应 进行重力修正，即：
Q kW 3 ( 0.4 0.6 n 3 )
或挖深较小处，一般应保证最小抵抗线8～10ｍ，
最小不宜小于5ｍ。
单位用药量系数与单位耗药量
单位用药量系数
查表法 工程类比法
爆破漏斗试验法
单位用药量系数与单位耗药量
单位耗药量
取决于岩体的种类及其裂隙发育程度。
在节理裂隙发育的软岩中，即使单位耗药量小到
0.2kg/m3，仍可获得良好的爆破效果。因为这种
性。
硐室爆破的特点
（3）经济效益显著 对于地形较陡、爆破开挖较深、岩石节理 裂隙发育、整体性差的岩石，采用硐室爆破方 法施工，人工开挖导硐和药室的费用大大低于 深孔爆破的钻孔费用，因此，可以获得显著的 经济效益。
硐室爆破的缺点
人工开挖导硐和药室，工作条件差，劳动强 度高。
爆破块度不够均匀，容易产生大块，二次爆 破工作量大。
Q ( 0.44 ~ 1.0 )kW
3
（7-3）
抛掷爆破装药量计算 平坦地面和山脊地形的双侧作用药包，装药量按公式 （7-4）进行计算：
Q kW ( 0.4 0.6 n )
3 3
（7-4）
式中 n ——爆破作用指数，0.75 ＜ n＜1时属于减弱
（或加强）抛掷爆破，n=1时属于标准抛掷爆破，
R'
W2 W1
R' H W1 W2
后爆药包 先爆药包
H
路堑
W 2>W 1
W 2>W 1
图7-10 山头和台阶地形药包埋置较浅(H<R )时的爆破作用范围
硐室爆破技术设计阶段，一般应采用1:500的地形
图。装药前，对各主药室应补测最小抵抗线方向
1:200的地形剖面图，以保证装药量的计算精度。 《大爆破安全规程》还规定， D 级硐室爆破设计 也应进行地形测量，地形图的比例和精度为 1:200～1:500。
地质测绘应查明：爆破区岩土介质的类别、 性质、成分和产状分布及物理力学指标；爆破 影响区的地质构造（断层、溶洞、层理、裂隙 和不稳定岩体的产状分布和形态），水文地质 条件等。
爆破安全距离计算 安全技术与措施 爆破施工组织 工程投资概算 主要经济技术指标
爆破区平面图
药室布置平面图和剖面图
药室和导硐开挖图
设计图纸
装药结构图 起爆网路敷设图 爆破安全范围图及岗哨布置图
防护工程设计图
第二节 爆破类型选择与药包布置方式
硐室爆破类型的划分
标准松动爆破 松动爆破 按爆破目的或 爆破作用划分 抛掷爆破 硐室爆破 集中药包 按药室形状划分 条形药包 减弱松动爆破 加强松动爆破 标准抛掷爆破 扬弃爆破 定向抛掷爆破
抛掷爆破
根据爆破作用指数 n 的取值，抛掷爆破 分为：
加强抛掷爆破（n>1）
标准抛掷爆破（n=1）
减弱抛掷爆破（0.75<n<1）。
抛掷爆破
在工程实践中，根据地面坡度的不同，抛掷爆 破的爆破作用指数 n 一般在 1 ～ 1.5 之间，抛掷率为
60%左右。凡条件允许布置抛掷药包，能将部分岩
石抛出爆区者，应考虑采用抛掷爆破方案。抛掷爆
经济效果较好。利用重力作用的爆破方法也称为崩塌
爆破。
5、定向抛掷爆破的药包布置
（3）重力作用原理
R' W
拟建大坝
R' W
图7-7 定向爆破筑坝药包布置
第三节 硐室爆破参数的选择与计算
装药量计算
松动爆破装药量计算方法
标准松动爆破的装药量计算公式为： 3 （7-1） Q 0.44kW
3 式中 k ——标准抛掷爆破的单位用药量系数，kg/m ；
水电、农田基本建设和建筑工程等领域，并成功地实
施了多次万吨级的爆破。例如，1971年，四川攀枝花 市狮子山万吨级硐室大爆破，耗药量为10162.22t，爆 破方量达 1140×104m3 。 1992 年，广东珠海炮台山大 爆破，耗药量 12000t ，爆破方量达 1085×104m3 。这
些工程的成功，标志着我国硐室爆破技术已经达到了
标准松动爆破
在节理裂隙发育、预计爆岩大块率较低的地
方，可采用松动爆破；在爆岩可以靠重力作用滑
移出爆破漏斗的陡坡地段，易采用松动爆破。一
般药包的最小抵抗线小于 15 ～ 20m 。单位耗药量
应在 0.5kg/m3 左右，爆堆集中，对爆区周围岩体
破坏较小。
加强松动爆破
加强松动爆破在矿山应用较为广泛，其单位 耗药量可以达到 0.8～1.0kg/m3。一般当药包的最 小抵抗线大于 15～ 20m时，为了充分破碎矿岩和 降低爆堆高度，一般采用加强松动爆破。
n>1时属于加强抛掷爆破。
斜坡地面的抛掷爆破，当地面自然坡度大于30°时，
由于爆破漏斗上方岩体的滑塌作用，装药量可按
公式（7-5）修正计算：
kW 3 (0.4 0.6n) Q f ( )
（7-5）
式中 f ( a ) ——斜坡地面爆破漏斗体积的增量函数，
根据岩石的坚固性按下式计算：
f ( )
岩体只需翻动或坍塌一下就可以挖运。
对于坚硬完整的岩体，平均单位耗药量要高达
0.7 kg/m3以上才能彻底炸开，单位耗药量小一
点就可能因翻动不够而挖不动。
爆破作用指数
扬弃爆破的爆破作用指数 斜坡地面抛掷爆破的爆破作用指数 多面临空或陡崖地形崩塌爆破的爆破作用指数
扬弃爆破的爆破作用指数
扬弃百分数
爆炸当量相当于日本广岛核爆炸的12倍，爆破规模世界罕
见，能量释放相当于一次5.0级左右地震。是继白银铜矿、 攀钢狮子山和珠海炮台山万吨级硐室爆破后，全国第四大
硐室爆破，也是我区和中国煤矿历史上最大的一次爆破。
硐室爆破
概念
硐室爆破是将大量炸药装入专门开凿 的硐室或巷道中进行爆破的方法 。
硐室爆破分级
第一节 硐室爆破特点及设计要求
硐室爆破的特点
（1）爆破方量大、施工速度快
在土石方数量集中的工点，如铁路、公路
的高填深挖路基、露天采矿的基建剥离和大规
模的采石工程等，从导硐、药室开挖到装药爆
破，能在短期内完成任务，对加快工程建设速
度有重大作用。
硐室爆破的特点
（2）施工简单、适用性强 在交通不便、地形复杂的山区，特别是对 于地势陡峻地段、工程量在几千立方米或几万 立方米的土石方工程，由于硐室爆破使用设备 少，施工准备工作量小，因此具有较强的适用
按装药量分级（单位：吨） A级：1000≤Q≤3000
B级：300≤Q＜1000 C级：50≤Q＜300
D级：0.2≤Q＜50
一次用药量大于3000t的硐室爆破应由业务主管 部门组织专家论证其必要性，其等级按A级管理。装 药量小于200kg的小硐室爆破归入蛇穴爆破，应遵守 5.1.7的有关规定。
扬弃爆破
扬弃爆破需要利用炸药能量将岩石向上抬 起并扬弃出去，故其单位耗药量高，爆破作用 指数大，扬弃爆破的抛掷率一般在80％左右。 在平坦地面，当爆破作用指数时 n=2 时，抛掷 率为 83 ％，单位耗药量在 1.4 ～ 2.2 kg/m3 之间。
定向抛掷爆破
利用爆炸能量将大量土石方按照指定方 向抛掷到一定位置并堆积成一定形状的爆 破方法，称为定向抛掷爆破。定向抛掷爆 破减少了挖、装、运等工序，有着很高的 生产效率。
第七章 硐室爆破
目
第一节
录
硐室爆破特点及设计要求
第二节
第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
爆破类型选择与药包布置方式
硐室爆破参数的选择与计算 条形药包硐室爆破 硐室爆破药包布置 路堑硐室爆破设计实例 硐室爆破施工
自 20 世 纪 50 年 代 以 来 ， 我 国 已 将 硐 室 爆 破 (chamber blasting)技术广泛应用于矿山、交通、水利
爆破作用和震动强度大，对边坡的稳定及周 围建（构）筑物可能造成不良影响。
宁夏大峰矿爆破事故
硐室爆破设计要求及内容