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1、5.2 预裂爆破定义:沿开挖边界布置密集炮孔,采取不耦合装药或装填低威力炸药,在主爆区之前起爆,在爆破与保留 区之间形成一道有一定宽度的贯穿裂缝,以减弱主爆区爆破时对保留岩体的破坏,并形成平整轮廓面的 爆破作业,称为预裂爆破。预裂爆破是露天深孔周边控制爆破的一种主要爆破技术,由于具有明显的降震作用,已被广泛采用。 国内露天预裂爆破一次预裂的深度达25m。5.2.1 露天预裂爆破参数设计5.2.1.1 孔网参数 包括:预裂孔直径、孔间距、孔深、预裂孔的排列方式及预裂孔与主爆孔的相互排列方式。(1)炮孔直径d一般孔径越小,孔痕率就越高。一般釆用50120mm的孔径;国内一些矿山,采用0150mm2
2、50mm 也能获得满意的效果。(2)孔间距 a 孔间距是直接影响预裂带壁面光滑程度的重要参数,孔间距小则预裂带壁面光滑平整。 永久边坡宜取:a = (710) d ; 35年的临时边坡宜取:a = (1015) d倍; 其他临时边坡取: a =(1520) d 。原则是硬岩取大值,软岩、破碎岩石取小值。( 3)炮孔深度与超深 孔深必须考虑减少对台阶底部的破坏。因此,超深值必须尽量减少。预裂孔原则不得超深,最多 不超过 0.5m。(4)与邻近孔的排距一般为正常炮孔的一半,主要是控制孔底距离不得大于1525m。如果最后一排主爆孔的孔径和装药量都比较大,其值可适当放宽到67 m。其评价标准是,预裂缝
3、 与最后一排炮孔之间的岩体能够得到应有的破碎,且不能破坏已形成的预裂面。5212 装药参数(1)不耦合系数 k 在实际使用中,其控制在25,以24为多。硬岩取小值,软岩、破碎岩石取大值。(2)线装药密度 Q 线线装药密度指炮孔装药量对不包括堵塞部分的炮孔长度之比。其一般为0115kg / m。 由于孔底岩石夹制作用大,为确保预裂缝贯通到孔底,在孔底: l2m 长度上,应适当增加装药 量:当孔深小于5m时,每延米装药量增加12倍;孔深为510m时,增加23倍,孔深大于10m 时,增加35倍。在工程实践中,往往还将邻近预裂炮孔的最后一排主爆孔的装药量作适当降低,约为 正常主爆孔装药量的 1/22/
4、3,以减轻对预裂面的破坏。5213 露天预裂爆破施工(1)预裂孔的布孔方式 直孔预裂爆破主要用于固定帮台阶,平盘较宽、坡面要求不严格的靠帮地段。如图5-2-4 所示。 平行排列预裂倾斜方向与边坡台阶面的倾向一致时,如图 5-2-5 。大冶铁矿的经验认为,这种排列预裂孔的 半边孔出现率较高 。 倾斜的预裂孔 预裂爆破孔为倾斜炮孔,辅助孔(或倾斜)、缓冲孔、主炮孔均采用垂直炮孔。如图5-2-6所示。图 5-2-4 露天矿预裂爆破预裂孔的垂直布置1预裂孔;2缓冲孔;3主爆破炮孔组图 5-2-5 露天矿预裂孔的平行布置图 5-2-6 斜孔预裂布孔示意图一主炮孔;(2)缓冲孔;一辅助孔;一预裂孔(2)
5、钻孔预裂壁面的超欠挖和不平整度主要取决于钻孔精度。预裂爆破的成败60取决于钻孔质量,40取 决于爆破技术水平。(3) 装药结构 预裂爆破装药结构有两种形式: 采用定位并将装药的塑料管控制在炮孔中央,爆破效果好,但费用较高; 是将 25mm、32mm 或 35mm 等直径的标准药卷顺序连续或间隔绑在导爆索上。绑在导爆索上药串 可以再绑在竹片上,缓缓送人孔内,应使竹片贴靠保留岩壁一侧。图 5-2-4 预裂孔装药结构示意图a连续装药;b、c间隔装药;1堵塞段;2口部减弱装药段;3正常装药段; 4底部增强装药段(4)堵塞堵塞时先用牛皮纸团或编织袋放入堵塞段的下部,再回填钻屑。一般取Lt= (1220)
6、 do( 5)起爆顺序预裂孔超前于主爆孔起爆,同次爆破的预裂孔可以同时起爆,也可以分段起爆,条件允许时, 最好采用同时起爆。当预裂孔与缓冲孔、主爆孔在一个爆区的网路时,预裂孔引爆时间超前缓冲孔、主 爆孔100300ms。5.2.2 马钢公司南山铁矿露天预裂爆破实例南山铁矿在宽45m的堑沟掘进中,为保护边坡进行预裂爆破。布置示于图5-2-6。图5-2-6 南山铁矿露天边坡预裂爆破炮孔布置示意图1 辅助孔:孔深78m,孔距34m, S1 = 2.53m, S2 = 12m;2 预裂孔;3预裂线;4缓冲孔 钻孔为150mm6 0斜孔(与台阶坡面角一致),孔深1516m(台阶高1415m)。 选用2#
7、岩石炸药,药卷直径为35mm,钻孔及装药参数参见表521 预裂孔在主炮孔之前50150ms起爆,预裂爆破效果良好。表5-2-1 南山铁矿露天边坡预裂爆破钻孔及装药参数岩石类别f值岩体性质预裂孔孔底间距(m)孔距(m)实际装药量(Kg/m)平均每米装药量(Kg/m)矽化黄铁矿化 辉长闪长岩812完整性较好1.72.01.21.61.01.31.01.5裂隙发育1.31.71.01.40.81.11.52.0粗面岩48不完整1.61.81.11.60.91.21.52.0裂隙发育1.21.61.11.30.81.02.02.5高岭土化辉长 闪长岩24强风化1.01.50.91.20.60.92.53.0作业: 某矿为了保护边破的稳定,在靠近边界处采用预裂爆破,已知有一段开挖区岩石为混合岩,爆破开挖长210m,宽1215m,深12m岩石,爆破质地较坚硬,节理裂隙不发育,普氏系数f=810,且要求爆破 后的边坡角a =70,边坡要规整稳定。试对该爆破开挖区进行爆破设计。