109.如何实施台阶爆破?

在地下工程掘进中有所谓“降地坪”爆破,实际上就是通常的台阶爆破。这种台阶爆破,主要是指因为设计断面高度较大,受钻孔设备规格限制,不得不分为上、下台阶分部开挖而留下的下台阶爆破。

根据台阶形成的特点,其开挖方法除正台阶(多为打垂直孔,向外崩渣)外,还有水平台阶(打水平孔,向上崩渣)。具体的设计步骤和思路可按下列方式进行:

(1)确定单位炸药消耗量Kt。单位炸药消耗量Kt值可按表7—1选取,而后根据实际试爆情况进行调整。另外,打垂直孔时,台阶高度越大,相应单耗也应相对加大,这是因为台阶越高,钻孔误差越大。

表7—1 单位炸药消耗量Kt

(2)凭经验和环境条件选择堵塞长度hd。一般按hd=(20~30)ϕ(ϕ为孔径)或hd=(0.8~1.2)W选取。

(3)确定孔深。垂直孔孔深按式(7—1)计算。

L=H+0.3Wmas   (7—1)

式中 L——炮孔深度(m);

H——台阶高度(m);

0.3Wmas———超深(m);

Wmas——炮孔孔底抵抗线(m)。

水平孔孔深由钻孔设备能力及循环进尺要求确定。

(4)计算线装药集中度qL(kg/m)。药包直径为d,炸药密度为,则

qL=πd2ρ/4   (7—2)

或根据药卷重量及每米装药卷数计算qL

(5)计算单孔装药量。

Q=qL(L-hd)   (7—3)

(6)计算每孔负担面积。由单孔爆破体积V=abH和单位炸药消耗量Kt=Q/V得

(7)确定孔距a、排距b。

一般取a=1.25b,则有ab=1.25b2=S,即

b=(S/1.25)1/2   (7—5)

孔距与排距(即抵抗线)之比为1.25是台阶爆破炮孔布置的标准形式。多排炮孔爆破中,这种布置形式的使用已取得了良好的岩石破碎效果。

(8)根据周围环境及被保护物允许振动速度确定同段起爆的单响药量。

(9)安排起爆延迟时间和起爆顺序。多以25ms、50ms等间隔时间,用V形、波浪形、梯形微差起爆(图7—1)。从图中几何关系可知,这种爆破顺序比同排呈矩形爆破可缩小抵抗线20%~30%,具有很高的经济效益。

图7—1中的数字代表雷管段别。

以上的初步设计方案要在实践中调整、修正,使之趋于最优。主要的可调参数有起爆顺序和延时、单位耗药量kt、堵塞及超钻长度、装药结构及钻孔角度。

调整依据是试爆结果和经验,比如无冲炮则可以减少一点堵塞段长度;无根底则可以减少一点超钻;根底重则可考虑孔底部适当增大装药集中度;周边孔有棱坎则可以沿周边加密炮孔或加空孔(周边孔也可参照光面爆破的原理设计钻爆参数);大块多则可以考虑在加大孔距的同时减小排距,或者适当增加单耗;粉细渣多则可以减少单耗或用不偶合装药结构等。

图7—1 起爆顺序示意

较大断面地沟的爆破与台阶爆破相似。