1、1 深孔爆破(long-hole blasting)技術在改善破碎質量、維護邊坡穩定、提高裝運效率和經濟效益等方面有極大的優越性，隨著深孔鉆機等機械設備的不斷改進發展，在鐵路和公路路塹、礦山露天開采工程、水電閘壩的基坑開挖工程中，深孔爆破技術得到廣泛的應用，深孔爆破技術在石方爆破工程中占有越來越重要的地位。 露天深孔臺階爆破2一、 深孔爆破基本概念 所謂深孔通常是指孔徑大于50mm、深度在5m以上并采用深孔鉆機鉆成的炮孔。深孔爆破是指在事先修好的臺階(梯段)上進行鉆孔作業，并在鉆好的深孔中裝入延長藥包進行爆破。深孔爆破破碎質量好，破碎塊度符合工程要求，基本上無不合規格的大塊，無根底，爆堆集中且

2、具有一定的松散度，滿足鏟裝設備裝載的要求。 3 同時提高延米爆破量，降低炸藥單耗，并在改善破碎質量的前提下，使鉆孔、裝載、運輸和破碎等后續工序發揮高效率，并使工程的綜合成本達到最低。深孔爆破的炸藥比較均勻地分散在巖體中，用藥量比較容易控制，與其它爆破方法相比，深孔爆破的優越性主要表現在石方的機械化施工和安全性兩個方面。 4 深孔爆破除了本身機械化程度較高，解決了其它爆破技術主要依靠人工或機械化程度不高的缺陷外，還能提供適合于機械挖運的破碎巖堆的塊度、大小、形狀，及滿足挖運進度要求的一次爆落方量；5 在安全性方面，深孔爆破屬露天開挖，裝藥部位與所爆巖體的位置關系很容易搞清楚和取得數據，加上每次爆

3、破量比硐室爆破要小，爆破時振動強度、飛石距離、空氣沖擊波強度和破壞范圍小且容易控制。6 1 1、臺階要素、臺階要素 深孔爆破通常是在一個事先修好的臺階上進行鉆孔作業，這個臺階也稱作梯段。所以臺階深孔爆破也稱作梯段深孔爆破。 深孔爆破的孔網參數表示鉆孔在臺階中的位置，如圖6-1（a）所示。7臺階要素臺階要素 b bB BHLlL2WW1hLa8圖6-1 臺階要素及鉆孔形式示意圖 1-堵塞；2-炸藥hL2a垂直鉆孔傾斜鉆孔9 圖中H為臺階高度（m），W1為前排鉆孔底盤抵抗線（m），h為超深（或超鉆）深度（m），L為鉆孔深度（m），l1為堵塞長度（m），l2為裝藥長度（m），為臺階坡面角（度），b為

4、排距（m），c為臺階上部邊線至前排孔口的距離（m），a為鉆孔間距（m），為達到良好的爆破效果，必須正確確定臺階要素的各項參數。10 2 2、鉆孔形式、鉆孔形式 鉆孔一般分為垂直鉆孔和傾斜鉆孔兩種形式,如圖6-1所示。垂直鉆孔和傾斜鉆孔的優缺點比較如表6-1所示。從表中可以看出，傾斜鉆孔在爆破效果方面較垂直鉆孔有較多的優點，但在鉆鑿過程中的操作比較復雜，在相同臺階高度情況下傾斜鉆孔比垂直鉆孔要長，而且裝藥時易堵孔，給裝藥工作帶來一定的困難。在實際工程中，垂直鉆孔的應用較傾斜鉆孔要廣泛得多。11鉆孔形式優點缺點垂直鉆孔適用于各種地質條件的鉆孔爆破鉆垂直深孔的操作技術比傾斜孔簡單鉆孔速度比較快爆破后

5、大塊率比較高，常留有根底臺階頂部經常發生裂縫，臺階面穩固性比較差傾斜鉆孔抵抗線比較小且均勻，爆破破碎的巖石不易產生大塊和殘根易于控制爆堆的高度和寬度，有利于提高采裝效率易于保持臺階坡面角和坡面的平整，減少凸懸部分和裂縫鉆孔設備與臺階坡頂線之間的距離較大，人員與設備比較安全鉆鑿傾斜深孔的技術操作比較復雜鉆孔長度比垂直鉆孔長裝藥過程中容易發生堵孔表表6-1 6-1 垂直鉆孔與傾斜鉆孔比較垂直鉆孔與傾斜鉆孔比較12 3 3、布孔方式、布孔方式 布孔方式有單排布孔（一字形布孔）及多排布孔兩種，多排布孔又分為方形、三角形（或梅花形）三種，如圖6-2所示。 從能量均勻分布的觀點看，以等邊三角形布孔最為理想

6、，方形或矩形多用于挖溝爆破。在相同條件下，與多排孔爆破相比較，單排孔爆破能取得較高的技術經濟指標。13 圖6-2 深孔布置圖一字形；三角形；方格形；梅花形14a ab bc cd da單排布孔單排布孔 b矩形布孔矩形布孔 c交錯布孔交錯布孔 d方形布孔方形布孔 炮孔平面布置炮孔平面布置15二、 設計計算 為了達到良好的深孔爆破效果，必須合理確定臺階高度、網孔參數、裝藥結構、裝填長度、起爆方法、起爆順序和炸藥的單位消耗量等參數。在以上參數設計合理的情況下，可以達到技術經濟的合理性，從而達到高效、經濟的目的。16 1 1、鉆孔孔徑的選擇、鉆孔孔徑的選擇 在鉆孔機械確定后，一般鉆孔孔徑的選擇余地不大

7、。如目前使用較多的進口液壓鉆，采用38的鉆桿，使用的鉆頭直徑為3英寸（76mm）和3.5英寸（89mm）兩種，但對38的鉆桿，用3英寸的鉆頭鑿進能發揮鉆機的最大效率。17 從爆破經濟效果和裝藥施工來說，無疑鉆頭直徑越大越好，每米孔爆破方量按鉆孔直徑增加值的平方增加，孔徑越大，裝藥越方便，越不易發生堵孔現象。而對爆破效果來講，無疑孔徑小，炸藥在巖體中分布更均勻，效果更好。所以在強風化或中風化的巖石以及覆蓋層剝離時可采用大鉆頭（鉆頭直徑100165mm），而在中硬和堅硬巖石中鉆孔以小鉆頭（鉆頭直徑75100mm）為宜。18 2 2、臺階高度的確定、臺階高度的確定 臺階高度是深孔爆破的重要技術參數之

8、一，其選取合理與否，直接影響到爆破的效果和碎石裝運效率以及挖掘機械的安全。 19 因此，確定臺階高度必須滿足下列要求： 1給機械設備（挖掘機、自卸車等）創造高效率的工作條件； 2保證輔助工作量最小； 3能否達到最好的技術經濟指標； 4滿足安全工作的要求。20 露天深孔爆破，普遍認為臺階高度不宜過高。取1015m為宜；臺階高度還與鉆孔孔徑有著密切的聯系，不同鉆孔孔徑有不同的臺階高度適用范圍。 21 臺階高度過小，爆落方量少，鉆孔成本高；臺階高度過大，不僅鉆孔困難，而且爆破后堆積過高，對挖掘機安全作業不利。臺階的坡面角最好在6075之間。22 若巖石堅硬，采取單排爆破或多排分段起爆時，坡面角可大一

9、些。如果巖石松軟，多炮孔同時起爆，坡面角宜緩一些，坡面角太大（75）或上部巖石堅硬，爆破后容易出現大塊；坡面角太小或下部巖石堅硬，易留根坎。 23 3 3、底盤抵抗線的確定、底盤抵抗線的確定 底盤抵抗線是指由第一排裝藥孔中心到臺階坡腳的最短距離。 在露天深孔爆破中，為避免殘留根底和克服底盤的最大阻力，一般采用底盤抵抗線代替最小抵抗線，底盤抵抗線是影響深孔爆破效果的重要參數。 24 過大的底盤抵抗線，會造成殘留根底多、大塊率高、沖擊作用大；過小則不僅浪費炸藥，增大鉆孔工作量，而且巖塊易拋散和產生飛石、震動、噪聲等有害效應。 底盤抵抗線同炸藥威力、巖石可爆性、巖石破碎要求、鉆孔直徑和臺階高度以及坡

10、面角等因素有關。 25 這些因素及其相互影響程度的復雜性，很難用一個數學公式表示，需依據具體條件，通過工程類比計算，在實踐中不斷調整底盤抵抗線，以便達到最佳的爆破效果。26 （1）根據鉆孔作業安全條件確定 （6-1） 式中 W1底盤抵抗線，m; H臺階高度，m； 臺階坡面角，一般為6075； c從深孔中心到坡頂邊線的安全距離， c2.53m。cHctgW127 （2）、按照體積法（即藥包重量與爆落巖石成正比）反推計算 式中：d炮孔直徑，dm； 裝藥密度，kg/dm3； 裝藥長度系數， 當H10m時，0.6；當H1015m時，0.5；H=1520m時，0.4；H20m時，0.35；HqmLdW8

11、5. 7128 q單位耗藥量，kg/m3； m炮孔密集系數，一般m0.81.2 （當巖石堅固系數f高，要求爆下的塊度小，臺階高度愈小時，可取較小m值，反之可取較大m值）。 L鉆孔深度，m。29 （3）、按臺階高度確定： 巖石堅硬，系數取小值，反之，系數取大值。 （4）、按鉆孔直徑確定： kk=3238; d孔徑，mm。HW)9.06.0(1kdW 130 4 4、孔距與排距、孔距與排距 孔距a是指同排的相鄰兩個炮孔中心線間的距離；排距b是指多排孔爆破時，相鄰兩排炮孔間的距離。兩者確定的合理與否，均對爆破效果產生重要的影響。炮孔密集系數m是指炮孔間距a與抵抗線W的比值，即m=a/W。當W1和b確

12、定后，則a=mW1或a=mb。 31 根據一些難爆巖體的爆破經驗，保證最優爆破效果的孔網面積（ab）是孔徑斷面積（d2/4）的函數，兩者之間比值是一個常數，其值為13001350。 在露天臺階深孔爆破中，炮孔密集系數m是一個很重要的參數。一般取m0.81.4。 32 然而，隨著巖石爆破機理的不斷研究和實踐經驗不斷豐富，寬孔距爆破技術發展迅速，即在孔網面積不變的情況下，適當減小底盤抵抗線或排距而增大孔距，可以改善爆破效果。在國內，炮孔密集系數值已增大到46或更大。33 5 5、超鉆、超鉆(subdrilling)(subdrilling) 超鉆h是指鉆孔超出臺階高度的那一段孔深。其作用是克服底盤

13、巖石的夾制作用，使爆破后不留根底。超鉆過大將造成鉆孔和炸藥的浪費，破壞下一個臺階頂板，給下次鉆孔造成困難，增大地震波的強度；超鉆不足將產生根底或抬高底板的標高，而且影響裝運工作。34 超鉆與巖石的堅硬程度、炮孔直徑、底盤抵抗線有關。超鉆值可按h（0.150.35）W1確定。巖石松軟、層理發達時取小值，巖石堅硬時則取大值。也有按孔徑的812倍來確定超鉆值的。傾斜鉆孔的超鉆h（0.30.5）W。35巖石f值臺階高度H（m）133668102070.600.700.851.00100.700.851.001.25150.851.001.251.50201.001.251.501.75251.251.

14、501.752.00表6-2 超鉆h值（m）36 確定超鉆時，還可以參考表6-2進行選取，但表中所列數值適用于鉆孔直徑為150mm的情形。如果鉆孔直徑不是150mm，則將表中的數值乘以d/150即可。 進行多排孔爆破時，第二排以后的超鉆值還需加大0.30.5m。37 6 6、單孔裝藥量、單孔裝藥量 在深孔爆破中，單位耗藥量q值一般根據巖石的堅固性、炸藥種類、施工技術和自由面數量等因素綜合確定。在兩個自由面的邊界條件下同時爆破，深孔裝藥時單位耗藥量可按6-3表選取。38f0.82345681012141620q(kg/m3)0.400.430.460.500.530.560.600.640.67

15、0.70表表 6-3 6-3 單位耗藥量單位耗藥量q q值表值表注：表中數據以2號巖石銨梯炸藥為準。 HqaWQ1單排孔爆破（或第一排炮孔）每孔裝藥量按下式計算：式中 q單位耗藥量，kg/m3； a孔距，m； H臺階高度，m。（6-4）39 多排孔爆破時，從第二排起，各排孔的裝藥量可按下式計算： （6-5） 式中K為考慮受前面各排孔的巖碴阻力作用的裝藥量增加系數，一般取1.11.2。 KqabHQ 40三、 設計說明書（一）、設計基礎資料（一）、設計基礎資料1、工程任務資料2、地形地質資料3、試驗資料（二）、設計工作內容（二）、設計工作內容1、爆破方案確定2、確定合理的臺階要素3、選擇鉆孔形式

16、、鉆孔類型、布孔方式4、爆破參數設計5、爆破安全計算和校核6、安全警戒范圍確定7、施工組織設計8、技術經濟分析9、主要附圖41 對于全斷面拉槽形式的站場開挖，為加快施工進度，可同時從山體兩側向中間進行深孔爆破作業，如圖6-5 (b)。單線的深拉槽路塹開挖，由于線路狹窄，開挖工作面小，爆破容易破壞或影響邊坡的穩定性，因此在采用橫向臺階法時，最好分層布孔，為便于施工和減少巖石的夾制作用，每層的臺階高度不宜過大，以68m為宜。 42 （一）深孔鉆鑿（一）深孔鉆鑿 1.孔位布置 布孔應從臺階邊緣開始，邊孔與臺階邊緣要保留一定距離，以保證鉆機安全工作。 孔位應根據設計要求在工地測量確定，遇到孔位處于巖石

17、破碎、節理發育或巖性變化較大的地方，可以調整孔位位置，但應注意最小抵抗線、排距和孔距之間的關系。 43 一般情況下，應保證最小抵抗線（或排距）和孔距及它們的乘積在調整前后相差不超過10%。在周圍環境許可時，對前排孔最小抵抗線采取寧小勿大的原則，可以減少大塊率，并保證后幾排炮孔的爆破效果。44 布孔時還要注意： 開挖工作面不平整時，選擇工作面的凸坡或緩坡處布孔，以防止在這些地方因抵抗線過大而產生大塊。 在底盤抵抗線過大處要在坡腳布孔，或加大超深，以防止產生根坎和大塊。 地形復雜時，應注意鉆孔整個長度上的抵抗線變化，特別要防止因抵抗線過小而出現飛石現象。 45 3. 炮孔質量 (1)堵孔的原因及預

18、防 在深孔爆破，尤其是在臺階深孔爆破中，受上一臺階超鉆部分炸藥爆破的影響作用，鉆孔作業常發生鉆孔被堵現象。46 鉆孔被堵原因主要有：巖體破碎導致孔壁在炮眼鉆好后塌落；巖粉順巖體內貫通裂隙沉積到相鄰炮孔內，造成鄰孔堵孔；鉆孔時造成喇叭形孔口，成孔后孔口塌落堵塞鉆孔；成孔后沒有及時封蓋孔口或封蓋無效，造成地面巖粉或石渣掉入孔中；雨水沖積造成孔內泥土淤塞。 47 鉆孔被堵導致一些炮孔深度發生變化，給裝藥帶來很大的困難，甚至造成炮孔報廢。若是炮孔被堵部分為孔底，則因裝不夠藥而造成爆后留根；或者由于炮孔被堵深淺不一，造成底盤高低不平；若局部炮孔全堵，將影響整體爆破效果。48 可采取以下措施預防堵孔：避免

19、將孔口打成喇叭狀；巖石破碎易塌落時，要用泥漿固壁封縫；及時清除孔口巖碴及碎石；加工專用木塞封堵孔口或用木板將孔口封嚴；雨天用巖碴在孔口作一小圍堰，防止雨水灌入孔內。 49 (1)鉆孔檢查及處理 炮孔檢查主要指檢查孔深和孔距。孔距一般都能按設計參數控制。孔深的檢查可分為三級檢查負責制，即打完孔后鉆孔操作人員檢查、接班人或班長檢查、專職檢查人員驗收。檢查的方法可用軟繩（或測繩）系上重錘進行測量，要作好記錄。裝藥前的孔深檢查應包括孔內的水深檢查和數據記錄。50 炮孔深度不能滿足設計要求的原因有：炮孔壁面掉落石塊堵孔；巖碴未排到孔外而回落孔底；孔口封蓋不嚴造成雨水沖垮孔口引起堵孔等。排出這些原因，或適

20、當加大超深，就可以防止或減少因堵孔而造成的孔深不足的問題。51 對發生堵塞的鉆孔應進行清孔。可用高壓風管吹排，或用鉆機重新鉆鑿。如果堵孔部位在上部，也可用炮棍或鋼筋捅開。 在地下水位高、水量大的地方或雨季施工，炮孔中容易積水，應使用防水炸藥如水膠炸藥、乳化炸藥等。由于防水炸藥一般多為卷裝，在炮孔內的裝藥密度遠小于散裝炸藥的裝藥密度，在設計時應對孔網參數進行調整。 52 排水一般用高壓風吹出法。這種方法簡單有效。使用的高壓風管管徑與鉆孔孔徑有關，過細吹不上來，過粗易被孔壁卡住。操作時要小心，防止將孔壁吹塌或風管飛起傷人。53 （三）裝藥結構和裝藥（三）裝藥結構和裝藥 1.裝藥結構 在第四章已經介

21、紹過，裝藥結構是影響爆破效果的主要因素之一。深孔爆破采用的裝藥結構主要有連續裝藥結構、間隔裝藥結構和混合裝藥結構。54 （1）連續裝藥結構。炸藥從孔底裝起，裝完設計藥量之后再進行堵塞。這種方法施工簡單，但由于設計裝藥量一般不足以填滿炮孔的較大部分，易出現炮孔上部不裝藥段（即堵塞段）較長的現象，使巖體上部出現大塊的比例增加。連續裝藥結構適用于臺階高度較小，上部巖石比較破碎或風化嚴重，上部抵抗線較小的深孔爆破。 55 （2）間隔裝藥結構。在鉆孔中把炸藥分成數段，使炸藥能量在巖石中比較均勻的分布（圖6-7）。間隔裝藥結構適合于特殊地質條件下的深孔爆破，如所爆破的巖層中含有軟弱夾層或溶洞時，通過堵塞物

22、將炸藥布置到堅硬巖層中，可以有效地降低大塊率。除非安全需要，一般不在均勻巖層中采用間隔裝藥結構，而是通過擴大孔網參數來調整孔口堵塞長度。這樣可以節省鉆孔數量、降低鉆孔成本。56 （3）混合裝藥結構。所謂混合裝藥結構就是在同一炮孔內裝入不同種類的炸藥，即在炮孔底部裝入高密度、高威力炸藥，而在炮孔上部裝入威力較低的炸藥。采用混合裝藥結構的目的是充分發揮高密度、高威力炸藥的作用，解決深孔爆破中底部巖體阻力大，炸不開，易留巖坎的問題，同時又可避免上部巖石過度破碎或產生飛石。57 深孔裝藥方法分為手工操作和機械裝藥兩種。 手工操作主要用炮棍裝藥。炮棍可以使用木頭、竹竿或塑料制作。58 任何情況下都嚴禁使

23、用鐵器制作炮錘、炮棍或炮棍頭。5921圖6-7 孔間交錯間隔裝藥結構1-沙土、巖粉；2-炸藥60 裝藥開始前先核對孔深、水深，再核對每孔的炸藥品種、數量，然后清理孔口附近的浮碴、石塊。打開孔口作好裝藥準備，再次核對雷管段別后，即可進行裝藥。 對深孔而言，炮棍的作用主要是保證炸藥能順利裝入孔內，尤其是防止散裝炸藥中的結塊藥堵孔，同時炮棍還可以控制堵塞長度。61 在以堵塞長度來控制裝藥量時，應掌握裝藥孔的大致裝藥量。當裝入相當數量的炸藥尚未達到預定的裝藥部位時，應報告技術人員處理，避免因孔內出現異常情況而造成裝藥量過多過集中而引起安全事故。62 起爆藥包的位置一般安排在離藥包頂面或底面1/3處。起爆藥包的聚能穴應指向主藥包方向。裝藥長度較大時可安排上下兩個起爆體。在使用電雷管起爆網路時，要注意雷管腳線與孔內聯結線接頭的絕緣和防水處理。63 （四）堵塞（四）堵塞 堵塞工作在完成裝藥工作后進行。堵塞長度與最小抵抗線、鉆孔直徑和爆區環境有關。當不允許有飛石時，堵塞長度取鉆孔直徑的3035倍；允許有飛石時，取鉆孔直徑的2025倍。堵塞材料可用泥土或鉆孔時排出的巖粉，但其中不得混有大于30mm的巖塊和土塊。64 堵塞時，不得將雷管的腳線、導爆索或導爆管拉得過緊，以防被堵塞材料損壞。堵塞過程要不斷檢查起爆線路，防