宽孔距爆破的参数确定和起爆方式选择

　　1、参数确定

　　1．1梯段高度

　　(1)给机械设备(挖掘机，自卸车等)创造高效率的工作条件;(2)保证辅助工作量最小;(3)能否达到最好的技术经济指标;(4)满足安全工作的要求。

　　从国内外资料看，普遍认为梯段高度不宜过高。水电站石方边坡开挖分层一般根据边坡开挖体型确定，当边坡上下两级马道间高差为20m时，石方开挖按10m分层。当边坡上下两级马道间高差小于等于15m时，石方开挖按马道间高差分层，或为马道高差的2倍分层，但不大于15m。拱坝坝肩开挖时，由于坝肩未设马道，根据坝肩开挖坡度的大小及坝肩上下游边坡马道的高差而定，一般按5～10m分层。

　　1．2钻孔孔径

　　根据石方开挖的生产规模、开挖岩体的物理力学性质以及水电相关施工规范，可供选择的钻孔设备有钻孔直径105～150mm的CM351高风压潜孔钻机和钻孔直径为76～89mm的液压钻机。两种钻机在本工程使用均有其优缺点，根据爆破石渣的块度要求，为了保证爆破后岩石块度均匀，减少岩石的过度破碎，降低大块率，减少爆破对周边的影响，考虑钻机成本及单机产能，一般采用炮孔直径105mm的CM351高风压潜孔钻机作为梯段爆破的常用钻孔设备。根据多年经验，按二班制生产，CM351高风压潜孔钻机钻直径105mm的炮孔每班可钻150m。

　　1．3炸药单耗

　　炸药单耗不仅影响爆破效果，还直接关系到企业的生产成本和作业安全。炸药单耗取决于岩石的爆破性质、爆破技术和炸药性能等因素。初步设计可按照定额及工程类比确定，最终通过爆破试验选择最优单耗。选择单耗时，还需考虑挖装机械能力的大小，挖装机械功率大，可以取小一些的单耗，如果功率小，应把单耗取大一些。根据微新花岗岩的抗压强度一般在130～170MPa，选定单耗为0．56～0．60kg/m3。

　　1．4最大抵抗线

　　最大抵抗线可按钻孔直径确定，W=30d，W=30×105=3150(mm)。

　　1．5堵塞长度

　　h0=(0．8～1．0)W=(0．8～1．0)×3．15=(2．52～3．15)m，取h0=2．5～3．0m

　　1．6单孔装药量

　　为装药方便，非特殊情况，深孔梯段爆破的常规装药方式为连续装药结构。10m高梯段，105mm孔径，装φ90mm×2．5kg乳化炸药，单孔装药量一般为60kg。

　　1．7孔距与排拒

　　排距b≤W单孔负担面积S=ab=Q/(qh)=60/(0．56×10)=10．7m2m=a/b，m为炮孔密集系数，m≥1，常规梯段爆破取1～1．4。若取b=3．0m，则a=3．56m，取a=3．5m。m=3．5/3=1．17;采用宽孔距爆破技术，则需加大m值。若取b=2．5m，则a=4．28m，取a=4．25m。m=4．25/2．5=1．7;若取b=2．1m，则a≈5．1m，取a=5．1m。m=5．1/2．1=2．43。

　　1．8炮孔布置形式

　　常规梯段爆破通常采用矩形布孔形式，宽孔距爆破则采用三角形布孔形式。

　　2、起爆方式

　　(1)它是一种非电起爆系统，因此在有射频电、静电和杂散电流等环境下使用较为安全。
　　(2)网路联接形式多种多样。由于传爆雷管可串可并，因此实现炮孔间微差的方式较灵活。可做到一段只起爆一个或二个、三个等炮孔。
　　(3)网路一般采用传爆雷管串联、起爆雷管并联，以及前、后排传爆干线相互交叉同步搭接等措施。因此，从传爆理论上来说，它的分段可不受限制，并保证网路起爆的可靠性。因此，它可以加大一次爆破的总药量，同时不存在窜、重段现象。
　　(4)它可由单一的、某一相同段序的毫秒延期雷管组成。因此，微差爆破的段数不受非电毫秒延期雷管段数多少的限制，传爆雷管的段差往往是网路中各起爆孔的间隔时差。

　　3、结语

　　(1)宽孔距爆破通过加大炮孔间距，相应缩小炮孔排拒，较常规梯段爆破，能充分利用炸药的爆炸能量去破碎岩石，岩石的爆破块度小，大块率基本可控制在3%内。
　　(2)关于炮孔密集系数m的取值，很多资料说明宽孔距较适合的m应在3．5至6．0。实践表明，对于水电站石方开挖，过大的m值无法达到预期爆破效果，甚至导致爆破失败。当m值在1．5～2．0时，爆破的破碎块度比较均匀，大块率低。爆破效果不仅仅取决于m值。与孔径大小、炸药单耗、装药结构、延时等都有关系，因此没有必要片面去追求过大的m值。
　　(3)相对于m值在1～1．4的常规梯段爆破，对于地质条件相同的地点，采用宽孔距爆破技术，减小炸药单耗0．05kg/m3左右，亦能达到预期爆破效果。
　　(4)无论从爆破能量的均匀性还是从实际爆破效果来看，三角形布孔要优于矩形布孔。
　　(5)应重视第一排孔和最后一排孔的布置及装药。第一排孔抵抗线过小，易产生大量的飞石，抵抗线过大，则不易爆起推出。最后一排孔若孔间距过大，爆破后的掌子面将凹凸不齐，给下次布孔、钻孔带来困难。若第一排孔和最后一排孔按m值在1～1．4的常规梯段爆破进行设计布孔可解决以上问题。
　　(6)一次起爆的排数应该大于3排，但也不宜超过8排，否则炮孔底部的爆破质量将不易保证。
　　(7)综合考虑设备完好率，对于地质条件相同的地点，孔径105mm的深孔梯段爆破，CM351高风压潜孔钻机月生产能力通常可达4．5～5．5万m3/月，岩石难爆破时，生产能力小些，岩石易爆破时，生产能力大些。

　　参考文献:
　　［1］张正宇.现代水利水电工程爆破［M］．北京:中国水利水电出版社，2003.
　　［2］高全臣，张金泉.煤矿爆破实用手册［M］．北京:煤炭工业出版社，2008.
　　［3］汪旭光.爆破设计与施工［M］．北京:冶金工业出版社，2011．