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光面爆破的孔距、单孔装药量及装药不耦合系数的计算方法

时间:2023-06-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:4)光面爆破孔孔距a光。单孔装药量Q光按式计算:式中Q光——光面爆破的单孔装药量,kg;q——光面爆破的炸药单耗,约为0.15~0.25kg/m3;软岩取小值,硬岩取大值,或按表4-13所示取值;L——光面爆破孔单孔爆破量,m3,为光爆孔孔深与相邻孔距与缓冲孔孔距之乘积。表4-13各类岩石光面爆破与预裂爆破炸药单耗表续表装药不耦合系数k按式计算:装药不偶合系数取式中D——钻孔直径,m;d——药包直径,m。

光面爆破的孔距、单孔装药量及装药不耦合系数的计算方法

光面爆破沿设计开挖边界布设间距较小的炮孔,其炮孔间距小于抵抗线,采用不耦合装药或装填低威力炸药,在开挖主爆区爆破之后最后一段起爆,形成平整的开挖轮廓面,光面爆破见图4-7。光爆孔与其相邻的主爆孔间的爆区称为光爆层,光爆层抵抗线应小于主爆区抵抗线,靠光爆层的主爆孔称缓冲孔,缓冲孔孔距与装药量均宜适当减小。

光面爆破与预裂爆破很相似,也是利用间距较为密集的炮孔,装填少量的炸药,起爆后沿孔面开裂,形成平整的壁面。但光面爆破有侧向自由面,爆破应力波传到自由面后产生反射拉伸波,使爆破的应力波和爆生气体的能量向抵抗线方向转移,减弱了应力波和爆生气体对保留岩体的破坏作用。由于钻孔间距较小,爆破时这种能量的转移不会阻碍裂缝的形成,光面爆破时,相邻孔不论是同时起爆还是短时差的毫秒延时分段起爆,光面爆破孔滞后主爆孔150~200ms起爆,爆破应力波的作用均可使相邻炮孔间岩体形成裂缝,并随爆炸气体的作用进一步延长裂缝,使孔间裂缝贯通,形成平整的轮廓面。

图4-7 光面爆破示意图

在破碎岩体开挖时应采用光面爆破,以避免预裂爆破时产生较大的爆破振动对围岩的影响,必要时,可在光面爆破前的一定距离先进行一次施工预裂,以控制主爆区的爆破影响。构造发育的围岩中采用光面爆破时半孔率很低,从表面上看效果不明显,但是,在破碎岩石中进行光面爆破时,可减轻爆破对围岩破坏,减少超挖以及防止冒顶等,并获得较为理想的爆破效果。

(1)爆破参数。

1)钻孔直径D。根据工程特点及机械设备情况选择,通常与台阶爆破钻孔相同,对深孔光面爆破的钻孔直径D宜为80~100mm,浅孔光面爆破,炮孔直径宜为40~50mm。

2)台阶高度H。合理的台阶高度应视岩体开挖设计要求、机械的钻孔能力、施工技术水平综合考虑。台阶高度H与主体石方爆破台阶相同。

3)最小抵抗线W。最小的抵抗线为光爆层厚度。光面爆破效果的好坏,除了受边界炮孔间距和装药结构、炸药用量的影响外,更主要的受光爆层厚度的影响。光爆层的厚度过大不仅影响边界孔与孔间贯穿裂隙的形成,还影响围岩的稳定。因此,确定出合理的光爆层厚度,对提高施工时光爆效果有特别重要的作用,光爆层厚度可按经验式(4-26)或式(4-27)计算:

以上两式中 W——光面爆破最小抵抗线长度,m;

      D——炮孔直径,mm;

      K——计算系数,一般取K=15~25,软岩取大值,硬岩取小值;

      K1——计算系数,一般取K1=1.5~2.0,孔径大取小值,孔径小取大值;

      a——光面爆破孔孔距,m。

4)光面爆破孔孔距a光。光爆孔的间距跟围岩硬度及破碎程度等有关,光爆孔间距应比主爆孔小。围岩软弱、破碎时孔距可适当调大,岩石坚硬完整时,光爆孔可适当调小,确保岩石爆裂贯穿,光爆孔孔距过大,难以爆出平整的光面;孔距过小,会增加开挖费用。光爆孔的孔距可按式(4-28)计算:

式中 m——炮孔密集系数,一般取m=0.6~0.8;

其余符号意义同前。

5)炮孔长度L,可按式(4-29)计算:

式中 L——炮孔长度,m;

   h——炮孔超钻深度,m;

   α——钻孔角度。

6)超钻长度h。深孔台阶爆破的超钻深度h取值为0.5~1.5m,孔深和岩石坚硬完整者取大值,反之取小值。

7)缓冲爆破。在光面爆破时,光爆孔和主爆孔之间应布置缓冲孔,其孔距应比主爆孔缩小30%~50%,单孔耗药量减少约50%,并实行间隔装药、增加堵塞长度,以减少爆破时对边坡的影响。(www.xing528.com)

(2)药量计算。单孔装药量Q光按式(4-30)计算:

式中 Q光——光面爆破的单孔装药量,kg;

   q——光面爆破的炸药单耗,约为0.15~0.25kg/m3;软岩取小值,硬岩取大值,或按表4-13所示取值;

   L——光面爆破孔单孔爆破量,m3,为光爆孔孔深与相邻孔距与缓冲孔孔距之乘积。

光面爆破底部加强装药,底部线装药密度与岩性孔深、孔径光爆面厚度等因素有关,浅孔台阶爆破时可为计算线装药密度的1~2倍,深孔台阶爆破时可为2~4倍,岩石坚硬完整,超钻深度h≥0.8时取高值,否则取小值。各类岩石光面爆破与预裂爆破炸药单耗见表4-13。

表4-13 各类岩石光面爆破与预裂爆破炸药单耗表

续表

装药不耦合系数k按式(4-31)计算:

装药不偶合系数取

式中 D——钻孔直径,m;

   d——药包直径,m。

光面爆破宜采用导爆索起爆网路,当光面爆破规模大时,可以采用分段起爆。在同一段内采用导爆索起爆,各段之间分别用毫秒雷管引爆,其起爆网路如图4-8所示。

图4-8 光面(预裂)爆破导爆索连接起爆网路图

1—引爆雷管;2—敷设于地面的导爆索主线;3—由孔内药串引出的导爆索;4—孔外接力分段雷管;5—孔内引出的导爆索与地面导爆索主线的连接点

台阶爆破、常规隧洞表面爆破以及部分水工隧洞开挖的光面爆破参数分别见表4-14~表4-16。

表4-14 台阶爆破常用光面爆破参数表

表4-15 常规隧洞光面爆破参数表

表4-16 部分水工隧洞开挖的光面爆破参数

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