專利名稱：一種原始緩邊坡爆破整形處理方法
技術領域：
本發明屬于巖土工程爆破技術領域，尤其涉及一種使原始緩邊坡形成正常生產臺階的爆破整形處理方法。
背景技術：
露天礦山為形成正常生產臺階需要對原始緩邊坡進行整形處理。一般方法是采用鉆機打傾斜深孔、裝藥爆破處理，這種方法由于坡度緩、底盤抵抗線過大，炮孔底部裝藥量不足，造成爆破效果差，爆后根底多、塊度大，需經多次處理才能形成正常生產臺階。因此，實現沿孔深各分層礦巖爆破的炸藥單耗近似相等的技術便應運而生，即沿孔深各分層礦巖量多，該分層的炸藥量也多，使炸藥爆炸能在待爆巖體內的分布趨于更為合理。
目前，藥壺爆破以其鑿巖比小、裝藥量大的優點在各種土巖爆破中得到了十分廣泛的應用，但通常的藥壺爆破是解決小孔(孔深小于5m、孔徑小于50mm)爆破效率低，提高單孔破巖量發展起來的。其擴壺工藝參數第一次裝藥最少，一般為50g～100g，以后按擴壺次序成倍增加，擴爆次數與用藥量見下～表[《爆破工程》(M)，中國力學學會工程爆破專業委員會編，冶金工業出版社，1997.1168]表1擴爆次數與用藥量(g)見下表
隨著科技進步和藥壺爆破應用范圍擴大，在淺眼藥壺爆破的基礎上發展起來的中深孔藥壺爆破得到越來越多的關注和研究。目前資料所反映的中深孔藥壺爆破，一般為孔徑80～100mm、孔深8～10m，先確定總擴壺藥量，再依擴壺次數，按后續爆擴用藥是上次用藥的1.5～2倍方式遞增分配。一般初次用藥1～3kg，擴3～6次，擴壺總藥量10～30kg，成壺體積為0.1～0.3m3，藥壺裝藥量100～200kg，均為垂直孔擴壺，主要在土石方和路塹開挖中應用[楊智旭.土石方深孔擴壺爆破技術的應用.爆破器材，1999，28(2)18～21]、[陳發本，中深孔藥壺爆破在路基施工中的應用[J]，云南交通科技，2000(2)51～53.]。這種藥量的計算和分配是基于小孔藥壺爆破的計算方法，而隨炮孔直徑增大，炸藥的裸露面積增大，使炸藥爆炸能量損失增大。一次爆擴用藥量太少，爆擴能量從孔口逸散，對擴脹壺腔貢獻小；用藥太多，由于其作用對象和小孔爆破一樣均為巖土，過多會將孔炸塌。這種藥量計算與分配方法沒有與孔徑發生聯系，尤其對初次爆擴藥量確定有一種人為的隨意行為，或必須依賴經驗和實驗才能正確應用，使這種初次爆擴藥量確定和后續爆擴藥量遞增方法會失去普適性。
發明內容
本發明的任務是在露天礦的開拓過程中，為原始緩邊坡形成正常生產臺階提供一種能降低根底、減少大塊、高效低耗的大直徑孔(鉆孔孔徑＞150mm)的原始緩邊坡爆破整形處理方法。
為實現上述任務，本發明所采用的技術方案是根據臺階布置要求，確定生產平臺位置和不同位置的底盤抵抗線值后，先設計孔位、孔深、不同位置炮孔的裝藥量、藥壺體積及擴壺爆破所需的總藥量，經鉆孔后進行3～6次擴壺爆破，初次擴壺爆破的裝入藥量為2πr3ρ0≤Q≤4.2πr3ρ0，后續擴壺爆破的裝藥量依次遞增，每次裝藥量的增幅為1.5πr3ρ0≤ΔQ≤2.5πr3ρ0；擴壺爆破完畢后經測量或不測量，藥壺體積符合設計要求后再用空氣間隔裝藥，最后充填炮孔后即可進入孔外聯接準備起爆。
所述的鉆孔或為鉆垂直孔、或為鉆傾斜孔，孔的直徑≥150mm。
所述的3～6次擴壺爆破是軟性巖擴壺爆破為3～5次；硬性巖擴壺爆破為4～6次。
空氣間隔裝藥是在藥壺底部裝入的藥量為所確定藥量重量百分含量的2/3～3/4，其余裝入未爆擴的炮孔段，兩裝藥段間設置有間隔器，各裝藥段設置獨立的起爆體。空氣間隔裝藥適用于藥壺適中和藥壺過大，藥壺過小時取消空氣間隔段，連續裝藥至充填高度。
所述的測量是在測桿頂端和測棒中點固定一鐵環，量測時將測桿和測棒活動連接，測桿每根長3～4m，桿間相互連接，測棒從20cm開始，每根增大10cm，最長的測棒為110cm；將測棒送入孔底，雙繩等長，測桿平直，抖動繩索找出測棒的平直位置，隨測繩和測桿的上提下放，在被卡住不能再動位置，得到該測棒長度的上、下限點。
一般在實驗階段測量壺腔體積，生產爆破時根據實驗總結的不同巖性爆擴規律，直接按要求次數實施爆擴即可。
由于采用上述技術方案，本發明將少量炸藥放置在炮孔底部，通過多次擴壺爆破形成了底部裝藥空間——藥壺來加大底部裝藥量，實現了根據需要調整深孔底部的裝藥量，改善了炸藥爆炸能在爆破巖體中的合理分布，可直接為原始緩邊坡形成正常的生產臺階。
本發明具有降低根底、減少大塊、高效低耗、無需新設備，施工簡單，簡便易行、擴腔效率高，成本低的特點。不僅適用于原始緩邊坡或同類邊坡的爆破處理，還廣泛應用于各種巖土工程、邊坡開挖工程、金屬非金屬采礦和建筑交通等爆破領域中。
具體實施例方式
實施例『一』一種軟性巖原始緩邊坡爆破整形處理方法，其具體步驟如下1、根據臺階布置要求，確定生產平臺位置，測出待處理的原始緩邊坡地段的系列實際坡面剖面圖，確定不同位置的底盤抵抗線值。
2、根據坡面剖面圖，設計孔位后，確定孔徑為180mm，孔深為13m，炮孔傾角為75°，炮孔裝藥量為400kg，所需爆擴的藥壺體積為0.5m3。本實施例采用150mm鉆頭打出直徑為180mm的孔。
3、初次擴壺爆破根據初次擴壺爆破的裝入藥量2πr3ρ0≤Q≤4.2πr3ρ0，其中ρ0為炸藥密度；r為炮孔半徑。孔內裝2#巖石炸藥，其密度約為850kg/m3。初次爆擴藥量Q約為4～8kg；本實施例取初次爆擴藥量為6kg.裝入藥壺底部進行初次擴壺爆破。
4、后續擴壺爆破(1)后續擴壺爆破的次數確定。對于軟巖，后續擴壺爆破的次數為4次。
(2)后續擴壺爆破的增幅確定。根據爆擴藥量增幅為1.5πr3ρ0≤ΔQ≤2.5πr3ρ0，其后續擴壺爆破的增幅ΔQ約為2.9～4.9kg。為便于現場操作，后續擴壺爆破的增幅為3kg(1袋)。
因此，后續每次擴壺爆破的裝入藥量分別為6、9、12、16(kg)；然后依次裝入進行擴壺爆破。
5、壺腔直徑測量用直竿中心固定、雙繩平衡的壺腔直徑測量法進行測量。在測桿頂端和測棒中點固定一鐵環，測量時將測桿和測棒用螺栓活動連接，測桿每根長4m，桿間螺紋連接，4根16m，可將測棒送入孔底，雙繩等長，測桿平直。測棒從20cm開始，每根增大10cm，最長的測棒為110cm。由于有直桿的引導測棒量測點基本處于孔軸線上，抖動繩索找出測棒的平直位置，此時兩等長測繩和測棒構了一個固定的等腰三角形，隨測繩和測桿的上提下放，在被卡住不能再動位置，得到該測棒長度的上、下限點。將一系列不同長度測棒在壺腔中的上、下限點作圖，得到壺腔的形狀，即可從圖上估算出其體積。測得實例壺腔體積為0.49m3。
一般在實驗階段做壺腔直徑測量，生產爆破時根據實驗總結的不同巖性爆擴規律，直接按要求次數實施爆擴。
6、藥壺爆破裝藥結構設計由于藥壺較大，將設計炸藥的2/3即267kg裝入藥壺內，藥高仍沒達到壺口，下放間隔器使余下的1/3裝藥放置于未經爆擴的炮孔段內，此時形成密閉氣室和準空氣間隙的不耦合裝藥結構有利于改善爆破效果。最后充填炮孔后即可進入孔外聯接準備起爆。
爆破效果對比用本實施例處理原始緩邊坡得到的底板較為平整，較好在消除了根底，有利于下部臺階的生產開采；一次形成正常生產臺階，整形效果好，大塊率低，爆后爆堆集中利于鏟裝運；通過實際礦山應用對比，本方法僅為普通爆破法的成本32％。實施例表明，本方法是一種技術上可行、經濟上合理的原始緩邊坡整形方法。
表1兩種方法比較表
實施例『二』一種硬巖原始緩邊坡爆破整形處理方法，其具體步驟如下1、根據臺階布置要求，確定生產平臺位置，測出待處理的原始緩邊坡地段的系列實際坡面剖面圖，確定不同位置的底盤抵抗線值。
2、根據坡面剖面圖，設計孔位后，確定孔徑為180mm，孔深13.5m，炮孔傾角為75°，炮孔裝藥量為450kg，所需爆擴的藥壺體積為0.5m3。本實施例采用150mm鉆頭打出直徑為180mm的孔。
3、初次擴壺爆破裝同實施例[一]。
4、后續擴壺爆破裝入藥量的確定(1)后續擴壺爆破的次數確定。對于硬巖，后續擴壺爆破次數為5次，(2)后續擴壺爆破增幅的確定。同實施例[一]。
因此，每次擴壺爆破裝入的藥量分別為6、9、12、16、25(kg)；然后依次裝入進行擴壺爆破。
5、藥壺爆破裝藥結構設計由于藥壺較大，將設計炸藥的2/3即330kg裝入藥壺內，藥高仍沒達到壺口，下放間隔器使余下的1/3裝藥放置于未經爆擴的炮孔段內，此時形成密閉氣室和準空氣間隙的不耦合裝藥結構有利于改善爆破效果。最后充填炮孔后即可進入孔外聯接準備起爆。
爆破效果對比用本實施例處理原始緩邊坡得到的底板較為平整，較好在消除了根底，有利于下部臺階的生產開采；一次形成正常生產臺階，整形效果好，大塊率低，爆后爆堆集中利于鏟裝運；通過實際礦山應用對比，本方法僅為普通爆破法的成本31％。實施例表明，本方法是一種技術上可行、經濟上合理的原始緩邊坡整形方法。
表2兩種方法比較表
權利要求
1.一種原始緩邊坡爆破整形處理方法，根據臺階布置要求，確定生產平臺位置和不同位置的底盤抵抗線值，其特征在于先設計孔位、孔深、不同位置炮孔的裝藥量、藥壺體積及擴壺爆破所需的總藥量，經鉆孔后進行3～6次擴壺爆破，初次擴壺爆破的裝入藥量為2πr3ρ0≤Q≤4.2πr3ρ0，后續擴壺爆破的裝藥量依次遞增，每次裝藥量的增幅為1.5πr3ρ0≤ΔQ≤2.5πr3ρ0；擴壺爆破完畢后經測量或不測量，藥壺體積符合設計要求后再用空氣間隔裝藥，最后充填炮孔后即可進入孔外聯接準備起爆。
2.根據權利要求1所述的原始緩邊坡爆破整形處理方法，其特征在于所述的鉆孔或為鉆垂直孔、或為鉆傾斜孔，孔的直徑≥150mm。
3.根據權利要求1所述的原始緩邊坡爆破整形處理方法，其特征在于所述的3～6次擴壺爆破是軟性巖擴壺爆破為3～5次；硬性巖擴壺爆破為4～6次。
4.根據權利要求1所述的原始緩邊坡爆破整形處理方法，其特征在于所述的空氣間隔裝藥是在藥壺底部裝入的藥量為所確定藥量重量百分含量的2/3～3/4，其余裝入未爆擴的炮孔段，兩裝藥段間設置有間隔器，各裝藥段設置獨立的起爆體。
5.根據權利要求1和5所述的原始緩邊坡爆破整形處理方法，其特征在于所述的空氣間隔裝藥適用于藥壺適中和藥壺過大，藥壺過小時取消空氣間隔段，連續裝藥至充填高度。
6.根據權利要求1所述的原始緩邊坡爆破整形處理方法，其特征在于所述的測量是在測桿頂端和測棒中點固定一鐵環，量測時將測桿和測棒活動連接，測桿每根長3～4m，桿間相互連接，測棒從20cm開始，每根增大10cm，最長的測棒為110cm；將測棒送入孔底，雙繩等長，測桿平直，抖動繩索找出測棒的平直位置，隨測繩和測桿的上提下放，在被卡住不能再動位置，得到該測棒長度的上、下限點。
全文摘要
本發明涉及一種使原始緩邊坡形成正常生產臺階的爆破整形處理方法。其技術方案是確定生產平臺位置和不同位置的底盤抵抗線值后，先設計孔位、孔深、不同位置炮孔的裝藥量、藥壺體積及擴壺爆破所需的總藥量，經鉆孔后進行3～6次擴壺爆破，初次擴壺爆破的裝入藥量為2πr
文檔編號E02D17/20GK1793772SQ200510137110
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月31日 優先權日2005年12月31日
發明者馬建軍, 蔡路軍, 段衛東, 熊祖釗, 李壽貴, 磨季云 申請人:武漢科技大學