预裂爆破技术

,预裂爆破技术,1,预裂爆破的定义,为保证保留岩体按设计轮廓面成型并防止围岩破坏，须采用轮廓控制爆破技术。其中,预裂爆破,就是常用的轮廓控制爆破技术。,所谓预裂爆破，就是事先沿设计开挖轮廓线爆破轮廓炮孔，形成裂缝，再起爆轮廓范围内的炮孔爆落岩石的方法。,在于预裂爆破在岩石开挖破坏之前，就预先沿设计轮廓线爆出具有一定宽度的裂缝。,预裂爆破与光面爆破的区别,预裂爆破示意图,自由面,预裂孔,主爆孔,预裂缝,保留区,开挖区,2,预裂爆破的作用机理,进行预裂爆破后，在岩体中形成一贯穿裂缝，这一裂缝能反射或吸收随后起爆的主炮孔的应力波，起屏蔽作用，从而能最大限度地减少对要保留岩体的破坏。那么要达到预裂爆破效果的关键是形成,定向的贯穿裂缝,。,由于岩石爆破过程本身的复杂性以及理论的究,的不成熟，对于普通周边孔德成缝机理各家观点尚,未一致，下面是比较有代表性的观点。,应力波叠加原理,爆炸高压气体作用原理,应力波与气体压力共同作用原理,应力波叠加原理认为，当,相邻两炮孔起爆时，各个炮孔,鲍照产生的压缩应力波，以煮,面波的形式向四周扩散，并在,两孔连心线中点相遇，产生叠,加。在交汇处，应力波切向分,量合力的方向垂直于连心线促,使岩体外移，产生拉伸应力，,如右图所示，达到临界值时，,便会形成裂缝，并发展贯通。,应力波叠加原理,爆炸高压气体作用原理认为应力波的作用是微笑的,，炮孔之间贯通裂纹的形成主要是爆炸生成的高压气体,的准静态应力所致。该理论强调不耦合装药条件下的缓,冲作用，由于空气间隙的存在，使得作用于孔壁的冲击,波的波峰压力大大减小。,爆炸高压气体作用原理,应力波与气体压力共同作用原理目前得到较多认可。,该原理认为，炸药起爆时，应力波的主要作用是在炮孔周,围产生一些初始的径向裂缝，随后，爆炸高压气体准静态,应力的作用使得初始径向裂隙进一步扩展。,应力波与气体压力共同作用原理,3,影响预裂爆破效果的主要因素,影响预裂爆破效果的因素有很多，生产实践证明，主,要影响因素有以下七个方面。,（,1,）岩石物理力学性质及地质条件,预裂爆破的主要参数均与岩石的物理力学性质（如岩,石的抗拉强度）直接有关。因此，在进行预裂爆破设计时,，应取得比较准确的岩石力学性能参数，以保证选择爆破,参数的准确性。,3,影响预裂爆破效果的主要因素,（,2,）不耦合作用,不耦合作用就是利用装药和孔壁之间存在的间隙，降,低炸药爆炸作用在孔壁上的初始压力。一般不耦合系数在,24,范围内均可获得满意的效果。在允许的线装药密度下,，不耦合系数可随孔距的减少而适当增大。,（,3,）装药结构,为保证细长药卷间隔装药起爆的可靠性，必须在炮孔,内沿孔全长敷设导爆索，由于炮孔底部的夹制作用，一般,底部药量可增加,23,倍。,3,影响预裂爆破效果的主要因素,（,4,）起爆时间间隔,为确保减震作用，必须使预裂孔超前于主炮孔起爆，,超前至少应有,100ms,。但在含水量或岩石松软的地方，为,防止预裂缝被充填，预裂孔可超前,50100ms,起爆,。,（,5,）钻孔质量,一般要求钻孔在一个平面上，垂直于钻孔平面偏差小于,20cm,。孔底落在一条线上，偏差不超过,15cm,。否则爆后凹凸不平。,3,影响预裂爆破效果的主要因素,（,6,）预裂孔的布孔,预裂缝的作用是削弱应力波的作用和地震效应对岩壁,的影响，为此预裂孔的深度一定要超过主爆孔的深度,。,（,7,）堵塞长度,良好的孔口堵塞时保持高压爆炸气体所必须的。堵塞,过短和装药过多有造成孔口成为漏斗状的危险。过长堵塞,和装药过低则难以使顶部形成完整预裂缝。堵塞长度一般,取孔径的,1220,倍。,4,预裂爆破的参数,预裂爆破参数的确定是预裂爆破研究的主要问题。,虽然确定预裂爆破主要参数的方法有理论计算法、经验,公式法、经验类比法,3,种，但是目前一般还是根据实践,经验来确定。,4.1,预裂爆破参数的经验公式计算,影响预裂爆破参数的因素复杂,很难从理论上推导出,严格的计算公式,为了获得满意的欲裂爆破效果，爆破工,作者根据经验，针对几个最主要的影响因素，归纳计算了,一些经验计算式，其基本形式：,其中，,q,1,-,炮孔的线装药密度（,kg/m,）；,c,-,岩石抗压强度（,MPa,）；,a,-,炮孔的间距（,m,）,；,d,b,-,炮孔的直径（,m,）；,K,、,、,、,-,系数。,马鞍山矿山研究院的经验公式,4.2,预裂爆破参数的工程类比确定,5,装药结构与起爆,（,1,）装药结构,1,）堵塞段,堵塞段的作用是延长爆生气体的作用时间，且保证,孔口段只产生裂缝而不出现爆破漏斗，对深孔爆破该段长,一般取,0.5,1.5m,。,2,）孔底加强段,段长大体等于堵塞段。由于孔底受岩石夹持作用，,故需用较大的线装药密度。,3,）均匀装药段,该段一般为轴向间隔不偶合装药，并要求沿孔,轴线方向均匀分布。轴向间隔装药须用导爆索串联各,药卷起爆。为保证孔壁不被粉碎，药卷应尽量置于孔,的中心。国外一般用炮孔中心定位器定位,国内一般是,将药卷及导爆索绑于竹片进行药卷定位。,（,a,）,偶合装药；,(b),不偶合装药；,(c),正向连续装药；,(d),正向空气间隔装药；（,e,）,反向连续装药,1,炸药；,2,炮眼壁；,3,药卷；,4,雷管；,5,炮泥；,6,脚线；,7,竹条；,8,绑绳,（,2,）起爆,为保证同时起爆，预裂爆破和光面爆破一般都用,导爆索起爆，并通常采用分段并联法。由于光面爆破,孔是最后起爆，导爆索有可能遭受超前破坏。为保证,周边孔准爆，对光面爆破孔可采用高段延期雷管与导,爆索的双重起爆法。预裂孔若与主爆区炮孔组成同一,网路起爆，则预裂孔应超前第一排主爆孔,85,100ms,起,爆。,6,质量控制标准,一般根据预裂缝的宽窄、新壁面的平整程度、留下,的孔痕百分率以及减震效应的百分率等来衡量预裂爆破,的效果。,1,）岩体在预裂面上形成的贯通裂缝、其地表裂缝,宽度应不小于,1cm,2,）围岩壁面不平整度（又称起伏差）的允许值为,15cm,。,3,）壁上孔痕的百分率在硬岩中不少于,80%,，在软岩,中不少于,50%,4,）减震效应。降低爆破地震效应是预裂爆破的重要,优点，一般应达到设计和预估对降震百分率值的要求。,谢谢！,