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预裂爆破参数主要有不耦合系数、炸药品种、线装药密度以及孔径和孔间距等。影响预裂爆破特征参数选择的主要因素是岩体的节理、裂隙状况、抗压强度和特征阻抗。
预裂爆破参数之间是相互影响的,对于每种岩石,当孔径确定之后,就应该选择适宜的炸药品种、合理的不耦合系数、线装药密度和孔距,以取得良好的预裂爆破效果。
1.孔径
各矿根据本矿现有设备,尽量选用小直径钻机,其钻机直径的变化范围为150~250 mm。
2.孔距
合理的孔距应使相邻钻孔的炸药爆炸后产生的应力波相互影响和叠加,以保证沿炮孔中心线拉开一条平整的裂缝。一般影响孔距大小的主要因素是孔径、岩石的特征阻抗和岩石的抗拉强度。通常,孔距与孔径的比值为6~15。岩石的特征阻抗及岩石的强度大且完整性好,孔距与孔径的比值可大些;而岩石的特征阻抗及岩石强度小且节理裂隙多,孔距与孔径的比值可小些。
孔距和不耦合系数存在一定的函数关系,对于不同孔径,其关系也不同。直径为150 mm的钻机,钻孔间距为:
a=19.4D(K-1)-0.523,cm (10-3-5)
式中a-钻孔间距,cm;
D-钻孔直径,cm;
K-不耦合系数。
3.不耦合系数
在预裂孔爆破中,不耦合装药系数是影响爆破效果的重要因素,同样影响到爆破效果的好坏。影响不耦合系数的主要因素是岩体的抗压强度、预裂孔径和炸药品种。岩石抗压强度小,不耦合系数大些;岩石抗压强度大,不耦合系数小些。
不耦合系数计算的经验公式为:
K=1+18. 32[Sc]-0.26 (10-3-6)
式中K-不耦合系数;
[Sc]-岩石极限抗压强度,kg/m²。
4.线装药密度
影响线装药密度的主要因素是岩石抗压强度和孔径。岩石的抗压强度大,孔径大,线装药密度要大些。各矿线装药密度变化范围一般在0.6~3.5 kg/m。各种岩石的线装药密度见表10-3-4。孔内有水时线装药密度可降低45%~60%。预裂爆破参数见表10-3-5和表10-3-6。
表10-3-4 各种岩石抗压强度的线装药密度
表10-3-5 预裂爆破参数
表10-3-6 精确预裂爆破建议参数表
5.充填高度
孔口充填高度的大小,关系到孔口段的预裂效果。根据各矿经验,充填高度一般为3~4 m,多数矿山进行充填,少数矿山不充填,从提高爆炸能量利用率的观点来看,充填是有利的。预裂爆破参数,除了取决于矿岩物理力学性质外,还与所保护地段的重要性有关,即靠近运输系统和最终边帮地段取小值,不太重要地段取大值。
图10-3-4 预裂爆破炮孔布置图
1-预裂孔;2-缓冲孔;3-垂直深孔;4-境界线;5-三角岩体;
a-台阶坡面角.b-3. 5~4 m