深孔爆破设计是回采工艺中的重要环节，它直接影响崩矿质量、作业安全、回采成本、损失贫化和材料消耗等。合理的深孔设计应是：     (1)炮孔能有效地控制矿体边界，尽可能使回采过程中的矿石损失率、贫化率低；     (2)炮孔布置均匀，有合理的密度和深度，使爆下矿石的大块率低；     (3)炮孔的效率要高；     (4)材料消耗少；     (5)施工方便，作业安全。 1布孔设计的资料与内容     (1)布孔设计需要的基础资料。包括下列内容：     1)采场实测图。图中应标有凿岩巷道或硐室的相对位置、规格尺寸、补偿空间的大小和位置、原拟定的爆破顺序和相邻采场的情况。     2)矿岩凿岩爆破性质，矿体边界线，简单的地质说明。 3)矿山现有的凿岩机具、型号及性能等。     (2)布孔设计的基本内容。布孔设计一般应包括下列内容：     1)凿岩参数的选择。     2)根据所选定的凿岩参数，在采矿方法设计图上确定炮孔的排位和排数，并按炮孔的排位作出剖视图。     3)在凿岩巷道或硐室的剖视图中，确定支机点和机高，并在平面图上推算出支机点的坐标。     4)按所确定的孔间距在剖视图上作出各排炮孔（扇形排列炮孔时，机高点是一排炮孔的放射点），然后将各深孔编号，量出各孔的深度和倾角，并标在图纸上或填入表中。     上述各项内容从生产实践角度出发，往往集中用作图软件或图纸来表示，必要时可在设计图纸上用简短的文字加以说明。 2 布孔设计的方法和步骤     布孔设计方法与步骤通过下述实例来说明。     如图8-29所示，有一底柱分段凿岩阶段矿房采矿法采场，切割槽布置于采场中央；用YC- 80型凿岩机钻凿上向垂直扇形炮孔；分段巷道断面为2m×2m。爆破顺序是由中央切割槽向两侧顺序起爆。矿石坚硬稳固，可爆性差，f=12。要求完成采场炮孔布孔设计。
图8-29 采场实测图 (1)参数选择 1)炮孔直径：d= 65mm。 2)最小抵抗线：W= (23 -30)d=1.5-2.0m，因矿石坚硬稳固，取W=1.5m。     3)孔底距：在本采场采用上向垂直扇形炮孔，用孔底距表示炮孔的密集程度。因为炮孔的直径是65 mm，在排面上将炮孔布置得稀一些，但考虑到降低大块的产生，将前后排炮孔错开布置。取密集系数m=1.35，所以，孔底距a=mW=1. 35 xl.5 =2m。     4)最小抵抗线：取W=1. 5m，在分段巷道2480、2470和2460中，决定炮孔的排数和排位，并标在图上。     (2)按所定的排位，作出各排的剖视图。作出切割槽右侧第一排位的剖视图，并标出有关分段凿岩巷道的相对位置，见图8-30。     (3)在剖视图上有关巷道中，确定支机点。为便于操作，机高取1.2m，支机点一般设在巷道的中心线上。     (4)根据巷道中的测点，例如B、C、D点的坐标，推算出各分段巷道中的支机点K1、K2、K3的坐标，具体作法如下（如图8-31所示）：
图8-30 右侧第一排位剖视图的炮孔布置
图8-31 支机点坐标推算示意图     1)连接BK1线段；     2)过B点作直角坐标，用量角器量得BK1的象限角α=12。；BK1=13m；     3)推算得K1点的坐标为：         同理，可求得所有支机点的坐标。为便于测量人员复核，用计算结果列出坐标换算表，其格式见表8-14。     表8-14 坐标换算表
    (5)计算扇形孔排面方位。由图8-31中炮孔排面线与正北方向的交角偏西16°，得扇形孔方向是N16°W，方位角是344°。     (6)绘制炮孔布置图。在剖视图上，以支机点为放射点，取a =2m为孔底距，自左至右或自右至左画出排面上所有炮孔，如图8-32所示。
图8-32 深孔布置图     布置炮孔时，先布置控制爆破规模和轮廓的炮孔，如1号、4号、7号、10号孔，然后根据孔底距适当布置其余炮孔。上盘或较深的炮孔，孔底距可稍大些；下盘或较浅的炮孔，孔底距应小些；若炮孔底部有采空区、巷道或硐室，不能凿穿，应留0.8 -1.2m的距离。在可爆性差或围岩有矿化的矿体中，孔底应超出矿体轮廓线外0.4 -0.6m，以减少矿石的损失。为使凿岩过程中排粉通畅，边孔不能水平，应有一定的仰角，一般孔深在8m以下时，仰角取3°-5°；孔深在8m以上时，仰角取5°-7°。     全排炮孔绘制完后，再根据其稀密程度和死角对炮孔之间的距离加以调整，并适当增减孔数。最后，按顺序将炮孔编号，量出各孔的倾角和深度。     (7)编制炮孔设计卡片。内容包括分段（层）名称、排号、孔号、机高、方向角、方位角、倾角和孔深等，表8-15所示为第一分段第一分层右侧每一排炮孔的设计卡片。     表8-15 炮孔设计卡片
3 炮孔施工和验收     炮孔设计完成后开施工单，交测量人员现场标设。施工人员根据施工单进行炮孔施工，要求边施工、边验收，这样才能及时发现差错并及时纠正，以免造成不必要的麻烦。     验收的内容包括炮孔的方向、倾角、孔位和孔深。方向和倾角用深孔测角仪或罗盘测量，孔深用节长为1m的木制或金属制成的折尺测量。测量时对炮孔的误差各个矿山不同，如某矿对垂直扇形深孔的排面施工误差允许值为±l°、倾角±1°、孔深±0. 5m。验收的结果要填入验收单，对于孔内出现的异常现象（如偏离、堵孔、透孔、深度不足等），均要标注清楚。根据这些标准和实测结果要计算炮孔合格率（指合格炮孔占总炮孔的百分比）和成孔率（指实际钻凿炮孔数占设计炮孔总数的百分比），一般要求两者均应合格。 验收完毕后，要根据结果绘成实测图，填写表格，作为爆破设计、计算采出矿量和损失贫化等指标的依据和重要资料。 4 爆破方案选择     选择爆破方案要依据爆破基础资料，它包括采场设计图，地质说明书，采场实测图，炮孔验收实测图，邻近采场及需要进行特殊保护的巷道、设施等相对位置图，矿山现用爆破器材型号、规格、品种、性能等资料。     上述资料由采矿、地质和测量人员提供。爆破设计人员除认真熟识这些资料外，还需对现场进行调查研究，根据情况变化进行重新审核和修改。另外，爆破器材性能需进行实测试验。     爆破方案主要取决于采矿方法的采场结构、炮孔布置、采场位置及地质构造等。方案主要内容包括爆破规模、起爆方法（含网路）、爆破顺序和雷管段别的安排等。     (1)爆破规模。爆破规模与爆破范围是密切相关的。一次爆破范围是一个采场还是几个采场，或者是一个采场分几次爆破，这些都直接影响着爆破规模的大小。但这部分内容在采场单体设计时都已初步确定，爆破工作者的任务则是根据变化了的情况进行修改和作详细的施工设计。     爆破规模对于每个矿山都有满足产量的合适范围，一般情况下不会随便改变。只有在增加产量、地质构造变化或有控制地压需要时等，才扩大爆破规模或缩小爆破范围。在正常情况下，爆破范围一般以一个采场为一次爆破者较多。     (2)起爆方法。起爆方法的选择可根据本矿的条件及技术水平、工人的熟练程度具体确定。     在深孔爆破中，使用最广泛的是非电力起爆法（一般采用导爆管起爆与导爆索辅爆的复式起爆法）。20世纪80年代初，冶金矿山均用电力起爆法。但导爆管非电起爆法的推广使用逐渐取代了电力起爆法，因为非电起爆系统克服了电力起爆法怕杂散电流、静电、感应电的致命缺点。这种导爆管与导爆索的复式起爆法，其起爆网路安全可靠、连接简便，但导爆索用量大，起爆前网路不能检测。     (3)起爆顺序和雷管段别的安排。为了改善爆破效果，必须合理地选取起爆顺序。     1)回采工艺的影响。为了简化回采工艺和解决矿岩稳固性较差和暴露面过大等问题，许多矿山将切割爆破（扩切割槽与漏斗）与崩矿爆破同时进行。对于水平分层回采而言，可由下而上地按扩漏、拉底、开掘切割槽（水平或垂直的）和回采矿房的先后顺序进行爆破；也有些矿山采用先崩矿后扩漏斗的爆破顺序，以保护底柱、提高扩漏质量、避免矿石涌出以及防止堵塞电耙道。     2)自由面条件的影响。由于爆破方向总是指向自由面，故自由面的位置和数目对起爆顺序有很大的影响。当采用垂直深孔崩矿、补偿空间为切割立槽或已爆碎的矿石时，起爆顺序应自切割立槽往后依次逐排爆破。当采用水平深孔崩矿补偿空间为水平拉底层时，起爆顺序应自下而上逐层爆破。     3)布孔形式的影响。水平、垂直或倾斜布置的深孔，应取单排或数排为同段雷管，逐段爆破。束状深孔或交叉布置的深孔，则宜采取同段雷管起爆。     为了减少爆破冲击波的破坏作用，应适当增加起爆雷管的段数，降低每段的装药量，并力求分段的装药量均匀。     雷管段别的安排是由起爆顺序来决定的，先爆的深孔安排低段雷管，后爆的深孔安排高段雷管。为了起爆顺序的准确可靠，在生产中不用一段管而从二段管开始，例如起爆顺序是1、2、3，安排雷管的段别是2段、3段、4段等。为保证不因雷管质量而产生跳段，一般采用1段、3段、5段等形式。     (4)爆破网路的设计和计算。不论选用何种起爆法，其正确与否都对起爆的可靠性起决定性作用，必须进行精心设计和计算。值得一提的是，对于规模较大的爆破，一般要预先将网路在地面做模拟试验，符合设计要求后才能用。     (5)装药和材料消耗。深孔装药都属于柱状连续装药，装药系数一般为65%- 85%。扇形深孔为避免孔口部分装药过密，相邻深孔的装药长度应当不相等。通常根据深孔的位置不同，用不同的装药系数来控制。起爆药包的个数及位置，不同矿山不尽相同，有些矿山一个深孔中装两个起爆药包，一个置于孔底，一个置于靠近堵塞物处；而大多数矿山每个深孔只装一个起爆药包，置于孔底或者置于深孔装药的中部，并且再装一条导爆索。     装药可采用人工装药和机械装药两种方式。     1)人工装药。人工装药是用组合炮棍往深孔内装填药卷，装药结构属于柱状连续不耦合装药。扇形深孔的装药量取决于深孔密集系数、炮孔的位置和炮孔深度，然后根据每个深孔的装药系数计算出该孔装药长度，再根据药卷长度决定每个深孔的装药卷个数（取整数），知道每个药卷的重量就可计算出每个深孔内所装药卷的总重量，进而求出全排扇形深孔的装药量。人工装药比较困难，特别是上向垂直扇形深孔装药。     2)机械装药。在井下和露天的中深孔和深孔爆破中，装药量较大，人工装药效率较低，可采用机器装药。该方法操作人员少，效率高，装药密度大，可连续装药，可靠性好。这种方法主要用于地下的掘进和采矿的大规模爆破。     材料消耗包括总装药量、雷管数、导爆索或导线总米数，最后求出的单位材料消耗量应用表格统计并计算出来。     (6)深孔爆破的通风和安全工作。深孔爆破后产生的炮烟（有毒有害气体），相当一部分随空气冲击波的传播扩散到邻近各井巷和采场中，造成井下局部地段的空气污染而无法工作。故应从地表将大量的新鲜空气输送人爆区，把有毒有害的炮烟按一定的线路和方向排出地面，这就是井下深孔爆破的通风。一般通风时间需要连续几个作业班。通风后能否恢复作业，必须先由专业人员戴好防毒面具进行现场测定，空气中的有毒有害气体含量达到规定的标准后才能恢复工作。所需风量的计算等问题可参考《矿井通风与除尘》等教材。     由于一次爆炸的炸药量很大，地下深孔爆破会产生强烈的空气冲击波和地震波，空气冲击波和地震震动会引起地下坑道、线路、管道、支护和设备的破坏或损伤，甚至危及地面建筑物和构筑物。因此在深孔爆破设计时，必须估算其危害的范围。     深孔大爆破必须做好组织工作。在井下进行深孔大爆破时，由于时间要求短、工序多、任务重，每道工序的具体工作都要求严格、准确、可靠。但由于爆破工作面狭窄，同时从事作业的人员多，因此必须有严密的组织，使工作有条不紊地进行，在规定的时间内保质保量地完成。