[发明专利]一种提高深孔台阶爆破振动频率的方法

说明书

技术领域

本发明属于水利水电、矿山和交通等岩土工程领域，涉及一种提高深孔台阶爆破振动频率的方法。

背景技术

为提高钻爆效率，大规模岩体开挖和料场开采一般采用深孔台阶爆破。深孔台阶爆破诱发的爆破振动较浅孔爆破振动速度峰值大、频率低。以往的研究表明，爆破振动频率对岩体损伤及邻近建（构）筑物的安全有重要影响：振动频率越低，爆破振动影响越大。对岩石钻孔爆破、起爆点数量和位置是影响爆破振动频率的重要因素之一。传统起爆技术未考虑对爆破振动频率的主动控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高深孔台阶爆破振动频率的方法，以避免爆破振动频率低引起的岩体损伤和爆破振动动力失稳。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种提高深孔台阶爆破振动频率的方法，依次包括步骤：

步骤1，根据爆破要求布炮孔；

步骤2，在炮孔中完成装药结构；

步骤3，将装药段等分为N段起爆段，N≥1，在各起爆段中点分别设置起爆点，所述的起爆段长度不小于两倍损伤半径；

步骤4，采用导爆管起爆法进行起爆。

所述的采用导爆管起爆法进行起爆，具体为：

采用雷管引爆导爆管。

为保证同一炮孔中各起爆点同时起爆，应采用同一段别雷管对同一炮孔中各起爆点进行引爆。

 

与现有技术相比，本发明具有如下特点：

1、本发明是提出了一种新的起爆技术，不改变钻爆工艺及参数，将装药段等分为N段起爆段（N≥1），将起爆点设置在各起爆段中点，可不同程度提高爆源周围20~110米范围内岩体的爆破振动频率，从而降低岩体损伤程度，更充分避开邻近建（构）筑物的自振频率，避免邻近建（构）筑物因共振导致的爆破动力失稳。

2、根据基于频率—振动速度双因素爆破振动安全判据，本发明方法可提高邻近建（构）筑物质点安全允许振动速度，降低爆破振动控制难度，减少工程投资。

3、本发明可用来提高大规模深孔爆破的振动频率，广泛应用于水利水电、矿山和交通等岩土工程领域的钻爆开挖施工。

附图说明

图1 为中部起爆示意图；

图2 为两点起爆示意图；

图3 为三点起爆示意图；

图4为不同起爆方式下爆破主振频率与爆心距的关系曲线；

图5为不同起爆方式下爆破振动质心频率与爆心距的关系曲线。

图中，1-雷管；2-堵塞段；3-岩体；4-导爆管；5-起爆点；6-装药段；7-空气。

具体实施方式

本发明对起爆点的位置和数量进行了改进，将装药段等分为N段起爆段（N≥1），将起爆点设置在各起爆段中点。

下面将结合附图进一步说明本发明的几种具体实施方式。

见图1，为中部起爆示意图，即N=1情况下的起爆方式，在保证爆破破碎效果前提下，将起爆点设置在装药段中点。

见图2，为两点起爆示意图，即N=2情况下的起爆方式，在保证爆破破碎效果的前提下，将装药段等分为两段起爆段，两起爆点分别设置在各起爆段中点。

见图3，为三点起爆示意图，在保证爆破破碎效果的前提下，装药段等分为三段起爆段，三起爆点分别设置在各起爆段中点。 

本发明方法的应用，应注意如下几点：

1）起爆点位置和数量的选择要综合考虑提高爆破振动频率的效果、经济及施工等因素，合理控制各起爆段长度。

2）起爆点设置在装药段各起爆段中点，为达到同一炮孔内各起爆点的同时起爆，各起爆点应采用同一段别雷管起爆。 

3）动力有限元数值模拟结果表明，合理控制起爆段长度，爆破振动频率可提高10%~35%。

下面将说明本发明方法的具体应用实例。

某花岗岩料场石料开采，爆破设计要求为：炮孔深度18m，炮孔孔径150mm，装药直径130mm，堵塞段长3.0m，采用连续装药结构。

针对该实施例采用中部起爆，具体步骤为：

1、根据上述设计要求布炮孔。

2、根据上述设计要求在验收合格的炮孔中完成装药结构，然后，将起爆点设置在装药段中点，本实施例中装药段为15m，则起爆点设置在炮孔中距离炮孔底7.5m位置。

3、采用导爆管起爆法进行起爆，具体为：采用雷管引爆导爆管，在炮孔外用非电雷管激发导爆管的爆轰，导爆管被激发后，管内产生冲击波，传至起爆点引爆炸药。