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申请/专利权人：广东锡源爆破科技股份有限公司

摘要：本发明提供一种软硬夹杂层状岩体深孔台阶爆破的炮孔装药结构及方法，层状岩体包括多层硬质岩层和多层软弱夹层，硬质岩层与软弱夹层自上而下逐层交替分布；各硬质岩层中相对位置设有装药段，装药段内填充有火药；相邻的装药段间设有填塞段，填塞段中填充有炮泥，填塞段两端进入相邻的硬质岩层，最下层硬质岩层设有孔底填塞段；本发明炮孔装药结构爆破效果好、爆破成本低。

主权项：1.一种软硬夹杂层状岩体深孔台阶爆破的炮孔装药结构的方法，上述方法包括如下软硬夹杂层状岩体深孔台阶爆破的炮孔装药结构，层状岩体包括多层硬质岩层和多层软弱夹层，硬质岩层与软弱夹层自上而下逐层交替分布；各硬质岩层中相对位置设有装药段，装药段内填充有火药；相邻的装药段间设有填塞段，填塞段中填充有炮泥，填塞段两端进入相邻的硬质岩层，最下层硬质岩层设有孔底填塞段;其特征在于，装药段顶部与临近装药段顶部的软弱夹层的底部距离大于或等于200mm;最上层的软弱夹层顶部与填塞段顶部位于同一水平面;将装药段设置于硬质岩层，将装药段引爆时产生的高压气体限制在硬质岩层中，防止高压气体从软弱夹层逸出从而导致爆破效果弱化，减少二次爆破的工作量，将炸药爆生高压气体与爆轰波作用于坚硬岩层，用于在坚硬岩层中形成爆生裂缝，然后利用爆生气体抛掷岩体带来的二次碰撞作用，将坚硬岩层中爆生裂缝撞开的同时，破坏软弱夹层的胶结作用，实现软硬夹杂层状岩体爆破过程中的大块率可控；上述方法包括以下步骤：S1：在待爆区域地表标记炮孔位置；S2：在标记炮孔位置架设钻机钻孔，钻孔过程中，实时记录炮孔钻取芯样的岩性及相应覆盖深度，直至所有炮孔施工完毕；S3：将各炮孔岩性及覆盖深度参数输入三维地质成像软件中，模拟绘出待爆区域整体岩性分布规律；S4：根据每个炮孔的岩性特征设计装药方案，装药过程遵循以下规则：炮孔的软弱夹层由炮泥形成的填塞段填充；填塞段两端伸入坚硬岩层；两相邻填塞段间用火药形成的装药段填充；S5：根据起爆方案起爆药包，完成爆破作业。

全文数据：软硬夹杂层状岩体深孔台阶爆破的炮孔装药结构及其方法技术领域[0001]本发明涉及爆破领域，具体涉及一种软硬夹杂层状岩体深孔台阶爆破的炮孔装药结构及其方法。背景技术[0002]随着钻机和装载运输设备的不断改进，爆破技术的不断完善，以及爆破器材精度的不断提高，深孔台阶的优越性越来越明显，其应用领域不断拓宽，应用范围不断扩大，目前已广泛应用于露天矿山开采、基础设施建设、水利水电工程、土石方开挖等技术领域的岩石爆破工程中。由于爆破质量的好坏，直接影响块石采装、运输成本以及震动安全，决定着爆破工程的经济效益，为提高台阶的经济效益及安全性，爆破工作者做出了卓有成效的技术改进和革新，包括卸压降震、调配大块率、控制根底等各个方面，这些成果对于大多数岩性单一的高台阶工程意义重大，但是对于岩层条件复杂，特别是在浅层地表的土石方爆破工程中，由于岩性变化波动大，软硬夹杂，采用传统爆破方法，爆破质量难以控制，大块率显现无规律，二次破碎工作量较大，成本居高不下，但是在己有的研宄成果和方案设计中，并没有针对这一工程地质条件进行针对性的技术探索与方案设计。[0003]传统深孔台阶工艺中，爆破结构并未考虑沿炮孔深度方向上的岩性差异，而是采用单一装药结构形式，在软硬夹杂的层状岩体中，相比坚硬岩层，软弱夹层的抗压与抗拉强度极低、几乎可以忽略不计。此时，软弱夹层很容易成为爆轰气体的逸出通道而削弱爆生高压气体的挤压破碎和抛掷效果;另一方面，在大块坚硬岩石没有产生爆生裂纹的情况下，由于软弱夹层的存在，抛掷过程中利用块石碰撞的二次破碎原理很难将大块岩石破碎，这将提高土石方的大块率，且无规律。[0004]因此，亟需一种爆破效果好、爆破成本低的软硬夹杂层状岩体深孔台阶爆破的炮孔装药结构。发明内容[0005]有鉴于此，为解决现有技术中的软硬夹层岩体的爆破效果差、爆破成本高的技术问题，本发明旨在提供一爆破效果好、爆破成本低的软硬夹杂层状岩体深孔台阶爆破的炮孔装药结构及其方法。[0006]本发明的目的通过以下技术方案实现：一种软硬夹杂层状岩体深孔台阶爆破的炮孔装药结构，层状岩体包括多层硬质岩层和多层软弱夹层，硬质岩层与软弱夹层自上而下逐层交替分布;各硬质岩层中相对位置设有装药段，装药段内填充有火药;相邻的装药段间设有填塞段，填塞段中填充有炮泥，填塞段两端进入相邻的硬质岩层，最下层硬质岩层设有孔底填塞段。[0007]通过将装药段设置于硬质岩层，将装药段引爆时产生的高压气体限制在硬质岩层中，防止高压气体从软弱夹层逸出从而导致爆破效果弱化，减少二次爆破的工作量，将炸药爆生高压气体与爆轰波主要作用于坚硬岩层，用于在坚硬岩层中形成大量爆生裂缝，然后利用爆生气体抛掷岩体带来的二次碰撞作用，将坚硬岩层中爆生裂缝撞开的同时，破坏软弱夹层的胶结作用，最终实现软硬夹杂层状岩体爆破过程中的大块率可控。[0008]优选的，装药段顶部与临近装药段顶部的软弱夹层的底部距离大于或等于200mm。[0009]保证装药段与软弱夹层的距离，避免爆破时产生的高压气体从软弱层逸出。[0010]软弱夹层区域内用炮泥填塞时，是为隔断爆生高压气体与软弱夹层直接接触。保证填塞段对装药段爆破时产生高压气体的限制，避免高压气体逸散，炮泥填充的填塞段，爆破时强度大，爆破瞬间破裂产生的局部冲击力增强爆破效果。[0011]优选的，最上层的软弱夹层顶部与填塞段顶部位于同一水平面。[0012]本发明还提供一种软硬夹杂层状岩体深孔台阶爆破的炮孔装药方法，包括以下步骤：Si:在待爆区域地表标记炮孔位置；S2:在标记炮孔位置架设钻机钻孔，钻孔过程中，实时记录炮孔钻取芯样的岩性及相应覆盖深度，直至所有炮孔施工完毕；S3:将各炮孔岩性及覆盖深度参数输入三维地质成像软件中，模拟绘出待爆区域整体岩性分布规律；S4:根据每个炮孔的岩性特征设计装药方案，装药过程遵循以下规则；①炮孔的软弱夹层炮泥形成的填塞段填充；②填塞段两端深入坚硬岩层；③两相邻填塞段间的坚硬岩层用火药形成的装药段填充；s5:根据起爆方案起爆药包，完成爆破作业。[0013]通过将装药段设置于硬质岩层，将装药段引爆时产生的高压气体限制在硬质岩层，防止高压气体从软弱夹层逸出从而导致爆破效果弱化，减少二次爆破的工作量，将炸药爆生高压气体与爆轰波主要作用于坚硬岩层，用于在坚硬岩层中形成大量爆生裂缝，然后利用爆生气体抛掷岩体带来的二次碰撞作用，将坚硬岩层中爆生裂缝撞开的同时，破坏软弱夹层的胶结作用，最终实现软硬夹杂层状岩体爆破过程中的大块率可控。[0014]优选的，装药段顶部与临近装药段顶部的软弱夹层的底部距离大于或等于200mm。[0015]优选的，步骤S4之后，于最下层硬质岩层设置由炮泥形成的孔底填塞段，孔底填塞段设置于最下层的装药段底部正下方。[0016]本发明的有益效果：1.本发明所提供的软硬夹层状岩体深孔台阶的爆破结构，通过将装药段设置于硬质岩层，将装药段引爆时产生的高压气体限制在硬质岩层，防止高压气体从软弱夹层逸出从而导致爆破效果弱化，减少二次爆破的工作量，将炸药爆生高压气体与爆轰波主要作用于坚硬岩层，用于在坚硬岩层中形成大量爆生裂缝，然后利用爆生气体抛掷岩体带来的二次碰撞作用，将坚硬岩层中爆生裂缝撞开的同时，破坏软弱夹层的胶结作用，最终实现软硬夹杂层状岩体爆破过程中的大块率可控。[0017]2•本发明所提供的一种软硬夹层状岩体深孔台阶的爆破方法，没有增加现场钻孔工作量和工作难度;三维地质成像由计算机完成，工作难度小;将爆生高压气体限制在坚硬岩层段;显著减少二次破碎的爆破工作量，降低块石装载运输成本，提高工程经济效益。附图说明[0018]图1为具体实施例中软硬夹层状岩体深孔台阶的爆破结构示意图；其中：10-软弱夹层;20-硬质岩层;30-填塞段;40-装药段;50-孔底填塞段。[0019]具体实施例如图1所示，本实施例提供一种软硬夹层状岩体深孔台阶的爆破结构，包括多层硬质岩层20和多层软弱夹层10,硬质岩层20与软弱夹层10自上而下逐层交替分布;各硬质岩层20中相对位置设有装药段40，装药段40内填充有火药;相邻的装药段40间设有填塞段30，填塞段30中填充有炮泥，填塞段30两端进入对应的硬质岩层20,最下层硬质岩层20设有孔底填塞段50。[0020]通过将装药段40设置于硬质岩层20,将装药段40引爆时产生的高压气体限制在硬质岩层20,防止高压气体从软弱夹层1〇逸出从而导致爆破效果弱化，减少二次爆破的工作量，将炸药爆生高压气体与爆轰波主要作用于坚硬岩层20,用于在坚硬岩层20中形成大量爆生裂缝，然后利用爆生气体抛掷岩体带来的二次碰撞作用，将坚硬岩层20中爆生裂缝撞开的同时，破坏软弱夹层10的胶结作用，最终实现软硬夹杂层状岩体爆破过程中的大块率可控。[0021]装药段40顶部与临近装药段40顶部的软弱夹层10的底部距离大于或等于200mm。[0022]保证装药段40与软弱夹层10的距离，避免爆破时产生的高压气体从软弱层逸出。[0023]填塞段30两端进入硬质岩层20的距离大于或等于200mm。[0024]软弱夹层10区域内用炮泥填塞时，是为隔断爆生高压气体与软弱夹层10直接接触。保证填塞段30对装药段40爆破时产生高压气体的限制，避免高压气体逸散，炮泥填充的填塞段30,爆破时强度大，爆破瞬间破裂产生的局部冲击力增强爆破效果。[0025]优选的，最上层的软弱夹层10顶部与填塞段30顶部位于同一水平面。[°026]一种本实施例软硬夹杂层状岩体深孔台阶爆破的炮孔装药方法，包括以下步骤：Si:在待爆区域地表标记炮孔位置；S2:在标记炮孔位置架设钻机钻孔，钻孔过程中，实时记录炮孔钻取芯样的岩性及相应覆盖深度，直至所有炮孔施工完毕；S3:将各炮孔岩性及覆盖深度参数输入三维地质成像软件中，模拟绘出待爆区域整体岩性分布规律；S4:根据每个炮孔的岩性特征设计装药方案，装药过程遵循以下规则；④炮孔的软弱夹层10炮泥形成的填塞段30填充；⑤填塞段30两端深入坚硬岩层20;⑥两相邻填塞段30间的坚硬岩层20用火药形成的装药段40填充；Ss:根据起爆方案起爆药包，完成爆破作业。[0027]通过将装药段40设置于硬质岩层20,将装药段40引爆时产生的高压气体限制在硬质岩层20,防止高压气体从软弱夹层10逸出从而导致爆破效果弱化，减少二次爆破的工作量，将炸药爆生高压气体与爆轰波主要作用于坚硬岩层20,用于在坚硬岩层20中形成大量爆生裂缝，然后利用爆生气体抛掷岩体带来的二次碰撞作用，将坚硬岩层20中爆生裂缝撞开的同时，破坏软弱夹层10的胶结作用，最终实现软硬夹杂层状岩体爆破过程中的大块率可控。[0028]装药段40顶部与临近装药段40顶部的软弱夹层10的底部距离大于或等于200mm。[0029]步骤S4之后，于最下层硬质岩层20设置由炮泥形成的孔底填塞段30,孔底填塞段30设置于最下层的装药段40底部正下方。[0030]以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

权利要求：1.一种软硬夹杂层状岩体深孔台阶爆破的炮孔装药结构，其特征在于，层状岩体包括多层硬质岩层和多层软弱夹层，硬质岩层与软弱夹层自上而下逐层交替分布;各硬质岩层中相对位置设有装药段，装药段内填充有火药;相邻的装药段间设有填塞段，填塞段中填充有炮泥，填塞段两端进入相邻的硬质岩层，最下层硬质岩层设有孔底填塞段。'2.根据权利要求1所述的软硬夹杂层状岩体深孔台阶爆破的炮孔装药结构，其特征在于，装药段顶部与临近装药段顶部的软弱夹层的底部距离大于或等于200mm。3.根据权利要求1所述的软硬夹杂层状岩体深孔台阶爆破的炮孔装药结构，其特征在于，最上层的软弱夹层顶部与填塞段顶部位于同一水平面。4.一种如权利要求1-3所述的软硬夹杂层状岩体深孔台阶爆破的炮孔装药结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：Si:在待爆区域地表标记炮孔位置；:在标记炮孔位置架设钻机钻孔，钻孔过程中，实时记录炮孔钻取芯样的岩性及相应覆盖深度，直至所有炮孔施工完毕；将各炮孔岩性及覆盖深度参数输入三维地质成像软件中，模拟绘出待爆区域整体岩性分布规律；S4:根据每个炮孔的岩性特征设计装药方案，装药过程遵循以下规则；炮孔的软弱夹层由炮泥形成的填塞段填充；填塞段两端伸入坚硬岩层；两相邻填塞段间用火药形成的装药段填充；:根据起爆方案起爆药包，完成爆破作业。5.根据权利要求4所述的软硬夹杂层状岩体深孔台阶爆破的炮孔装药结构的方法，其特征在于，装药段顶部与临近装药段顶部的软弱夹层的底部距离大于或等于2〇〇mra。6.根据权利要求5所述的软硬夹杂层状岩体深孔台阶爆破的炮孔装药结构的方法，其特征在于，步骤S4之后，于最下层硬质岩层设置由炮泥形成的孔底填塞段，孔底填塞段设置于最下层的装药段底部正下方。

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