边坡预裂爆破

边坡预裂爆破

高云龙赵智慧张艳妮

(中国矿业大学建筑工程学院，江苏徐州

221006)

￡}f笥要]预裂爆破是常用的爆破控制技术之一，它是沿预定的爆破边界按一定的间距布置一排预裂爆破钻孔，在钻孔中装较少量的不耦舍药包，在主：曝破钻孔起爆之前先起爆预裂钻孔，使岩体的冲击波达到预裂面时便被折射、扩散、拢动和吸收，破坏作用大大衰减，从而可以避免或大为减小主爆破孔爆破时对预裂面以外岩体的破坏及松动作用，提高边坡的稳定陆。饫键词]边坡；预裂爆破；爆破参数确定；技术问题

1边坡预裂爆破机理

预裂爆破是控制开挖轮廓的控制爆破技术，其目的是严格保护不

需开挖部分免受爆震影响，使未爆部分岩体保持原有稳定状态。预裂爆

破时，预裂孔最先起爆，以造成阻断裂隙，使大量破岩孔爆破时地震波不致破坏预裂孔外侧原岩。预裂爆破的关键是要形成完整的贯通预裂缝，以有效地屏蔽主爆孔和缓冲孔的爆破扰动破坏，但最先起爆的预裂孔是在正面无自由面的情况下起爆，生产实践证明，如设计不当，预裂爆破在致密、坚硬的岩石中往往产生闭合微缝，难以形成贯通的预裂缝；而当其在松软、破碎的岩体中起爆时，预裂作用不是沿预裂面产生

裂缝，而是沿邻接预裂孔的裂隙、节理、弱面发展，使结构面系破坏程度加剧，这样预裂扰动破坏带的存在又为后爆药包(尤其是邻接的缓冲

排)的爆破产生后冲破坏创造条件，对边坡的威胁作用很大。

2预裂爆破和光面爆破的差异

预裂爆破和光面爆破的不同之处：1)预裂爆破的预裂孔起爆优先于爆区的主炮孔起爆：光面爆破的光面孔起爆在爆区的主炮孔全部起爆之后进行。2)从爆破的岩体状态(边界条件)看。预裂孔起爆时，只

有一个向上的自由面：光面孔起爆时，有两个自由面，爆破条件改善了许多。

在国内外的实践中，光面爆破只在巷道掘进中应用获得较满意的效果，在其它场合应用效果不理想，而预裂爆破在露天开挖中应用广泛，而且获得良好的效果。

3预裂爆破参数的确定

，1预裂缝的宽度

预裂缝要有足够的宽度，能够充分反射采掘爆破的地震波，以便控制它们对边坡的破坏作用，通常这个宽度不小于1～2cm。

32爆破基本参数控制

1)孔径和不偶合系数，炮孔直径的大小要根据具体的地质情况、钻孔深度、孔内情况、所用炸药种类及药包直径等进行比较选择。一般

来说，最大孔径不宜超过100mm，同时为装药方便，最小不宜小于45mm，尤其当炮孔较深或孔内有水时更应如此。从爆破效果来看，较小的孔径对获取平整的壁面较为有利。设计时应根据预裂面的质量要求

刮氐，合理选择炮孔直径，既要保证炸药和孔壁一定的不藕合比，又要

考虑钻孔的总成本及综合造价，既方便施工，又可保证质量。炮孔间距

的影响因素主要有岩石JI譬质、地质条件、炮孔直径、炸药种类、起爆方

式、预裂面的几何形状以及预裂部位的其它具体条件。

不耦合系数是衡量预裂爆破半径壁留得是否完整的一重要参数。若其值等于1则为耦合装药，炮孔壁完全粉碎；若大于1则为不耦合装

药；若其值太大，则药卷线性药量必然太小，相邻孔很难贯通：若其值

达到最佳时，炮孔连心线方向出现一定宽度的贯通裂缝，半径壁预留完

整，正是预裂爆破所希望的。

不耦合系数的表达式为：D。=Ro／r。式中：D。不耦合系数Ro炮孔半径，m％理想装药-t-,1=2，m

2)孔距，预裂爆破的7LgAbB较小，一般是钻孔直径的7～15倍，

即a--(7—15)D，实际取Zm，正常生产时孔距为4rn。

3)装药，在普通岩石条件下，有效的预裂爆破装药量随炮孔直径

的增大而增大，最佳装药量随矿岩的性质变化很大，特别松软或裂隙致密的岩石需要减少药量和孔距，具有高的动态抗拉破坏应变的完整岩石

需要装药量大些。预裂炮孔通常装药至孔口约8倍孔径以下，在裂隙致密的岩石中，7LD不装药长度在孔径的15倍以上，药量单耗根据实践，

取1．4kg／m。

4技术问题及注意事项

1)进行预裂爆破时至关重要的一点就是必须针对具体的岩石种类，恰当的确定炮孔间距和装药量。就预裂爆破而言，岩石的特|生比对

于大多数其它爆破方法，会对爆破效果有更大的影响。因此地质情况不同预裂爆破的设计和施工就不同。

2)爆破后的岩石缝容易沿其天然节理方向展开，若要求预裂缝与

岩石层理成垂直方向，就必须采用间距较密的炮孔才会按预定方向出现裂缝。预裂爆破裂缝是沿着炮眼中心连线的方向形成的。炮眼本身为形

作用，故在装药炮眼之间加设不装药眼(导向空孔)将会

改善预裂爆破的效果，缺点是钻孔费用偏高。

3)实践中预裂爆破可超前主爆区先行起爆，即在主爆区尚未爆破沿设计轮廓线实施预裂爆破，形成预裂缝，而后逐步进行

主爆区的爆破，有些矿山超前几个月，甚至1～2年。这样不必担心主

4)预裂爆破质量的好坏，钻孔质量控制是关键的一环。它包括测角度控制、装药和起爆。钻孔精度(即钻孔角度控制)对

裂效果是相当重要的，即使是微小的偏差，也可能产生不良的结果。

5)由于预裂孔完全受到夹制而没有自由面，因此预裂爆破地震波控界爆破的其它方法所产生的地震波，空气冲击波和噪声也大。所以在地面震动很可能引起过爆或惊扰居民的地方，或需要爆破形裂线的情况，可以将它分成几节进行分段延时爆破，炮眼被分

每组的炮眼用传爆线网联接，然后再以具有一定的秒差的几段毫秒雷管起爆之。

6)预裂爆破产生的危险飞石不容忽视，因此需对预裂孔较好的覆的放置不宜距岩体表面太近，原因在于必须给爆炸气体提空间。

5总结

边坡的稳定性既受地质地形条件、气候条件的影响，又受爆破方

法、爆破技术的制约。所以，在爆破施工中如何保护边坡稳定是一个较为关键的问题。预裂爆破技术是解决高边坡开挖稳定问题的有力措施之-0

“

作者简介：高云龙，1988年生，男，汉族，四川绵阳市，中国矿程学院06级建筑环境与设备工程专业；赵智慧，1987年

生，男，汉族，山西晋中市，中国矿业大学建筑工程学院06级土木工

与地下工程方向；张艳妮，1988年生，女，汉族，陕西

西安市，中国矿业大学建筑工程学院06级建筑环境与设备工程专业。

[参考文献]

【l】何强，马跃华，高文远边坡预裂爆破的机理探讨田’矿业快报，2001

【2】袁永清高边坡预裂爆破施工安全质量控制Ⅱ】．人民长江，2003．

成裂缝起导向开挖之前，先爆孔爆破时影响边坡的问题，可以较好的保证边坡质量。

量放样、钻孔最终的预通常大于成长的预成几组，盖，覆盖材料供膨胀-业大学建筑工程专业，矿山