V形起爆网路分析及其应用

2021-04-17丁汉堃季青

采矿技术 2021年2期

丁汉堃，季青

(1.中国科学院力学研究所，北京 100190；2.北京中科力爆炸技术工程有限公司，北京 101318)

在起爆工程中，起爆网路可分为直线形（排间、排间分区、奇偶式）和斜线形（V形、对角线形、波浪式）。本文结合多年的爆破实践，主要对V形起爆网络进行分析。

前后排孔同段相连，其起爆顺序似V形结构，起爆时，先从爆区中部爆破出一个V形起爆空间，为后段炮孔的爆破创造自由面，然后两侧同段起爆。该起爆顺序的优点是岩石向中间崩落，加强了碰撞和挤压，有利于改善破碎质量。由于碎块向自由面抛掷作用小，该起爆网络也常用于挤压爆破和掘沟爆破。

1 V形起爆网路布孔方式

常规爆破的布孔形式有三角形布孔（梅花式）和方形布孔（正方形、长方形）。起爆网路与布孔形式是相辅相成的关系，不同网路对应不同的布孔形式，搭配合理才能充分发挥爆破作用。

直线形网路宜采用三角布孔；斜线形网路宜采用方形布孔。V形网路采用方形布孔更具优势。

1.1 方形和三角形布孔的V形网路

在同一孔间距a和孔排距b条件下，采用方形和三角形布孔方式的V形网路见图1～图3。图中斜线上的孔间距a′为方形大，三角形小；排间距b′为方形小，三角形大；V形顶角α为方形大，三角形小。这是V形网路实质作用在不同布孔形式上的不同反映。

方形和三角形布孔V形网路计算模型见图4和图5。

图1 长方形布孔V形网路

图2 三角形布孔V形网路

图3 三角形布孔V形网路

图4 长方形布孔网络计算模型

方形布孔V形网络计算公式见式（1）～式（3）。

图5 三角形布孔网络计算模型

三角形布孔V形网络计算公式见式（4）～式（6）。

1.2 平行四边形布孔的V形网路

平行四边形的布孔方式（见图 6）是以上两种布孔形式的过渡形态，当V形各排顶点连线与临空面不垂直时，方形布孔容易将矩形渐变成平行四边形。由于平行四边形的两条对角线不等，因此V形网路连接时，两侧斜线的孔间距一侧大，一侧小，斜线排间距一侧小，另一侧大。爆破后形成的岩石块度一侧小，另一侧大。这项技术可在填海造地工程中发挥作用，主要表现在调整岩石级配，安排爆堆位置和调度运输先后次序等方面。

图6 平行四边形布孔V形网路

平行四边形的V形网路计算模型见图7。

图7 平行四边形布孔

平行四边形布孔 V形网路计算公式见式（7）～式（10）。

2 工程应用

广东玉湛高速公路全程145 km，湛江段廉江服务区附近山体作为公路石料场，爆破总方量约 260万m3。山体主要以花岗岩为主，兼有其他成分岩体。取石山头分散，相对高差约为60 m，场内装有碎石生产线，机口宽为50 cm，入机口石料尺寸要求严格，似椰子大小。一段时间爆破大块较多，使用多台液压锤进行二次破碎，效率低、成本高。针对该问题，制定了改进措施，明显改善了碎石质量，大幅度提高了生产效率，降低了大块率。单次炸药使用量由原来的8 t提高到20 t，采石量提高到日产3万m3，满足了生产需要。

采用方形布孔V形网路起爆，改变了三角形布孔以及不规范的网路连线方式。根据爆区大小以及地形状况，采用一个或多个V形网路联合起爆，其爆破抵抗线选为3 m，采用毫秒导爆管起爆。

为了保证V形顶角连线与临空面眉线垂直，从爆区的中心位置向两侧延伸对称进行方形布孔。为确保V形网路左右同一斜排炮孔同时起爆，连线时先将同一斜排炮孔导爆管抓为一“把”，清理检查无误后，再进行排间接力连接。该方形布孔V形起爆网络的爆破参数见表1。