一种台阶爆破角平分线布孔方法与流程

1.本发明涉及爆破布孔技术领域，具体地，涉及一种台阶爆破角平分线布孔方法。


背景技术：

2.台阶爆破，是指在台阶上工作平面，以孔、排距划分爆破单元，以每一爆破单元的孔内条形炸药爆炸为动力能源破碎介质，铲运破碎介质后形成下一次的爆破临空面和作业平面，以台阶形式推进的爆破施工作业方式。炮孔堵塞距离是指最高装药点到炮孔口临空面的最短距离。前排炮孔最小抵抗线、炮孔堵塞距离是爆破装药最高点距离两个临空面最短距离，是爆破施工的关键参数。它们将直接影响坡面、上平面的爆破质量，同时也决定爆破本质安全。因此，进行爆破布孔设计时，这两个参数的设计要格外小心。合理的最小抵抗线及堵塞距离可以依据试爆及以往的爆破经验确定。
3.在爆破布孔设计中，即要保证合理的最小抵抗线又要保证合理的堵塞距离。最小抵抗线及堵塞距离不宜过小，过小的堵塞距离容易产生爆破冲孔飞石、爆破冲击波、粉尘等有危害现象；又不宜过大，过大的最小抵抗线及堵塞距离无法保证临空面破碎，从而产生大块、底部“根欠”等不良现象，二次处理和破碎造成工期损失、影响进度、综合成本增加，且二次处理综合难度更大。
4.在爆破布孔设计时，前排炮孔最小抵抗线、堵塞距离如何合理、简单实现是个问题。前排炮孔最小抵抗线往往位于岩层内部，因此难以简单测量得到，往往采用经验预估的方式，从而不能准确地反映；堵塞长度，以前的数据往往是垂直孔的经验数据，对于斜孔往往是不知道换算或不知道怎样换算就直接采用，从而造成爆破质量、安全事件或事故。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种台阶爆破角平分线布孔方法，根据坡顶角平分线法确立前排孔的位置、最小堵塞长度与最大装药高度的分界点，该台阶爆破角平分线布孔方法计算简单、实施操作方便，能提高爆破的本质安全。
6.为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：一种台阶爆破角平分线布孔方法，具体包括如下步骤：
7.步骤1、根据爆破设计确定台阶坡面角、前排炮孔的钻孔倾角、最小抵抗线长度和台阶高度；
8.步骤2、根据确定的爆破台阶坡面角、前排孔的钻孔倾角、最小抵抗线长度以及台阶高度，通过角平分线法确立台阶前排炮孔的位置、前排炮孔最小堵塞长度与最大装药长度的分界点；
9.步骤3、根据最小堵塞长度与最大装药长度的分界点，确定最小堵塞长度、最大装药长度和前排炮孔的眉线距。
10.进一步地，步骤2的具体过程为：以前排炮孔的最小抵抗线长度为距离作台阶上平面的平行线，作台阶坡顶角的角平分线，将平行线与角平分线的相交点作为前排炮孔的位
置点，同时，平行线与角平分线的相交点也为前排炮孔最小堵塞长度与最大装药长度的分界点。
11.进一步地，所述前排炮孔的眉线距的计算过程为：
12.b＝wcotθ+wtan(β/2)
13.其中，b为前排炮孔的眉线距，w为前排炮孔的最小抵抗线长度，β为台阶坡面角，θ为前排炮孔的钻孔倾角。
14.进一步地，根据前排炮孔的位置点、前排炮孔的钻孔倾角以及台阶高度确定前排炮孔的总长度，将前排炮孔的位置点到台阶上平面的前排炮孔长度作为前排炮孔的最小堵塞长度，将前排炮孔的位置点到台阶下平面的前排炮孔长度作为前排炮孔的最大装药长度。
15.进一步地，所述前排炮孔的最小堵塞长度的计算过程为：
16.l1＝w/sinθ
17.其中，l1为前排炮孔的最小堵塞长度，w为前排炮孔的最小抵抗线长度，θ为前排炮孔的钻孔倾角。
18.进一步地，所述前排炮孔最大装药长度的计算过程为：
19.l2＝(h-w)/sinθ
20.其中，l2为前排炮孔最大装药长度，w为前排炮孔的最小抵抗线长度，h为台阶高度，θ为前排炮孔的钻孔倾角。
21.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：由于前排炮孔的最小抵抗线往往位于岩体中，不便测量。本发明台阶爆破角平分线布孔方法通过坡顶角的角平分线到两临空面的距离相等，进行简单计算，得出前排炮孔的眉线距，再通过前排炮孔的眉线距和钻孔倾角确立前排炮孔的位置，从而保证设计的最小抵抗线，在布孔操作中方便实现，同时，将眉线距的准确计算引入台阶爆破布孔方法设计中，实现对前排炮孔的定位，定位计算简单，方便实际操作实施；此外，本发明台阶爆破角平分线布孔方法确定了前排炮孔的最小堵塞长度和最大装药长度。由于角平分线上的点到两临空面的距离相等，这不仅保证了前排炮孔的最小抵抗线的实施，而且限制了最小堵塞长度，从而保证了最高装药点到上临空面的最小填塞距离，避免了向上“冲孔”的爆破飞石风险，控制了最高装药长度，也避免了因药量过高引发的最小抵抗线方向的爆破飞石风险。
22.综上，本发明台阶爆破角平分线布孔方法，从满足最小抵抗线、堵塞距离为前期条件，进而经过简单计算确立炮孔位置、最高装药长度和最小堵塞长度，因此能降低爆破施工药量偏高或者堵塞偏小而引发的爆破飞石风险，大大提高了爆破质量和爆破本质安全，减少了爆破设计的盲目性、提升施工效率。
附图说明
23.图1为本发明台阶爆破角平分线布孔方法的流程图；
24.图2为本发明中台阶前排炮孔的位置确定的示意图。
具体实施方式
25.下面结合附图对本发明的技术方案作进一步地解释说明。
26.本发明中前排炮孔为非超深的情形，如图1为本发明台阶爆破角平分线布孔方法的流程图，该台阶爆破角平分线布孔方法具体包括如下步骤：
27.步骤1、根据爆破设计确定台阶坡面角、前排孔的钻孔倾角、最小抵抗线长度和台阶高度。
28.步骤2、根据确定的爆破台阶坡面角、前排孔的钻孔倾角、最小抵抗线长度以及台阶高度，通过角平分线法确立台阶前排炮孔的位置、前排炮孔最小堵塞长度与最大装药长度的分界点；如图2，具体过程为：以前排炮孔的最小抵抗线长度为距离作台阶上平面的平行线，作台阶坡顶角的角平分线，将平行线与角平分线的相交点作为前排炮孔的位置点，同时，平行线与角平分线的相交点也为前排炮孔最小堵塞长度与最大装药长度的分界点。由于前排炮孔的最小抵抗线往往位于岩体中，不便测量，通过角平分线到两临空面的距离相等，通过简单计算，得出眉线距，用眉线距和钻孔倾角就可确立前排孔的位置，从而保证设计的最小抵抗线，在布孔操作中方便实现，该台阶爆破角平分线布孔方法具有计算简单，实施操作方便的优点。
29.步骤3、根据最小堵塞长度与最大装药长度的分界点，确定最小堵塞长度、最大装药长度和前排炮孔的眉线距。因角平分线上的点到两临空面的距离相等，这不仅保证了最小抵抗线的实施，而且限制了最小填塞长度，从而保证了最高装药点到上临空面的最小填塞距离，避免了向上“冲孔”的爆破飞石风险。控制了最高装药长度，也避免了因药量过高引发的最小抵抗线方向的爆破飞石风险，大大提高了爆破本质安全、爆破质量，减少了爆破设计的盲目性、提升施工效率。
30.本发明中前排炮孔的眉线距的计算过程为：
31.b＝wcotθ+wtan(β/2)
32.其中，b为前排炮孔的眉线距，w为前排炮孔的最小抵抗线长度，β为台阶坡面角，θ为前排炮孔的钻孔倾角。
33.根据前排炮孔的位置点、前排炮孔的钻孔倾角以及台阶高度确定前排炮孔的总长度，将前排炮孔的位置点到台阶上平面的前排炮孔长度作为前排炮孔的最小堵塞长度，将前排炮孔的位置点到台阶下平面的前排炮孔长度作为前排炮孔的最大装药长度。本发明中前排炮孔的最小堵塞长度的计算过程为：
34.l1＝w/sinθ
35.其中，l1为前排炮孔的最小堵塞长度，w为前排炮孔的最小抵抗线长度，θ为前排炮孔的钻孔倾角；
36.本发明中前排炮孔的最大装药长度的计算过程为：
37.l2＝(h-w)/sinθ
38.其中，l2为前排炮孔的最大装药长度，w为前排炮孔的最小抵抗线长度，h为台阶高度，θ为前排炮孔的钻孔倾角。
39.本发明台阶爆破角平分线布孔方法通过坡顶角平分线与爆破台阶上平面的平行线相交法来确立眉线距、堵塞最小长度、最大装药长度，不仅将最小抵抗线贯彻到布孔设计中，同时也限定了最小堵塞长度、控制了最大装药高度，大大提高了台阶爆破布孔设计的本质安全。
40.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列
运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的具体实施方式。

技术特征：
1.一种台阶爆破角平分线布孔方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1、根据爆破设计确定台阶坡面角、前排炮孔的钻孔倾角、最小抵抗线长度和台阶高度；步骤2、根据确定的爆破台阶坡面角、前排孔的钻孔倾角、最小抵抗线长度以及台阶高度，通过角平分线法确立台阶前排炮孔的位置、前排炮孔最小堵塞长度与最大装药长度的分界点；步骤3、根据最小堵塞长度与最大装药长度的分界点，确定最小堵塞长度、最大装药长度和前排炮孔的眉线距。2.根据权利要求1所述的一种台阶爆破角平分线布孔方法，其特征在于，步骤2的具体过程为：以前排炮孔的最小抵抗线长度为距离作台阶上平面的平行线，作台阶坡顶角的角平分线，将平行线与角平分线的相交点作为前排炮孔的位置点，同时，平行线与角平分线的相交点也为前排炮孔最小堵塞长度与最大装药长度的分界点。3.根据权利要求2所述的一种台阶爆破角平分线布孔方法，其特征在于，所述前排炮孔的眉线距的计算过程为：b＝wcotθ+wtan(β/2)其中，b为前排炮孔的眉线距，w为前排炮孔的最小抵抗线长度，β为台阶坡面角，θ为前排炮孔的钻孔倾角。4.根据权利要求1所述的一种台阶爆破角平分线布孔方法，其特征在于，根据前排炮孔的位置点、前排炮孔的钻孔倾角以及台阶高度确定前排炮孔的总长度，将前排炮孔的位置点到台阶上平面的前排炮孔长度作为前排炮孔的最小堵塞长度，将前排炮孔的位置点到台阶下平面的前排炮孔长度作为前排炮孔的最大装药长度。5.根据权利4所述的一种台阶爆破角平分线布孔方法，其特征在于，所述前排炮孔的最小堵塞长度的计算过程为：l1＝w/sinθ其中，l1为前排炮孔的最小堵塞长度，w为前排炮孔的最小抵抗线长度，θ为前排炮孔的钻孔倾角。6.根据权利4所述的一种台阶爆破角平分线布孔方法，其特征在于，所述前排炮孔最大装药长度的计算过程为：l2＝(h-w)/sinθ其中，l2为前排炮孔最大装药长度，w为前排炮孔的最小抵抗线长度，h为台阶高度，θ为前排炮孔的钻孔倾角。

技术总结
本发明公开了一种台阶爆破角平分线布孔方法，涉及爆破布孔技术领域。该台阶爆破角平分线布孔方法具体包括：根据爆破设计确定台阶坡面角、前排孔的钻孔倾角、最小抵抗线长度和台阶高度；根据确定的爆破台阶坡面角、前排孔的钻孔倾角、最小抵抗线长度以及台阶高度，通过角平分线法以满足最小抵抗线、炮孔口临空面堵塞距离为前提条件，确立台阶前排炮孔的位置、前排炮孔最小堵塞长度与最大装药长度的分界点；根据最小堵塞长度与最大装药长度的分界点，确定最小堵塞长度、最大装药长度和前排炮孔的眉线距。本发明不仅将最小抵抗线、堵塞距离贯彻到布孔设计中，而且限定了最小堵塞长度、控制了最大装药长度，大大提高了台阶爆破布孔设计的安全性。布孔设计的安全性。布孔设计的安全性。


技术研发人员：李广东 李定辉 王继金
受保护的技术使用者：中国核工业华兴建设有限公司
技术研发日：2023.06.19
技术公布日：2023/9/22