[發(fā)明專利]水下巖塞爆破陀螺分布式藥室法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710310866.6
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN107024153B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設計）人: 蘇加林;王福運;王鶴;高垠;姜殿成;齊志堅;張雨豪;黃遠澤;朱奎衛(wèi);蔡云波;蔡光哲;劉占軍;田偉峰;齊立偉;何國偉;張彥東;劉成浩;馬瑀澤;于淼;鐘燦文;韓闖;鄭希娟;熊玲;王佳奎
• 申請（專利權）人: 中水東北勘測設計研究有限責任公司
• 主分類號: F42D1/00
• 分類號: F42D1/00;F42D3/04
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

1.一種水下巖塞爆破陀螺分布式藥室法，其特征在于：包括下列步驟：

(一)在巖塞周邊按巖塞體尺寸的要求鉆預裂孔；

(二)陀螺平面π位置擬定；

(1)以巖塞軸線作為陀螺軸線，假設在巖塞軸線與陀螺平面交點Z處布置一中心藥包，計算兩個方向抵抗線的比值W’_下/W’_上，并以此確定中心藥包位置，亦即陀螺平面π位置，W’_下/W’_上在1.1～1.5范圍內選取；

(2)巖塞厚度H已知，由H＝W’_上+W’_下，由此確定陀螺平面位置；

(三)陀螺軸線上部藥包Z_上、下部藥包Z_下位置與藥量計算

(1)為使Z處藥包爆破作用對象明確，將Z處藥包沿巖塞軸線分為陀螺平面圓上部藥包Z_上和下部藥包Z_下，兩個藥包主要任務是完成巖塞的上開口和下開口，同時也為其它藥包爆破創(chuàng)造臨空條件；

(2)分成的上部藥包Z_上、下部藥包Z_下，其間距h為巖塞厚度H的1/4～1/3；

(3)上部藥包Z_上、下部藥包Z_下的最小抵抗線分別用W_上、W_下表示，W_下/W_上在1.1～1.5范圍內；

(4)選取爆破作用指數n，n的范圍為1.25～2.0；

(5)由鮑列斯可夫藥量計算公式：Q＝KW³f(n)，得上部藥包Z_上、下部藥包Z_下兩個藥包藥量計算式分別為：兩個藥包藥量平衡：Q_上＝Q_下，有：經過整理得：W_下/W_上的計算式(1)，

式中：W_上、W_下——上部藥包、下部藥包最小抵抗線，單位為m；

n_上、n_下——上部藥包、下部藥包的爆破作用指數，按照步驟4)選取；

f(n_上)、f(n_下)——上部藥包、下部藥包的爆破指數：

K_上、K_下——上部藥包、下部藥包的巖石單位耗藥量，統(tǒng)稱單耗K，單位為kg/m³；

單耗K通過以下方法選取：

取按下述方法確定的各巖石單位耗藥量K的算術平均值作為本塞體巖石的單位耗藥量K：

①根據巖石級別參照經驗公式(2)計算：

K＝0.8+0.085N (2)

式中：K——巖石單位耗藥量，單位為kg/m³；

N——按16級分級的巖石級別；

②根據巖石的容重按經驗公式(3)計算：

式中：K——巖石單位耗藥量，單位為kg/m³；

γ——巖石容重，單位為kg/m³；

③通過現場標準拋擲爆破漏斗試驗確定；

(四)陀螺平面藥包Y₁～Y_m位置布置與藥量計算

(1)在陀螺平面內，相鄰陀螺平面藥包之間的圓心角θ＝360°/m，陀螺平面藥包數量m應滿足相鄰藥包之間最小間距要求；

(2)陀螺平面藥包的位置應關于過陀螺軸線的鉛垂面ω對稱布置，

(3)單耗K的計算，取按下述方法確定的各巖石單位耗藥量K的算術平均值作為本塞體巖石的單位耗藥量K：

1)根據巖石級別參照經驗公式(2)計算；

2)根據巖石的容重按經驗公式(3)計算；

3)通過現場標準拋擲爆破漏斗試驗確定，

(4)藥包與巖塞側向邊界或預裂面距離ρ，ρ由下式(4)計算：

ρ＝R_c+0.7B (4)

式中：B——藥室寬度，單位為m，取0.8m；

R_c——壓縮圈半徑，單位為m，壓縮圈半徑計算公式(5)如下：

式中：μ——巖石壓縮系數，根據巖石等級查有關文獻或規(guī)范得到；

Δ——炸藥密度，根據藥包質量和體積即可計算出其密度，單位為kg/m³；

Q——藥包藥量，單位為kg，藥量計算公式(6)如下：

Q＝KW³f(n) (6)

式中：Q——藥包藥量，單位為kg；

K——標準拋擲爆破單位耗藥量，單位為kg/m³，其計算方法與步驟(三)的(5)相同；

W——最小抵抗線，單位為m，由設計圖紙實際量得；

n——爆破作用指數；

f(n)——爆破作用指數函數，其計算公式(7)如下：

f(n)＝0.4+0.6n³ (7)

(5)將公式(7)代入(6)再代入(5)整理后得：

上式μ、K、Δ、n一定時，壓縮圈半徑R_c僅與最小抵抗線W有關，據此可以初步估算R_c的值，取W＝0.45H估算R_c值，以便確定各陀螺平面藥包與邊線的距離ρ；

(五)陀螺分布式藥室布置最終確定

(1)相鄰陀螺平面藥包間距a計算，水下巖塞爆破條件下，為確保爆通及考慮巖石的夾制作用，相鄰陀螺平面藥包間距a應采用下式(9)計算:

式中：a——藥包間距，單位為m；

W_cp——相鄰藥包的平均最小抵抗線，單位為m；

f(n_cp)——相鄰藥包的平均爆破作用指數函數；

(2)爆破漏斗破裂范圍復核計算，上破裂半徑R＇和下破裂半徑R計算公式(10)、(11)如下：

式中：R＇——上爆破漏斗半徑，單位為m；

R——下爆破漏斗半徑，單位為m；

β——考慮地形地質條件系數；

(3)漏斗開口應滿足設計過流開口要求，開口大小主要由Z_上藥包決定：

AB應大于滿足過流要求的開口；

其中，點A為上破裂半徑與坡面交點，點B為下破裂半徑與坡面交點，點O為藥包中心點，AB為爆破漏斗開口尺寸，M為直線AB上的點，且OM垂直AB，OM的長度等于最小抵抗線W；

(4)藥室的布置是一個循環(huán)設計過程；

(六)藥室和施工通道

1)藥室中心應與計算藥包中心重合，其尺寸應考慮炸藥裝填體積；

2)藥室開挖及裝藥施工通道，將陀螺平面與巖塞軸線交點作為分界點，分界點及以上藥室共用一個通道，分界點以下共用一個通道，整個巖塞藥室分成上部和下部兩個施工通道區(qū)；

3)施工通道在滿足施工條件下，斷面尺寸應盡量小，寬度80～100cm，高度120～150cm；

4)為提高爆破效果，軸線上的兩個藥室Z_上、Z_下之間不應直接設置通道相連；

5)各藥室裝藥、聯(lián)網、堵塞、回填、灌漿，之后等強，等強3～5天；

(七)爆破順序及起爆時間間隔

(1)先起爆預裂孔，預裂孔全部爆破完成之后，再同時起爆陀螺軸線藥室中的上部藥包Z_上、下部藥包Z_下，起爆完成后，巖塞已經形成上開口和下開口，并初步形成通道和為陀螺平面內藥室爆破創(chuàng)造了臨空面；

(2)接著按高程從上至下，分段起爆陀螺平面內各藥室；

(3)分段起爆時間間隔，分段起爆時間間隔按下式計算：

式中：t——分段時間間隔，單位為s；

A——系數，取0.0021。