具体实施方式

本发明旨在提供一种能够解决目前破碎站基坑爆破施工中存在的设计不合理、爆破安全性低、降震减震技术差、采掘效率低等问题，具有可操作性强、施工效率高、施工质量有保障的一种露天矿山破碎站基坑控制爆破成型方法。

以下结合附图对本发明提供的露天矿山破碎站基坑控制爆破成型方法进行具体说明。

一种露天矿山破碎站基坑控制爆破成型方法，其包括以下步骤：

首先要获得准确的基坑参数尺寸、基坑区域准确的岩性、地质条件、现场场地情况。然后根据设计的参数与现场实际的参数进行基坑开挖方案设计。设计内容主要包括开挖顺序、穿爆方式。利用三维制图软件，例如CAD、Solideworks等将基坑模型转换成可视化三维模型，在此模型基础上进行设计，经过模拟演示可以很好的反应设计中没有计算准确或者考虑全面的瑕疵，进而对设计进行优化调整，可以实现孔网设计、开挖结构等的模拟，通过观测模型情况可以克服理论设计和理论计算过程中出现的缺陷。由于基坑爆破属于精细化的控制爆破技术，除了与常规爆破相同的实施方式之外还有特殊的要求，因此在以下具体的实施方式中列出具体的内容。

基坑开挖方案设计实施方式：

第一步：根据爆区岩性及其他影响因素，需求合适的炸药单耗，再利用炸药单耗计算孔网参数以及装药结构等关键性指标，如图1所示，示出了基坑开挖设计关键信息示意图，其中基坑开挖设计所需的关键信息包括基坑周边岩体1、基坑开挖体2、第一层开挖体3、第二层开挖体4、掏槽孔5、主爆孔6、缓冲孔7、预裂孔8、第一、二层开挖体边界9，其中图2示出了基坑炮孔的掏槽孔5、主爆孔6、缓冲孔7、预裂孔8的布置示意图；全爆区采用倾斜炮孔，炮孔倾斜角度以双向倾斜为主，可以在自由面以及预裂面方向形成均匀的抵抗线；由于基坑爆破属于限定空间条件下的爆破作业，且基坑通常都是规则外形待爆破体，所以为了均衡孔单面积，一般采用方形炮孔，从而实现均衡孔网参数的目的；

第二步：如图3和图4所示，根据基坑形状设计预裂孔8和缓冲孔7参数，特别是位于基坑壁交线13处的预裂孔8和缓冲孔7，该区域预裂孔8和缓冲孔7的孔网参数都需要特殊进行调整；具体地，在基坑壁交线13处，按照设计的壁夹角空间位置穿凿作为预裂孔8的补充的预裂孔角孔12和半深预裂孔11，两者的深度根据壁夹角角度特殊设计，使得设计的预裂孔8在该区域形成设定的预裂成型空间形状；另外，如图5所示，在坑壁交线13处的缓冲孔7两侧也设计有缓冲孔角孔14和缓冲孔半深孔15，两者的深度根据壁夹角角度特殊设计；如图2和图6所示，缓冲孔7内侧则为主爆孔6和掏槽孔5。如图7所示，位于外侧的预裂孔8、预裂孔角孔12和半深预裂孔11采用较小的孔间距，精确计算孔深，既采取小孔距、大线装药密度不耦合爆破的原则进行爆破控制成型；而内侧的缓冲孔7、缓冲孔角孔14、缓冲孔半深孔15以及主爆孔6和掏槽孔5则按照减小线装药密度的原则，采取大间隔不耦合装药爆破技术，使得设计的爆区在该区域形成设定的预裂成型空间形状；

第三步：如图1所示，根据基坑的参数，选取合适的开挖层数(该实施例中为两层)，确定好第一层、二层开挖体边界9，并以此边界的空间位置为第一层开挖体3、第二层开挖体4的分界面；一般露天矿山的破碎站基坑都是深度较大的倒立棱台空间，考虑到爆破振动和基坑壁的完整性，一般采用预裂一次成型，开挖体上下分层的开采方式，当遇到上部开口较大的基坑时也可以在上下分层的基础上再将同一分层进行水平分区爆破。但是为了减少爆破振动对最终坑壁的影响，应当尽量减少爆破次数，且下一层的爆破应当适当的加大炮孔起爆延期时间间隔，且适当的降低炸药单耗，尽可能的采取松动爆破；

第四步：将设计好的炮孔参数绘制到三维模型上，通过对模拟结果进行观测，判断炮孔空间位置是否合理。现在的孔网参数是否已经全部将基坑开挖体2覆盖完全；

第五步：将设计好的炮孔开孔位置进行现场精准放样，利用定位系统(例如GPS)与钢尺联合校验的方式，精准的将设计放样到现场。

穿孔作业的具体实施方式为：

第一步：根据基坑壁的设计角度，场地的底板标高，以及设计预裂线10的位置，在现场进行预裂孔8及基坑壁交线13处的预裂孔角孔12和半深预裂孔11开孔位置确定，并根据设计深度明确炮孔长度及炮孔方位角度；其中利用高精度的测量仪器以及设备状态极佳的钻机设备，在预裂线10附近采用精细化的穿孔组织，穿凿一处标准孔位的定位孔，然后在定位孔内安置限位杆，限位杆与即将穿凿的预裂孔8、预裂孔角孔12和半深预裂孔11开孔钻机的钻杆进行套管刚性定位连接，实现穿孔的严格定位。并且在每一个预裂孔8、预裂孔角孔12和半深预裂孔11开孔前、穿孔中、换杆后都要进行三次钻杆倾角校验，发现出现偏差时及时进行调正；

第二步：根据设计的缓冲孔7、缓冲孔角孔14和缓冲孔半深孔15的位置，在现场布设缓冲孔7、缓冲孔角孔14和缓冲孔半深孔15，并根据现场标高确定炮孔长度及炮孔方位角度；

第三步：根据设计的主爆孔6位置，在现场布设主爆孔6，并根据现场标高确定炮孔长度及炮孔方位角度；

第四步：根据设计的掏槽孔5位置，在现场布设掏槽孔5，并根据现场标高确定炮孔长度及炮孔方位角度；

第五步：每次开孔前都要严格的检查确认开孔位置及开孔方向是否正确，每换一根钻杆都要重新进行一次校验，并且必要时根据钻头的偏移情况适当的对开孔角度进行调整；

第六步：严格实行“一孔一验”，每次穿凿完一个孔都要进行合格验收，验收合格后需要用保护垫进行苫盖，防止炮孔被破坏。

爆破作业的具体实施方式为：

第一步：对爆破预设计方案进行重新复核，如果现场由于岩性、施工等造成设计需要变更的，及时进行设计调整；

第二步：施工时先施工掏槽孔5，主爆孔6，再施工缓冲孔7、缓冲孔角孔14和缓冲孔半深孔15，最后施工预裂孔8、预裂孔角孔12和半深预裂孔11；

第三步：按照设计的装药方式和装药结构，严格控制装药量，由于基坑控制爆破属于精细化的爆破，因此单孔装药量的误差应当控制在±1kg之内；预裂孔以预裂药柱直径为参考，当选取不耦合系数大于2.5时比较利于预裂爆破；缓冲孔与主爆孔在考虑装药便利的情况下尽可能的选取小孔径的炮孔；掏槽孔可以适当的选取孔径稍大的炮孔，可以装填更多的炸药，有利于爆破时形成较大的自由空间；其中由于主爆孔装药量较少，整体药柱长度有限，集中装药会影响整个炮孔炸药能量的分布，因此采用间隔装药的方式可以改善炮孔内爆破能量的分布情况；

第四步：起爆器材雷管应当选用优质合格的数码芯片雷管，数码芯片雷管由于延时精度较高，因此可以实现更加合理的延时控制；利用数码芯片雷管的起爆时间间隔具有人工可调配的优点，可以按照孔间间隔低于排间间隔的原则，在考虑炮孔孔网参数的情况下，选取合理的延期时间间隔设置；

第五步：起爆网路应选用“V型”起爆网路设计，该种起爆网路适用自由面有限的区域，并且可以减少对基坑壁的挤压损伤；由于基坑爆破属于爆破夹制性较大的爆破，爆破自由面不充足，岩体爆破时空间补偿不充足的爆破，因此采用“V形起爆方式”的网路设计更加有利于爆破岩体的向前抛掷和提高爆堆的整体松散性以及避免对预裂面的过度挤压损坏，如图8所示，按照起爆时间示出了“V型”起爆网路设计示意图，可见，预裂孔先于主爆区(掏槽孔、主爆孔、缓冲孔、缓冲孔角孔和缓冲孔半深孔)起爆，且三面预裂孔分为三个间隔时间段起爆，这样的操作可以避免导爆索在直角连接处的紧绷拉扯，并且可以控制同时起爆振动及预裂孔之间的爆破振动干扰；在主爆区内，由未设置预裂孔一侧的掏槽孔开始起爆，并以“V”字型网路逐渐向主爆区内的炮孔延时起爆；

第六步：主爆孔的装药结构严格按照设计的分段装药量以及间隔参数进行施工，现场禁止私自进行改动；

第七步：如图9所示，预裂药柱19的装填应采用定位盘21与PVC管材20等相结合装药方式，保证预裂药柱19位于预裂孔正中心且在轴向上不会改变线装药密度；由于预裂孔是倾斜炮孔，常规的竹片等辅助装置难以使得预裂药柱位于预裂孔中心，经常会导致炸药在孔内紧贴孔壁一侧，造成半壁孔率低下的情况。因此本发明使用了定位盘和高强度PVC管材，利用高强度PVC管材将预裂药柱按照设计的间隔距离精确的分布绑扎在导爆索上，之后利用定位盘将绑扎好PVC管材的药柱安置到预裂孔中部，实现了预裂药柱在预裂孔内部的精确定位；预裂药柱采用底部加强装药，中部开始采用连续间隔装药，预裂药柱均匀的分布在炮孔内，对于岩性不均匀的炮孔可以适当的对该区间的线装药密度进行调整；顶部采用减弱装药，将药柱的间隔长度调整到中部正常段间隔长度的1.5倍；

第八步：预裂药柱导爆索与母线导爆索搭接方式采用“T型结”，采用闭环连线的方式，避免导爆索单向传爆不连续时造成的拒爆；常规的导爆索起爆属于单向穿爆，严格的由导爆索的一端传到另一端，沿途引爆绑扎预裂药柱的导爆索，实现预裂孔的孔内全段起爆。但是如果导爆索传爆过程中某一处母线发生拒爆则拒爆点的下游待爆点将发生拒爆。因此为了提高预裂爆破的传爆可靠性，采用导爆索闭环连接的传爆方式，利用“T形结”，实现导爆索的双向传爆，即使顺向传爆失败，当反向传爆再次到达该拒爆点处时也会将其引爆，等同于对预裂药柱的起爆网络进行了双保险；

第九步：一般对于如此精细化的爆破，起爆雷管采用双管，保障起爆雷管传爆的质量。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。