深孔爆破設(shè)計(jì)是回采工藝中的重要環(huán)節(jié)，它直接影響崩礦質(zhì)量、作業(yè)安全、回采成本、損失貧化和材料消耗等。合理的深孔設(shè)計(jì)應(yīng)是：     (1)炮孔能有效地控制礦體邊界，盡可能使回采過(guò)程中的礦石損失率、貧化率低；     (2)炮孔布置均勻，有合理的密度和深度，使爆下礦石的大塊率低；     (3)炮孔的效率要高；     (4)材料消耗少；     (5)施工方便，作業(yè)安全。 1布孔設(shè)計(jì)的資料與內(nèi)容     (1)布孔設(shè)計(jì)需要的基礎(chǔ)資料。包括下列內(nèi)容：     1)采場(chǎng)實(shí)測(cè)圖。圖中應(yīng)標(biāo)有鑿巖巷道或硐室的相對(duì)位置、規(guī)格尺寸、補(bǔ)償空間的大小和位置、原擬定的爆破順序和相鄰采場(chǎng)的情況。     2)礦巖鑿巖爆破性質(zhì)，礦體邊界線，簡(jiǎn)單的地質(zhì)說(shuō)明。 3)礦山現(xiàn)有的鑿巖機(jī)具、型號(hào)及性能等。     (2)布孔設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容。布孔設(shè)計(jì)一般應(yīng)包括下列內(nèi)容：     1)鑿巖參數(shù)的選擇。     2)根據(jù)所選定的鑿巖參數(shù)，在采礦方法設(shè)計(jì)圖上確定炮孔的排位和排數(shù)，并按炮孔的排位作出剖視圖。     3)在鑿巖巷道或硐室的剖視圖中，確定支機(jī)點(diǎn)和機(jī)高，并在平面圖上推算出支機(jī)點(diǎn)的坐標(biāo)。     4)按所確定的孔間距在剖視圖上作出各排炮孔（扇形排列炮孔時(shí)，機(jī)高點(diǎn)是一排炮孔的放射點(diǎn)），然后將各深孔編號(hào)，量出各孔的深度和傾角，并標(biāo)在圖紙上或填入表中。     上述各項(xiàng)內(nèi)容從生產(chǎn)實(shí)踐角度出發(fā)，往往集中用作圖軟件或圖紙來(lái)表示，必要時(shí)可在設(shè)計(jì)圖紙上用簡(jiǎn)短的文字加以說(shuō)明。 2 布孔設(shè)計(jì)的方法和步驟     布孔設(shè)計(jì)方法與步驟通過(guò)下述實(shí)例來(lái)說(shuō)明。     如圖8-29所示，有一底柱分段鑿巖階段礦房采礦法采場(chǎng)，切割槽布置于采場(chǎng)中央；用YC- 80型鑿巖機(jī)鉆鑿上向垂直扇形炮孔；分段巷道斷面為2m×2m。爆破順序是由中央切割槽向兩側(cè)順序起爆。礦石堅(jiān)硬穩(wěn)固，可爆性差，f=12。要求完成采場(chǎng)炮孔布孔設(shè)計(jì)。
圖8-29 采場(chǎng)實(shí)測(cè)圖 (1)參數(shù)選擇 1)炮孔直徑：d= 65mm。 2)最小抵抗線：W= (23 -30)d=1.5-2.0m，因礦石堅(jiān)硬穩(wěn)固，取W=1.5m。     3)孔底距：在本采場(chǎng)采用上向垂直扇形炮孔，用孔底距表示炮孔的密集程度。因?yàn)榕诳椎闹睆绞?5 mm，在排面上將炮孔布置得稀一些，但考慮到降低大塊的產(chǎn)生，將前后排炮孔錯(cuò)開布置。取密集系數(shù)m=1.35，所以，孔底距a=mW=1. 35 xl.5 =2m。     4)最小抵抗線：取W=1. 5m，在分段巷道2480、2470和2460中，決定炮孔的排數(shù)和排位，并標(biāo)在圖上。     (2)按所定的排位，作出各排的剖視圖。作出切割槽右側(cè)第一排位的剖視圖，并標(biāo)出有關(guān)分段鑿巖巷道的相對(duì)位置，見圖8-30。     (3)在剖視圖上有關(guān)巷道中，確定支機(jī)點(diǎn)。為便于操作，機(jī)高取1.2m，支機(jī)點(diǎn)一般設(shè)在巷道的中心線上。     (4)根據(jù)巷道中的測(cè)點(diǎn)，例如B、C、D點(diǎn)的坐標(biāo)，推算出各分段巷道中的支機(jī)點(diǎn)K1、K2、K3的坐標(biāo)，具體作法如下（如圖8-31所示）：
圖8-30 右側(cè)第一排位剖視圖的炮孔布置
圖8-31 支機(jī)點(diǎn)坐標(biāo)推算示意圖     1)連接BK1線段；     2)過(guò)B點(diǎn)作直角坐標(biāo)，用量角器量得BK1的象限角α=12。；BK1=13m；     3)推算得K1點(diǎn)的坐標(biāo)為：         同理，可求得所有支機(jī)點(diǎn)的坐標(biāo)。為便于測(cè)量人員復(fù)核，用計(jì)算結(jié)果列出坐標(biāo)換算表，其格式見表8-14。     表8-14 坐標(biāo)換算表
    (5)計(jì)算扇形孔排面方位。由圖8-31中炮孔排面線與正北方向的交角偏西16°，得扇形孔方向是N16°W，方位角是344°。     (6)繪制炮孔布置圖。在剖視圖上，以支機(jī)點(diǎn)為放射點(diǎn)，取a =2m為孔底距，自左至右或自右至左畫出排面上所有炮孔，如圖8-32所示。
圖8-32 深孔布置圖     布置炮孔時(shí)，先布置控制爆破規(guī)模和輪廓的炮孔，如1號(hào)、4號(hào)、7號(hào)、10號(hào)孔，然后根據(jù)孔底距適當(dāng)布置其余炮孔。上盤或較深的炮孔，孔底距可稍大些；下盤或較淺的炮孔，孔底距應(yīng)小些；若炮孔底部有采空區(qū)、巷道或硐室，不能鑿穿，應(yīng)留0.8 -1.2m的距離。在可爆性差或圍巖有礦化的礦體中，孔底應(yīng)超出礦體輪廓線外0.4 -0.6m，以減少礦石的損失。為使鑿巖過(guò)程中排粉通暢，邊孔不能水平，應(yīng)有一定的仰角，一般孔深在8m以下時(shí)，仰角取3°-5°；孔深在8m以上時(shí)，仰角取5°-7°。     全排炮孔繪制完后，再根據(jù)其稀密程度和死角對(duì)炮孔之間的距離加以調(diào)整，并適當(dāng)增減孔數(shù)。最后，按順序?qū)⑴诳拙幪?hào)，量出各孔的傾角和深度。     (7)編制炮孔設(shè)計(jì)卡片。內(nèi)容包括分段（層）名稱、排號(hào)、孔號(hào)、機(jī)高、方向角、方位角、傾角和孔深等，表8-15所示為第一分段第一分層右側(cè)每一排炮孔的設(shè)計(jì)卡片。     表8-15 炮孔設(shè)計(jì)卡片
3 炮孔施工和驗(yàn)收     炮孔設(shè)計(jì)完成后開施工單，交測(cè)量人員現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)設(shè)。施工人員根據(jù)施工單進(jìn)行炮孔施工，要求邊施工、邊驗(yàn)收，這樣才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)并及時(shí)糾正，以免造成不必要的麻煩。     驗(yàn)收的內(nèi)容包括炮孔的方向、傾角、孔位和孔深。方向和傾角用深孔測(cè)角儀或羅盤測(cè)量，孔深用節(jié)長(zhǎng)為1m的木制或金屬制成的折尺測(cè)量。測(cè)量時(shí)對(duì)炮孔的誤差各個(gè)礦山不同，如某礦對(duì)垂直扇形深孔的排面施工誤差允許值為±l°、傾角±1°、孔深±0. 5m。驗(yàn)收的結(jié)果要填入驗(yàn)收單，對(duì)于孔內(nèi)出現(xiàn)的異常現(xiàn)象（如偏離、堵孔、透孔、深度不足等），均要標(biāo)注清楚。根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)測(cè)結(jié)果要計(jì)算炮孔合格率（指合格炮孔占總炮孔的百分比）和成孔率（指實(shí)際鉆鑿炮孔數(shù)占設(shè)計(jì)炮孔總數(shù)的百分比），一般要求兩者均應(yīng)合格。 驗(yàn)收完畢后，要根據(jù)結(jié)果繪成實(shí)測(cè)圖，填寫表格，作為爆破設(shè)計(jì)、計(jì)算采出礦量和損失貧化等指標(biāo)的依據(jù)和重要資料。 4 爆破方案選擇     選擇爆破方案要依據(jù)爆破基礎(chǔ)資料，它包括采場(chǎng)設(shè)計(jì)圖，地質(zhì)說(shuō)明書，采場(chǎng)實(shí)測(cè)圖，炮孔驗(yàn)收實(shí)測(cè)圖，鄰近采場(chǎng)及需要進(jìn)行特殊保護(hù)的巷道、設(shè)施等相對(duì)位置圖，礦山現(xiàn)用爆破器材型號(hào)、規(guī)格、品種、性能等資料。     上述資料由采礦、地質(zhì)和測(cè)量人員提供。爆破設(shè)計(jì)人員除認(rèn)真熟識(shí)這些資料外，還需對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，根據(jù)情況變化進(jìn)行重新審核和修改。另外，爆破器材性能需進(jìn)行實(shí)測(cè)試驗(yàn)。     爆破方案主要取決于采礦方法的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)、炮孔布置、采場(chǎng)位置及地質(zhì)構(gòu)造等。方案主要內(nèi)容包括爆破規(guī)模、起爆方法（含網(wǎng)路）、爆破順序和雷管段別的安排等。     (1)爆破規(guī)模。爆破規(guī)模與爆破范圍是密切相關(guān)的。一次爆破范圍是一個(gè)采場(chǎng)還是幾個(gè)采場(chǎng)，或者是一個(gè)采場(chǎng)分幾次爆破，這些都直接影響著爆破規(guī)模的大小。但這部分內(nèi)容在采場(chǎng)單體設(shè)計(jì)時(shí)都已初步確定，爆破工作者的任務(wù)則是根據(jù)變化了的情況進(jìn)行修改和作詳細(xì)的施工設(shè)計(jì)。     爆破規(guī)模對(duì)于每個(gè)礦山都有滿足產(chǎn)量的合適范圍，一般情況下不會(huì)隨便改變。只有在增加產(chǎn)量、地質(zhì)構(gòu)造變化或有控制地壓需要時(shí)等，才擴(kuò)大爆破規(guī)模或縮小爆破范圍。在正常情況下，爆破范圍一般以一個(gè)采場(chǎng)為一次爆破者較多。     (2)起爆方法。起爆方法的選擇可根據(jù)本礦的條件及技術(shù)水平、工人的熟練程度具體確定。     在深孔爆破中，使用最廣泛的是非電力起爆法（一般采用導(dǎo)爆管起爆與導(dǎo)爆索輔爆的復(fù)式起爆法）。20世紀(jì)80年代初，冶金礦山均用電力起爆法。但導(dǎo)爆管非電起爆法的推廣使用逐漸取代了電力起爆法，因?yàn)榉请娖鸨到y(tǒng)克服了電力起爆法怕雜散電流、靜電、感應(yīng)電的致命缺點(diǎn)。這種導(dǎo)爆管與導(dǎo)爆索的復(fù)式起爆法，其起爆網(wǎng)路安全可靠、連接簡(jiǎn)便，但導(dǎo)爆索用量大，起爆前網(wǎng)路不能檢測(cè)。     (3)起爆順序和雷管段別的安排。為了改善爆破效果，必須合理地選取起爆順序。     1)回采工藝的影響。為了簡(jiǎn)化回采工藝和解決礦巖穩(wěn)固性較差和暴露面過(guò)大等問(wèn)題，許多礦山將切割爆破（擴(kuò)切割槽與漏斗）與崩礦爆破同時(shí)進(jìn)行。對(duì)于水平分層回采而言，可由下而上地按擴(kuò)漏、拉底、開掘切割槽（水平或垂直的）和回采礦房的先后順序進(jìn)行爆破；也有些礦山采用先崩礦后擴(kuò)漏斗的爆破順序，以保護(hù)底柱、提高擴(kuò)漏質(zhì)量、避免礦石涌出以及防止堵塞電耙道。     2)自由面條件的影響。由于爆破方向總是指向自由面，故自由面的位置和數(shù)目對(duì)起爆順序有很大的影響。當(dāng)采用垂直深孔崩礦、補(bǔ)償空間為切割立槽或已爆碎的礦石時(shí)，起爆順序應(yīng)自切割立槽往后依次逐排爆破。當(dāng)采用水平深孔崩礦補(bǔ)償空間為水平拉底層時(shí)，起爆順序應(yīng)自下而上逐層爆破。     3)布孔形式的影響。水平、垂直或傾斜布置的深孔，應(yīng)取單排或數(shù)排為同段雷管，逐段爆破。束狀深孔或交叉布置的深孔，則宜采取同段雷管起爆。     為了減少爆破沖擊波的破壞作用，應(yīng)適當(dāng)增加起爆雷管的段數(shù)，降低每段的裝藥量，并力求分段的裝藥量均勻。     雷管段別的安排是由起爆順序來(lái)決定的，先爆的深孔安排低段雷管，后爆的深孔安排高段雷管。為了起爆順序的準(zhǔn)確可靠，在生產(chǎn)中不用一段管而從二段管開始，例如起爆順序是1、2、3，安排雷管的段別是2段、3段、4段等。為保證不因雷管質(zhì)量而產(chǎn)生跳段，一般采用1段、3段、5段等形式。     (4)爆破網(wǎng)路的設(shè)計(jì)和計(jì)算。不論選用何種起爆法，其正確與否都對(duì)起爆的可靠性起決定性作用，必須進(jìn)行精心設(shè)計(jì)和計(jì)算。值得一提的是，對(duì)于規(guī)模較大的爆破，一般要預(yù)先將網(wǎng)路在地面做模擬試驗(yàn)，符合設(shè)計(jì)要求后才能用。     (5)裝藥和材料消耗。深孔裝藥都屬于柱狀連續(xù)裝藥，裝藥系數(shù)一般為65%- 85%。扇形深孔為避免孔口部分裝藥過(guò)密，相鄰深孔的裝藥長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)不相等。通常根據(jù)深孔的位置不同，用不同的裝藥系數(shù)來(lái)控制。起爆藥包的個(gè)數(shù)及位置，不同礦山不盡相同，有些礦山一個(gè)深孔中裝兩個(gè)起爆藥包，一個(gè)置于孔底，一個(gè)置于靠近堵塞物處；而大多數(shù)礦山每個(gè)深孔只裝一個(gè)起爆藥包，置于孔底或者置于深孔裝藥的中部，并且再裝一條導(dǎo)爆索。     裝藥可采用人工裝藥和機(jī)械裝藥兩種方式。     1)人工裝藥。人工裝藥是用組合炮棍往深孔內(nèi)裝填藥卷，裝藥結(jié)構(gòu)屬于柱狀連續(xù)不耦合裝藥。扇形深孔的裝藥量取決于深孔密集系數(shù)、炮孔的位置和炮孔深度，然后根據(jù)每個(gè)深孔的裝藥系數(shù)計(jì)算出該孔裝藥長(zhǎng)度，再根據(jù)藥卷長(zhǎng)度決定每個(gè)深孔的裝藥卷個(gè)數(shù)（取整數(shù)），知道每個(gè)藥卷的重量就可計(jì)算出每個(gè)深孔內(nèi)所裝藥卷的總重量，進(jìn)而求出全排扇形深孔的裝藥量。人工裝藥比較困難，特別是上向垂直扇形深孔裝藥。     2)機(jī)械裝藥。在井下和露天的中深孔和深孔爆破中，裝藥量較大，人工裝藥效率較低，可采用機(jī)器裝藥。該方法操作人員少，效率高，裝藥密度大，可連續(xù)裝藥，可靠性好。這種方法主要用于地下的掘進(jìn)和采礦的大規(guī)模爆破。     材料消耗包括總裝藥量、雷管數(shù)、導(dǎo)爆索或?qū)Ь€總米數(shù)，最后求出的單位材料消耗量應(yīng)用表格統(tǒng)計(jì)并計(jì)算出來(lái)。     (6)深孔爆破的通風(fēng)和安全工作。深孔爆破后產(chǎn)生的炮煙（有毒有害氣體），相當(dāng)一部分隨空氣沖擊波的傳播擴(kuò)散到鄰近各井巷和采場(chǎng)中，造成井下局部地段的空氣污染而無(wú)法工作。故應(yīng)從地表將大量的新鮮空氣輸送人爆區(qū)，把有毒有害的炮煙按一定的線路和方向排出地面，這就是井下深孔爆破的通風(fēng)。一般通風(fēng)時(shí)間需要連續(xù)幾個(gè)作業(yè)班。通風(fēng)后能否恢復(fù)作業(yè)，必須先由專業(yè)人員戴好防毒面具進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，空氣中的有毒有害氣體含量達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)后才能恢復(fù)工作。所需風(fēng)量的計(jì)算等問(wèn)題可參考《礦井通風(fēng)與除塵》等教材。     由于一次爆炸的炸藥量很大，地下深孔爆破會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的空氣沖擊波和地震波，空氣沖擊波和地震震動(dòng)會(huì)引起地下坑道、線路、管道、支護(hù)和設(shè)備的破壞或損傷，甚至危及地面建筑物和構(gòu)筑物。因此在深孔爆破設(shè)計(jì)時(shí)，必須估算其危害的范圍。     深孔大爆破必須做好組織工作。在井下進(jìn)行深孔大爆破時(shí)，由于時(shí)間要求短、工序多、任務(wù)重，每道工序的具體工作都要求嚴(yán)格、準(zhǔn)確、可靠。但由于爆破工作面狹窄，同時(shí)從事作業(yè)的人員多，因此必須有嚴(yán)密的組織，使工作有條不紊地進(jìn)行，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)保質(zhì)保量地完成。