[科普中国]-底盘抵抗线

底盘抵抗线是指炮孔底部中心至阶梯底脚的水平距离。在深孔台阶爆破中，为避免留根底、残埂，一般都以底盘抵抗线代替最小抵抗线。

基本介绍选择底盘抵抗线大小，必须适合岩石特性、所用炸药的特性和数量以及炮孔直径大小相等。抵抗线过大，爆破质量将会恶化，特别是在厚层岩石中将会产生根底，后冲作用大，甚至会出现硬埂，单位耗药量也会显著增加；如果抵抗线过小，将使爆炸不能充分利用，爆破时沿抵抗线方向的岩石不能不能充分破碎，高压气体便直接进入大气，从而使爆破效果大大降低，同时，会使炮孔数目增加，每延米爆破量减少，致使单位体积岩石的钻孔费增加等。

计算抵抗线的公式较多，现介绍几个常用的公式如下：

1）根据钻机安全作业条件

W底≥Hctga+B

式中：a─台阶坡面角，一般不小于60°；

B─台阶顶面由炮孔轴至坡边缘的安全距离，一般取B≥2～3.0m。

2） W底=（0.6～0.9）H

3）按每孔的装药条件（巴隆公式）

QL=CaWH=CmW2H（公斤）

式中：C为单位爆破体积炸药消耗量，公斤/米3；a为孔距；W为底盘抵抗线，米；H为阶段高度，米；m为钻孔密集系数。1

变化范围

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底盘抵抗线的确定底盘抵抗线是指由第一排装药孔中心到台阶坡脚的最短距离。在露天深孔爆破中，为避免残留根底和克服底盘的最大阻力，一般采用底盘抵抗线代替最小抵抗线，底盘抵抗线是影响深孔爆破效果的重要参数。 过大的底盘抵抗线，会造成残留根底多，大块率高，冲击作用大；过小则不仅浪费炸药，增大钻孔工作量，而且岩块易抛散和产生飞石，震动，噪声等有害效应。 底盘抵抗线同炸药威力，岩石可爆性，岩石破碎要求，钻孔直径和台阶高度以及坡面角等因素有关。 这些因素及其相互影响程度的复杂性，很难用一个数学公式表示，需依据具体条件，通过工程类比计算，在实践中不断调整底盘抵抗线，以便达到最佳的爆破效果。

1.根据钻孔作业安全条件确定式中 W底——底盘抵抗线，m； H——台阶高度，m； α——台阶坡面角，一般为60°～75°； c——从深孔中心到坡顶边线的安全距离， c≥2.5～3m。

2.按照体积法(即药包重量与爆落岩石成正比)反推计算式中：d——炮孔直径，dm； Δ——装药密度，kg/dm3； τ——装药长度系数， 当H=20m时，τ=0.35； q——单位耗药量，kg/m3； m——炮孔密集系数，一般m=0.8～1.2 (当岩石坚固系数f高，要求爆下的块度小，台阶高度愈小时，可取较小m值，反之可取较大m值)。 L——钻孔深度，m。

3.按台阶高度确定：岩石坚硬，系数取小值，反之，系数取大值。

4.按钻孔直径确定：k——日本取k=40，国内铁路上建议取k=32～38； d——孔径，mm。孔距与排距孔距a是指同排的相邻两个炮孔中心线间的距离；排距b是指多排孔爆破时，相邻两排炮孔间的距离。两者确定的合理与否，均对爆破效果产生重要的影响。炮孔密集系数m是指炮孔间距a与抵抗线W的比值，即m=a/W。当W底和b确定后，则a=mW底或a=mb。 根据一些难爆岩体的爆破经验，保证最优爆破效果的孔网面积(a×b)是孔径断面积(π·d2/4)的函数，两者之间比值是一个常数，其值为1300～1350。在露天台阶深孔爆破中，炮孔密集系数m是一个很重要的参数。一般取m=0.8～1.4。然而，随着岩石爆破机理的不断研究和实践经验不断丰富，宽孔距爆破技术发展迅速，即在孔网面积不变的情况下，适当减小底盘抵抗线或排距而增大孔距，可以改善爆破效果。2

采用火钻扩孔克服大底盘抵抗线的探讨研究背景穿孔是金属矿床开采的一道重要工序，在露天开采过程中，穿孔、爆破费用大约占开采总费用的25%~35%，孔网参数与装药量的设计直接影响爆破质量的好坏。衡量爆破质量的指标很多，根底率是衡量爆破质量的重要指标之一。根底的出现不仅严重影响铲装效率，加快设备的磨损，增加二次爆破的工作量，而且影响到其它采矿作业的正常进行，并且使采矿成本增加。所以，寻求合理的爆破方法，对于改善爆破效果，减少根底率，具有重要的意义。露天矿是沿矿体走向布置工作面，向上下盘推进，矿体倾角(40一50°)与下盘台阶坡面角相似，致使下盘台阶底盘抵抗线较大，爆破易产生根底。根据俄罗斯矿山的火钻扩孔经验，采用火钻扩孔是克服南芬矿大底盘抵抗线的重要途径，并且具有重大的经济效益。

产生根底的几种主要原因根据露夭矿山多年的开采实践，爆破后产生根底主要有以下几种原因：

1.超深偏小，台阶底部矿岩受炸药能量作用不够。

2.孔网参数过大，其中间部位的台阶底部也易出现根底。

3.岩体裂隙及节理方向。当爆破台阶与岩层走向斜交或垂直时，裂隙对爆破根底影响很大。

4.盲炮的出现。由于某种原因爆破产生了盲炮，需要重新补孔，而新补孔与原设计的孔位发生了变化，也会影响根底。

5.南芬矿下盘岩体倾角较缓，台阶坡面较小，造成底盘抵抗线过大。特别是下盘磁铁矿、石棉矿地带坚韧难爆，更易产生根底。据统计，下盘的底盘抵抗线平均为10—16m，最大达18.6m，根底率为1.2%—3.0%以上。

采用火钻扩孔是克服大底盘抵抗线的途径南芬铁矿现使用45—R，60—R和YZ—5型钻机，孔径为250mm和310mm。如果加大超深是可能解决根底问题的，但超深过大，对下一个台阶的顶部不利，给下一台阶穿凿造成困难。同时又增加了穿孔量，使钻孔成本增加。另外，由于火药过于集中底部，造成上部大块增多，对电铲安全作业不利。

如果在现有超深不变的情况下，加大底部药量，这是克服根底的有效措施。国外很多矿山已向大孔径钻孔发展(310mm~445mm)，由于孔径增大，底部装药量相应增多，爆破能量也随之增大，这对于克服较大的底盘抵抗线是十分有利的。但在我国还没有380mm以上的大孔径牙轮钻机，所以采用火钻扩孔还是个好办法。根据爆破理论，岩石破碎是靠爆破产生的应力波来完成，即使是在相同的炸药量条件下，短药包爆破时，其作用影响范围比长药包大；药壶形炮孔爆破时，在岩体中产生的剪应力比一般的炮孔大得多。而坚硬岩石的抗剪强度为抗压强度的十分之一，所以药壶爆破以剪应力破碎岩体范围比非药壶药包破碎范围大。火钻扩孔就是基于药壶爆破的理论基础。

根据本钢赴俄罗斯矿山考查团工作总结和有关资料介绍，俄罗斯金属矿山采用火钻扩孔已成为普遍。如：别列金露天矿、斯托伊连露天矿、米哈伊洛夫露夭矿等等。多年实践证明，效果甚好。它能克服大抵抗线，消除根底，并能提高延米爆破量，降低采矿成本。

采用火钻扩孔经济效益前景由于采用火钻扩孔，孔网参数可以相应增大，从而延米爆破量也相应提高;在爆破同体积矿岩量时，能够减少钻孔量，可提高牙轮钻机的使用寿命，由于孔数减少，起爆器材相应减少，同时还可以减少爆破施工的工作量。更主要的是它可以克服大底盘抵抗线，消除根底，改善爆破效果。露夭矿下盘台阶坡面角较缓，底盘抵抗线较大，爆破易出现根底。在即将开始的18m高台阶开采试验中，底盘抵抗线将会再度增大，问题更加突出，为此借鉴国外经验，采用火钻扩孔是南芬矿克服大底盘抵抗线的重要途径，同时将会带来显著的经济效益。3

本词条内容贡献者为:

张静 - 副教授 - 西南大学