本發(fā)明屬于露天礦山爆破工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種爆破裝藥結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，適用于露天礦山臺(tái)階爆破時(shí)炮孔上口位置巖體的提前破碎，以有效減小爆破大塊率，明顯改善爆破效果，降低礦山開采成本。

背景技術(shù)：
深孔爆破是露天礦山重要的生產(chǎn)工藝，在礦石成本構(gòu)成中，爆破成本約占礦山生產(chǎn)成本的15%~20%。爆破質(zhì)量的好壞，直接影響到采掘、鏟裝效率以及運(yùn)輸作業(yè)環(huán)節(jié)。若爆破大塊率太高，將會(huì)增加二次破碎量，增大礦石開采成本。深孔爆破中大塊率偏高是露天礦中普遍存在的問題，部分礦山的大塊率曾一度高達(dá)15%以上，嚴(yán)重影響礦山生產(chǎn)的正常運(yùn)行。大量生產(chǎn)試驗(yàn)表明，為了克服底盤抵抗線的阻力，炸藥主要置于炮孔的中下部，導(dǎo)致裝藥重心偏低、上部堵塞長度過大，使其沿炮孔軸線方向的炸藥能量分布不均，孔口部分能量不足，巖石破壞不均勻；由于裝藥結(jié)構(gòu)的問題，臺(tái)階上半部分（即炮孔上口部位，約占臺(tái)階高度的40%）炮孔內(nèi)無法裝填炸藥，這是導(dǎo)致采場產(chǎn)生不合格大塊的重要原因，其一般會(huì)占總爆破量的5%～20%。礦山爆破大塊率的增加，直接引起企業(yè)的生產(chǎn)成本的增大，制約著礦山的安全經(jīng)濟(jì)高效回采。為了降低爆破大塊率，通常情況下采用分段裝藥或混合裝藥的裝藥結(jié)構(gòu)。例如，《礦冶》雜志2005年第1期（2005年3月）發(fā)表的“露天深孔爆破中降低大塊率的技術(shù)措施”一文指出，露天深孔爆破中降低大塊率的技術(shù)措施有：（1）通過增大裝藥高度和減小填塞長度的方法來提高炸藥單耗,可以改善臺(tái)階上部巖石的爆破塊度；（2）采用大孔距、小抵抗線爆破；（3）采用間隔裝藥結(jié)構(gòu)，采用密打孔、不耦合裝藥；（4）減小填塞長度；（5）采用多排孔微差爆破等。但其裝藥程序較復(fù)雜，實(shí)施難度大，影響生產(chǎn)效率的提高。另外，針對(duì)爆破后的大塊，通常采用液壓挖掘機(jī)配破碎錘進(jìn)行二次破碎，不僅破碎效率低，而且增大了礦石開采成本，直接影響著礦山的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了科學(xué)有效地控制露天爆破大塊率，尤其是臺(tái)階上部大塊率，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，本發(fā)明提出了一種能夠改善爆破質(zhì)量、降低臺(tái)階上部大塊率的露天礦山超前破巖的裝藥系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明一種露天礦山超前破巖的裝藥系統(tǒng)采用的技術(shù)方案為：在預(yù)爆破露天臺(tái)階上，按照設(shè)計(jì)的炮孔孔網(wǎng)參數(shù)——炮孔孔距a、炮孔排距b布置炮孔，形成炮孔孔網(wǎng)。所述的炮孔的炮孔深度L按照以下公式設(shè)計(jì)：L=H/sinα＇+h/sinα＇+△h/sinα＇（1），式中：L—炮孔深度，m，H—露天臺(tái)階高度，m，h—炮孔超深，m，△h—炮孔加深，m，根據(jù)巖體條件對(duì)△h進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，α＇—炮孔傾角，即炮孔與水平方向的角度；所述炮孔傾角α＇與臺(tái)階坡面角α的關(guān)系式為：α＇=（1±5%）α（2）；每個(gè)炮孔的裝藥結(jié)構(gòu)為：超前起爆藥卷、超前起爆雷管裝在炮孔底的炮孔加深位置，所述超前起爆雷管的下部位于超前起爆藥卷上部之（1±10%）*1/4處，超前起爆藥卷導(dǎo)爆管的下端與超前起爆雷管相連，超前起爆藥卷導(dǎo)爆管的上端伸出炮孔外；在所述炮孔的炮孔超深位置設(shè)置隔離段，隔離段采用鉆孔巖屑堵塞；在隔離段上部的炮孔內(nèi)按照設(shè)計(jì)的裝藥量、裝藥長度裝入主裝藥、主起爆雷管，所述主起爆雷管位于主裝藥下部之（1±10%）*1/4處，主裝藥導(dǎo)爆管的下端與主起爆雷管相連，主裝藥導(dǎo)爆管的上端伸出炮孔外；在主裝藥上部的炮孔內(nèi)填入炮泥進(jìn)行堵塞密實(shí)。所述的超前起爆藥卷的長度為2.5m~3.0m，裝藥不耦合系數(shù)在1.5~2.5范圍；所述隔離段的長度為8cm~15cm。所述的超前起爆雷管的下部位于超前起爆藥卷上部1/4處為佳，正向起爆方式；所述的主起爆雷管位于主裝藥下部1/4處，采用反向起爆方式。所述的主裝藥導(dǎo)爆管的上端與主裝藥導(dǎo)爆管起爆器連接，所述的超前起爆藥卷導(dǎo)爆管的上端與超前起爆藥卷導(dǎo)爆管起爆器連接，從而形成完整的起爆網(wǎng)絡(luò)。一般情況下，所述炮孔的傾角α＇與臺(tái)階坡面角α的大小相同。本發(fā)明一種露天礦山超前破巖的裝藥系統(tǒng)采用“下部超前起爆藥卷先起爆、上部主裝藥后起爆”的孔內(nèi)微差起爆技術(shù)，采用微離合爆破工藝，實(shí)現(xiàn)下面臺(tái)階巖體的預(yù)先微弱裂紋損傷，同時(shí)避免上部主裝藥爆破作用對(duì)下部巖體的過度損傷破壞，為下部臺(tái)階的順利開采創(chuàng)造良好條件。本發(fā)明一種露天礦山超前破巖的裝藥系統(tǒng)的有益效果是：本發(fā)明一種露天礦山超前破巖的裝藥系統(tǒng)采用微離合爆破工藝，從而為下面的生產(chǎn)臺(tái)階創(chuàng)造合理的補(bǔ)償空間，既可以實(shí)現(xiàn)臺(tái)階上部巖體的超前預(yù)損傷，又能夠有效避免因其過度破碎而影響下面臺(tái)階的穿孔爆破作業(yè)；不僅可以明顯降低炮孔上口位置的大塊率，減小了二次破碎量，還可以有效避免根底的產(chǎn)生，降低爆破下沖作用，削弱對(duì)下面臺(tái)階的過度損傷破壞，為下面臺(tái)階的穿孔爆破創(chuàng)造了良好的作業(yè)條件；采用本發(fā)明提供的裝藥系統(tǒng)實(shí)施爆破后，礦巖塊度均勻，爆堆松散、集中，底板平整、無根底，易于鏟裝運(yùn)輸，顯著提高鏟裝效率以及汽車的滿載系數(shù)和利用率。同時(shí)該方法操作方便易行、安全可靠，成功實(shí)施后可提高礦山生產(chǎn)效率10%以上，使原礦生產(chǎn)成本降低7%以上，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。附圖說明圖1是本發(fā)明一種露天礦山超前破巖的裝藥系統(tǒng)縱剖面圖；圖2是本發(fā)明一種露天礦山超前破巖的裝藥系統(tǒng)平面圖。附圖標(biāo)記為：1-露天臺(tái)階，2-炮孔，3-超前起爆藥卷，4-超前起爆雷管，5-隔離段，6-主裝藥，7-主起爆雷管，8-炮泥，9-主裝藥導(dǎo)爆管，9＇-超前起爆藥卷導(dǎo)爆管，α＇-炮孔傾角，α-臺(tái)階坡面角；a-炮孔孔距，b-炮孔排距。具體實(shí)施方式為進(jìn)一步描述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明一種露天礦山超前破巖的裝藥系統(tǒng)做進(jìn)一步說明。由圖1所示的本發(fā)明一種露天礦山超前破巖的裝藥系統(tǒng)縱剖面圖并結(jié)合圖2看出，本發(fā)明一種露天礦山超前破巖的裝藥系統(tǒng)，首先在預(yù)爆破露天臺(tái)階1上，按照設(shè)計(jì)的炮孔孔網(wǎng)參數(shù)——炮孔孔距a、炮孔排距b布置炮孔2，形成炮孔孔網(wǎng)。所述的炮孔2的炮孔深度L按照以下公式設(shè)計(jì)：L=H/sinα＇+h/sinα＇+△h/sinα＇，式中：L—炮孔深度，H—露天臺(tái)階高度，h—炮孔超深，△h—炮孔加深，α＇—炮孔傾角，即炮孔與水平方向的角度；α—臺(tái)階坡面角，炮孔傾角α＇與臺(tái)階坡面角α相同。每個(gè)炮孔2的裝藥結(jié)構(gòu)為：超前起爆藥卷3、超前起爆雷管4裝在炮孔底的炮孔加深位置，所述超前起爆雷管4的下部位于超前起爆藥卷3上部之1/4處，超前起爆藥卷導(dǎo)爆管9＇的下端與超前起爆雷管4相連，超前起爆藥卷導(dǎo)爆管9＇的上端伸出炮孔2外與超前起爆藥卷導(dǎo)爆管起爆器連接；在所述炮孔2的炮孔超深位置設(shè)置隔離段5，隔離段5的長度為8cm~15cm，隔離段5采用鉆孔巖屑堵塞；在隔離段5上部的炮孔2內(nèi)按照設(shè)計(jì)的裝藥量、裝藥長度裝入主裝藥6、主起爆雷管7，所述主起爆雷管7位于主裝藥6下部之1/4處，主裝藥導(dǎo)爆管9的下端與主起爆雷管7相連，主裝藥導(dǎo)爆管9的上端伸出炮孔2外與主裝藥導(dǎo)爆管起爆器連接；在主裝藥6上部的炮孔2內(nèi)填入炮泥8，并用炮棍輕輕壓實(shí)、堵嚴(yán)，炮孔堵塞段有水時(shí)采用粗砂等堵塞。所述的超前起爆藥卷3的長度為2.5m~3.0m，裝藥不耦合系數(shù)在1.5~2.5范圍，根據(jù)現(xiàn)場巖體條件進(jìn)行調(diào)整，以減小裝藥量，降低超前起爆藥卷3對(duì)巖體破壞程度，避免爆破巖體的過度粉碎，達(dá)到既可以實(shí)現(xiàn)超前破巖，又不影響下面臺(tái)階鉆孔爆破的目的。爆破時(shí)，超前起爆藥卷3超前主裝藥25ms~50ms起爆。超前起爆藥卷3起爆后，在孔底形成巖體的預(yù)損傷，為下面臺(tái)階爆破質(zhì)量的提高創(chuàng)造條件。