余良松，周龍杰，胡英國，胡 偉

(1.中國水利水電第十二工程局有限公司,杭州 310004；2.長江水利委員會(huì)長江科學(xué)院 水利部巖土力學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430010)

隨著近年來國家對(duì)于水利水電行業(yè)的大力建設(shè)，工程爆破技術(shù)作為目前水利水電石料開采的主要手段，在其中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。巖石爆破塊度作為評(píng)價(jià)爆破效果的主要指標(biāo)，直接影響到水利水電工程后續(xù)的建設(shè)目標(biāo)和建設(shè)成本。目前，水利水電堆石壩級(jí)配料普遍采用深孔臺(tái)階爆破技術(shù)進(jìn)行開采，而在爆破開采過程中，提高爆破效率和質(zhì)量，滿足良好的級(jí)配曲線以及粒料不均勻系數(shù)和曲率系數(shù)等評(píng)價(jià)指標(biāo)的同時(shí)盡量減少對(duì)自然環(huán)境的擾動(dòng)破壞，對(duì)水利水電堆石壩級(jí)配料的開采具有重要意義。

但是爆破過程是一個(gè)復(fù)雜的非線性過程。炸藥特性、裝藥結(jié)構(gòu)、爆破參數(shù)、巖石的物理力學(xué)性質(zhì)和內(nèi)部節(jié)理等因素均會(huì)對(duì)最終的爆破效果產(chǎn)生巨大影響[1-3]。不同爆破設(shè)計(jì)、爆破參數(shù)組合都會(huì)產(chǎn)生不同的爆破塊度分布。我們需要不斷對(duì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，找出其中最佳的參數(shù)組合，達(dá)到最佳爆破效果[4,5]。在當(dāng)前電子雷管大幅推廣的條件下，精確毫秒延時(shí)的微差爆破被越來越廣泛的應(yīng)用，群孔起爆延遲時(shí)間對(duì)爆破效果的影響是爆破設(shè)計(jì)優(yōu)化研究的重點(diǎn)方面之一。

長期以來國內(nèi)外科研工作者針對(duì)微差爆破延期時(shí)間開展了大量的研究工作。趙根根據(jù)實(shí)際水利水電工程料場(chǎng)的深孔臺(tái)階爆破[6]，對(duì)實(shí)測(cè)的爆破震動(dòng)波形進(jìn)行分析，提出深孔臺(tái)階爆破精確起爆的設(shè)計(jì)建議值為15～20 ms。鐘東望通過對(duì)爆破振動(dòng)持時(shí)分析及微差爆破延期時(shí)間優(yōu)選提出了合理孔間延期時(shí)間往往不是某一具體值，而是一個(gè)或多個(gè)時(shí)間區(qū)間[7]；不同爆心距處合理延期時(shí)間值不同。施健俊以破碎塊度和降低爆破振動(dòng)為目的，分析了逐孔微差起爆機(jī)理，探討了抵抗線對(duì)延時(shí)時(shí)間影響[8]。Katsabanis P D的研究結(jié)果表明[9]：延遲時(shí)間對(duì)大塊度組分影響顯著，而對(duì)小塊度組分幾乎沒有影響。短延期時(shí)間對(duì)塊度分布的影響有效，而長延期時(shí)間將產(chǎn)生不良?jí)K度。P Schimek通過統(tǒng)計(jì)平均裂紋密度與其交叉裂紋密度發(fā)現(xiàn)，巖石損傷程度與延期時(shí)間成正比[10]。F Ouchterlony在亞蘭達(dá)通過開展爆破試驗(yàn)，評(píng)估了電子延期雷管對(duì)爆破效果的影響并分析了塊度曲線的變化特征[11]。李迎通過正交試驗(yàn)[12]，得出了微差時(shí)間對(duì)爆破破碎塊度影響由大到小依次是排間、孔間、孔內(nèi)微差。

已有的研究表明:延遲時(shí)間對(duì)爆破效果具有明顯的影響，但相關(guān)研究大多關(guān)注礦山開采爆破的破碎程度以及大區(qū)爆破的減震等方面，由于水工堆石壩級(jí)配料開采的要求具有其特殊性，需要形成特定的非均勻級(jí)配，然而這方面的研究并不多見。因此本文以國家重大工程兩河口水電站的大壩級(jí)配料開采為背景，通過開展不同延遲時(shí)間條件下的爆破試驗(yàn)，確定延遲時(shí)間對(duì)爆破塊度空間分布的影響特性，進(jìn)而研究延遲時(shí)間對(duì)不同粒徑塊度、平均塊度以及誤差率等多個(gè)指標(biāo)的影響，確定延遲時(shí)間對(duì)特定爆破石料級(jí)配形成的影響規(guī)律，為水電工程堆石壩的級(jí)配料開采提供參考。

1 微差時(shí)間對(duì)爆破塊度的影響理論研究

微差爆破在目前的礦巖爆破中已廣泛應(yīng)用，但人們對(duì)微差爆破的破巖機(jī)理還沒有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，國內(nèi)外至今也沒有一個(gè)嚴(yán)密公認(rèn)的微差爆破理論。因此，各國研究者提出的各種觀點(diǎn)暫時(shí)還只能認(rèn)為是一種假說或推斷。對(duì)微差爆破理論的研究目前可認(rèn)為主要存在以下幾個(gè)方面的假說。

(1)應(yīng)力波疊加理論

該理論認(rèn)為，如果使相鄰的兩藥包間隔一定時(shí)間起爆，即當(dāng)先爆藥包在巖體內(nèi)激起壓縮波，并從自由面反射成拉伸波后，再引爆后續(xù)藥包，會(huì)增大該區(qū)內(nèi)的應(yīng)力，改善破碎塊度。

20世紀(jì)80年代，前蘇聯(lián)波克洛夫斯基通過大量實(shí)驗(yàn)研究疊加理論進(jìn)行了修正補(bǔ)充[13]，提出爆破產(chǎn)生自由面的巖石之所以有較大位移和變形時(shí)由于先爆藥包產(chǎn)生的沖擊波和應(yīng)力波的氣楔作用，當(dāng)應(yīng)力波減弱時(shí)，爆轟氣體破壞還未成為主要破壞形式時(shí)，炮孔內(nèi)膨脹壓力隨之減弱，孔壁產(chǎn)生反向拉伸波，此時(shí)為最佳起爆后爆藥包時(shí)間，據(jù)此，給出最佳延期時(shí)間半經(jīng)驗(yàn)數(shù)學(xué)公式為

(1)

式中:a為炮孔間距，m；cp為壓應(yīng)力波傳播速度，m/s；Q為單孔藥量,kg。

(2)爆生新自由面理論

新自由面假說認(rèn)為，在大爆區(qū)采用微差爆破能夠大大改善巖石的破碎質(zhì)量，是由于先爆藥包已經(jīng)在巖體內(nèi)造成了某種程度的破壞，在爆區(qū)周圍形成了一定寬度的裂隙和附加自由面，為后續(xù)藥包爆破創(chuàng)造良好的自由面條件。

因此，如果釆用排間微差起爆，每個(gè)炮孔只有一個(gè)側(cè)向自由面；而如果采用孔間微差爆破，如果微差時(shí)間合理，當(dāng)前段炮孔爆破后，除了在礦巖中產(chǎn)生徑向裂隙和環(huán)向裂隙之外，還可以使自由面一側(cè)爆破漏斗內(nèi)的巖石與原巖脫離，這樣就為后爆炮孔創(chuàng)造了一個(gè)新的側(cè)向自由面，并且將使最小抵抗線的方向發(fā)生改變。于是后起爆炮孔產(chǎn)生的應(yīng)力波將在自由面的反射疊加作用增強(qiáng)，夾制作用減少，而且逐孔起爆能夠減小巖石的拋擲距離和爆堆寬度，并能充分利用巖塊動(dòng)能，在運(yùn)動(dòng)過程中引起相互碰撞，很好地改善了破碎質(zhì)量。前蘇聯(lián)哈努卡耶夫認(rèn)為合理的間隔時(shí)間應(yīng)該是先爆炮孔剛好形成爆破漏斗[14]，并且爆落巖石脫離巖體，形成寬的貫穿裂縫，創(chuàng)造新的自由面的時(shí)間，于是，合理微差時(shí)間應(yīng)該由下式確定

(2)

式中:t1為彈性應(yīng)力波傳至自由面并返回所經(jīng)歷的時(shí)間；t2為形成裂縫的時(shí)間；t3為破碎的巖石離開巖體距離的時(shí)間；W為最小抵抗線長度，m；cp為巖體中聲波速度，m/s；R為裂縫長度，可近似取R=W；Vt為裂縫擴(kuò)展速度，m/s，Vt=0.05cp；S為形成裂縫的要求寬度，可取S=0.01 m；Va為巖石運(yùn)動(dòng)平均速度，m/s。

除了上述理論，還有其他關(guān)于微差時(shí)間對(duì)爆破塊度影響的理論學(xué)說，介于篇幅原因，就不一一列舉了。

2 兩河口水電站延時(shí)的比選試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)概況

兩河口水電站位于四川省甘孜州雅江縣境內(nèi)雅礱江干流與支流慶大河的匯河口下游，是雅礱江中下游的“龍頭”水庫，是雅礱江干流中游規(guī)劃建設(shè)的7座梯級(jí)電站中裝機(jī)規(guī)模最大的水電站，也是我國藏區(qū)開工建設(shè)綜合規(guī)模最大的水電站工程。兩河口水電站攔河大壩為礫石土心墻堆石壩，壩頂高程2875.00 m，壩頂寬度16.0 m，最大壩高295.0 m。大壩壩體共分為防滲體、反濾層、過渡層和壩殼四大區(qū)。本工程壩體堆石料、過渡料和圍堰堆石料、人工骨料毛料、砌石護(hù)坡所需石料、心墻摻和石料以及部分反濾料摻配料毛料均需從石料場(chǎng)開采。本工程共有兩個(gè)石料場(chǎng)，分別為兩河口石料場(chǎng)(如圖1所示)和瓦支溝石料場(chǎng)。

圖 1 兩河口料場(chǎng)無人機(jī)掃描全景Fig. 1 Panoramic view of two UAVs scanning in Lianghekou

為確定在水工級(jí)配料開采中的合理延遲時(shí)間，兩河口和瓦支溝料場(chǎng)均開展了針對(duì)性試驗(yàn)。試驗(yàn)中采用數(shù)碼雷管實(shí)現(xiàn)不同工況的精確延時(shí)。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為充分探究延遲時(shí)間對(duì)爆破石料級(jí)配的影響，在兩河口水電站的兩河口料場(chǎng)和瓦支溝料場(chǎng)分別開展爆破試驗(yàn)，兩種料場(chǎng)的巖性有所差別，同時(shí)也可以對(duì)比不同巖體強(qiáng)度條件下延遲時(shí)間對(duì)爆破級(jí)配分布的影響敏感程度。表1給出了詳細(xì)的爆破試驗(yàn)參數(shù)，試驗(yàn)過程中主要針對(duì)孔間延時(shí)變量進(jìn)行研究。

表 1 爆破試驗(yàn)工況Table 1 Blasting test conditions

由于本次試驗(yàn)主要研究延遲時(shí)間對(duì)爆破級(jí)配的影響，需要對(duì)爆破后的石料進(jìn)行篩分，試驗(yàn)中主要采用人工篩分和基于WipFrag的塊度掃描的方法。人工篩分法通過采集爆破后破碎巖石樣本，使用一系列不同尺寸的篩盤，計(jì)算每個(gè)篩盤上巖石的質(zhì)量和體積，從而獲得破碎巖石的塊度分布。篩分法得出的結(jié)果具有較好的一致性，雖工作量較大，但由于篩分法的工作流程容易控制，篩分的精度也是目前認(rèn)為最高的，本次試驗(yàn)中，有6次試驗(yàn)的爆破級(jí)配確定采用人工篩分法。隨著計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的進(jìn)步和相關(guān)分析工具的開發(fā)，圖像分析技術(shù)已經(jīng)成為爆破破碎塊度評(píng)價(jià)較為有效的方法。本次試驗(yàn)中有6種工況采用的是基于WipFrag的爆破級(jí)配分析技術(shù)，先采用高精度攝影技術(shù)對(duì)爆破級(jí)配進(jìn)行拍攝，然后采用WipFrag程序?qū)K度進(jìn)行分析確定，如圖2所示。

圖 2 WipFrag掃描確定爆破塊度Fig. 2 Determination of blasting fragmentation by Wipfrag scanning

2.3 試驗(yàn)結(jié)果

在兩個(gè)石料開采場(chǎng)地中，均結(jié)合堆石料的生產(chǎn)開展試驗(yàn)。為保證試驗(yàn)結(jié)果的精確性，試驗(yàn)中對(duì)每一個(gè)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)密控制，圖3給出了試驗(yàn)過程與爆破后爆堆形態(tài)的照片。

圖 3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)操作與爆堆形態(tài)Fig. 3 Field test operation and burst configuration

爆破后采用前文提到的篩分方法確定爆破塊度的分布特征，針對(duì)不同工況，在對(duì)比爆破級(jí)配分布的同時(shí)，也分析其是否滿足兩河口水電站堆石料的上下包絡(luò)線要求。圖4和圖5給出了延遲時(shí)間為10 ms的爆破級(jí)配分布圖，圖6和圖7給出了所有工況的爆破塊度分布對(duì)比。

從圖6～圖7中可以看出，孔間延遲時(shí)間對(duì)爆破塊度具有明顯的影響：對(duì)于兩河口料場(chǎng)的試驗(yàn)結(jié)果而言，當(dāng)孔間延遲時(shí)間在10 ms、20 ms與30 ms時(shí)，爆破塊度的級(jí)配曲線在包絡(luò)線范圍以內(nèi)；對(duì)于瓦支溝料場(chǎng)而言，當(dāng)孔間延遲時(shí)間在5 ms、10 ms與20 ms時(shí)，爆破塊度的級(jí)配曲線在包絡(luò)線范圍以內(nèi)。這表明在其余爆破參數(shù)不變的條件下，通過優(yōu)化孔間起爆延遲時(shí)間，將顯著改善爆破效果。

另一方面，從圖中看出，隨著孔間延遲時(shí)間的增加，從0 ms增加至50 ms的過程中，爆破效果變化并不是呈固定的方向發(fā)展，總體可以分為兩個(gè)階段，從0 ms到20 ms，爆破效果往優(yōu)化的方向發(fā)展，從20 ms到50 ms，爆破效果則逐漸變差。

圖 4 兩河口料場(chǎng)延時(shí)10 ms的篩分結(jié)果Fig. 4 Screening results of Lianghekou stockyard with 10 ms delay

圖 5 瓦支溝料場(chǎng)延時(shí)10 ms的篩分結(jié)果Fig. 5 Screening results of Wazhigou stockyard with 10 ms delay

圖 6 兩河口料場(chǎng)所有試驗(yàn)工況的篩分結(jié)果Fig. 6 Screening results of Lianghekou quarry under all test conditions

圖 7 瓦支溝料場(chǎng)所有試驗(yàn)工況的篩分結(jié)果Fig. 7 Screening results of Wazhigou quarry under all test conditions

從應(yīng)力波傳播的角度，出現(xiàn)以上現(xiàn)象可采用如下解釋：在精確毫秒延時(shí)條件下，不同時(shí)段起爆的爆破孔產(chǎn)生的應(yīng)力波在不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)和空間位置發(fā)生疊加，根據(jù)波動(dòng)理論的周期性，應(yīng)力波疊加的加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)必然也具有波動(dòng)和周期性的特點(diǎn)，以上試驗(yàn)現(xiàn)象充分反映了應(yīng)力波的疊加特性在毫秒延時(shí)起爆條件下將是影響爆破效果的重要方面。以上是針對(duì)爆破試驗(yàn)中體現(xiàn)的總體規(guī)律的解釋，下文將針對(duì)孔間延遲時(shí)間對(duì)爆破塊度分布的影響進(jìn)行深入分析。

3 延遲時(shí)間爆破級(jí)配的影響分析

3.1 孔間延時(shí)與爆破級(jí)配的關(guān)系

由于本次試驗(yàn)中對(duì)每一工況的爆破塊度級(jí)配進(jìn)行了篩分確定，這為研究孔間延遲時(shí)間對(duì)爆破塊度影響提供了便利條件。另一方面，堆石壩的石料開采有其特殊性，與礦山的均勻性塊度要求不同，水工堆石壩石料開采要求具有不均勻的級(jí)配，其不同尺寸區(qū)間的級(jí)配均有嚴(yán)格要求，因此下文將分0～10 mm、10～80 mm以80 mm以上三個(gè)區(qū)間進(jìn)行討論。

(1)10 mm以下級(jí)配

圖8給出了10 mm以下級(jí)配隨孔間延遲時(shí)間的變化關(guān)系。

圖 8 10 mm以下塊度與孔間延時(shí)的關(guān)系Fig. 8 Relationship between block size below 10 mm and inter hole delay

從圖8中可以看出，對(duì)于10 mm以下的級(jí)配，孔間延遲時(shí)間對(duì)變化對(duì)其所占百分比的影響不大。對(duì)于10 mm級(jí)配，不同延遲時(shí)間，誤差在8%以內(nèi)，這表明對(duì)于小粒徑料(類似粉碎區(qū))，孔間延遲時(shí)間的影響并不明顯。從爆破破碎機(jī)理的角度，這種現(xiàn)象應(yīng)該是合乎情理的，爆破過程中，小粒徑料或者粉碎區(qū)的產(chǎn)生是由于爆破沖擊波的瞬間高壓，此時(shí)的壓力遠(yuǎn)高于巖體的動(dòng)抗壓強(qiáng)度?？组g延遲時(shí)間影響的是應(yīng)力波的疊加，此時(shí)的應(yīng)力波峰值已經(jīng)快速衰減，不足以壓碎巖石，因此決定10 mm以下塊度所占比例的核心要素是爆破孔本身的裝藥結(jié)構(gòu)、爆轟壓力以及巖體強(qiáng)度，與孔間延遲時(shí)間的關(guān)聯(lián)不明顯。

這一現(xiàn)象對(duì)水工級(jí)配料的開采爆破優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要意義。由于P5(5 mm以下塊度料)料通常在工程中有嚴(yán)格要求，在爆破設(shè)計(jì)中，提高小粒徑料的主要手段應(yīng)是調(diào)整爆破孔的裝藥結(jié)構(gòu)以提高爆轟壓力，孔間延時(shí)的影響并不明顯。

(2)20～80mm級(jí)配

圖9給出了20～80 mm級(jí)配區(qū)間范圍的塊度隨孔間延遲時(shí)間的變化曲線。

圖 9 20～80 mm級(jí)配與孔間延時(shí)的關(guān)系Fig. 9 Rlationship between 20 ～ 80 mm grading and inter hole delay

從圖9中可以看出，對(duì)于20～80 mm區(qū)間內(nèi)的爆破塊度分布，孔間延遲時(shí)間的影響是明顯的。針對(duì)40 mm、60 mm以及80 mm等不同級(jí)配，其所占百分比與孔間延時(shí)的變化關(guān)系非常相似的，均隨著孔間延遲時(shí)間的變化呈現(xiàn)波動(dòng)的變化。在此次試驗(yàn)中，5 ms時(shí)，這些級(jí)配的百分比達(dá)到最小值，進(jìn)而隨著延遲時(shí)間的增加，百分比增大，在20 ms時(shí)達(dá)到一個(gè)波峰，然后又呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。

上述現(xiàn)象論證了一個(gè)觀點(diǎn)，即在精確毫秒延時(shí)條件下，不同時(shí)段起爆產(chǎn)生的應(yīng)力波將產(chǎn)生疊加，明顯影響了20～80 mm粒徑巖體塊度的生成。這些粒徑的巖塊所占比例的變化規(guī)律與應(yīng)力波的疊加效果一樣，呈現(xiàn)波峰與波谷交替出現(xiàn)的波動(dòng)形狀。在此次試驗(yàn)中，對(duì)應(yīng)于兩河口水電站的巖性，在4.5×3.5的孔間排距下，當(dāng)延遲時(shí)間為5 ms時(shí)，40～80 mm粒徑的塊度最少。

(3)80 mm以上級(jí)配

圖10給出了80 mm以上粒徑的塊度雖孔間延遲時(shí)間的變化規(guī)律。

從圖10中可以看出，當(dāng)粒徑塊度為100 mm以上時(shí)，不同粒徑隨延遲時(shí)間的變化規(guī)律有一定的相似性，但無明顯的相關(guān)規(guī)律。這表明該區(qū)間的粒徑塊度的形成中孔間延遲時(shí)間起到的作用比重較小。已有的研究表明，對(duì)于這種大粒徑塊度的形成，巖體中自然的結(jié)構(gòu)面切割起到主要作用，爆破產(chǎn)生的應(yīng)力波在該區(qū)域已經(jīng)衰減至一定程度，無法切割巖體，因此，在這種情況下，孔間延遲時(shí)間并不能產(chǎn)生明顯影響。

圖 10 80 mm以上級(jí)配與孔間延時(shí)的關(guān)系Fig. 10 Relationship between grading above 80 mm and delay time between holes

3.2 孔間延時(shí)對(duì)爆破效果的影響分析

(1)平均塊度與孔間延時(shí)的關(guān)系

衡量一個(gè)爆破破碎程度的重要特征量是巖體的平均塊度。圖11給了此次試驗(yàn)中兩個(gè)料場(chǎng)的平均塊度與孔間延遲時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

圖 11 平均塊度與孔間延時(shí)的關(guān)系Fig. 11 Relationship between average block size and inter hole delay

從圖11中可以看出，兩個(gè)料場(chǎng)的這項(xiàng)指標(biāo)體現(xiàn)了高度相似的規(guī)律。從變化趨勢(shì)看，隨著孔間延遲時(shí)間的增加，平均塊度的尺寸先減小后增大，在延遲時(shí)間為10 ms時(shí)取得最小值，表明此時(shí)的爆破破碎程度最深。曲線的走勢(shì)再次印證了應(yīng)力波的疊加作用是巖體中形成了強(qiáng)弱不同的應(yīng)力場(chǎng)，通過合理的設(shè)置孔間延時(shí)，可以顯著增加巖體的破碎效果。因此，在此次試驗(yàn)的各項(xiàng)參數(shù)下，如果要使石料爆破的更細(xì)，則應(yīng)當(dāng)將孔間延遲時(shí)間設(shè)為10 ms。但需要指出的是，在水工堆石壩級(jí)配料的開采中，由于需要開采不均勻的石料，爆破破碎程度并不是核心的控制指標(biāo)。

(2)誤差率與孔間延時(shí)的關(guān)系

相比于平均塊度的分布規(guī)律，誤差率可能更適合反映水工堆石壩級(jí)配料的開采效果好壞。這里的誤差率計(jì)算方法為先計(jì)算某一塊度篩分的百分比與其對(duì)應(yīng)的上、下包絡(luò)線平均值的差值，進(jìn)而求差值與上、下包絡(luò)線平均值的比值。圖12和圖13給出了此次試驗(yàn)中兩個(gè)料場(chǎng)不同孔間延時(shí)條件下的誤差率變化情況。

圖 12 兩河口料場(chǎng)誤差率與孔間延時(shí)的關(guān)系Fig. 12 Relationship between error rate of Lianghekou stockyard and delay time between holes

圖 13 瓦支溝料場(chǎng)誤差率與孔間延時(shí)的關(guān)系Fig. 13 Relationship between error rate of Wazhigou stockyard and delay time between holes

從圖12～圖13中可以看出，與平均塊度分布的規(guī)律比較相似，兩個(gè)料場(chǎng)中誤差率隨孔間延時(shí)的變化規(guī)律具有較強(qiáng)的一致性。從變化趨勢(shì)看，隨著孔間延遲時(shí)間的增加，誤差率先減小后增大，在延遲時(shí)間為20 ms時(shí)取得最小值，表明此時(shí)的爆破石料的級(jí)配分布最接近于上、下包絡(luò)線的中線。但從試驗(yàn)結(jié)果同樣可看出，常規(guī)的礦山中關(guān)注的爆破破碎程度與水工堆石壩開采的效果具有一定區(qū)別。當(dāng)孔間延遲時(shí)間為10 ms時(shí)，平均塊度最小，巖體的破碎程度最強(qiáng)，但并不意味這是最優(yōu)的級(jí)配；當(dāng)延遲時(shí)間為20 ms時(shí)，此時(shí)巖體的破碎程度可能并不是最強(qiáng)，但合理的破碎使爆破石料形成了最合適的級(jí)配。對(duì)于水工級(jí)配料開采而言，在此次試驗(yàn)的各項(xiàng)參數(shù)下，最合理的延遲時(shí)間為20 ms。

4 結(jié)語

本文通過在兩河口水電站開展不同延遲時(shí)間條件下的爆破試驗(yàn)，確定了延遲時(shí)間對(duì)爆破塊度空間分布的影響特性，進(jìn)而研究了水工堆石壩石料開采中延遲時(shí)間對(duì)級(jí)配分布的影響規(guī)律，得到的結(jié)論如下：

(1)總體而言，孔間延遲時(shí)間對(duì)爆破級(jí)配分布有明顯影響，通過合理的設(shè)置孔間延時(shí)，可以顯著改善爆破石料的級(jí)配，以滿足堆石壩填筑的要求。

(2)孔間延遲時(shí)間對(duì)爆破塊度的影響具有明顯的分區(qū)特性，對(duì)于10 mm以下的粒徑，孔間延時(shí)的影響并不明顯；對(duì)于20～80 mm粒徑，孔間延時(shí)的影響最為明顯，其中應(yīng)力波的疊加可能是主要原因；當(dāng)粒徑塊度超過100 mm，孔間延時(shí)的影響逐漸變?nèi)?，此時(shí)巖體結(jié)構(gòu)面的原始切割可能其主要作用。

(3)此次試驗(yàn)中，從加強(qiáng)巖體破碎的角度，最優(yōu)的孔間延遲時(shí)間為10 ms；如果以誤差率反映開采效果的好壞，最優(yōu)的孔間延遲時(shí)間為20 ms。試驗(yàn)結(jié)果充分體現(xiàn)了礦山開采與水工堆石壩級(jí)配料開采的差異性，水工級(jí)配料開采中，巖體的破碎程度可能并不是最強(qiáng)，其追求的合理利用爆破能量破碎巖石使之形成特定的非均勻級(jí)配分布。

需要說明的是此次試驗(yàn)的工況有限，得到試驗(yàn)成果規(guī)律性有限，接下來將通過開展更多工況的試驗(yàn)或數(shù)值仿真，對(duì)本文的論點(diǎn)進(jìn)一步論證和改進(jìn)。