别斯库都克煤矿首采面剥离及试采爆破设计方案.doc

别斯库都克煤矿首采面剥离及试采
爆破设计方案

设计：

审核：

审批：

新疆雪峰爆破工程有限公司
年 月 日
土石方剥离爆破设计方案
一、工程概况
本工程为土石方爆破工程，主要是该区段的石方爆破开挖。爆区四周300米内均无建筑物及防护对象，爆区岩性主要有砂岩、变质岩。普氏硬度系数f=6—8。炮孔直径为Φ90mm、Φ115mm，设计孔深4米13米。
爆破方式为松动控制爆破。
二、爆区地形、地质及周围环境
1、爆区地形地质条件
爆区岩石岩性简单，爆区岩性主要有砂岩、变质岩。普氏硬度系数f=6—8，物理力学性质良用好，可爆性差。
2、爆区环境
爆区具体范围为业主提供的范围。周围500m内均为空旷地带。爆破环境较好。
三、总体设计方案
1、设计依据
（1）《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》；
（2）国家标准《爆破安全规程》GB6722-2003；
（3）工程现场实地勘查；
（4）爆破工程手册。
2、爆破方案选择
根据该地形状况和周围环境，设计主体采用深孔台阶式爆破和浅孔台阶式爆破，台阶形成前剥离及爆后零星孤石用浅眼爆破处理。
深孔爆破方案：分层爆破，台阶高度约为10m，钻孔直径为120mm。
浅孔爆破方案：采用浅孔控制爆破。施工便道开挖、大块解小及爆区开挖深度在5m以内时，采用浅眼排孔爆破，钻孔直径42mm。
3、设计原则
（1）由上往下分台阶施工。工作面为根据实际地形情况选择，但以选择从距离矿方生活区及办公区域较远处开挖为宜。
（2）为了提高石方爆破日产量，主要采用潜孔钻进行机械钻孔作业，钻孔直径为120mm。
（3）深孔台阶松动爆破和浅孔台阶控制爆破的爆破原则，深孔爆破为主。
（4）根据该地形状况和周围环境，开拓施工便道，以便于爆破施工及石渣方量的清运开展工作。
（5）对高度较低的及不便于清除的大块孤石的二次破碎等，可要用手持风钻浅眼钻孔爆破。
（6）每次爆破的布孔形式，都要根据地形灵活掌握。
（7）每次爆破主要采用毫秒延期导爆管雷管，二次破碎使用电雷管。
四、爆破参数的设计
1、深孔爆破技术参数设计、计算
（1）深孔爆破技术基本参数如下：
①最小的抵抗线（W）
最小抵抗线是爆破设计中的重要参数，应从安全、经济、利于钻孔等多个方面综合考虑。本次深孔爆破钻孔孔径为120mm。因此，深孔爆破最小抗线为4.0m。
②孔间距（a）
孔间距a=5.0m
③孔排距（b）
孔排距b=4.0m。
④孔深（L）
由于开挖梯段高度H=10m，钻孔时应超深h=2m，钻孔深度为L=12m；
⑤炸药单耗（q）
Q取0.35～0.45kg/m3，具体单耗由试爆确定。
⑥单个药包药量计算
单孔药量：
Q=q·a·b·H
单孔标准药量
Q=0.4×5.0×4.0×12=96kg
⑦药孔布置
深孔采用矩形或梅花形宽孔距布孔。起爆时采用排音微差起爆的顺序，利用其空中碰撞达到块度均匀的效果。
（2）装药、充填设计
填空塞长度：深孔爆破的填塞长度一般取25～30倍孔径；本标段的典型梯段爆破中，孔径ψ120mm爆破孔填塞长度大于3.0m，并且采用密度较大的粘土进行密实堵塞。
堵塞质量：对于堵塞段无水的炮孔，孔口一律用湿黄土，土中不得夹有石块，堵塞时应边填土边轻轻捣实，少填勤捣，防止卡孔，并注意保护好雷管线。对于孔口堵塞段有水炮孔，先将水抽干，立即进行堵塞。
装药结构：选用乳化炸药（或袋装硝铵炸药）装药。后排采用连续装药，第一排炮孔分层装药，上部装40%，下部装60%，中间用炮泥或密实砂土或钻孔的岩粉间隔，详见装药结构图。
2、浅眼排孔爆破参数
本工程还需要结合使用浅孔控制爆破，施工便道开挖、大块解小及爆区开挖深度在5m以内时，采用浅眼排孔控制爆破方式。
（1）参数计算
孔径：d=90（mm）
孔间距：a=4.0（m）
排间距及抵抗线：w=b=3.0（m）
钻孔深度：h=5m
超深：h=50cm
采用梅花形或矩形布孔，倾斜钻孔，角度见示意图。
药量计量：
单孔药量：Q=q.a.b.H
式中：q—单位体积耗药量，取0.35～0.45（kg/m3）岩性软，取小值，岩性硬，取大值。最终单耗经试爆确定。
每孔标准药量：以4m深度为例。
Q=q.a.b.h=0.4×4.0×3.0×5.0=24kg
（2）装药结构
采用连续装药结构，距离建筑物较近时，考虑用分层装药。
（3）堵塞
采用沙土或炮泥堵塞，堵塞长度ld﹥w
3、大块解小的小抵抗线爆破
（1）孔径d=38～42mm
（2）孔深
l=（～）H
H—钻孔方向岩石的厚度，
若孔方向为临空面，取小值；若钻孔方向的岩面与地面紧密结合取大值。
（3）最小抵抗线W=B/2，
B—大块岩石最小边的厚度，钻孔方向与B的方向相垂直。
（4）炸药单耗q=（0.06～0.11）kg/m3
（5）每孔药量Q：
①当大块为近似球体或正方体时，Q=qv
②当大块的钻孔长度L/w〈2时，Q=qw3
③当大块的钻孔长度L/w〉2时，Q=（1/2～1/3）qw3L
（6）堵塞长度Ld〉0.8w，并用炮泥充填。
五、爆破网路设计
爆破主要起爆器材采用毫秒微差导爆管雷管和毫秒微差电雷管。起爆网路为主要为非电起爆网路。这一爆破网路具有连接方便、起爆可靠、使用简单方便的优点。
1、网路联接形式
采用毫秒微差导爆管雷管起爆网路（见附图）。每孔装1～2发雷管。分层装药时每层装一发雷管。
2、 延期形式
采用孔内毫秒微差导爆管电雷管延期起爆，以降低每段齐爆的药量，充分达到延期和减震的目的。
3、起爆方式
采用远程起爆器起爆非电网路的起爆方法。
六、爆破安全技术措施
爆破安全技术措施有二个方面：一是施爆过程中的安全，二是爆破个别飞石、地震波、空气冲击波、爆破噪音方面的安全。本工程通过精心设计、精心施工、严格控制，达到既能满足工程需要，又能保证安全要求的目的。
1、个别飞石的控制
按国家《爆破安全规程》，浅孔爆破飞石安全允许距离按设计但不小于200米，本爆破工程是松动爆破为主，但为安全起见，警戒范围选距每次爆破点200m范围内。爆破时间选择在白天，这样能见度好，便于警戒观察；且应控制填塞长度以降低爆破飞块的飞散距离，保证被保护目标的安全，抵抗线必须朝向空旷的地带。
露天爆破常常容易产生飞石，但设计采用了以下几种措施，能把飞石有效地控制在百米之内。
（1）、爆区边缘采用低单耗弱松动控制爆破防止个别爆破飞石。
（2）、前排布置常规炬孔距钻孔、分段装药，形成爆破岩石帘，阻止个别飞石。
（3）、爆破抵抗线朝向宽旷地带，避免朝向矿方生活区和办公区域。
（4）、选择合理单位耗药量是控制飞石的关键：单孔装药量过大，必然造成大量飞石的抛掷过远等现象，必须选择合理的单位耗药量。
（5）、处理好有水孔，加强堵塞，保证良好的堵塞质量。堵塞长度不够或者堵塞质量不好，特别是有水炮孔，势必造成冲炮，出现大量飞石。
（6）采用低威力、低爆速炸药，采用不偶合装药方式。
2、爆破震动的安全校核
根据国家《爆破安全规程》，将地面建筑以一般砖房、非抗震的大型砖砌建筑物为代表，规定地面质点的安全震动速度，本工程距离爆区最近的工棚为一般砖房结构房屋，为确保其安全，确定以振速1.5cm/s控制单段起爆药量。
（1）中深孔一次最大起爆药量的确定
Q=（V/K）3/aR3
式中：Q—一次起爆的最大药量；
V—控制的震动速度，1.5cm/s；
K—爆破介质为普坚石，但保护的民房与爆破的岩石之间有些的软岩石和土层相隔，综合考虑，K值取150较合适。
a—取1.5；
R—装药中心至保护目标的距离，假设距离需要保护建筑物最近处250m。
根据计算：Q=1562.5kg，实际施工中，单响药量最大不超过100kg，远远小于理论计算单响最大药量，故可保证爆破震动的安全。
根据爆破设计方案，考虑到施工速度及作业方便，每次爆破均采用装药相对分散和孔内延期起爆的措施，使每次齐爆的药量大大减少，以减少地震波的危害，根据每次爆破爆破点距房屋的距离，对每次的单响齐爆装药量进行严格控制。
（2）、爆炸空气冲击波影响范围
因本次爆破主要采用深孔爆破，尽可能避免用外部装药进行二次破碎，因此冲击波的影响极小，根据该工程地形环境等特点，浅孔爆破和大块解小的二次爆破时，抵抗线要避开村庄和人群方向，朝向开阔无人地带。
七、施工方法
1、施工准备
本工程主要以深孔爆破为主，从装药到起爆等各工序都具有一定的风险性，因此，必须有严格、周密的施工组织，才能保证设计的顺利实施，施工前应保证以下几项准备工作。
（1）、组织专业职能领导机构和爆破指挥部。
（2）、爆破火工品进场时应组织安全保卫、由业主保安人员对爆破现场及爆破器材进行保卫工作。
（3）、联系落实有关爆破器材来源，确保按设计提供高质量器材品种。
2、钻孔施工技术
（1）、钻孔孔径的选择
进行深孔爆破，钻孔孔径选120mm；浅孔爆破钻孔直径选90mm。
（2）、钻孔深度的控制
深孔爆破由于家爆破规模、爆破振动、地形地质及钻孔速度等诸多因素的影响，为了实现钻爆、运循环作业和连续的机械化施工，一般钻孔深度不应超过15m，浅孔爆破在距离建筑物较近时，深度可控制在2米以内，距离较远时钻孔深度适当增加。
（3） 、钻孔精度的控制
①钻孔孔位精度：钻孔作业应尽可能地按爆破设计的炮孔间距和排距钻孔，在实际钻孔时，由于受地形、地质等因素的影响，不能完全准确地按设计的位置钻孔，但是，为了保证爆破效果，钻孔孔位误码差为±20cm，对于一些不能按设计钻孔的炮位，应适当地前后左右移动，不能轻易地取消炮孔。必须严格地控制孔位精度，否则，不仅爆破效果不好，还将有炮根，对下一层钻爆作业十分不利。
②钻孔角度的精度：为了控制爆破飞石，改善爆破效果，有时设计斜孔，一般倾斜角度为75～85度，在钻孔作业时，对于倾斜的炮孔应按设计的角度钻孔，特别是一排炮孔，倾斜角度的误差不能大于±5度。
③钻孔深度的精度：无论是一次性的爆破，还是分层爆破，钻孔孔深（包括超钻）是十分重要的，深度不够，爆破效果就不好，炸不到设计的深度，使下一层钻爆作业十分困难，因此必须严格控制钻孔深度，一般误码差不应大于±30cm。对于个别的堵孔、卡孔现象，应作好处理工作，用炮棍捣通或用高压风管吹通，否则，应重新补孔。
（4）钻孔技术
①钻孔平台的修建
无论是一次性爆破，还是台阶式爆破，都应为钻机修建钻孔平台。平
台的宽度不得小于12m，一次布孔3排。平台要平整，便于钻机行走和
作业，在施工时，可采用小爆破，推土机整平的方法，为钻机修筑平台。对于分层台阶式爆破平台，应根据设计的爆破梯段，从上到下逐层修建，上层爆破后为下层平台的修建创造了条件，上一层的下平台是下一层的上平台，因此，每一层的爆破，都应对钻孔进行严格的控制，为下一层的钻爆作业创造良好的条件。
②钻孔技术
a. 钻孔质量标准：孔位、孔深、角度符合爆破设计的要求，误差在允许的范围内；孔口完整、孔壁光滑、孔身直顺。
b.钻孔要领：司机应掌握钻机的操作要领，熟悉和了解设备的性能、构造原理及使用注意事项，有熟练的操作技术，并掌握不同性质岩石的钻凿规律。
c.开口技术：对于完整的岩面，应先吹净浮碴，给小风不加压，慢慢冲击岩面，打出眼窝后，旋转钻具下钻开孔，当钻头进孔后，逐渐加大风量至全风压快速凿岩状态，对于表面有风化的碎石层或由于上层爆破使下层表面裂隙很多甚至松散的情况，若开口不当，会形成喇叭口，碎石随时都可能掉进孔内，造成卡孔或堵孔，且不光滑的孔壁亦会出现装药时卡孔现象，这不仅影响钻孔速度，还影响爆破效果，因此，开口时应掌握一定的技术，首先，应使钻头离地给高风高压，吹净浮碴，按“小风压顶着打，不见硬岩不加压”小风压顶着打，不见硬岩不加压开口要领；其次为了防止孔口坍塌就采用泥浆护壁技术，即将黄泥浆注入孔内，施转钻具下钻，用一压一转的方法将黄泥挤入石缝，然后上下提放钻杆，使黄泥牢固孔口，孔口上部可人工用黄泥护壁，使松散的碎石牢固，不会受到振动影响而掉进孔内。
d.钻孔技术：孔口开好后，进入正常钻孔时，也应掌握一定的技术。对于硬岩：应选用高质量高硬度的钻头，送全风加全压，但转速不能过高，防止损坏钻头，对于软岩：应选全风加半压，慢打钻，排净碴，每进尽1.0～1.5m提钻孔吹一次，防止孔底积碴过多而卡孔；对于风化破碎层：应风量小压力轻，勤吹风勤护孔，为了防止塌孔现象，每进尽1m左右就用黄泥护孔一次。
3、装药与堵塞
（1）装药：
①每个孔口应由专人负责，记录装入各孔的炸药品种和数量，并与设计数量核对无误后，再填卡、签字或盖章，交爆破负责人。
②装药前应与当地气象，及时掌握气象资料尽量选择晴天进行装药填塞。
③装药工作时，应在爆破工作技术人员指导下进行。
④爆破中，使用合适炮棍，进行装药在装药过程中引导炸药
保证顺利装药和保证一定的堵塞长度。
⑤水孔的处理：对水孔首先要搞清是什么水，如果是属地表渗入或雨水，则可用高压风排除，在孔底的部分残存水部位装上防水炸药可按深孔水压爆破进行装药，只将堵塞段的水处理掉即可；如果属裂隙水或地下水，则应主要使用防水炸药，或为了保证一定的装药密度，可在排水后迅速装药，由密实的炸药来延缓地下水的渗浸速度，并尽可能缩短水孔装药到起爆的时间。
⑥起爆雷管必须按设计要求放入孔内，并在周围用炸药将空隙填满，同时将雷管的导线引至孔口保护好。
（2）堵塞：
①堵塞开始前，应根据设计要求备足填塞材料，堆放在孔口附近。
②装药完毕后，药室中间采用空气间隔堵塞，孔口采用沙土细料充填，顶部不留空隙。
③堵塞时，应有专人负责检查督促堵塞质量，堵塞完毕，应进行检查。
4、起爆网路及起爆站工作
（1）起爆网路
采用点起爆网路：孔内采用延期毫秒差电雷管。
（2）起爆站
①爆破的起爆工作在专门设置的起爆站内进行，起爆站应设在安全地点，并必须有良好的通讯设备，音响信号应清楚、准确。
②起爆站应在装药前建成，并应设有专人看管。
③起爆站应由爆破负责人指派的站长全面负责站内工作。
八、安全生产管理措施
1、本工程施工操作中，各工种应严格遵守以下安全规范
《建筑施工安全检查评分标准》JGJ46-2005
《爆破安全规程》GB6722-2003
以及国家、省、市颁发的其它相关的有关安全规范和规定。
2、建立施工现场安全检查制度
（1）、建立以工地负责人领导参加的包括施工员、安全员，各工种操作人员组成的安全领导小组，并组成安全管理小组，以监督各分项工程施工中的施工安全。
（2）、在施工中还应建立健全各工程的安全生产岗位责任制，做好安全技术交底，安全宣传教育，安全检查，安全设施验收的安全管理工作。
（3）、安全技术交底应由施工员，专职安全员向各工种班组进行书面交底，各作业班组在未接到安全技术交底任务书时不得开工作业。
（4）、各工种使用的机械设备应按其技术性能要求正确使用，缺少安全装置或安全装置不灵的机械设备不得使用。
（5）施工平面布置，施工道路，临时设施，临时用电、用水、主要施工机械设备及了工地办公室，生活设施等符合安全防火要求，并做好“四防”工作。
（6）、施工作业人员在施工中如与安全生产发生矛盾时，必须服从安全要求，真正做到“安全为了生产，生产必须安全”的宗旨。
3、爆破施工的安全措施
（1）爆破施工安全要求
①严格按国家有关法律、规定办理爆破器材的购买手续，必须向所在地市、县公安局申请领取“爆破物品使用许可证”方可使用爆破物品。
②爆破装药人员必须有“爆破员作业证”，方准从事爆破作业。
③严格领料和退料制度，每次爆破必须按量领料，下班时多余的炸药、雷管一律交库保存，不准私自保管。
④严格按国家有关规定进行爆破材料的正确运输、保管、加工和检查试验工作。
⑤起爆时间一定要定时、准确、每次爆破要有正规的爆破信号和安全警戒制度。
⑥在危险区内的建筑物、道路、管线等，采取安全保护措施，防止爆破飞石的破坏。
⑦在爆破危险区的边界设立警戒哨和警告标志，将爆破信号的警告标志和起爆时间通知当地单位和居民，起爆前，督促人、畜撤离危险区。
⑧禁止黄昏、黑夜、大雾、雨天进行爆破作业。
⑨使用的火工品材料不能过期失效，雷管必须同厂同批产品。
（2）、起爆药包加工要求
①严禁在爆破器材存放地点加工药包，应在附近单独房间或帐篷等安全场进行加工，数量应按设计确定。
②加工药包时，人员之间要保持一定距离，有隔离设施时，不小于1.5
米；无隔离设施时，不小于3米
③药包加工时，应放在警戒区内，无关人员不准接近加工场所。
④爆破器材存放量，不得超过当班用量。
（3）、钻孔与验收安全要求
①爆破钻孔施工，应严格按爆破技术人员设计确定孔网参数、孔深、孔的方位进行，遇到与设计不相符合的要在现场标明，并及时报告爆破工作领导人。
②钻孔和装药作业不得同时进行。
③装药前，现场工程技术人员应对炮孔逐个进行检查验收，并编号登记，标明位置数目、尺寸、对于不符合设计要求的炮孔要特殊说明，由设计人员处理。
④爆破工程技术设计人员，要参与检查验收施工质量。
（4）、装药与起爆网路的安全要求
①制作药包必须在选定的安全场所进行，每个药包应严格按爆破设计要求准确称量，并按药包重量、雷管段别、药包个数分类编组放置，由专人看管登记，严格领取手续。
②装药现场严禁烟火，装药过程由专人监督检查。
③需要防水的药包，在药包加工制作时进行防水处理。
④装药人员，应严格按爆破设计药量装药，用木质炮棍和准备好的炮泥堵塞，要保证堵塞质量。
⑤由专人负责各区段和其间的爆破网路连接，并检查连接后的网络参数。
⑥严格按爆破设计进行防护及覆盖，确保个别飞石控制在设计安全范
围内，防护及覆盖工作完成后，必须重新检查起爆网路，核准无误后才接入起爆装置。
（5）、爆破作业组织机构
由于爆区环境和用药来看，此次爆破工程属环境复杂的爆破工程，为保证爆破顺利进行和确保安全准爆，应成立爆破指挥部，指挥部下设以下职能组：
技术组—负责设计及施爆技术指导。
施工管理组—负责施工人员组织、指挥，打眼、装药。
火工器材组—负责爆破器材领取、保管，按单发放和清退。
居民疏导组—负责警戒区内无关人员的撤离。
安全警戒组—负责各警戒点警戒工作，无关人员不得进入警戒区。
（6）、安全警戒及起爆
①在业主的协助下，爆破作业前向爆区附近单位和居民发布爆破公告，公告内容包括：爆破地点、起爆时间、警戒范围、警戒标志，各种信号及其意义，以及发出信号的方式、时间、安全措施等有关注意事项。
②开始装药作业时，在爆破区域四周设爆破作业警示牌，并配安全警戒人员，进入爆破现场的工作人员，要佩戴施工工作证胸标，爆破员随身携带《爆破作业证》。
③本次爆破警戒范围为距离爆区200米范围内，并用小红旗为警戒标志。
④起爆前30分钟，居民疏导组人员到岗，分片负责将警戒区内无关人员撤离至警戒区外的安全地点。
⑤起爆前30分钟安全警戒组人员到岗，按计划绝断各通往或经过爆破点的道路直至发出解除警戒信号后，方准离开警戒岗位。⑥负责人员撤离的居民疏导组负责人，在完成撤离任务后，必须及时向指挥长报告，负责安全警戒的警戒组负责人，也要及时向指挥长报告警戒工作情况。
⑦人员撤离后，在未发出解除信号前，任何人不准再进入爆破警戒区。
⑧指挥长在确认人员全部撤离危险区域后，通过对讲机用倒计时方式发出起爆命令。
⑨警戒与起爆信号
爆破时必须同时发出声响信号和视觉信号，使危险区内的人员都能清楚地听到和看到。
第一次信号——预告信号。所有与爆破无关人员应立即撤离到危险区以外，或撤至指定的安全地点，在危险区入口处应设立岗哨。
第二次信号——起爆信号。确认人员和设备全部撤离危险
区，具备安全起爆条件时，方准发出起爆信号，根据起爆信号，准许起爆。
第三次信号——解除警戒信号。经检查人员检查确认安全后，方准发出解除警戒信号。在未发出解除警戒信号之前，负责警戒的人员应坚守岗位，除爆破工作领导人批准的检查人员外，不准任何进入危险区内。0万U豆体验卡
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