爆破课程设计.doc

石灰石矿露天深孔台阶挤压爆破设计

《爆破工程》课程设计说明书

设计题目
石灰石矿露天深孔台阶挤压爆破设计
专业名称

学 号

学生姓名

指导教师

2013年12月

攀枝花学院本科学生《爆破工程》课程设计任务书

题目：石灰石矿露天深孔台阶挤压爆破设计
某石灰岩露天矿山，石灰岩较坚硬（f=10），节理裂隙发育，台阶高度12米，台阶坡面角α=75°，爆区长度50米。采用露天潜孔钻机（钻孔直径d=200毫米，最大钻孔深度20米）穿孔。要求对一次爆破进尺15米进行爆破方案技术设计。

目 录
一、工程概况 5
二、爆破设计方案的选择 5
三、主要技术要求 5
四、爆破参数的选取 5
五、炮孔布置、装药、堵塞和起爆网路 7
六、爆破安全距离计算及安全警戒范围 8
七、爆破安全措施 9
八、爆破安全警戒 9
九、爆破施工 9
十、 经济指标分析 11
十一、 结语 11
附图 12
参考文献 13

石灰石矿露天深孔台阶挤压爆破设计

一、工程概况
在某大型石灰岩露天矿山，石灰岩较坚硬（f=10），节理裂隙发育，台阶高度12米，台阶坡面角α=75°，爆破进尺15米，爆区长度50米。矿山采用露天潜孔钻机（钻孔直径d=200毫米，最大钻孔深度20米）穿孔。要求进行爆破方案技术设计。

二、爆破设计方案的选择

根据爆区环境和地质结构，石灰岩较坚硬，节理裂隙发育，故采用φ200 mm潜孔钻机垂直钻孔形式，自上而下，所以选择露天深孔台阶挤压爆破技术方案。

三、主要技术要求
⑴ 爆破安全要求：爆破振动、冲击波、飞散物不会对周建（构）筑物、人员和设备产生影响。
⑵ 爆破质量要求：大块率不能超过5%，爆破堆积有利于装载作业。
四、爆破参数的选取
1、炮孔直径D D＝200mm
2、台阶高度H H＝12m
3、第一排的最小抵抗线W1
由于挤压爆破第一排孔的最小抵抗线比正常排距大，一般为20%~40%，取30%。
所以w1=(1+30%）b=1.3×6=7.8m
4、第二排及后面排的最小抵抗线w2
⑴、按钻机作业安全条件算 取bc=2.7m
W2＝H ctg75°＋2.7＝6.7m
⑵、按孔径算 W2＝30d＝30x0.2=6m

，底盘抵抗线与台阶高度关系的计算，取系数0.8
W2=0.8H=0.8×12=9.6m
据上述计算结果和以往实践经验取W2＝6m
5、孔距a a＝mW2=（0.9--1.2）W2 取m=1.2
a ＝7.2m 取整数a=7m
6、排距b 采用等边三角形布孔方式布置，则b=asin600=0.866a=6m
而爆破进尺是15m，根据6×2=12m，在其范围内，可布设两排炮孔。
每排50/7=7个炮孔，总排孔数2×7=14个炮孔。
7、堵塞长度L2 L2 =0.8w1=0.8×6=4.8m
8、超深h h＝（0.15—0.35）w1 取系数0.2
h=0.2×6=1.2m
前排取h＝1.2m，后排取1.0m

9、孔深L L＝H＋h=12+1.2=13.2m
采用垂直孔，前排L=13.2m，后排L=13.0m
10、装药长度L1
L1=L-L2=13.2-4.8=8.4m

11、挤压爆破单位炸药单耗量qo
根据f=10，可选择单位炸药单耗量q=0.45kg/m3，又因为采用的是挤压爆破，所以挤压爆破
单位炸药单耗qo比普通爆破炸药单耗增加30%-40%，取30%，所以q0=0.58kg/m3
12、单孔药量Q Q前排＝qaw2H＝0.58×6.0×7.8×12＝328.5kg
Q后排＝KqabH＝1.2×0.45×6.0×6×12＝233.3kg，取K=1.2

13、装药长度L1 L1前排＝328.5÷8.4＝39.1m
L1后排＝233.3÷8.4＝27.8m

14、爆渣厚度 爆堆的厚度和高度对爆破质量也有一定影响。一般取爆堆厚度为10~20m，若孔网参数小则压碴厚度取大值。爆堆厚度与台阶高度和铲装设备容积也有关系，在保证爆破效果的条件下应尽量减小压碴厚度。所以考虑其爆破效果，可取B=12m。

15、前冲距离L
K取1.5，B1取12m，α=600
L=31.92+4.23Kp-3.81B1-0.15α+B12/Kp+0.0015α2
=31.92+4.23x1.5-3.81x12-0.15x60+12x12÷1.5+0.0015x60x60
≈85m

五、炮孔布置、装药、堵塞和起爆网路

1、炮孔布置

炮孔布置采用三角形（梅花形）布孔（附图）

2、装药、填塞
孔内无水时采用2号岩石硝铵炸药，炸药包装形式为散装，孔内有积水无法排除时，应使用岩石乳化炸药。采用连续装药结构，炸药沿着炮孔轴向方向连续装填，每个炮孔装药后都要对剩余长度进行填塞，填塞料用炮泥或钻孔细屑，不得用石块和可燃物进行填塞，填塞要密实，中间不得出空洞，填塞同时应要注意保护起爆网路不受损坏，要确保填塞长度和质量，禁止无填塞或半填塞爆破。（附图）
3、起爆网路
采用逐孔起爆技术，每孔内装入两发EXEL16段非电导爆管雷管，地表雷管孔间采用17ms延期雷管，排间采用42ms延期雷管，实行逐孔起爆。注意在装入导爆管时，要将所有导爆管都入塑料连接套内。由于是挤压爆破，所以其时间间隔也比普通爆破长30%~60%，取40%，地表雷管孔间采用24ms延期雷管，排间采用59ms延期雷管，以便使前排孔爆破的岩石产生位移形成良好的空隙槽，为后排创造补偿空间，发挥挤压作用。

六、爆破安全距离计算及安全警戒范围

1、爆破地震安全距离计算
V＝K()a
式中V—爆破地震引起的质点振动速度，cm/s
Q—最大一段装药量，328.5kg
R—爆破中心到保护物最短距离，m
K，a岩石系数和有关衰减指数，K暂取170，a取1.5
经计算：V＝0.62cm/s

2、爆破冲击波距离计算
RK＝25
RK—爆破冲击波对掩体内人员最小允许距离，m
Q—最大一段装药量328.5kg
经计算：R＝172.5m
露天爆破，在保证良好的填塞质量和长度的情况下，基本可以不考虑爆破冲击波的影响。

3、爆破飞散物飞散距离
Rf＝K·D
R—爆破飞散物飞散距离，m
K—安全系数15—16，取15.4
D—炮孔直径，200mm
经计算：Rf＝3.08m。

七、爆破安全措施
（1)成立爆破安全小组，爆破负责人任组长，对工程安全负全面责任，组员为爆破技术人员、安全员、爆破作业人员及警戒人员等组成。
（2）建立安全规章制度，组织爆破作业人员认真学习国家《爆破安全规程》、
《矿山安全法》和省、市等有关规定，并严格按操作规范及有关规定执行。
（3）爆破作业人员必须做到持证上岗。
（4）爆破技术人员必须认真勘测，精心编制爆破设计方案，使设计方案做到设计合理、技术可行、安全可靠、经济合算。
（5）爆破设计方案必须通过有关专家论证评估通过后，方可实施作业。
（6）开工前分工种进行技术交底，严格按设计要求进行施工，确保施工质量符合设计要求。
（7）设计人员或审核人员必须到现场指导施工，爆前认真检查孔网参数（孔深、孔距、排距、最小抵抗线、倾角等）是否符合设计要求，如未达到要求及时进行处理。装药时，应认真复核装药量、填塞长度、填塞质量及防护措施的落实。爆破后认真检查，发现盲炮及时处理，如有危石进行排除。
（8）认真做好安全警戒工作，爆破时间做到定时，起爆前，所有无关人员及机械设备等必须撤离警戒线以外，爆破要有明确的视、听信号，做到广而告知。
（9）爆破器材严格按《爆破安全规程》的有关规定执行，做到专人看守，出入登记，帐物相符，严防流失，确保安全。
（10）在爆破时，关闭矿内自用配电房电源和在安全警戒范围内禁止来往车辆通行。
八、爆破安全警戒
8.1安全警戒距离
为了防止个别飞石飞散伤人，必须采取加强堵塞，同时做好人员的安全警戒，深孔爆破以200m为半径设置警戒岗哨，避免爆破飞石对人员造成伤害。
8.2警戒岗哨设置
根据爆区周围环境实际情况，每次爆破设置4个警戒岗哨。
8.3起爆信号
⑴预警信号。起爆前，人员疏散——警戒人员到位——各清场组、警戒组——向指挥长汇报清场完毕——指挥长下令发出预警信号（预警信号在起爆前10分钟发间断的呜… …呜… …呜声）——各警戒岗哨阻断交通，禁止一切人员进入危险区，技术组联结起爆雷管。
⑵起爆信号。起爆时，各组向指挥长汇报一切准备完毕后，指挥长发出起爆信号（发连续短促的呜… …呜… …呜声!）,进入倒计时，5、4、3、2、1起爆。
⑶解除信号。起爆15min后，爆破员进入爆破现场检查，确认完全起爆或处理完毕后，向指挥长汇报解除信号（发嘀哒… …嘀哒… …声）解除警报未响前人员不得移动。
九、爆破施工
9.1爆破施工工艺流程
爆破作业面平整→钻爆设计→测量布孔→钻孔→钻孔验收→申请领取炸药→装药→填塞→联接网络→爆破系统安全检查→安全警戒→起爆→爆后检查处理→收集整理资料。
9.2爆破施工技术措施
⑴在钻孔之前，先对爆区表面的浮土、杂草、树木等进行清理，并采用浅眼爆破技术对炮脚进行修整，使其形成深孔爆破所需要的台阶工作面。
⑵布孔:按照设计要求，于现场布置炮孔位置，并向操作人员进行技术交底，使其掌握各项孔网参数（深度、倾斜角度、最小抵抗线、孔距和排距等）技术要求。
⑶钻孔：按照设计技术交底要求，于现场布置的炮孔位置进行钻孔；在钻孔时，按标准化作业程序进行操作，把好质量关，使孔深、倾角、方向等都应满足设计要求。
⑷装药：在装药前，应对炮孔逐个检查，炮孔的孔深、倾角、孔距、排距等孔网参数是否符合设计要求，根据孔网参数按设计药量和装药密度进行装药，并在装药时进行调整，不同的爆破方法应有不同的装药结构，以达到最理想的爆破效果。
⑸填塞：所有炮孔装药后，都要用泥团或者岩粉碴填塞，并按设计要求，要有足够的填塞长度，并边填塞边捣实，确保炮孔填塞质量。
⑹联线起爆：按设计的起爆网络联线后，人员撤离现场，派出警戒人员，发出爆破信号，待检查准确无误后，再点火起爆。
⑺爆后检查：起爆15min后，爆破员方可进入爆破现场检查爆破效果；因地质情况不明等因素导致爆破欠佳时，应查明原因，调整参数，及时改进。
⑻爆后如发现有盲炮，可用下列方法处理：
a） 经检查确认炮孔的起爆线路完好，且最小抵抗线无变化者，可重新联线起爆，同时加大警戒范围。
b） 处理深孔盲炮，可在距盲炮孔口不小于10倍炮孔直径处另打平行孔起爆；如所用炸药为非抗水硝铵类炸药，且孔壁完好者，可取出部分填塞物，向孔内灌水，使之失效，然后作进一步处理。
本工程主要爆破材料为炸药、导爆管雷管等，其年供应计划详见下表5。

表5 爆破材料年供应计划表
序号
材料名称
单位
数 量
备 注
1
炸 药
t
50

2
导爆管雷管
发
1300

3
导爆管
m
10000

4
传爆四通
只
5000

十、 经济指标分析
在穿爆成本的构成因素中，占主体的是炸药成本和穿孔成本，利用高精度导爆管雷管和中深孔爆破技术优化孔网参数后，可以改善爆破效果，减少大块和底根，提高铲装效率，使采矿综合成本有所降低。
爆破地震强度的减弱，确保了矿山安全生产和附近重要建构筑物的安全。
十一、 结语
　中深孔挤压爆破技术是目前国内广泛采用的用于矿山剥离、采矿、水利工程及铁路开挖等工程的主要爆破方式。在中小型露天矿山开采中推广应用该技术是将中深孔爆破技术、有关的开采技术和凿岩穿孔等设备应用于中小型露天矿山，以改善中小型露天矿山安全生产条件，减少生产事故。该技术针对不同的露天矿山地形地貌、生产规模和资金投入等条件，分别采用正规台阶、轻型浅孔钻台阶和中深孔简易台阶等方式进行开采，爆破技术采用以非电起爆系统为主的多段微差爆破。不同模式的中深孔爆破开采技术，给各种条件的露天矿山安全技术改造提供有效的技术途径和手段，具有安全保障程度高，作业条件好，开采能力大，生产效率高，爆破周期长、飞石少，爆破器材配送管理方便，综合效益明显提高。若将其与矿山生产的爆破参数优化、高精度导爆管雷管器材的使用、孔间爆破应力波叠加原理相统一，必将推动爆破技术的进步。

附图：

炮孔装药结构

炮孔布置图

参考文献

《爆破安全规程》（GB6722--2003）
《民用爆炸物品管理条例》（国务院2006年5月10日）
《中华人民共和国安全生产法》（2002.11）
《工程爆破理论与技术》于亚伦主编
采石场环境、地质状况与销售合同要求。

第 12 页