大型石方爆破设计方案.docx

3#取石场

爆

破

设

计

二○○五年五月十一日
一、 工程概况
1． 工程简介
该工程地处广西省贺州市黄田镇里宁村蒋家寨与村肚子寨交界处。工程目的为石料开挖爆破工程，用于甲方路基、站场填方提供料石。用料量大，时间紧，开采难度较大。整个爆破山体平地拔起四周陡峭近似90○，高度大约在80米左右。施工人员、设备、材料很难攀登运送。详见照片。
2． 工程地质概况
因甲方不能提供地形，地质资料，故施工方只能通过现场实地观察，初步判定。该处岩石为石灰岩，呈中厚层产出，从上部向下30米左右近似水平层附存，下部50米左右呈垂直裂隙，内部构造不详。容重约2.7T/M3以上，表面呈中风化，硬度系数f约为8—12左右。山体观察不同地段有小溶洞产生。
3． 工程地点及周围情况
总观来看，工程地点四邻情况尚好。四周空旷，多为土地，有小部份农田。除东部和南部有两座坟地和一小村寨外，其他两侧都紧邻土地，其他建筑设施较远，约100—300米以上。村寨房屋结构，多为土坯房，有少量砖混结构。最近直线距离60—70米左右。详见下表
方位
与爆破点距离
建筑物现状
备注
东（E）
山脚下
坟墓两座
其中有一座新坟
南（S）
60—150米
小村寨新、旧土坏房
少量砖房
西（W）
5—80米
土（有庄稼）空旷
玉米地
北（N）
5—80米
土（有青苗）空旷

4． 技术要求
（1） 控制飞石不能超过50米。
（2） 村寨建筑物不得受损，严格控制爆破震动。
（3） 滚石或堆料宽度占用田土，由甲方处理。
二、 爆破方案的选择及确定
1． 综前所述，因开挖爆破山的形状特殊，独立存在，陡峭。在四周环境较好的情况下，从下到下分三层硐室大爆破，一次性爆破开挖完成，但硐室爆破前期开挖时间较长，并且一次起爆用药量较大，所产生的地震波也大，恐对村寨的建筑物造成影响，故不选用。
另一个方案是将80米高的山体，自上而下，分阶级式爆破开挖，采用浅孔和浅孔药壶爆破方案和深孔台阶爆破开挖相结合的方案。
两个方案都可以采用毫秒微差爆破，控制一次起爆药量，因此爆破地震波可以得到控制，村寨建筑物可以得到保护不受损害。
后两个方案，可以这样安排：初期从山顶分阶段采用浅孔和浅孔药壶爆破方案，将上部40米山顶爆破开挖掉，下部40米山体采用深孔台阶松动爆破开挖。这两个方案的结合，即减少了地震波的危害，又可减少飞石和大块，又可保证产值量和工期。

因此，方案的选择确定采用浅孔、浅孔药壶爆破和深孔台阶松动控制爆破方案。
2． 关于道路问题
因该山体四面山势陡峭，而采石方案又必须从山顶向下开采，这就出现了一个工人以、打眼设备、爆破器材及其他材料如何运送上山及下山的问题。为了保证工作的安全，这个问题必须有个较好的方法处理。
我们认为处理这样即高又陡的山体的上下问题，一般有如下几种方法：
（1） 搭建绳索软梯。
（2） 搭建金属固定梯。
（3） 搭建层塔吊。
（4） 搭建卷扬提升设施。
从以上四种方法论证分析，前两种梯虽然容易搭建，但安全性不好，第（3）个方法搭建塔吊，投资较大，因此我们采用第（4）个方法。也就是说一旦提升设施搭建好后，工人、设备、材料等都可以利用提升设施随时运送，虽然需要一定费用投入，但对促进工程的安全进行是有利的。
搭建地点：我们认为选择暂不开挖爆破的那个面的适当位置处搭建。
搭建高度：因山体下部40米左右较陡峭，上部30米左右较平缓，所以搭建高度为40米以上即可，并建开采平台，上面30米左右可用
修筑便道上下即可。
3． 开采方法
总的原则是：因山体高大，宽度也大，所以从山顶向下分台阶开挖爆破时，必须保证爆破的矿石能一次从上顶落到山底部，山上的工作面不能大量堆存。因大型挖机和推土机无法上山，人工清运势必增大投资，且降低施工效率，满足不了工程需要，所以山顶工作面的碎石必须一次爆落到底，不能堆存。
为了满足上述要求，设计认为首先应选择好工作面方向。从实地观察情况得知，山体南面接近另一座山，地面狭窄，并且距村寨较近。山体东面，下面是农田、土地并有坟墓，山体西面，北面，地形开阔，所以工作面的方向应选择向西、北面。这样不仅有较大的堆料场地，而且安全可靠。
工作面开挖示意图

综上所述，本设计的采矿方法为：自上而下分层台阶式开采，石料斜溜槽放料法。确保爆破的料石一次到底。
三、 爆破参数的选择
本设计的爆破方法为：浅孔、药壶与台阶深孔松动，微差控制爆破。
参数：对浅孔、药壶、深孔爆破分别确定。
1．浅孔爆破参数：
（1） 最小抵抗线：W=1.0m—1.5m
（2） 孔距：a=1.0m—3.2m 取a=1.5m
（3） 排距：b=0.8m—3.0m 取b=1.5m
（4） 孔深：L软=H(台阶高)m 如H=5m L硬=5.5m—7.5m
2．药壶爆破参数：
（1） 最小抵抗线：W=4.8m—6m H=6m 时
（2） 药壶间距：a=5.0m—6m
（3） 药壶排距：b=5.2m—6m

（4） 药壶孔深：L软=6m L硬=6.6m—9m
3．深孔爆破参数： 若台阶高H=15m时
（1） 孔径：d=100mm
（2） 孔深：垂直孔时L=15+1.5=16.5m H取15m
（3） 底盘抵线 W底=2—6m 取4m
（4） 孔距：a
第一排 a≤5.0m 取4m
后一排 a≤5.8m 取4m
（5） 排距 b
b≤6m 取3.5m
（6） 填塞长度：L2≥W（最小抵抗线）
（7） 单位药耗量 q=0.35—0.45Kg/M3
四、 炮孔布置：
1． 浅孔爆破布置： 示意图

2． 药壶爆破炮孔布置：

用药壶法进行梯段爆破。高梯段时，一般不大于10—12m。W为梯段高度的0.5—0.8倍。
改造地形后药壶爆破当临空面不多时，先改造地形形成两个以上自由面再进行药壶爆破。

3． 深孔爆破炮孔布置：

五：药量计算：
1． 浅孔药量计算：
设q=0.25—0.3Kg/M3

W=1.5m a=1.5m H=L=5m
单孔药量计算
（1） 前排Q=qawh
=0.25×1.5×1.5×5
=2.8Kg
（2） 后排Q=0.3×1.5×1.5×5
=3.7Kg
2． 药壶药量计算：药壶半径为22.5cm时，可装药4.1Kg
松动爆破 Q=0.339qW3
Q=0.33×0.5×63
=35.6Kg
若q=0.5Kg/M3 W=6m时。
3． 孔多排三角形布孔药量计算：
设：q=0.35Kg/M3 b=3.5m a=4m W1=4m H=L=15m时
（1）前排Q=qahW1H
=0.35×4×4×15
=84Kg
（2） 后排Q=qabH
Q后=0.4×4×3.5×15
=84Kg
六、装药与填塞
1． 装药：

浅孔爆破、药壶爆破、深孔爆破的装药结构，都可以采取连续装药的结构。但浅孔爆破的起爆药包位置，应是孔底反向起爆法，药包中应放2发雷管。而药壶爆破，扩壶可不填塞，从小药量开始逐渐加大，药壶扩成后，剩余药量可装入壶内，药包尽量居中。药包中雷管应放2发。
深孔爆破，要有2个起爆药包，为确保孔内的延长装药瞬间起爆，孔内下部应放一个起爆药包，另一个起爆药包应放在孔内装药的上部，并用少量覆盖再填塞。每个药包中至少应放雷管2发。详见下图：

2．填塞：
炮孔的填塞要注意保护好药包的引出线路，不得受损，不得掉入孔中。此外应选择填塞物，只能用穿孔中排出的岩渣和炮泥填塞。严禁用块石或易燃物填塞。填塞结构应采用连续填塞。直到孔径填满为止，注意填塞质量，不可产生假填。否则会产生大量飞石。详见上图。
七、爆破网络设计
1． 浅孔爆破网络：
浅孔爆破如果采用电力起爆法：
在起爆电容量足够的情况下，可以采用串联的起爆网络：

要确保起爆电流强度。流经网络中每发电雷管的电流，交流电源要确保大于2.5A；直流电源要确保2A以上。如果场地杂散电流大于30mA时，禁止采用电力起爆法。
此外，还可以采用非电力起爆网络。
导爆管非电起爆网络：
导爆管非电力起爆网络如果炮孔不多的情况下，可用簇并联网络；炮孔较多的情况下采用分段并串联网络。见下图：

2． 药壶爆破网络设计：
药壶爆破，因爆破方量大，药壶装药量也多，如果起爆药壶量大的情况下，应采用控制爆破的毫秒微差起爆网络：如下图，微差间隔时间为50—100ms。

3． 深孔台阶孔间或排间微差起爆网络：
深孔爆破一次爆落的方量大，因此所用药量也较大，但爆区附近的被保护对象又不能受损，所以必须控制最近一次起爆药量，所以必须采也毫秒微差松动控制爆破的网络。详见下图：

注：孔边数字为炮孔中雷管段别。
八、 爆破工程施工工艺：
1． 炮孔布置：
根据现场具体情况和施工方案的要求和设计要求，由爆破现场的工程技术人员确定孔位，检查，然后由爆破员指挥钻孔，钻孔机具采用2台15立方米空压机（柴油），2台7655型凿岩机。沿工作面布孔。炮孔布置方向，孔深皆以设计为准。炮孔布置完毕后由现场技术人员进行对照，检查验收合格后，再进行下步工序。
2． 装药回填：
按设计要求，炮孔验收合格后，由爆破员按设计装药量对各炮孔装药。每孔装药，标记好微差雷管的顺序，做好起爆药包加工，用木棍或绳索将药包送入预定位置，注意雷管和药包不要脱节，雷管脚线不要挂伤破损，然后用特务炮泥回填捣实。装药回填都要保护好网络。
3． 起爆方式
为了便于控制起爆时间，掌握炮孔爆破准确度，便于处理盲炮，各方面达到标准，起爆方法采用电力起爆。用DMd—100型专用起爆
器连网起爆。微差全部采用孔内微差起爆。起爆前，装药前都需要严格测试现场周围的杂散电流，不得大于30mA。
4． 爆破时间：
按照有关规定，根据现场环境，於有关单位具体协商而定。
5． 爆破警戒
施爆前后必须设置警戒。道路两头，各路口隔断人流，所有人员、车辆、牲畜撤离警戒区200m—300m以外，并同时施以明显的视觉和听觉信号。确认警戒区内安全后，方能起爆。爆破完毕后，由爆破指挥从员指定专人进行检查，处理好盲炮后，撤除警戒，再进行下道工序作业。
6． 盲炮处理
现场如果发现盲炮，必须进行处理后，才能进行下道工序的施工作业。处理的方法，可视现场的具体情况，分别按《爆破安全规程》规定进行。
九、 爆破安全技术
爆破的公害主要有以下几种：外来电流的危害，这是爆破中必须注意的危害。爆破震动的危害，爆破空气冲击波的危害，飞石和有毒气体的危害。本次爆破工程对这几种危害，都做出了相应的防范措施。
1． 外来电流危害的防范措施：
凡一切与专用的起爆电流无关，而流入电雷管或电爆网络中的电流都叫外来电流。
因此，为了保证爆破作业的安全，在进行爆破作业时，必须把外
来电流的强度，控制在允许的安全界限内。常见的外来电流有：雷电、杂散电流、高频射频电流、感应电、静电。
（1） 雷电的防范措施：
电网络必须与地绝缘，但不能将电爆网络连接成闭合回路。如果正在装药连线时出现雷电，应立即停止作业，全体人员撤防到安全地点。不能依靠短路和加强绝缘来防雷电，因雷击时的电高压，高到足以将导线的绝缘击穿。在雷电来临之前，将一切通往爆区的金属导体切断。
（2） 杂散电流的防范措施：
凡流散在大地中的电流，统称杂散电流。其防治方法是：
A．减少杂散电流的来源。
电源变压器中心点不接地。杜绝施工现场用电单相接地和两相一地的方法，防止电流流大流。
B．采用能防止杂散电流的网络。
C．采用抗杂散电流的电雷管。
D．尽量采用非电起爆系统起爆。
（3） 感应电流的防治措施
不要在动力线、变压器、高压电开关和接地了回馈铁轨附近进行电爆网络作业。
（4） 静电的防范措施
当静电的电荷积累到一定程度时，就可能产生静电放电，当放电的电流强度达到一定值时，就会引起电雷管早爆。防范的方法：
调整好空气的相对湿度，相对湿度值越大越好。装药、炸药加工
时不穿化纤衣服，用竹或木棍装药。
（5） 射频电的防范措施
注意调查了解现场周围是否有无线电发射机或发射塔，如果有，就要调节好安全距离。电雷管要用密闭的金属容器存放。爆破现场不用手机。
2． 爆破震动危害的防范措施
（1） 按规范合理确定爆区周围被保护建（构）筑物的安全距离。被保护构建（构）筑物的各种防震参数严格执行《爆破安全规程》GB6722—2003之规定。
（2） 采用多段毫秒、分段毫秒微差起爆。分段毫秒微差越多，爆破震动越小。
（3） 合理选取微差时间间隔和起爆方案，保证爆破体能得到充分松动破碎。
（4） 合理选择爆破参数和单位炸药消耗消耗量。
（5） 大量大规模起爆时，尽量减少每个分段同时起爆的炮孔数。
（6） 在炮孔布置设计时，防止炮孔过大过深。
（7） 单段最大药量的控制：
当爆破点距被保护物距离为200m—70m时爆破被保护体质点震动速度V取1cm时与地质地形有关的系数K取150时，衰减系数d取1.6时，

Q安=R3(V/K)3/a Q安=703(1/150)3/1.6
=2003(1/150)3/1.6 =28.5Kg
=664Kg
以计算得知，如果爆破点距被保护建（构）筑物200米时单段药量可控制在664Kg以下，建（构）筑物不会受损，如果距离只有70米时，单段药量必须控制在28.5Kg以下。
3． 空气冲击波危害的防范措施
炸药在裸露药包（空气中）或由于装填在炮孔，深孔或药室中的药包爆炸时，直接对空气或通过岩石裂缝、孔口泄露到大气中，对空气产生强大的冲击压缩而形成的一种压缩波，就是空气冲击波。
这种冲击波有时产生极高的压力，超声传播。常常会造成爆区附近建筑物的损坏，人类器官的操作和心理反应，还会造成强烈的震动。
空气中冲击波的危害主要采取两方面的措施。从根本上有效控制：
（1） 防止产生强烈的空气冲击波
（2） 利用各种条件来削弱已产生了的空气冲击波。
空气冲击踊的强弱与药包在介质中爆破时爆炸能量转化为空气冲击波能量的多少有关。如果能尽量提高爆破时爆炸能量的利用率。空气冲击波就会大大降低。有以下几种方法：
A．合理确定爆破参数，不采用过大的最小抵抗线，防止冲天炮产生。
B．合理的选择微差起爆方案和微差间隔时间，确保介质充分松动。

C．确保填塞质量和采用反向起爆，防止高压气体从炮口冲出。
D．不采用高能导爆索网络。
E．禁止裸露药包爆破
F．必要时可采取防护材料覆盖防护。
4． 飞石和有毒气体的防范措施
爆破飞石的危害众所周知，这是不敷述，只要在爆破时，合理确定单位炸药耗量以及合理的选择爆破参数，保证炮孔的堵塞长度和质量，炮位不打在裂隙处，破碎带等措施，一般可控制飞石不超过规程规定的范围。
《爆破安全规程》规定，浅孔爆破，药壶爆破，深孔爆破，警戒安全距离不准超过200—300米。也就是说最大飞石距离不准超过200—300米。而对本工程，因一侧建筑物只有70米左右，所以个别飞石设计要不大于50米。
爆破产生的有毒气体，多半于使用的炸药品种有关，主要有：一氧化碳和氧化氮产生量多少有关。防治方法：
（1） 强炸药质量管理，不合格的炸药禁止使用。
（2） 不使用过期、变质、失效的爆破器材。
（3） 加强炸药的防水防潮，保证填塞质量，避免炸药产生不完全爆炸反应。
（4） 可能存在危害气体工作的工作面加强通风排毒。
（5） 有关爆破器材的购买、运输、贮存、加工、使用，都应遵守《爆破安全规程》以及《爆炸物品管理条例》等法规的规定。
十、 爆破器材表
序号
名称
规格
数量
单位
备注
1
空压机
15M3
2
台

2
凿岩机
7665型
2
台

3
电雷管

个

4
导爆索

米

5
炸药

吨