竖井的设计.docx

凿岩爆破工程
竖井的爆破设计

学 院：地球科学学院
专 业：采矿工程
学 号：201220600133
姓 名：郝琪琪

一、 工程概况
某地下工程有一条已经开挖完毕的水平巷道，须用立井与地表贯通。立井横断面为圆形，直径4.60m，深35.00m，总开挖量581.37m³。从已开挖的水平巷道地表岩石判定，整个立井都处于砂岩中。岩体层理裂隙发育风化破碎严重，普氏系数f=6～8，其开挖难度非常大。
二、 方案选择
对于采用分层钻爆难度比较大，且工序复杂、工人工作量大等诸多问题，且安全较低。采用VCR采矿法则难免出现拒爆现象，后续处理难度大。
因此根据已开挖水平巷道选用对立井进行全断面、全井深一次钻孔装药，采用毫秒起爆，依次对周边孔、掏槽孔、辅助孔爆破。对井内注水进行清渣，根据自重和水的冲压自动下落成井，最后在水平巷道中用机械清渣。
三、 炮孔参数选择
（一） 凿岩机械与凿岩半径
考虑到立井与地表贯通，深度为35.00m，因此可选用深孔潜孔凿岩机在地表进行打钻，据井深选择选择高压环形潜孔钻机T100型其钻深为0～60m，钻孔直径为75～127mm。因此对于周边孔选75mm、掏槽孔选100mm、辅助孔为80mm、中孔为120mm。且都都打垂直孔。孔深35.00m。
（二） 药卷半径和其他爆破参数
对其进行光面爆破，根据工业炸药表选择硝铵炸药且为2#岩石炸药。其药卷密度为0.95g/cm³，药卷直径为32mm，长度1.1m,其重量为0.84kg。
1. 周边预裂
孔距选0.6m，其布置到井帮上由此可以计算出其数目为n=2.3x2.3x∏÷0.7≈24
2. 掏槽孔
其据中孔0.6m。查表知其数目选择四个。
3. 辅助孔
布置两圈孔：
第一圈孔距选1.2m，其布置据周边孔0.5m。由此可以计算出其数目为n=1.8x1.8x∏÷1.2≈8
第二圈孔距选0.75m，其据第一圈0.6m。由此可以计算出其数目为n=1.2x1.2x∏÷0.75≈6

四、 炮孔数目的计算及炮孔断面设计
N=qSηhαG
q为炸药单耗kg/m³
S为竖井掘进断面积，㎡
h为每个药包长度m
G为每个药包质量kg
α为平均装药系数取0.6
η炮孔利用率取0.85
查表知q=1.46 S=16.62 h=1.1 G=0.84 α=0.6 η=0.85
计算得 N=45
计算求大约为45个而设计为42个相差不大

五、 装药量计算与装药结构
为了保证爆炸效果均采用全井深连续不耦合装药。
(一) 周边孔
将一个药卷单独进行填充，在空底用炮泥填充，并且布置两发一段毫秒导爆管雷管和一条与装药深同长的导爆索，用已共同起爆，其不耦合系数为2.34。线装药密度为0.84kg/m。

(二) 辅助孔
将二个药卷进行填充，在空底用炮泥填充，并且布置两发一段毫秒导爆管雷管和一条与装药深同长的导爆索，用已共同起爆，其不耦合系数为3.125。线装药密度为1.68kg/m。

(三) 掏槽孔
为了保证爆炸产生足够自由空间。将三个药卷进行填充，在空底用炮泥填充，并且布置三发一段毫秒导爆管雷管和一条与装药深同长的导爆索，用已共同起爆，其不耦合系数为3.125。线装药密度为2.52kg/m。

炮孔
炮孔深/m
装药深/m
炮孔数/个
单孔
小计
起爆顺序
装药结构
药卷
/个
重量
/kg
药卷
/个
重量
/kg
周边孔
35
32
24
29
0.84
584.640

Ⅰ
连续不耦合装药
辅助孔
35
32
14
58
1.68
1364.16

Ⅲ
掏槽孔
35
32
4
87
2.56
890.88

Ⅱ
总计
105
96
42
174
5.08
2839.68

六、 炮孔辅助设计
先用炮泥将炮底堵塞1.5m。再进行装药。装药后进行堵塞同样是1.5m。
七、 起爆网络和起爆顺序
将引出孔口的84个导爆管按就近原则，每12个捆一束。在每束中设置两个串联瞬发电雷管，将这7束中的雷管串联后接在主爆线上在起爆站用起爆器起爆。
起爆顺序：预裂孔0秒起爆；掏槽孔与破碎孔均延时50ms起爆
八、 施工减震及措施
与传统的深井分层钻爆开挖相比，该施工法采用全井深一次钻孔装药，先将井的周边同时预裂，再将整个井的被挖岩体同时爆碎，这样施工，单段齐爆药量是很大的。
（一）减振措施
(1)该施工法采用两段雷管毫秒延时爆破成井，该施工方法虽段齐爆药量较大但振动能量并不多，这有利于保护巷道围岩及其支护，使其不出现较重的破坏现象。
(2)常规深井爆破，周边孔多采用连续耦合装药，对井壁围岩破坏严重。该施工方法采用预裂爆破，炮孔直径75mm，药卷直径32mm，不耦合系数为2.34，这可降低爆轰波初始超压，故井壁围岩损伤程度较小。
(3)该施工方法采用小孔距预裂爆破，预裂缝较宽，隔振减振效果显著。
由于采取了以上减振措施，该方案实施后，井底围岩不会出现恶化现象。
九、 爆破效果与经济效益分析
此次爆破，钻孔43个，孔口1个。全长1505m，共用炸药2839.68kg，雷管98枚，导爆索1370m，总开挖量581.37m3。平均每1m3岩石消耗炸药4.88kg、炮孔2.83m、雷管0.17枚、导爆索2.36m。爆后，围岩稳定，立井成型规整，井壁刷帮量小
被爆碎的岩石，由于得不到足够的松胀空间而被暂时挤压在井内，这对立井在开挖中不塌方是有利的。爆后，先向井内大量灌水，再进行清渣。随着井内爆渣的逐渐下落，施工人员可在渣顶上对井进行刷帮支护。清渣完毕，支护随之完毕，既安全，又方便。