深孔台阶爆破教程文件.doc

设计任务
题目：露天台阶深孔爆破设计
某石灰石矿山距离某砖混结构民宅约为320m。该矿山采用露天深孔开采方式，穿孔用KQGS-150潜孔钻机穿孔，钻孔直径为165mm，台阶高度15m，爆破采用塑料导爆管毫秒雷管分段起爆，主要采用硝铵炸药爆破。年产石灰石500万吨（210万立方米）。为减小爆破振动，保证居民的生活稳定，同时，又不影响采矿强度和矿山中长期生产计划。
设计要求：
1）露天深孔台阶爆破设计；2）降低爆破振动的技术措施。
设计提示：
降低露天台阶爆破振动措施主要包括：
1）采用毫秒延期爆破，尽量减少最大一段装药量；2）实现逐孔爆破，将单响炸药量降低到最低；3）采用气体间隔器间隔装药；4）合理布置采场工作线方向。
设计
一、 工程概况
露天石灰石矿采用深孔台阶爆破，台阶高度15m，钻孔直径均为165mm，岩石较坚固，采区离民宅最近距离约320m，年产石灰石500万吨（210万立方米），施工技术及进度要求，宜采用垂直钻孔爆破方案。
二、 爆破参数及装药量
爆区台阶高度H=15m，孔径d=165mm，单耗取q=0.38kg/m3，孔深装药系数=0.6，超深h=10d=1.65m，孔深L=h+H=1.65+15=16.65m，钻孔邻近密集系数m取1.1，台阶坡面角固定为70°。
1. 盘抵抗线计算：Wd=34d=5.6m
2. 孔距：a=mWd =1.2×5.6=6.7m
3. 排距：b=asin60° =6.7×0.866=5.8m
4. 填塞长度：Lp=0.8Wd=0.8×5.6=4.5m
5. 装药长度：Le=L-Lp=16.65-4.5=12.15m
6. 台阶上眉线至前排孔口距离：bc=Wd-Hcotα=5.6-15cot70°=1.6m
已知矿山年产量为210万m3，若扣除休息日且4天一次爆破循环周期，则一年可以进行80次爆破，每次爆破量为：2100000÷80=26250m3
即 N=（25000÷15）÷（6.7×5.8）=45孔
7.单孔装药量：
第一排孔：Q1=qaWdH

算得：Q1=0.38×6.7×5.6×15=213.86kg
8.装药量验算：
Q允=πr2l=3.14×16.65×（0.165/2）2×1000=355.84kg
因为Q允＞Q1 ，即允许装药量大于计算装药量
所以符合要求；
线装药量：213.86÷12.15=17.60kg/m
其他排孔：Q2 =KqabH （K取1.1）
Q2 =1.1×0.38×6.7×5.8×15=243.65kg
最大段药量：Q=243.65×11=2680.17kg
9.单次总药量：（2680.17×3）+（213.86×11）+187.5=10580.48kg
二次破碎药量：Q3=26250×5%×0.15=196.9kg
10. 实际炸药单耗：10580.48÷26250=0.403kg/m3
三、 钻孔及布孔
待爆区已形成完整的台阶，工作面较宽，爆破环境较好，钻孔前稍加清除岩基表面的覆盖层，平整岩基表面利于钻孔机定位及防止钻孔时堵塞炮孔，提高成孔率。根据现有的设备，采用两台KQGS-150潜孔钻机钻孔，从台阶最前一排孔开始，逐步往后推

炮孔布置为梅花形 （如图二）

四、 装药结构，起爆方式和起爆网路
采用连续装药结构(如图三）

采用塑料导爆管传爆及硝铵炸药爆破，起爆网路设计成排间分段起爆形式，下排孔先爆，向上依次延伸(如图四）。

五、 爆破安全验算
1.最大安全距离验算：
按爆破规程推荐，用公式R=（K/V）1/a×Q1/3 对爆破最大安全距离进行计算。式中，v——爆破振动速度，cm/s；
K、a——与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数；
Q——最大段药量，kg；
R——最大安全距离，m。
因石灰石属于中硬岩石，故K取200，a取1.7，v=2.0cm/s，且Q为2680.17kg，则·
R=（K/V）1/a×Q1/3=（200/2）1/1.7×2680.171/3=208.5m
由此可见，爆破最大安全距离小于爆破点到周围民房的距离，爆破震动对周边民房没有多大影响。
2. 飞石验算：
个别飞石的飞散距离按下式进行计算，即RF=kd，m
式中 RF——个别飞石的飞散距离，m；
d——炮孔直径，cm
k——为安全系数，取15.5
则 RF=15.5×16.5=255.75m
由此可见，个别飞石的飞散距离小于爆破点到周围民房的距离，飞石对周边民房没有多大影响。但是安全起见还是要警戒的。
3、爆破空气冲击波验算
深孔填塞爆破，形成空气冲击波的可能性极小，且空气冲击波的形成需具备超音速条件，加之空气冲击波大多情况下表现为单孔作用，故在此对其不作具体验算。
五、安全警戒

警戒图如图五。详细布置如下：
1、警戒岗哨的布置：警戒岗哨有5个固定警戒点，布置在爆破区周围的5个方向，并设立醒目的标志牌，警戒人员应佩载袖章和小红旗（每个警戒点由两名警戒人员组成，其中一个为组长）。
2、爆破前应对附近村民、工厂发布爆破公告，公告内容包括：爆破地点、爆破时间、爆破次数、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故。
3、在爆破作业地段，负责设置明确的工作范围标志，并安排警戒人员。在邻近交通要道和人行通道的方位或地段设置防护屏障。
4、做好爆前村民疏散、车辆及设备的擅离工作，爆破前15分钟，确保爆破危险区域内无人及车辆，警戒人员至少在起爆前半小时到指定地点上岗，按设计断绝各通往或经过爆破点的通道，直至发出解除警戒信号后，方准离开警戒岗位。
5、爆破时，必须同时发出声响信号和视觉信号，使危险区附近的人员都能清楚地听到和看到。

六、 防护措施
1、减震措施
为了尽量降低爆破震动，施工中采取如下的降振措施：
(1) 爆破前，先用浅孔处理好底部根坎，确保爆破自由面良好；
(2) 采用分段延时爆破，在空间上和时间上分散爆破震动。
2、减小爆破飞石危害措施：
（1）开创良好的爆破自由面，避免因自由面或炮孔附近残留的碎石产生飞石突出事故；
（2）提高施工质量，避免出现钻孔过深过浅或偏离设计位置太多，致使抵抗线变小，又或堵塞不合格，误装药等可能会引起飞石突出的事故；
（3）结合实际情况，对地质异常带采取补强或间隔装药措施；
（4）可以在爆破台阶上适当铺盖些覆盖物，减小飞石危害范围。

参考文献
郭学彬 张继春 主编《爆破工程》
韦爱勇 主编《控制爆破技术》

控制爆破技术

设计题目：深孔台阶爆破

指导教师： 蒲传金
学生班级： 采矿1001班
学生姓名： 冯 亮
学生学号：20100897

2013/6/7