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爆破方案及组织设计说明书

爆破开采施工方案与组织设计

说明书

（仅供参考，具体请按照爆破安全规程）

施工单位：

设计：

审核：

编制日期：

爆破开采施工方案与组织设计说明书

一、工程概况

为公路建设和水利工程建设筹备建筑用毛石荒料（片石），需要就近爆破开采。

爆破开采点为原所属的矿山采石场，有现成的不规则台阶自由面和开采工作面。

待爆破开采工作面的台阶高度约为12～33m；其上部为自然荒山坡体，有少量的草丛植被、粘土覆盖层和风化岩。

待爆破山体岩石为倾斜岩层，岩层走向EN—WS，倾斜方向WN—ES，倾角约为55º～60º；待爆破岩石主要为：

浅灰色—深灰色—灰黑色薄及中厚层、条带状石灰岩，伴有少量的泥岩、泥质灰岩和砂质灰岩。

岩石的普氏硬度约为ƒ=8～10；岩层赋存基本稳定，多有小的褶曲构造和小断层；岩层节理裂隙较为发育，节理层厚度约0.26～0.65m；岩层中少量含水，雨季随着地表降水的增加有增多的趋势。

二、爆破方案选择

根据爆破区周围环境情况和岩层赋存条件，并参考和适应短期开采计划而进行设计。

待开采岩层为边坡状山体赋存，并且有现成的台阶自由面和近似合理的工作面可以利用，因此适合采用露天中深孔爆破法进行开采。

初期施工：

采用浅孔爆破法整理准备上部的不规则台阶工作面，北侧台阶自由面下部残存的根脚岩石。

继尔进行西南侧上部台阶的爆破施工，开挖的台阶高度为12m～18m；甩料清渣后以形成下部的15m～18m的正规台阶工作面。

对于上部的不规则台阶，主要根据开采石料的供应情况和山体可利用自由面的情况，有选择地进行爆破，因此，本设计对此部分忽略。

本设计主要对浅孔爆破（包括抽跟脚爆破和准备台阶工作面）、正规化深孔台阶爆破的工艺技术及其参数进行设计。

三、爆破技术及参数设计

（一）、深孔台阶爆破：

1、钻孔直径D：

根据岩层的赋存条件和爆破方案初选的台阶高度，确定选用KQD100型潜孔钻进行中深孔爆破，钻孔直径选择为D=90mm。

2、台阶高度H：

根据爆破方案的初步选定，设计确定的台阶高度为H=15m。

中深孔爆破的台阶参数详见：

（附图2：

中深孔爆破台阶参数示意图）。

3、底盘抵抗线W1：

底盘抵抗线W1数值可按以下的几种方法或经验公式计算：

即

①按深孔钻机安全作业的要求来计算：

则有：

W1=B+H*ctgβ

式中：

B—为钻机安全距离，取1.5～2.0m；β—为台阶坡面角，这里为80º；则计算得：

对于15m高台阶：

W1=B+H*ctgβ=1.5+15ctg80º=4.16m②根据炮孔直径近似估算：

即W1=K*D

式中：

K—为深孔爆破底盘抵抗线与孔径的比值，即W1∕D。

一般清渣爆破为30～50，这里取40倍，则有：

W1=K*D=40*90=3600mm=3.6m

③根据巴隆公式计算：

即W1=d（7.85ΔξL∕qmH）1∕2

式中：

d—为钻孔直径，dm；这里为0.9dm。

Δ—为装药密度，kg∕dm3；这里取1.15kg∕dm3。

ξ—深孔装药系数，一般情况下为0.5～0.7，这里取0.7。

q—炸药单耗，kg∕m3；这里暂取0.45kg∕m3。

m—钻孔密集系数，即m=a∕W1=0.8～1.4,这里取1.0。

H—台阶高度，这里为15m。

L—钻孔深度，这里暂取1.1H。

代入数据计算得：

W1=3.54m。

综合考虑各种爆破方法相关因素和实际条件，确定底盘抵抗线的具体数值为：

W1=3.6m

4、钻孔深度L：

一般情况下钻孔深度L等于台阶高度H加上超深h，即：

L=H+h

正常情况下，钻孔超深值h按如下方法计算，即：

根据抵抗线计算超深：

h=（0.15～0.35）W1

根据台阶高度计算超深：

h=（0.05～0.25）H

超深值的大小与台阶高度、坡面角度、底盘抵抗线、岩石的坚固性系数以及采用的爆破方法有关。

一般情况下，台阶高度越大，坡面角越小，底盘抵抗线越大，岩石越坚硬，则需要的超钻深度就越大。

所以这里的超深值均采用0.35W1来计算,即:

h=0.35W1=1.225m，这里参考h=0.1H取值,取h=1.5m；则钻孔深度为：

L=16.5m

5、炮孔间距a和炮孔排距b：

根据公式：

炮孔间距a=mW1

式中：

m—钻孔密集系数，一般取0.8～1.4,这里取1.1；则

a=mW1=1.1*3.6=3.96m取4.0m

炮孔排距b：

根据公式：

炮孔排距b=0.866a=3.46m取3.5m

6、单位炸药消耗量q：

影响单位炸药消耗量的因素很多，主要有岩石的可爆性、炸药的种类、自由面条件、起爆方式和块度要求等。

因而要选取正确的q值是比较困难的，实际应用中多数是根据岩石的硬度和工程类比的方法，初选一个比较接近的q值来进行试爆，再经过生产实践来进行调整和验证，直到合理为止。

同样，对于底盘抵抗线数值的选取，可一并进行试爆和验证。

参照经验数据和工程类比，选取的单位炸药消耗量q值为：

对于加强松动爆破：

q=0.42kg∕m3或q=0.16kg∕t

7、单孔装药量Q：

根据装药量计算公式，即：

第一排孔：

Q=q*a*W1*H

第二排及以后各孔：

Q=q*a*b*H

代入数据计算得：

第一排孔：

Q1=0.42*4.0*3.6*15=90.72kg∕孔

第二排及以后各孔:

Q2=0.42*4.0*3.5*15=88.2kg∕孔

8、装药长度L1和堵塞长度L2：

（1）、每m炮孔装药量qˊ：

根据公式：

qˊ=0.785ΔD2

式中：

Δ—为装药密度，kg∕dm3；这里为1.15kg∕dm3，又表示为1150kg∕m3；

D—钻孔直径，这里为0.09m；

则计算得：

qˊ=7.3kg∕m

（2）、装药长度L1：

取0.7的装药系数,则L1=0.7L=11.55m

对于装药炮孔，其实际的装药长度为：

前排炮孔：

Q∕qˊ=90.72∕7.3=12.4m

以后各排：

Q∕qˊ=88.2∕7.3=12.1m

可见，实际装药长度与设定装药系数的计算长度基本吻合。

则：

堵塞长度为：

前排：

L2=4.1m；后排：

L2=4.4m。

合理的堵塞长度应该为0.69～1.2W1；由此可见，这里的装药长度和堵塞长度设计是完全合理的。

（3）、堵塞材料：

炮孔的堵塞材料为粘土、沙石粉或钻屑，但严禁堵塞物中混入或掺杂小石块（最大边长≥3cm）。

9、起爆方法及其网路：

（1）、起爆方法：

炮孔内采用非电导爆ms雷管微差起爆，跳一段使用，延期间隔时间为50ms。

一般情况下孔内延期，孔外不延期。

如果一次起爆的炮孔数太多，或者购买的雷管段数受限时，可采用五段ms电雷管辅助进行孔外延期起爆。

每个炮孔采用2发雷管，1个起爆具组网起爆。

（2）、起爆规模：

除因地形、地质和工作面条件限制外，正常情况下每次起爆2排炮孔，炮孔数约为15～21个∕次。

最多每段雷管起爆3个炮孔，则最大段装药量为272.0kg。

（3）、网路连接：

松动爆破多采用大“V”形起爆网路，使用雷管的总段数为5段，确保最大段装药量≤272.0kg。

网路连接方法：

采用先簇联后串联的连接方法；条件许可时采用“四通连接元件”并—串联起爆。

（4）、网路激发：

采用：

非电导爆管网路→电雷管→母线→发爆器的混合激发网路。

炮孔布置及网路连接详见：

（附图3：

炮孔布置及起爆网路连接示意图）

10、爆破器材：

炸药：

采用Φ70mm卷装乳化炸药，或者采用散装铵油炸药或粉乳。

如果炮孔内有积水时，则全部用卷装乳化炸药。

雷管：

采用非电导爆ms雷管，段别为1～10段，跳段使用；导爆管脚线长15m；五段ms电雷管。

（二）、浅孔爆破设计

如前所述，浅孔爆破主要用于道路开拓、整备台阶工作面，或用于小范围的辅助开采。

1、钻孔直径D：

现在小矿山的浅孔爆破多采用YT21开山牌手持凤钻，钻孔直径多为D=36～42mm。

2、台阶高度H：

根据实际的挖深确定爆破的小台阶高度为0.6～4.0m；挖深超过4.0m时全部采用Φ90mm潜孔钻爆破。

3、底盘抵抗线W1：

浅孔爆破的底盘抵抗线W1数值的确定，一般采用下面的经验公式计算，即：

W1=（0.6～0.8）*H

则有：

W1=0.5～2.4m

综合考虑各种爆破方法相关因素和实际条件,并考虑炸药卷的直径仅为Φ32mm,确定底盘抵抗线W1数值为:

W1=0.5～1.6m

4、炮孔深度L：

一般情况下钻孔深度L等于台阶高度H加上超深h，即：

L=H+h

正常情况下，钻孔超深值h按如下方法计算，即：

根据抵抗线计算超深：

h=（0.15～0.35）W1

根据台阶高度计算超深：

h=（0.05～0.25）H

超深值的大小与台阶高度、坡面角度、底盘抵抗线、岩石的坚固性系数以及采用的爆破方法有关。

一般情况下，台阶高度越大，坡面角越小，底盘抵抗线越大，岩石越坚硬，则需要的超钻深度就越大。

所以这里的超深值均采用0.25W1来计算,即:

h=0.25W1=（0.1～0.4）m,则钻孔深度为：

L=（0.6～4.5）m

考虑有时4m长的钎杆已无法再加深，则最大的钻孔深度只能为4.0m。

5、炮孔间距a和炮孔排距b：

根据公式：

炮孔间距a=mW1

式中：

m—钻孔密集系数，一般取0.8～1.2,这里取0.8；则

a=mW1=0.8*（0.5～1.6）m=（0.4～1.2）m

炮孔排距b：

一般情况下浅孔爆破多为单排孔布置，如果辅助采矿时采用多排孔，则根据公式：

炮孔排距b=0.866a=（0.4～1.08）m取（0.4～1.0）m。

6、单位炸药消耗量q：

对于加强松动爆破：

q=0.45kg∕m3或q=0.173kg∕t

7、单孔装药量Q：

根据装药量计算公式，即：

前排炮孔（或单排孔爆破）：

Q=q*a*W1*H=（0.045～3.06）kg∕孔

后排各孔：

Q=q*a*b*H=（0.054～2.86）kg∕孔

8、装药长度L1和堵塞长度L2：

乳化炸药Φ32mm药卷规格，长度约160mm；重量150g∕卷；则最大装药长度为3.26m；最小的堵塞长度约为0.74m。

按浅孔爆破的实际经验来说，装药长度L1和堵塞长度L2的数值设计，均在合理的取值范围内的。

堵塞材料：

炮孔的堵塞材料为粘土、沙石粉或钻屑，但严禁堵塞物中混入或掺杂小石块（最大边长≥2cm）。

9、起爆方法及其网路：

浅孔爆破的装药量一般都比较小，相比之下无需进行最大装药量的校核和控制。

单排孔可采用瞬发电雷管同时起爆；多排孔可采用五段ms电雷管进行排间微差起爆；也可以采用非电导爆ms雷管进行多排孔稍大区的微差起爆。

电爆网路采用大串联的网路连接方法；非电起爆网路采用先簇联后串联的方法或用“四通起爆元件”先并后串的网路连接方法。

10、爆破器材：

炸药：

Φ32mm卷装乳化炸药。

雷管：

瞬发电雷管、五段ms电雷管；非电导爆ms雷管。

（三）、爆破器材总用量

本工程爆破器材总用量见下表。

项目

名称

规格

单位

数量

备注

炸药

卷装膏状乳化炸药

Φ32mm

kg

1200

Φ70mm

kg

23080

雷管

电雷管

五段ms管

发

500

导爆管雷管脚线长15米

导爆管雷管

十段ms管

发

2000

四、爆破施工安排及组织

1、爆破施工顺序：

采用自上而下分台阶爆破的施工顺序，即：

①首先进行浅孔爆破来休整准备工作面和钻位，抽跟脚爆破以形成规整的台阶自由面。

②其次对上部荒山坡体形成的不规则台阶进行中深孔爆破施工；在爆堆上整修挖掘机道路，在爆破后所形成的平台上清渣、甩料作业。

③在新形成的平台上进行下部正规台阶的压渣爆破。

2、施工工序：

（1）、对于浅孔爆破，每天8～10个小时钻孔，1～2个小时放炮；每次爆破45～80个炮孔，每次爆破用药量24～288kg。

（2）、对于深孔台阶爆破，每次起爆的炮孔数为15～21个∕次。

一次最多同段雷管起爆3个炮孔，则最大段装药量控制在272kg以下，3.5d～4d时间钻孔，0.5d～1d时间放炮；每次起爆的总炸药量约为1360～1900kg。

3、施工组织：

（1）、组织机构：

设绩溪金沙石方爆破项目经理部；下设钻爆班、破碎清装班。

其中的钻爆班则主要负责钻眼和爆破工作。

（2）、人员构成：

项目经理1人，安全员1人；钻眼工2人，爆破员2人；挖掘机和铲车司机2人；合计8人。

五、爆破安全技术校核

1、地震效应：

根据公式：

V=K（Q1/3∕R）α

式中：

V—地震波的传播速度，cm∕s；根据《爆破安全规程》的规定，南及西南方向的居民住宅小楼或平房允许的振动速度为：

（2.3～2.8）cm∕s；

K·α—与地震波的传播介质和爆破区地形地质条件有关的衰减系数，这里根据《爆破安全规程》的相关规定以及岩石软硬程度和振动频率综合考虑，取K=250；α=1.67；

Q—最大段装药量，kg；这里初期为272.0kg；

R—爆破中心至被保护建筑物或构筑物之间的距离，m；这里爆破边缘至居民住宅楼房的距离最近的为215m。

将以上数据代入计算得：

V=0.72cm∕s<2.3cm∕s

由此可见，爆破震动不会对居民住宅楼（平）房造成任何影响。

2、爆破飞石：

深孔台阶爆破个别飞石安全距离的计算，《爆破安全规程》尚无

给定的计算公式，现借鉴经验公式：

R飞=20Kn2W来计算。

式中：

R飞—爆破时个别飞石的最大飞散距离，m；

K—与爆破区地形和风向有关的系数，一般取1.0～1.5,这里取1.5；

n2—爆破作用指数,加强松动爆破时为0.75；

W—底盘抵抗线,m；这里为3.5m。

将以上数据代入计算得：

R=59m

参考该数据可以看出，爆破的个别飞石不会对周围造成任何影响。

但应注意的是：

爆区四周多为灌木草丛，爆破时应注意提醒游人和放牧者及时躲避。

爆破的警戒距离为：

200m

3、爆破冲击波、噪音和有毒气体：

由于爆破区场地开阔，并且是在露天进行爆破作业，所以这里不作爆破冲击波、爆破噪音和有毒气体的强度校核。

六、爆破施工安全技术措施

1、严格按照《爆破安全规程》的各项规定进行爆破作业，严格遵守爆破器材购买、运输、储存和使用的各项规定和规章制度。

2、所有从事爆破作业的人员，首先要做到文明施工，持证上岗；进入爆破施工现场的所有施工人员都要戴安全帽。

3、爆破作业区各路口要设置明显的标志牌或警示牌；爆破器材进入现场后要设置明显标志，并设专人看管。

4、必须严格按照设计要求的孔网参数钻孔，必须确保每个炮孔达到设计要求的深度和倾角。

炮孔钻好以后要吹干净孔内的粉渣，并及时做好封盖。

5、装药前要对所有炮孔进行验收和检查，对于孔网参数或角度不合理，炮孔深度不够或孔壁卡石以致无法装药者，要及时进行处理或补钻；对于孔内积水较多的炮孔要进行处理或更换合适的炸药品种。

6、必须严格按设计要求的单孔装药量装药，不得随意乱装；起爆药包（或起爆弹）要装填到位，深度要合理；装药时其他无关人员不得进入施工现场。

7、炸药装好后，要仔细进行封堵，封堵材料为粘土、沙石粉或钻屑；严禁在炮泥材料中混入小石块（粒径≥2cm）；要确保堵塞长度和堵塞质量，封堵不严实或封堵质量不好时严禁放炮。

8、必须严格按照设计要求的起爆网路仔细敷设，网路连接好后要进行全面检查，在确认无误时方可起爆。

9、起爆前20分钟撤离机械设备和人员，机械设备撤至100m以外，正对最小抵抗线的方向为200m；对人员的安全警戒距离为300m。

10、起爆信号：

第一次发出警戒信号，内容为：

在通往爆破区的各路口和爆破指挥长认为有必要的地方设置警戒人员，爆破员最后连接起爆网路；起爆点发出连续地发出长警报或红旗竖起。

第二次发出起爆信号，内容为：

经爆破指挥长检查确认无误时发出起爆命令，爆破员开始起爆，起爆点连续发出三声短促的警报或红旗放倒。

第三次发出解除警戒信号，内容为：

爆破后首先由爆破指挥长和爆破员进入现场检查，在确认无安全隐患后，发出解除警戒命令，起爆点发出一声长达3分钟的长警报或红旗飞舞3分钟，爆破结束。

方案设计人：

审核人：

附图2：

中深孔爆破台阶参数示意图

注：

图中符号代表的意义为：

W—底盘抵抗线（也表示为W1），m。

a—台阶坡面角，º。

L—炮孔深度，m。

L1—装药高度，m。

L2—堵塞高度，m。

H—台阶高度，m。

h—炮孔超深，m。