临近永久边坡的露天台阶深孔爆破设计中高级.docx

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临近永久边坡的露天台阶深孔爆破设计中高级

临近永久边坡的露天台阶深孔爆破设计（中高级）

设计人：

沈雪飞

单位：

中铁二十局集团二公司

日期：

2005-08-20

临近永久边坡的露天台阶深孔爆破设计（中高级）

一、设计条件

某露天矿山采用台阶深孔爆破，现已推进到靠近永久边坡的最后一台阶；岩石完整，坚固性系数f=8~10，爆破时应采取措施，尽可能不破坏边坡的稳定性，并要求大块率不高，最后形成的台阶边坡坡比为1:

0.3；已知台阶高度H=12m，台阶爆破长L=30~40m，台阶宽度B=16~20m，炮孔直径分别为90mm、100mm110mm、150mm；台阶保留的检查平台宽4m，距爆破点400m有砖混结构厂房。

任选一种爆破孔径进行设计。

二、要求

1、主题开挖深孔爆破；2、边坡光面或预裂爆破。

三、完成设计需要提交的文件

（一）深孔爆破设计说明书

1、工程概况；

2、设计原则（方案）；

3、深孔爆破和预裂爆破（或光面爆破）设计参数的选择与计算；

4、钻孔布置；

5；起爆网络；

6、施工组织设计；

（二）附件

1、钻孔设计参数表和工程数量表

2、钻孔布置图（平面图、纵、横剖面图）

3、起爆网络；

4、安全警戒线；

（一）深孔爆破设计说明书

1、工程地质概况；某露天矿山采用台阶深孔爆破，现已推进到靠近永久边坡的最后一台阶；岩石完整，坚固性系数f=8~10，爆破时应采取措施，尽可能不破坏边坡的稳定性，并要求大块率不高，最后形成的台阶边坡坡比为1:

0.3；已知台阶高度H=12m，台阶爆破长L=340m，台阶宽度B=20m，炮孔直径为150mm；台阶保留的检查平台宽4m，距爆破点400m有砖混结构厂房。

爆破条件较好。

根据上述的地形条件及爆破要求，主体采用台阶深孔爆破，边坡采用预裂爆破，炮孔直径选择￠100mm，根据岩石完整，坚固性系数f=8~10，选取2#岩石炸药，炸药单耗q=0.56kg/m3。

2、设计原则（方案）

根据上述的地形条件及爆破要求，主体采用台阶深孔爆破，边坡采用预裂爆破，炮孔直径选择￠150mm，根据岩石完整，坚固性系数f=8~10，选取2#岩石炸药，炸药单耗q=0.56kg/m3。

3、主爆孔设计参数选择与计算

（1）机械设备为J-150B,孔径选D=150mm

（2）台阶高度12m。

（3）超深h=（8~12）D=1.2~1.8m,取1.5m。

（4）主炮孔孔深

采用倾斜孔：

孔深L=H/sina+h

=12.5+1.5

=14m

H爆破台阶高度12m

α———台阶坡面角，取73.3。

超深值h采用。

（5）底盘抵抗线

1）根据钻孔作业的安全条件：

W1≥Hctgα+B

≥12×0.3+3

≥3.9m

W1———底盘抵抗线，m;

α———台阶坡面角，取73.3。

H———爆破台阶高度，12m

B———从钻孔中心线至坡顶线的安全距离，对大型钻机，B≧2.5~3.0m。

2）按每孔装药条件（巴隆公式）

W1---底盘抵抗线，m；

d———炮孔直径，dm;

Δ———装药密度，取g/mL；

τ———装药系数，τ=0.7~0.8；

q———单位炸药消耗量，kg/m3;

m———炮孔密集系数，一般m=1.2~1.5。

取W1=4m

（6）炮孔排列方式

采用方形布置。

（7）炮眼孔距

孔距a主a主=mw1选m=1.2

m———炮孔密集系数，一般m=1.2~1.5。

a主=1.2×4=4.8m

（8）炮眼排距

排距b取炮孔密集系数为1.2。

b=a主/1.2=4.0m

取4.0m

（9）单位炸药消耗量

因岩石完整，坚固性系数f=8~10，查表选取q=0.56kg/m3

（10）单个炮孔装药量

a、第一排孔的每孔装药量按下式计算：

Q1=q×a×w1×H

=0.56×4.8×4×12=129kg

q———单位炸药消耗量，kg/m3;

a———孔距，m;

H———爆破台阶高度，12m

W1———底盘抵抗线，m;

b、第二排孔起，每孔装药量：

Q2=k×q×a×b×H

=1.1×0.56×4.8×4×12=142kg

k———考虑前面各排孔的矿岩阻力作用的增加系数，k=1.1~1.2;

b———排距，m。

根据钻孔条件，检算炮孔实际装药量。

Q′=LΔπR2=9×3.14×1000×0.0752=158kg，Q′＞Q，能装下所计算最大药量。

（11）每排孔装药量

第一排孔的装药量：

129×7=903kg

第二排孔的装药量：

142×7=994kg

总装药量：

903+994×3=3885kg

（12）堵塞长度

（1）每米装药量Qm=πD21*Δ/4

=3.14×0.152×950/4

=16.78

（2）L装=Q1/Qm=142÷16.78=8.5

（3）L堵=L-L装=14-8.5=5.5m

4、缓冲孔设计参数选择与计算

（1）机械设备为J-120B,孔径选D=120mm

（2）台阶高度12m.

（3）超深h=（8~12）D=1.2~1.8m,取1.5m

（4）孔深

采用倾斜孔：

孔深L=H/sina+h

=12.5+1.5

=14m

H爆破台阶高度12m

超深值h采用1.5m。

（5）炮眼孔距

孔距a缓=0.8a主=4.8×0.5=3.8

（6）单位炸药消耗量

因岩石完整，坚固性系数f=8~10，查表选取q=0.56kg/m3

（7）单个炮孔装药量

Q缓=0.8Q2=0.8×k×q×a×b×H

=0.8×1.1×0.56×3.8×2×12=45kg

（8）缓冲孔总装药量45×10=450

总装药量：

Q缓总=45×10=450

（9）堵塞长度

1）L堵=（0.9~1.0）W1

=（0.9~1.0）×4.8

=4.3~4.8m

2）L堵=（20~30）d=（20~30）×0.15

=3~4.5m

取L堵=4m

5、预裂孔设计参数选择与计算

（1）机械设备为J-100B,孔径选D=100mm

（2）预裂孔炮眼孔距

为永久性边坡孔距a预=（7~10）D预=（7~10）100=700~1000mm

取80cm

（3）预裂孔超深h=0~0.5m,取0.5m

（4）预裂孔与缓冲孔的排距

b=1/2b主=0.5×4=2

且1.5m≦孔底距离≦2.5m

（5）预裂孔孔深

采用倾斜孔：

孔深L预=L主+h=14+0.5=14.5m

H爆破台阶高度12m

超深值h采用0.5。

（6）炮眼孔距

孔距a缓=0.5a主=0.5×4=2m

（7）预裂孔线装药量

Q线=0.042[σ压]0.5.[α]0.6

=0.042×800.5×20.6

=0.56

Q线———炮孔线装药密度，kg/m:

σ压———岩石极限抗压强度，MP:

α———炮孔间距，m。

因岩石完整，坚固性系数f=8~10，查表选取σ压=80

（8）预裂孔单孔装药量

①在孔底1~2m的范围内应增加装药量,因台阶高度大于10m在孔底2m的范围每延米增加3~5，取线装药量的3倍。

Q预底=2×3Q线=2×3×0.56=3.36kg

②在中间的范围内按计算值装药。

③在孔口接近堵塞端1m的装药量为减少孔口大块率，取线装药量的0.5倍。

Q预上=0.5Q线=0.5×0.56=0.28kg

④预裂孔单孔装药量（堵塞长度取4m）

Q预=7.5×0.56+3.36+0.28=7.8kg

（9）预裂孔总装药量50×7.8=39kg

附图：

（9）预裂孔堵塞

堵塞长度取4m,先用牛皮纸或编织袋放入填塞段的下部，再回填钻屑。

（10）起爆时间

为在主爆区起爆之前形成预裂缝，预裂孔先于主炮孔75~100mm起爆，祥见起爆网络。

6、总计用药量计算

V=12×20×40=9600m3

需炸药量为：

Q′总=V×q=9600×0.56=5376kg

7、总计用药量计算

前排孔7个，每孔129kg，共计129×7=903kg；

后排孔7×3个，每孔142kg，共计142×21=2982kg；

预裂孔50个，每孔7.8kg，共计7.8×50=39kg；

缓冲孔10个，每孔45kg，共计45×10=450kg；

Q总=903+2982+39+450=4374kg。

最后选取炸药总用量为4400kg。

6、爆破安全设计参数选择与计算

预裂爆破参数选取，查经验数据：

￠=100mm，钻孔间距取a=1m，线装药量取450g/m。

缓冲孔装药量计算：

Q=k.q.a.b.H=1.1×0.56×4×4.8×12×1/2=71kg

4、钻孔布置；

5、起爆网络；

6、施工组织设计；

7、爆破安全设计与验算

上式中，选K=150~250α=1.5~1.8

台阶爆破飞石距离计算：

RFmax=kφ·D

=（15~16）×10=150~160m

取RFmax=200m

4、装药结构

采用连续装药结构

如图示：

5、起爆网路计算

采用排间顺序起爆

6、材料消耗，主要经济技术指标

7、安全范围确定

8、施工流程图

装药前炮孔检查

（二）附件

1、钻孔设计参数表和工程数量表

2、钻孔布置图（平面图、纵、横剖面图）

3、起爆网络设计图；

4、安全警戒图。