中深孔台阶爆破设计方案.docx

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中深孔台阶爆破设计方案

中深孔台阶爆破设计方案

一、工程概况

1.1工程简述：

某矿山绝对高程32m，长度300m，平均宽度50m。

可开采方量48万方，开采工期4年。

1.2矿区地理位置及交通情况：

矿区交通较为便利，有一条普通公路从东侧山脚下通过，离某市镇给1.2公里。

1.3矿区地质概况及周围环境：

矿山岩石为凝灰岩，上部强风化层0.5m~1.0m，山上植被不发育，有很多岩石露头，大部份岩石为中风化到微风化凝灰岩，岩石硬度系数f＝8～10，东侧山体较陡，坡度在45º到60º之间，其它方向坡度在30º到45º之间，水文地质条件较简单，没有地下水。

矿区东侧300m处有一乡村，西侧40m外是空地，400m外有工厂和民房。

南侧为丘陵地，北侧离山脚60m处有农田地和果树。

二、设计依据

1.矿区地形简易平面图及有关文件资料。

2.国家颁布的有关技术及安全规范文件。

3.《爆破安全规程》。

4.《民用爆炸物品安全管理条例》（国务院第446号令）。

5、类似工程的成功经验。

三、设计方案选择

该矿山山体不高，开采山体高度约32m，开采石料约48万方，工期4年。

矿层岩石坚硬，稳固性较好，有利于实施台阶式的规模化开采。

地表覆盖层约0.5~1.0m。

1.1开采规模与方式

开采规模：

日平均400m3。

按25天计，月产量10000m3。

总产量约48万方。

开采方式：

中深孔台阶式爆破、单斗挖掘机装料方式。

1.2矿床开拓

根据矿区山体结构的特点，采用临时上山坡道开拓运输系统：

主干线道路为宽6～8m，最大纵坡为10%的露天矿山道路加斜坡便道直接进入各采场工作面平盘，以进行各开采平台的开采施工。

为有利于采掘设备的移动调度，该矿拟按15m一个开采台阶施工和16m一个开采台阶施工，共分成二个台阶。

即开采高程+0.0m~+15.0m作业台阶及+15.0m~+31.0m作业台阶。

+31.0m高程以上部位采用小风钻处理，整平地形作为潜孔钻机工作平台。

1.3凿岩工作

凿岩采用90型潜孔钻机和手持式凿岩机，以潜孔钻机为主，实施中深孔凿岩，爆破后形成台阶式工作面。

四、爆破参数选择

中深孔爆破的凿岩施工参数：

孔径：

D=90mm。

孔距：

a=（3.5～4.0）m。

孔网形式：

梅花形。

排距：

b=（2.8～3.2）m。

炸药单耗：

q=（0.31～0.35）㎏/m3。

台阶高度：

H=15m。

底盘抵抗线：

W底=（3～4.5）m。

填塞长度：

L=（1.1～1.5）b≥（3.0~4.8）m。

超深：

h超=（0.15～0.35）W底，取h超=（1.0～1.4）m。

孔深：

h=H+h超=15+（1～1.4）=（16～16.4）m。

孔数：

单排孔数N根据凿石情况和采场工作面情况、采掘施工平均每月爆破石方量而定，可暂定4～５个。

单孔药量：

Q单=qabh=（0.31～0.35）×（3.5～4）×（2.8～3.2）×15=（45.6～67.2）㎏。

最大一段起爆药量Q（最大一段）=Q单×（4～5）=（182.4～336）㎏。

单孔爆落石方量：

V（单孔）=（3.5～4）×（2.8～3.2）×15=（147~192）m3。

一次爆破规模：

一般采用1~2排孔进行爆破，单排孔数约4～５个。

则一次爆落方量V（一次）=（588~1920）m3。

一次爆破所用炸药总量Q（一次）=（182.3~595.2）㎏。

装药结构：

采用连续装药，每孔内装置两个起爆药包，起爆药包分置于距孔底l.0m和炮孔中部两处。

起爆网络：

爆破采掘施工中采用复式导爆管非电毫秒雷管起爆的方式，并采用非电导爆管专用的高能起爆器起爆。

为了降低爆破引起的振动作用，施工中应控制每次爆破的最大段装药量。

手持式小孔径凿岩参数：

根据现场实际，现场局部施工（较陡岩坎等地形时）及修筑深孔爆破平台时采用浅眼爆破施工。

1、爆破参数选择

炮孔直径：

D=45mm

炮孔深度：

L=6m

炮孔间距：

a=1.5m

炮孔排距：

b=0.8a=1.2m

台阶高度：

H=6.0m

最小抵抗线：

W=b=1.2m

2、单孔装药量

Q=qaLWK=0.30*1.5*6*1.2=3.24Kg

3、单孔爆落石方工程量

V=abLK=10.8*1.2=13m3

说明：

以上各参数当根据现场作业条件和爆破效果逐步作出调整，力求找出与矿体特性相适应的凿岩爆破参数，达到较理想的爆破技术效果和提高经济效果。

采掘施工中以中深孔爆破施工为主，手持式小孔径凿岩仅在局部施工地形不利时（如个别山体坡度较陡处）作为潜孔钻机施工作业平台的辅助开拓。

正常情况下，采掘爆破施工应以潜孔钻作业的中深孔爆破方式为主要工艺进行施工。

五、装药、填塞结构

装药结构采用连续装药，在有水或潮湿的炮孔中，应使用乳化炸药。

非装药部分全部进行堵塞。

六、布孔方式

为了减小爆破震动对周围环境、设备设施的影响，施工中采用逐排布孔，逐孔微差起爆方式，单排钻孔孔数一般为4-5个，最大单响起爆药量为69.75kg。

七、起爆网络设计

起爆网络：

采用非电导爆管系统，孔与孔之间用四通联接。

每个炮孔采用ms分段非电雷管。

采用起爆器起爆。

八、爆破安全允许距离

爆破安全性评估：

爆破造成的危害主要有：

爆破振动、空气冲击波、飞石、噪音和有毒气体。

其中的飞石按有关安全规程规定距爆点的安全距离为300m。

噪音和有毒气体在施爆区空旷和人员撤离的条件下，不致于构成危害。

该矿山周围300m内均无构筑物及民宅，故可不考虑施工噪音等危害。

所以，仅就爆破振动、空气冲击波和飞石问题作出测算和评估。

爆破振动：

我国《爆破安全规程》规定，以地表质点振动速度作为破坏与否的判据。

爆破振动传播衰减公式：

V=K（Q1/3/R）α

式中：

V——距爆点最近处的建（构）筑物的质点振动速度，按爆破安全规程取（2.3～2.8）cm/s；

K、α——与爆破方式、爆区地质、空间条件有关的参数；取K=150，a=1.5;

Q：

一次分段爆破中的最大段装药量，㎏；

R：

需保护建（构）筑物距施爆点的水平距离，m.

据现场周边条件，在满足2.3㎝/s安全振速的条件下，被保护对象离爆点的距离（R）与允许最大段药量（Q）的对应关系对照表。

附表如下：

R（m）

Q（kg）

100

235

120

412

140

654

160

976

180

1390

200

1907

250

3724

300

6435

在该山体开采施工中，采用微差爆破，最大一响单排药量按336kg计，在距爆破点300m处及距爆破点最近的400m处建筑物，其质点振动速度为：

V=0.53㎝/s<2.3㎝/s。

（距爆破点300m处）。

V=0.32㎝/s<2.3㎝/s。

（距爆破点400m处）。

该矿山周围300m处的乡村及400m外的工厂和民房，爆破震动的影响较小。

爆破冲击波：

在评估爆破冲击波对周围环境的影响时，按下式进行：

△p=Kp（Q1/3/R）βMpa

式中：

Kp、β---与爆破方式、爆区地质、空间条件有关的参数；取Kp=0.148,β=1.55.

当R=500m时,Q=336㎏时，△P=0.000196Mpa.

安全规程规定对砖墙结构的最低破坏标准是（0.002～0.007）Mpa。

可见，按本设计参数实施的爆破均不致对周边建（构）筑物产生破坏作用。

由于该工程是松动爆破施工，空气冲击波实际影响较小。

施工时也可采用分段起爆、减小药量的方式控制冲击波。

爆破的飞石距离：

露天台阶爆破的飞石可用如下经验公式进行估算：

Rf=（15~16）D

式中Rf———爆破飞石的安全距离，m;

D：

炮孔直径。

当D=90mm时：

Rp=144m.

按《爆破安全规程》，个别飞散物对人员的安全距离规定为300m，结合上述经验公式计算结果，结合爆破振动和空气冲击波的评估结论，确定人员的安全距离为距离爆破点300米。

实际施工时应采取的主要措施是：

1、保证填塞质量和填塞长度。

2、在地形、地质变化明显的部位控制药量；

3、为保证人员、设备的安全，划定爆破警戒范围，根据《爆破安全规程》规定，爆破警戒半径为300m。

爆破前人员撤至警戒范围以外，机械设备撤至安全半径以外。

九、爆破安全警戒和安全保卫

1.1警戒范围

本工程爆破的警戒范围全部300米。

爆破时矿区内所有人员应撤离到安全地点，距爆破区300米以上；机械设备应放置避开炮口的方向，同时各道路附近加强警戒和瞭望点，另外东侧附近的道路口位置应有警戒人员把岗，注意来往人员及车辆均应撤离安全地点处。

爆破警戒点设置详见爆破警戒示意图。

1.2爆破信号

爆破信号共分三次,由指挥部发出.

第一次信号：

预备信号，为两长声。

在起爆前15分钟发出。

要求与爆破无关的人员立即撤至危险区外，或撤至指定的安全地点。

警戒人员到达指定的警戒地点。

第二次信号：

起爆信号,为两短声。

各地点警戒人员警戒完毕，确认人员、设备全部撤离危险区后，向指挥部报告，指挥部在确认具备安全起爆条件后，发出起爆信号。

第三次信号：

警戒解除信号,为一长声。

起爆后，爆破员和安全员间隔15分钟方可进入爆破现场检查，经检查确认安全后，方准发出警戒解除信号。

在未发出警戒解除信号前，各警戒人员应坚守岗位，禁止人员进入现场。

十、安全技术及防护措施

1.1安全防护措施：

降低爆破地震效应的措施

1）采用微差爆破：

实践证明采用微差爆破与齐发爆破相比，平均降震率达50％，微差段数越多，降震效果越好，并间隔时间以50ms～100ms为宜。

2）控制最大一段单响药量。

1.2个别飞石的防护措施

1）精确的设计爆破参数，孔网距，炸药单耗，单孔装药量等是很关键的环节。

2）保证炮孔的堵塞质量，保证有一定的堵塞长度；堵塞料应符合规格要求，并堵严、堵实，堵塞物中不能夹带小石块，碎石等。

3）采取覆盖措施，加盖沙包或草包。

4）做好安全警戒工作，爆破时，人员应撤离300米以外的安全地点。

1.3施工安全措施：

（1）爆破作业认真贯彻执行爆破安全规程和安全生产操作规程要求进行施工，认真检查每道工序的操作是否规范，有否违章作业，坚决杜绝一切安全的发生，确保安全生产。

（2）做好施工人员的安全培训教育，做好三级安全教育工作，对爆破员、安全员一定要通过公安部门专门培训，考试及格后发证，持证上岗。

（3）要做好火工品的保管、储存及运输工作，建立发放领用及退库登记帐表。

在工地上的雷管必须用铁皮箱存放并上锁。

不能乱放乱丢，火工品应有专人看管，使用完后剩余的火工品必须当班退库，不能私藏。

（4）不能违章作业，打孔、装药、堵塞、联线点炮等均应按规程要求办。

（5）爆破作业现场要严格检查，发现有盲炮及不安全因素应及时处理和上报主管部门。

（6）爆破时一定要做好警戒工作，要认真清场警戒。

并且爆破前应把机械设备等撤离到安全地点，各通道口均要设专人警戒。

（7）严禁夜间、黄昏、大雾天和雷雨天进行爆破作业，应在规定时间内放炮，并插上爆破警示牌

（8）严格按设计进行布孔，并认真验收精确计算装药量，并在技术人员指导下进行装药，在联线时应有专人负责操作。

（9）爆破作业中要细心操作，注意连线防止盲炮产生，如发生盲炮，一定要及时处理上报主管部门，在处理盲炮时，周围附近的作业人员应临时撤离到安全地点，以防万一。

（10）用高能起爆器时，在安全警戒没搞好前，不得将起爆线路联结到高能起爆器上，并且起爆器有专人负责使用，保管好钥匙。

（11）加强对挖机、汽车司机的安全教育等，要求文明遵章开车做好机械设备，车辆的维修保养，做到无隐患。

（12）进入工地必须戴安全帽，衣着整齐，不准穿拖鞋

十一、爆破器材计划及品种

采矿规模：

按日平均400m3计，，每月正常作业天数计25天，平均月生产量10000方，总产量约48万方。

工作制度：

每天工作一班，每班八小时。

十二、施工机具、仪表

（1）滑架式KQY型潜孔钻机一台

并配用相应的空压机。

（2）1m3挖掘机1台。

（3）中型自卸式卡车（4~5）台。

（4）手持式凿岩机2台。

1.3火工品需用量

1.炸药：

168000kg

2.非电雷管：

4000发

3、导爆管：

50000米

十三、爆破施工组织

凿岩：

在待爆部位用手持式凿岩机或人工处理好地表覆盖层，给潜孔作业钻机创造一个较平的平台工作面后，用潜孔钻机按设计参数钻凿中深孔。

要求孔位、孔深、炮孔的垂直度准确，钻斜孔时保证倾斜度。

手持式钻机承担潜孔钻机不便工作的部位的凿岩工作和二次解小的钻孔工作。

验孔：

爆破前应对已打好的孔进行测量验收，其目的是为爆破器材消耗量的计算提供依据；如发现孔位布局不合理，则应及时补孔，以保证爆破质量和安全。

装药：

待钻孔工作完毕，并确认炮孔符合设计要求，吹干炮孔内积水和岩粉后，即可进行装药工作，装药结构采用连续装药。

并采用木制或竹质炮棍装药，在干燥的炮孔内可将药卷的包皮用小刀划开小许裂缝，装入炮孔后在放入起爆药包之前可用木棍压紧，以增加炮孔底部的装药密度。

在有水或潮湿的炮孔中，应使用乳化炸药。

堵塞：

炮孔装药后，孔口未装药部份应该用炮泥进行堵塞。

良好的堵塞可以提高炸药的爆轰性能，使炮孔内的炸药反应完全而产生较高的爆炸压力，还能阻止爆炸气体产物过早地从炮孔口冲出，提高炸药能量利用率。

堵塞的炮泥用砂子和粘土混合配制、其重量比为3：

1再加20％的水，混合均匀后再揉成直径小于炮孔直径的炮泥段。

堵塞时将炮泥送入炮孔，用炮棍适当加压实、堵满为止。

爆破：

待钻孔孔数达到一次爆破量的设计要求时，实施爆破作业。

严格按设计装药量和填塞高度要求做好装药和填塞。

随后，爆破技术人员或爆破员进行爆破网络的联线，并进行现场各项工作的检查，确认无误后，发出预备起爆信号，待现场中非相关人员和设备撤离完毕，发出起爆信号，点火起爆，并于爆后的安全间隔时间（不少于15分钟）之后，检查爆破效果，处理爆后的有关事宜。

倒运和装矿：

爆破工作完成后，挖掘机进入堆石区域，进行爆堆中必要的倒运工作和向卡车装矿工作，卡车装矿后即运至指定区域。

十四、图纸装药结构示意图

非电导爆管

堵塞段（岩屑或黄泥）

3~4m

装药段（散装炸药）

15m

11~12m

起爆雷管

1.0~1.4m超深段

备注：

1、炮孔深度应根据现场实测高度调整。

2、露天深孔爆破时，孔内应装入两发雷管，以提高准爆可靠性。

炮孔布置示意图

4m4m4m4m

3m

3m

3m

自由面

台阶炮孔剖面示意图

3m3m3m3m

堵塞段3~4m

15m

装药段11~12m

超深段1.0~1.4m

注明：

采用分段延期微差爆破，炮孔排数可依施工实际情况布置。

导爆管网络联线示意图

高能起爆器

导爆管

起爆雷管

导爆管

传爆雷管

四通

炮孔

自由面

注明：

采用分段延期微差爆破，炮孔排数可依施工实际情况布置。

十五、爆破应急预案

1、建立应急组织机构，由爆破领导人负责，下设技术组、工程组、医疗组、警戒组和通讯组。

2、联系方式：

配备各组对讲机及联系电话。

3、应急方法和原则：

爆破事故发生后，爆破领导人应立即向上级部门报告。

启动应急组织机构，各小组同步开展工作;

（1）封闭事故现场。

（2）以人为本先抢救伤员，再灭火抢救设备和物资。

（3）抢救人员要有自我保护意识和配备专业安全设施。