爆破施工组织设计石方硐室.docx

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爆破施工组织设计石方硐室

凤城市刘家河镇翁泉沟铀水冶尾矿库

石方硐室松动控制爆破设计

铀水冶尾矿库工程项目部

二OO九年九月二十六日

项目总经理：

项目副总经理：

党委书记：

总工程师：

项目经理：

设计：

审核：

爆破工程设计依据和内容：

（一）、爆破工程设计依据：

（二）、内容：

1、工程概况、周围环境及技术要求

2、设计方案的选择

3、爆破参数的选择和单室装药量的计算

4、1#--3#采区各主硐、导硐及药室的布置

5、装药、填塞和起爆网路设计

6、爆破安全距离计算

7、安全技术与防护措施

8、工区爆破警戒说明

9、本工程爆破器材及所需材料

辽宁凤城市刘家河镇翁泉沟铀水冶尾矿库

石方硐室松动控制爆破设计

爆破工程设计依据和内容：

（一）爆破工程设计依据：

1、中华人民共和国国家标准GB6722-2003爆破安全规程。

2、中华人民共和国民用爆破物品管理条例。

3、中华人民共和国建设部批准：

爆破工程消耗量定额。

GYD-102-2008；

4、业主的要求：

尾矿库筑石方坝基料石：

28.84万m³；粒径要求不大于0.5m，要求安全生产。

5、2009年9月25日公司组织爆破工程技术人员赴火茸沟村庙后沟1#准采区、2#准采区和3#准采区进行实地踏勘，选择硐口的具体位置，并实施测量；

6、参考书籍：

全国工程爆破作业人员统一培训教材：

工程爆破理论与技术（于亚伦主编）；

大量石方松动控制爆破新技术（何广氵斤著）；

7、辽宁凤城翁泉沟含铀硼铁矿铀水冶新尾矿库工程岩土工程勘察报告

（二）内容：

1、工程概况、周围环境及技术要求：

1.1、工程概况：

铀水冶尾矿库建于辽宁省凤城市刘家河镇火茸沟庙后沟境内。

该区域内有一条常年流水的水溪，施工用简易公路已修到各采矿区域，载重汽车和挖机等设备可直接通到1#--3#采石区域。

所开采的料石为风化花岗岩，根据地表出露岩体判断，软、硬差别较大，严重风化的花岗片麻岩，岩石可钻性、可爆性都好，但有的块段出露岩石比较坚硬，界于次坚石、普坚石之间。

有的裂隙、节理纵横交错比较好，发育良好，有的微风化的花岗岩可钻、可爆性差（节理、层理不发育）。

裂隙充水性不强，未发现明显构造异常。

钻探深度范围内地层依次为碎石，强风化花岗岩和中风化花岗岩。

分布连续，均匀性好。

1.2、周围环境：

筑尾矿坝所需料石，需以火茸沟村庙后沟里的三、四座小山包上开采，初步设定以从沟里向外分别定名为1#采区，2#采区和3#采区。

如：

1#--3#采区周围环境示意图

（一）

1.3、技术要求：

要求：

料石方量：

28.84万m³；

工期：

20天；

料石粒径：

直径不大于1m。

2、设计方案的选择：

爆破尾矿坝料石的方案有三种：

1）、小风动浅孔凿岩，爆破或较深孔的扩壶爆破方案：

此方案一次性投资小，技术难度较小，准备工作时间短，能及早上马出料石，且块度容易控制（不含扩壶爆破），但致命的弱点是：

因为规模小，钻、爆循环次数多，孔浅，炸药量少，如出大方量必须投入群钻，这样相对事故率高，效率低，不利于大型装、运设备的发挥，综合成本反而高，此方案不可取。

2）、潜孔钻机钻深孔（一般10-20cm不等），孔径∮=90-100-120-140mm不等。

深孔松动控制爆破的优越性大于浅孔爆破，但一次性投入设备多，而且关键是这里的地形较陡，不利于潜孔钻机的使用，而且相对工期也拖的较长，综合效益较浅孔钻爆要好，但远不如硐室松动控制爆破综合效益好。

3）、硐室松动控制爆破，硐室爆破，适合于岩体相对集中，而且节理裂隙较发育的地层，1#--3#准采区，从现场地表观察1#、2#及3#南半部分的岩石风化性较重，钻、爆性都好，如果往里钻进，岩石变化不大，预计钻、爆效果要好，但3#准采区北半部分岩石出露坚硬，可钻、爆效果欠佳，一则单耗炸药量偏高，二则大块率较高，这是硐室爆破不利的一面，总体分析此方案较前两种优越，故最终选择硐室松动控制爆破。

3、爆破参数的选择和单室装药量的计算：

3.1、最小抵抗线——W（m）；

药包中心至地面的高度（m）——H；

3.2、爆破最用指数的选择——n；

表层药包取n=0.75；内部药包分别取n=0.8、0.9、1.2不等；

3.3、标准抛掷爆破单位用药系数K的选择：

节理、裂隙发育的花岗岩，取K=1.45—1.5kg/m³；

比较完整的岩石，取K=1.85—2kg/m³；

经过试炮最后确定K值。

3.4、药室的药量计算公式：

对于集团装药的硐室松动控制爆破药量计算公式：

Q=ckw³（0.4+0.6n³）

式中：

c——控制飞石系数；（这里c=0.8—1）；

待各硐室掘进完，实测W值后，就能计算各药室的药量，对于条形药包抛掷爆破装药量计算公式：

Q=ekw²（0.4+0.6n³）L/m；

式中：

e——炸药换算系数，如选铵油炸药，取e=1.1；

M——药包间距系数，m=0.8—1；

L——条形药包长度，（m）；

根据以上数值分别计算出各个药室的药量如下表（最小抵抗线W、爆破作用指数n；单位炸药消耗量K；装药量Q；压缩圈半径r；上破裂线R；装药长度L）：

4、1#——3#采区各主硐、导硐及药室的布置：

4.1、1#采区的硐室布置示意图：

4.2、2#采区硐室布置示意图：

4.3、3#采区硐室布置示意图

5、装药、填塞和起爆网路设计：

根据每幅药室纵、横剖面图量出的最小抵抗线W计算出的药室装药量，将其中药量的1/2散装铵油炸药干铺药室的底板上（如有滴水时，则在底板上铺一层塑料布或油毡——防潮使用）。

将做好的起爆体连同导爆索摆放在散药之上，然后将剩余的散药，2#岩石、铵油炸药摆到起爆体上，小心保护好塑料导爆管（另用直径为1cm的硬塑料管将导爆管从管中穿过保护），装药结束。

起爆体的结构：

5.2、填塞：

为取得好的爆破效果，药室回填工作是既累又细心的工作，而且回填质量和回填长度是重要的工作。

回填的材料：

为取得好的效果，但又要减少回填材料，在掘进药室的后期2——3m工作量时，将废渣临时堆积在药室的后端部位约50——70cm厚，堆长不少于3m。

待药室按设计要求装足药之后（保护好塑料导爆管），临近药堆部位开始用预先在场外准备好的装好土的编织袋一层层迭加叠起，直到药室的拱顶部位，特别强调拱形部位一定塞紧不留缝隙（3m之内），3m之内的底部仍可填碎渣（但不能混入大块）3m之内的拱形部位全部用编织袋装土塞紧。

5.3、起爆网路设计：

为了安全，本工程除掘进硐室可选用秒差、半秒差电雷管之外，硐室大爆破全部采用非电毫秒延时雷管（包括中间串接雷管）硐外起爆用双发电雷管直到起爆站。

5.3.1、导爆管起爆顺序：

采取排间顺序起爆。

5.3.2、导爆管复式网路的联接（并、串、的复式联接）：

如图（七）所示：

5.4、硐室爆破施工工艺流程图

6、爆破安全距离计算：

6.1、爆破振动安全允许速度u的计算：

依据国家常用公式：

U=K（Q1/3/R）α

式中：

u——保护对象所在地面质点振动速度，cm/s；

Q——延迟爆破时为最大一段装药量，kg；

R——爆心至观测点的距离，m；这里指爆源到火茸沟村的距离，R=1000m；

K,α——与爆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；

中硬花岗岩体取K=150，α=1.5；

当药量Q值确定后，就可计算u允许值。

同理当u=2-3cm/s数值确定后，此值为火茸沟村的民房确保安全的情况下，同时可求得：

Q允许=（U允许/K）3/α*R3=（2/150）3/1.5*10003=177777kg

此式说明硐室爆破允许单响炸药剂量不能超177吨。

本工程最大单响剂量不超过10吨，所以对火茸沟村民住房是绝对安全的。

6.2、集中药包内部爆破的飞石距离RF的计算：

依据公式：

RF=20KF*n2W计算；

式中：

KF——安全系数，取KF=1.2；

取n=0.75；

W=

将以上数据代入上式得：

RF=20*1.2*0.752*17m=229m；

警戒范围400m之外是安全的。

7、安全技术与防护措施：

7.1、安全技术措施：

因本工程为尾矿库准备料石，属硐室松动控制爆破，地表虽有风化岩层和较厚的植被，但深部岩石比较坚硬，且脆性大，主要单位炸药消耗量K的取值选择难度大。

故初选K=1.45kg/m³，为给今后规模大方量的爆破和不出安全事故，特选择2#采区的3坑为试爆坑口，经过试爆能及时总结经验教训，从而调整爆破参数，为后续工程提供可靠的技术参数。

为此特采取如下几项切实可行的安全技术措施：

1）、经过测量核实每个药室的真实W值，不同排别，不同部位取n值不同；

2）、确保堵塞长度，特别注意堵塞质量（即拱形部位堵塞密实度，不留一点空隙），否则高压气体逸出将大大降低爆破质量和直接影响爆破方量，还可能造成飞石伤害事故。

3）、选择毫秒延时（高段位）非电雷管，既安全，又能取得好的爆破效果，振动波可大大降低；

4）、整个施工过程，要统一指挥，严格把关（装药和堵塞），统一指令和约定放大炮时间，界定爆破安全范围不少于400m，爆破员必由经过专业培训，持证上岗，按照操作规程办事，爆破时要具备处理紧急意外事故的能力，技术和必备的设施，制定相应的应急救护措施，保证措施（医生、急救药品器械、救护车辆和处理盲炮的技术人员等）

5）、严格检验爆破器材和火工材料的可靠性，确保导爆管雷管同室、同段、同厂、同期生产的，确保起爆电源电量充足，事前做同网路的模拟线路试验，做到心中有数，准爆。

6）、严格火工材料的领、退料制度，实行登记签名制度，当天必将剩余爆破材料如数退库，遇有盲炮，必由有经验的技术人员亲自处理，将拒爆的雷管或重新引爆或捡出退库。

8、工区爆破警戒说明：

8.1、爆破工程指挥部：

8.1.1、组织机构：

指挥长：

电话：

副指挥长：

电话：

8.1.2、爆破组：

爆破组长：

电话：

爆破员：

电话：

起爆站：

8.1.3、警戒组：

组长：

1#警戒点：

2#警戒点：

8.2、警戒点位置设置：

8.2.1、起爆站位置设置：

位于1#采区1坑口左侧向沟里200m以外的位置。

8.2.2、警戒点位置设置：

1#警戒点：

设在1#采区沟里200m位置以外；

2#警戒点：

设在尾矿坝基附近距爆源400m以外位置，并确定人员名单。

爆区施爆之前各山头，山坡间严禁放牧人员，挖药材人员，打柴人员及孩童、精神病患者、聋哑等闲杂人员误入爆区，提前两天向村民发出安民告示，周告乡民同时报告当地派出所以求协助警戒。

8.2.3、起爆时间：

协同业主、公安部门共同商定具体起爆时间及准备，起爆和解除警戒的各种信号及标志（警笛或喇叭、口哨、对讲机、手机、小红旗、袖章等，包括通讯等的联络方式等）。

9、本工程爆破器材及所需材料：

9.1、火工材料：

9.1.1、炸药：

散装：

100T（2#铵油炸药——散状）

散装2#岩石炸药：

40T，管装2#岩石炸药：

5T+400kg=5.4T（掘进硐室用）

9.1.2、雷管：

电雷管：

7000发（秒延期：

1、3、5·、7段别）

非电雷管：

10段（脚线15m）：

980发；

12段：

50发；

15段：

50发；

18段：

50发；

9.1.3、导爆索：

500m；

9.2、防护材料：

编织袋：

3000条；

9.3、其他：

防水高压胶布：

20卷；

扎带四盘（约400m）；

200型起爆器：

各一个；

测电雷管专用电表：

2只；

放炮线（双股）：

铜芯小电缆线：

各200m。