中深孔台阶爆破设计.docx
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中深孔台阶爆破设计
中深孔台阶爆破设计
台阶爆破设计
一、工程概况
某矿山绝对高程32m，长度300m,平均宽度50m,可开采方量48万m3，计划工期4年。
1.1环境
东面：
矿山东面有一条普通公路，300米处有一乡村。
西面：
距矿山40米事空地，400米以外是工厂与民房。
南面：
丘陵地段。
北面：
距矿山60米有农田和果树。
1.2地质
岩石为凝灰石，上部风化层0.5-1m。
山上植被不发育有很多岩石露头，大部分为中风化和微风化，岩石硬度系数为f=8-10。
东侧山体较陡，倾角45-60°，其他方向坡度为30-45°，水文地质简单，没有地下水。
1.3技术要求
从矿山整体来看有一条公路要充分利用以便于运输和开采。
北面60米处有农田和果树不利于开挖，应从矿山南面向北面开采。
修一条简易公路与普通公路相通。
矿山高程为32m，宜采用中深孔台阶爆破。
采用孔内微差毫秒爆破，控制单孔药量，防止地震波和个别飞石。
1.4工程量与工期
该矿山可开采量为48万m³，工期4年，年开采量12万m³。
每年除节假日、机械维修、自然条件等因素的影响，实际每月应开采量约为1.2万m³。
二、爆破设计方案
2.1设计依据
1.1《爆破安全规程》（GB6722-2003）
1.2《爆破现场示意图》
1.3安全现状评价报告
1.4开采方案与安全技术措施
1.5《民爆安全管理条例》
1.6山体的地理位置和结构形式
2.2设计方案选择
因该山体有效开采高度为32m，采用上下两台阶开挖，为此，宜实施“中深孔为主，浅孔为辅”的爆破方式。
严格控制单孔装药量，采用毫秒延期微差爆破防止地震波和个别飞石对周边环境的影响，确保施工的正常正规和安全。
2.3爆破参数的选择
2.3.1中深孔爆破（Φ90mm）
●适用条件
主要用于爆除高度为32m的部位。
●布孔方式
为能很好地控制爆破飞石，确保爆破自由面与飞石方向一致，全部实施垂直钻孔，排间呈梅花形，详见图1所示。
●钻孔直径（D）
D=90mm
●爆除高度（H）
H=16m
●底盘抵抗线（W1）
W1=（20-50）d,W1=3.6m
●超深h
h=（0.15-0.35）W1
h=1m
●钻孔深度（L）
L=H+hc=17m
●孔距（a）
a=4m
●排距（b）
b=3m
●炸药单耗（q）
q=0.30~0.38kg/m3，试验按0.35kg/m3计算。
●单孔最大装药量（Q）
Q=qHab=0.35×17×4×3=71.4kg
●延米装药量（P）
P=1/4π²×d²×r×1=5.6-6.0kg
●装药长度（LZ）
LZ=Q/P=12.75m
●填塞长度（LT）
LT=L1－LZ≥4.25m
●装药结构
采取炸药沉底、孔口强填塞的连续装药结构，如图2所示。
●起爆方法
采用孔内非电微差起爆法，具体为：
击发枪（击发）→导爆管（传爆）→非电延期毫秒雷管（引爆）→药柱
●起爆网路
该工程爆破条件良好，起爆网路设计为“排间起爆”，前排先爆，由前往后逐排起爆，边孔比同排孔高一个段别，如图3所示。
●网路联接
该设计网路为孔内微差，为加强网路的安全性，最大强度地避免盲炮的产生，孔内装入所需段别的双发雷管，整修网路敷设成双复式闭合形式。
2.3.2浅孔爆破
该孔径主要用于较低爆高处爆破及根坎处理。
●布孔方式
水平布孔，排间呈三角形布置。
●钻孔直径
d=42mm
●孔深（L）
L=3.5~5.0m
●炮孔间距
a=1.2~1.6m
●排距
b=0。
8~1.0m
●炸药单耗
q=0.30~0.35kg/m3，试验炮按0.35kg/m3计算。
●单孔装药量
Q=qabL=0.35×1.2~1.6×0.8~1.0×3.5~5.0=1.18~2.8kg
●装药长度
LZ=Q/P=2.0~3.6m
●填塞长度
LT≥1.4m
●装药结构
采用连续装药结构，药卷直径为Φ32，每孔装一个起爆雷管，如图4所示。
●起爆网络
起爆网路设计成排间起爆形式，上排孔先爆，向下依次延伸。
三、爆破灾害预测
本工程爆破安全主要考虑的是爆破振动、飞石、空气冲击波对周围的厂房、民房、行人及车辆的影响和破坏。
3.1爆破振动验算
按爆破规程推荐，用公式R=（K/V）1/a×Q1/3对爆破振动速度进行计算。
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，可按下表选取
岩性
K
a
坚硬岩石
50-150
1.3-1.5
中硬岩石
150-250
1.5-1.8
软岩石
250-350
1.8-2.0
Q——最大段药量，kg；
R——传播距离，m。
因本设计为远区爆破，故K取180，a取1.65，R300m，v=1.0cm/s，经计算，最大段安全发药量QA为：
QA=100kg
由此可见，将最大一次发药量控制在2000kg以内，也即同次炮孔控制在20个以内，爆破震动对周边没有多大影响。
为了尽量降低爆破震动，施工中采取如下的降振措施：
①中深孔爆破前，先用浅孔处理好底部根坎，确保爆破自由面良好。
②把最大段发药量减小到100kg以内。
③结合现场地形，设计合理的起爆顺序，转移爆破震动。
3.2爆破飞石验算
个别飞石的飞散距离按下式进行计算，即
RF=（15-16）d，m
式中RF——个别飞石的飞散距离，m；
d——炮孔直径，cm
中深孔爆破
RF=（15-16）×9=144
浅孔爆破
RF=（15-16）×4.2=67.2
为减小爆破飞石危害，施工中应采取如下的预防飞石的措施；
①开创良好的爆破自由面，避免因底盘抵抗线过大产生成片飞石突出事故。
②改正常抛掷爆破为弱抛掷爆破，减小飞石危害范围。
③对地质异常带采取补强或间隔装药措施。
3.3爆破空气冲击波验算
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。
3.4安全警戒距离
根据上述验算，最大危险半径为200m（假设的爆破震动危害半径，实际值远小于200m）。
根据《爆破安全规程》规定，露天中深孔爆破，其警戒距离不得小于200m，浅孔爆破不得小于300m，具体由设计确定。
为了实现安全生产，杜绝一切生产安全事故的发生，本工程的安全警戒距按300m执行（针对活动目标，如行人、车辆等）。
四、设备及人员配备
4.1设备配备
为保证工程施工连续、顺畅，上下工序互不干扰，在前期准备时，必须按拟定的生产规模投入相应的设备。
设备生产能力的高低，直接关系到工程的进度，设备生产能力过低，满足不了工程需要，技术上不可行；设备能力过高，会造成设备闲置，经济上也不可行。
设备的投入必须从工程施工条件、工期等实际情况出发，原则上应符合技术经济要求。
照本工程施工进度推算，需配备如表二所示机械设备。
机械设备配备
序号
设备名称
规格
数量
备注
1
手持式凿岩机
YT24
2台
状况完好
2
潜孔钻机
Φ90支架式
1台
状况完好
3
空压机
17m3
1台
状况完好
4
挖机
W200
1台
状况完好
5
运输车
WQ340
10辆
状况完好
4.2人员配备
工程要创效，必须以安全生产作保障。
因此，在日常生产工作中，必须成立以矿长为第一责任人的安全生产管理小组，肩负起日常的一切安全生产及现场管理工作任务，立足现场，消除隐患，避免发生人身及设备事故，确保工程零事故，本设计的人员配备情况如表三所示。
人员配备
序号
工种
数量
1
矿长
1人
2
安全员
1人
3
凿岩工
2人
4
空压机司机
1人
5
爆破员（持证）
3人
6
爆破器材现场保管员（持证）
1人
7
警戒人员
8人
五、爆破器材计划用量
1、乳化炸药
Φ70：
160000kg
Φ32：
8000kg
2、非电毫秒延期雷管：
7000发
3、导爆管：
25000m
六、爆破施工组织
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