某采石场露天台阶爆破.docx

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某采石场露天台阶爆破

某采石场露天台阶爆破

设计说明书

设计：

2008年10月1日

1工程概况

某采石场，年生产规模为20万m3/a，台阶高度为10m，年工作300天，每天2班制，选用的是潜孔钻钻机，钻孔效率为30m/台班。

采石厂岩石属于石灰岩，坚固性系数f=8~10，松散系数为1.5。

爆破地点200m外有居民房（砖房）。

按照原始条件计算，该采石场平均日产石方量约为667m3，每天一台钻机可钻孔6个。

可采取每7天实施一次爆破的方式施工，总炮孔数约为42个，总爆破量约达到4669m3，即可满足工程要求。

2爆破方案选择

2.1台阶高度

根据原始资料提供的数据，本采石厂台阶高度确定为10m。

2.2钻孔设备及钻孔直径

根据采石场的现状和以后的发展趋势，爆破台阶高度为10m，适用于潜孔钻机进行钻孔作业。

本采石场采用美国寿力—400HH型潜孔钻进行钻孔，钻孔直径为80mm。

2.3深孔布置方式

布孔方式采用多排梅花形或矩形，钻孔方式采用垂直钻孔。

2.4一次爆破规模

一次爆破规模的炮孔总数约38个，产生的石方约4669m3。

2.5爆破方式

爆破方式采用“深孔大区多排微差挤压”爆破，逐排起爆方式进行爆破。

2.6炸药及起爆器材

炸药可采用2号岩石炸药、乳化炸药或铵油炸药，毫秒延时导爆管雷管，起爆雷管使用瞬发电雷管，脉冲起爆器作为电雷管的起爆源。

3爆破参数选择与计算

图1深孔布置平面图

3.1底盘抵抗线

底盘抵抗线可以按下式计算

式中

——台阶高度，m。

根据岩石性质，底盘抵抗线取值为3m。

3.2超深

超深取值为1.5m。

3.3孔深

孔深取值为11.5m。

3.4孔距和排距

炮孔间距：

，

炮孔密集系数m通常大于1.0，一般取1.2~1.5，在大孔距小抵抗线爆破中则为3~4或更大，但第一排炮孔由于底盘抵抗线过大，应选用较小的密集系数，以克服底盘的阻力。

炮孔排距：

根据岩石性质，孔距取值为4m，排距取值为3.5m。

3.5单位炸药单耗

根据岩石结构、性质以及可爆性等情况，为保证达到爆破的目的，炸药单耗为

此处取值为0.45kg/m3。

3.6单孔装药量

近临空面的第一排孔按下式计算：

kg

多排爆破时，从第二排孔起，以后各排孔药量按下式计算：

kg（

）

3.7装药长度

按照延米装药量为7kg/m计算，近临空面的第一排孔装药长度l1=7.7m，堵塞长度l2=3.8m。

多排爆破时，从第二排孔起，以后各排孔装药长度l1=9.9m，堵塞长度l2=1.6m。

3.8一次爆破孔数及一次总装药量

一次爆破孔数N为38个，近临空面的第一排孔为8个，从第二排孔起，以后各排孔总数为30个，所以一次总装药量

kg

3.9一次爆破岩石量

根据一次爆破总装药量、单位炸药单耗及松散系数，可以确定一次爆破岩石量为8370m3。

4装药、填塞、起爆网路设计

4.1

装药结构及堵塞

图2装药及堵塞结构图

所有炮孔均采用连续装药结构，起爆方式采用反向起爆，即在炮孔底部安装导爆管雷管。

当采用铵油炸药时，由于其感度较低，应采用2号岩石铵梯炸药或粉状乳化炸药做为起爆药。

堵塞材料采用黄土，并充分捣实。

4.2起爆网路

为使岩石能够充分的破碎并使由其产生的负效应降到最低，决定采取微差爆破技术。

采用孔内排间延时起爆方法，同排孔内采用同段位延时雷管，各排孔分别采用3、5、7、9、11段延时雷管。

为保证安全起爆，可采用复合式网络连接双向起爆的方法进行爆破施工，起爆网路采用并联串联法。

图3起爆顺序图

图4起爆网路敷设图

5安全距离计算

5.1飞石安全距离

在露天进行爆破时，特别是进行抛掷爆破和用裸露药包或炮眼药包进行大破碎时，个别岩块可能飞散得很远，常常造成人员，牲畜的伤亡和建筑物的损坏。

根据矿山爆破事故的统计，露天爆破飞石伤人事故占整个爆破事故的27%。

个别飞石的飞散距离与爆破方法爆破参数（特别是最小抵抗线的大小），填塞长度、堵塞质量，地形，地质构造（如节理裂缝和软夹层等等）以及气象条件等等有关。

由于爆破条件非常复杂，要从理论上计算处个别飞石的飞散距离是十分困难的。

爆破飞散物是爆破的必然产物。

爆破时危险警戒圈对个别飞石安全距离的计算是圈定危险警戒范围的依据。

据公式

式中

——个别爆破飞石安全距离，m；

——安全系数，取1.0；

——最大药包爆破作用指数；

——最大药包最小抵抗线，m。

此处最大药包的

=3m，

＝0.87，计算得

=45.4m。

飞石防护：

（1）严格控制药量，在影响爆破飞石诸因素中，装药量是主要因素之一。

（2）合理布置药包，根据爆破要求，被爆体的性质，岩石的结构和层理性质，综合考虑确定药包布置。

（3）采取微差爆破，无论是深孔爆破，还是峒室爆破，切忌放齐炮。

爆破实践表明，多炮一次齐爆，或多炮顺段爆破，破碎度得不到保证，爆破震动较大，爆破效果不好，容易产生较多飞石。

一般来说，在爆破振动安全允许的条件下，每个药包或每组药包，应以隔断或跳段安排起爆顺序，这对控制飞石颇为重要。

（4）加强防护措施，尽管在爆破中，作了精心设计，科学施工，但影响飞石的因素很多，为防止万一，在爆区附近还是要加强防护，对飞石的人身防护是撤离危险区，并加强警戒，还应该在爆区四周安全距离内外，设封锁线和信号，以防飞石对人员和物体的危害，对建筑物的防护，可用覆盖方法防止飞石危害对于深孔和浅孔爆破，还需要在爆点上加盖覆盖材料。

5.2爆破地震安全距离

爆破地震与天然地震一样，都是由于能量的释放，以地震形式向外传播，引起地表振动而造成土石，建筑物的破坏，它们造成的破坏程度又都受地形，地质等因素的影响。

但天然地震发生在地层深处，其造成的破坏的程度主要决定于地震的能量（振级）与距震源的远近。

爆破地震的装药则是在地表浅层爆炸的，其造成的破坏的主要程度主要决定于装药量与距装药中心的远近。

爆破地振安全距离由下式校核：

式中：

——振动速度，cm/s；

——爆破地振安全距离，m；

——单段最大药量，kg；

——常数，K取150；

——衰减系数，取为1.7。

此处

=554.4，

=200，计算得

=0.66cm/s。

根据《爆破规程》规定，对于普通民房，最大允许振动速度取1cm/s，所以该值为安全值。

震动控制：

根据影响爆破地震的因素，目前控制爆破震动的速度的方法主要有以下几种：

（1）对土石爆破要采用适当的爆破类型。

爆破地震的强度随爆破作用指数值的增大而减小。

（2）采用能获得最大松动的爆破设计。

松动条件良好的炮孔爆破，即靠近自由面的炮孔爆破产生的震动较小。

使用延发爆破技术开辟内部自由面，以便爆破后产生的压缩波可以从这些自由面反射。

通过正确设计延发起爆方案时，使其排间延发时间隔大于排内孔间延发间隔时间，就能获得较大的松动。

（3）选用低威力低爆速的炸药，实战证明，炸药的波阻抗不同爆破震动强度也不同。

越大，爆破震动强度也越大，且炸药的波阻抗越接近岩石的波阻抗，其震动强度也越大。

若能设法将岩石炸药的爆速降低到一定程度时，其地震效应可降低40~60%。

（4）限制一次爆破时的最大用药量。

由爆破震速计算公式可以看出震速与爆速成正比，因此控制用药量就能控制震动速度。

（5）选用适当的单位炸药消耗量。

过大的单位炸药消耗量，会使爆破震动与空气冲击波都增大，并引起岩块过度的移动或抛掷。

相反，过小的单位炸药消耗量，也会由于延迟和减小从自由面反射回来的拉伸波效应，从而爆破震动增大。

（6）选择适当的装药结构。

装药结构对爆破地震效应有明显的影响。

装药越分散，地震效应越小。

（7）采用微差爆破技术减震。

大量实验研究表明在总装药量和其它爆破安全条件相同的情况下，微差爆破的震动速度比齐发爆破可降低10~60%。

（8）应用预裂爆破或开挖减震沟。

（9）调整爆破工程传爆方向。

以改变与被保护物的方位关系。

实践证明，抛掷爆破时，最小抵抗线方向的震动最小，后冲方向最大，两侧居中，而采用排成一排的群药包爆破时，在药包中心的连线方向比在垂直与连线方向的震速可降低25~45%。

此外，爆破震动在不同高程处，震动强度也不一样，低于爆源外的建筑物的抗震性能比高于爆源处的建筑物可抗震性能好。

因此，充分利用爆破震动的这些特点，通过改变爆源与被保护物的相对位置，可适当控制被保护物处震动的大小。

（10）充分利用地形地质条件，如河流、深沟、渠道、断层与都有显著的隔震减震作用。

6安全技术措施及注意事项

（1）牢固树立“安全第一”的思想，现场施工时要严格执行爆破安全法规，不得私自主张进行爆破作业。

（2）用“深孔大区多排微差挤压”的爆破技术，以减少爆破产生的地震波对周围建筑物的损害。

（3）钻机钻孔按照现场爆破设计说明书的要求作业。

（4）必须按照设计要求装药，不得擅自改变。

（5）炸药到现场半小时前清理现场，将无关的人员、设备以及其他杂物清理到100米外安全地带，在爆破区域外30米设置明显的“爆破施工，闲杂人员不得靠近”警示牌。

（6）爆破区域30米范围内用警戒带圈上。

（7）爆炸物品运临现场，爆破现场周围的范围内为警戒区，用警戒带围上。

（8）施工现场设置爆破警示牌，公示每天的爆破时间和部位。

（9）在同一爆破区域，必须使用同厂、同批、同型号雷管。

（10）使用导爆管雷管，首先要检查其外观是否完好、有无裂缝、破皮、打死扣现象，如果发现上述情况之一，请勿使用。

使用电雷管必须用电雷管测试仪检测电雷管的电阻是否超标。

（11）炸药进入爆破区，立即使用警戒带封闭爆破区，爆破区域安置警示牌，封闭的爆破警戒区现场未经爆破工程师和爆破安全员批准，和爆破施工无关的人员一律禁止入内。

（12）爆破网路敷设好，指定专人看守，严禁无关人员进入现场，以免踩踏而发生爆破事故。

（13）要确保填塞深度，用钻机吹出来的岩渣或黄土填塞确保炮孔填塞质量。

（14）炮孔装完炸药后，确保填塞质量。

不能向炮孔内填大石块，以免卡在孔壁处不能填实。

（15）人员不能在爆破现场吸烟和有明火作业。

（16）安全警戒的距离确定在200米外，所有人员必须撤离到200米外的安全地点避炮。

（17）周围不可动设备必须做好安全防护措施，用炮被或铁皮焊接物盖住。

（18）盲炮处理流程

a）经检查确认起爆网路完好时，且最小抵抗线无变化者，可以重新起爆；最小抵抗线有变化者，应计算安全距离，并加大警戒范围后，在联线起爆。

b）爆破网路破坏，采取打平行孔装药爆破的方法处理。

浅孔时，平行孔距盲炮孔不应小于0.3m；深孔时距盲炮孔不小于10倍炮孔直径。

爆破参数由爆破工程技术人员确定并经爆破领导人批准。

c）所用炸药为非抗水硝铵类炸药，且孔壁完好时，可取出部分填塞物向孔内灌水使之失效，然后做进一步处理。

（19）在雾天、雨天、大风、雷电或黑夜不得起爆。

7爆破组织工作

以国家标准有关爆破施工技术规范为木工程施工技术依据和行为准则，本着科学性和实践性相结合的原则，充分利用人力、物力、财力，实现高速、优质、安全、低耗，发挥施工人员的主观能动性和创造性，合理组织，严格管理，勤俭节约，降低消耗。

指挥部

技术部

施工部

安全部

钻空组

清运组

安全管理

爆破组

图5组织施工机构图

8主要技术经济指标

（1）单位炸药消耗量：

0.45kg/m3

（2）一次爆破岩石量：

8370m3

（3）一次炸药消耗总量：

2511kg

（4）导爆管雷管：

38发

（5）导爆管：

100m

（6）电雷管：

2发

（7）爆破成本：

约2万元

（8）单位爆破成本：

2.39元