临近永久边坡的露天台阶深孔爆破设计1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1中高级
××露天矿山台阶深孔爆破设计说明书
（一）深孔爆破设计说明书
1、工程概况；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=40m，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。
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、深孔爆破和预裂爆破设计参数选择与计算；
（1）孔径选150mm
（2）孔深与超深
采用倾斜孔：
孔深L=H/sinα+h
=12×√1+0.32+0.5
=13m
H---台阶高度，m；
L---孔深，m；
h---超深，m；
α---台阶坡面角，°。
（3）底盘抵抗线
1）根据钻孔作业的安全条件：
W1≤Hctgα+B
≤12×0.3+2.5
≤6.1m
H---台阶高度；
B---从钻孔中心至坡顶线的安全距离取2.5m；
W1---底盘抵抗线，m；
α---台阶坡面角。
2）按台阶高度计算：
W1=（0.6~0.9）H=（0.6~0.9）×12=7.2~10.8m
3）按每孔装药条件（巴隆公式）
最后选取W1=4m
W1---底盘抵抗线，m；
d---炮孔直径，dm；
Δ---装药密度，g/ml；
q---单位炸药消耗量，kg/m3；
τ---装药系数，取0.7；
m---炮孔密集系数，取m=1.2。
（4）孔距与排距
孔距aa=mW1选m=1.2
a=1.2×4=4.8m
排距b
a/b=1.2,b=4.8/1.2=4.0m
选取b=4m。
（5）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
（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）药量计算
①第一排孔的每孔装药量按下式计算：
Q=q·a·W1·H
=0.56×4.8×4×12=129kg
②第二排孔起，每孔装药量：
Q=k·q·a·b·H
=1.1×0.56×4.8×4×12=142kg
k---考虑受到前面各排孔的矿岩阻力作用的药量增加系数,取1.1。
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。
钻孔设计参数表
项目
台阶高度H（m）
岩石坚固性系数f
孔径（mm）
孔深L（m）
超深h（m）
底盘抵抗线W（m）
孔距a（m）
排距b（m）
堵塞高度（m）
后排药量增加系数
备注
前排孔
12
8~10
150
13.0
0.5
4.0
4.8
4.0
4.0
炸药单耗q=0.56kg/m3
后排孔
150
13.0
0.5
4.8
4.0
4.0
1.1
缓冲孔
2.4
预裂孔
1
1
1
工程数量表
项目
第一排
第二排～第四排
缓冲孔
预裂孔
每孔装药量
129
142
35
0.45×13=5.85
小计装药量
903
2982
595
228
合计装药量
4708
起爆器材数量表
项目
一段
五段
七段
九段
十一段
十三段
导爆索
数量
2
14
14
14
14
34
600m
③预裂爆破参数选取，查经验数据：
φ=150mm，钻孔间距取a=1m，线装药量取450g/m。
④缓冲孔装药量计算：
Q=k×q×（a/2）×（b/2）×H=1.1×0.56×（4/2）×（4.8/2）×12=35kg
⑤总计爆破体积为：
V=12×20×40=9600m3
需炸药量为：
Q′总=V×q=9600×0.56=5376kg
⑥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39个，每米0.45kg，共计39×13×0.45=228kg；
缓冲孔17个，每孔35kg，共计35×15=595kg；
Q总=903+2982+228+595=4708kg。
最后选取炸药总用量为4708kg。
4、钻孔布置
根据爆破地形条件和设计的孔网参数布置钻孔（详见炮孔布置图）
5、起爆网络
采用非电起爆网路起爆（详见起爆网路布置图）。
6、施工组织设计
（1）装药
药孔的装药工作是一项工作量大、涉及劳动力较多，有时间性以及危险性大的工作。
在装药工作前，要切实做好各项准备工作。
①对药孔的位置进行测量校核，包括药孔位置，底盘抵抗线和炮孔深度，使炮孔底面位于同一水平面上，保证爆破后场地的平整性，对装药量进行最后的校核计算。
②让工人对所用的火工器材数量、质量要有准确的了解。
有必要时对火工品进行必要的质量检验。
③对全体施工人员进行装药安全方面的教育，对施工的运输工具和设备进行必要的检查。
④组织警戒工作，对于装药无关人员，不允许进入施工现场，以防止意外的事情发生。
⑤装药前对施工现场进行安全性检查，对岩壁的松石和危石要进行处理。
⑥对施工现场的各类电路进行安全检查。
施工现场只有用防爆的电灯或手电进行照明。
⑦装药工作。
对装药要实行严格岗位责任制，从运输、堆放、搬运和装药等进行检查，并设置明显的标志，防止一切可能发生的事故发生。
当孔底装入炸药50cm时，应装入起爆体。
对施工现场的起爆体要特别加以保护，以防损坏。
⑧装药结构
a.、主爆孔（详见B大样图）
主爆孔的装药采用散装炸药。
底部0.5m范围内不装药，以大空隙率材料作为间隔介质；以上3m范围内加强装药，其中0.5m以上安装起爆药包；然后正常装药，装药高度5.5m；正常装药完成以后应弱装药，高度2.0m；孔口位置2.0m范围进行堵塞。
b、缓冲孔结构同主爆孔，孔距缩小为2.4m。
（详见C大样图）
c、预裂孔（详见D大样图）
预裂孔采用φ32mm药卷，底部3.0m范围内加强装药（详见I—I剖面布置图）；其上9.5m范围内为正常装药（详见II—II剖面布置图）；孔口1.0m范围内进行堵塞。
（2）堵塞
堵塞是保证炸药的能量较好的作用于岩体，堵塞质量的好坏直接关系到爆破效果的质量，所以堵塞一定要完整。
堵塞材料可采用经过粉碎的黄泥，先堵塞后上层可采用岩渣、碎石。
但要注意，回填土中不能混有残留爆破器材，堵塞时要保护好起爆网路。
（3）网路连接与施爆
装药堵塞全部完毕，并确认各炮孔的起爆线路完好无损后，就可撤走爆破现场的器具和人员，并设置警戒。
无关人员一律不准进入爆区。
网路连接按以下几个步骤进行：
①敷设孔外连接线；
②检查网路；
③在指挥部发出信号后，将网路连接起来。
在检查线路时，接头一定要接好，并用电工胶布包好，以防止断线。
各联线要有一定的富余量，以防止将线路拉断。
在地面有水或过河过桥时，线路要架空。
主线可以预先铺好，最后联线要根据指挥部命令进行。
（4）警戒与爆破
为了保证安全，爆破前应对警戒范围、警戒点的设置作周密布置，并作好安民告示，将警戒信号及警戒范围公布于众。
警戒信号分为四次，其规定为：
①第一次信号（预告信号）：
在装药、堵塞完毕后，开始联接爆破网路前发出。
要求工地上一切与爆破工作无关的人员全部撤出爆区，周围居民开始撤至预定的安全警戒范围以外。
爆区开始进行爆破起爆网路的联接；
②第二次信号（准备信号）：
在起爆系统联接并检查完毕，确认各警戒区域内无人员家畜，各警戒点报告无误后发出，预告各方面注意即将起爆；
③第三次信号（爆破信号）：
与准备信号相隔约5~10分钟后发出，发出前应再次落实警戒情况，信号发出后即可起爆；
④第四次信号（解除信号）：
爆破后经现场检查，确认安全准爆后方可发出这一信号，恢复正常秩序。
至于是否能让无关人员进入爆区，还要看爆后爆区情况而定，要防止爆区内危石、松石等塌落伤人。
7、爆破安全设计与验算
（1）爆破地震波
炸药在岩体中爆炸，其部分能量以弹性波的形式传播而引起爆区附近的地层震动，称为地震波。
与天然地震一样，地震波强度随距离的增加而衰减。
但爆破地震比天然地震具有能量衰减快、振动频率高和持续时间短的特点。
因此，爆破地震对附近的建筑物的安全影响要比天然地震小得多。
爆破地震的影响的安全判别是根据国家标准《爆破安全规程》GB6722-2003中所规定进行，其计算方法为
V---爆破所引起质点垂直振动速度，cm/s；
K---与岩土性质、爆破方法和爆破条件有关的系数，一般为150~250；
Q---最大一段装药量或齐发爆破的总装药量，kg；
R---爆源至被保护点的距离，m；
α---衰减指数，一般为1.5~1.8。
按《爆破安全规程》第6.2条所规定，一般建筑物和构筑物爆破的地震安全性应满足安全震动速度的要求，主要类型的建筑物地面质点的安全震动速度规定如下：
a.土窑洞、土坯房、毛石房屋，0.7~1.2；
b.一般砖房，非抗震的大型砌块建筑物，2.3~2.8；
c.钢筋混凝土框架房屋，3.5~4.5。
上式中，选K=250α=1.8
所以此次爆破是安全的，不会对厂房安全造成影响。
台阶深孔爆破的飞石距离计算：
RFmax=kφ·D
=（15~16）×15=225~240m
Kφ---安全系数，取15~16；
D---药孔直径，15cm。
根据《爆破安全规程》取RFmax=300m
所以爆破时的安全距离范围定为距离爆区半径为300m之外为安全区。
（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、起爆网路设计图；
4、安全警戒图。
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