爆破施工专项技术方案.docx

1、爆破施工专项技术方案爆破施工专项技术方案施工组织设计（重大技术方案）审批表合同名称：山西能源产业集团晟凯煤业有限公司露天矿井建设土石方工程施工承包合同合同编号：SKMYGSSGHT编制人： 编制日期：年月日项目总工程师： 项目经理： 项目部审 批技术负责人： 审批意见： 年月日项目部有关部门;工程技术部： 年月日安质环部： 年月日其他： 年月日公司审批总工程师： 审批意见： 年月日公司有关部门：工程技术部： 年月日安质环部： 年月日其他： 年月日 监 理 单 位 审 批监理机构审核意见： 总监理工程师： 年月日 山西能源产业集团晟凯煤业有限公司兼并重组整合露天煤矿土石方剥离工程爆破施工专项技术

2、方案 编制： 审核： 批准： 施工公司山西省交口县晟凯煤业露天矿井工程项目部年 月 日第一章工程概况 1.1位置及交通1.1.1地理位置1.1.2交通 1.2矿区开发历史和现状1.2.1关闭矿井1.2.2老小窑 1.3水源、电源及建材供应情况1.3.1水源1.3.2电源1.3.3建材供应 1.4地形、水文和气象1.4.1地形、地貌1.4.2水文、气象 1.5地震烈度 1.6矿田地质构造1.6.1区域构造1.6.2区域地层 1.7矿区地质1.7.1地层1.7.2构造 1.8水文地质特征1.8.1含水层1.8.2隔水层1.8.3矿床充水因素分析1.8.4水文地质类型1.8.5水害防治措施第二章编制

3、依据和编制原则 2.1编制依据 2.2编制原则第三章爆破设计方案 3.1爆破方案的选择 3.2深孔松动爆破设计3.2.1穿爆工作方法3.2.2爆破参数一、岩层爆破布孔参数二、爆破参数三、装药、填塞、起爆网络设计四、安全距离计算 3.3边坡控制爆破设计3.3.1边坡预裂孔参数3.3.2缓冲孔参数、3.3.3主爆孔爆破3.3.4炮孔布置3.3.5爆破网络3.3.6安全距离计算 3.4浅孔爆破设计3.4.1布孔方式3.4.2钻孔直径3.4.3炮孔间距3.4.4排拒3.4.5炸药单耗3.4.6单孔装药量3.4.7装药长度3.4.8填塞长度3.4.9装药结构3.4.10起爆网络 3.5二次破碎爆破设计3

4、.5.1大块的确定3.5.2二次破碎爆破设备选型及数量计算3.5.3大块破碎爆破参数 3.6爆破材料第四章爆破施工组织 4.1爆破施工程序 4.2施工方法4.2.1爆破实验4.2.2表层清理4.2.3测量4.2.3设计4.2.3布孔4.2.4钻孔4.2.5验孔4.2.6装药4.2.7填塞4.2.8联网4.2.9警戒4.2.10起爆4.2.11爆后检查4.2.12解除警戒第五章爆破施工安全措施 5.1安全警戒与撤离区域及信号标志5.1.1安全警戒5.1.2撤离区域5.1.3信号标志5.1.4起爆时间 5.2预防事故的措施5.2.1早爆事故预防5.2.2拒爆事故预防5.2.3飞石事故预防5.2.4

5、爆破地震事故预防5.2.5空气冲击波事故预防5.2.6瞎炮处理 5.3爆破安全指挥组织机构第一章工程概况1.1位置及交通1.1.1地理位置露天煤矿位于交口县东部桃红坡镇吉子沟村西，距交口县城约32km，行政区交口县桃红坡镇管辖。1.1.2交通矿田内有公路通往坛索，坛索与桃红坡镇有省道柏油公路相通。矿井区距桃红坡镇7km，距交口县城32km。自桃红坡镇向西南经交口县城及石口有国道209干线经隰县、蒲县至临汾，209线向北径中阳县至吕梁市。县城向东有省道通往孝义、汾阳，汾阳县城既有高速公路通过。县城向东北可达阳泉火车站，并可到达太原交通十分便利。1.2矿区开发历史和现状矿田范围内存在的矿井及小窑主

6、要为已关闭的交口新建煤矿、桃红坡新建二矿和小石沟煤矿及矿田南部、西部、西北部、北部、东北部的9个老小窑。各煤矿基本情况按关闭时期分述如下：1.2.1关闭矿井（1）交口新建煤矿：该矿属桃红坡镇集体企业，筹建于1988年，于1992年投产，生产能力6万t/a，提升方式为单钩串车，井下为调度绞车牵引矿车运输，机械抽出式通风，矿灯照明，井口为半圆拱砖砌碹，其他采用梯形木支护方式，井筒和开拓巷道位于11号煤层中，放炮掘进，残柱式回采，掘进工作量大，采掘比不大于1:2等。根据交口县新建煤矿2001年度瓦斯等级鉴定，该矿11号煤层瓦斯相对涌出量1.888m3/t，绝对涌出量为0.321.888m3/min，

7、属于低瓦斯矿井。煤尘具有爆炸性，为不易自然煤层，2005年原矿井下实测的正常涌水量为5m3/h，最大涌水量为10m3/h，最大涌水量为10m3/h。该矿2003年11月颁发了新的采矿证，证号为1400000331589，批准开采9、10、11号煤层，于2005年12月经晋煤行发【2005】979号文件批复，采煤方法改革矿井能力核定为15万吨/年，该矿于2006年由晋煤整合办核【2006】42号文件批准关闭北部二坑。保留南部生产主副井口，并于2009年重组整合关闭该矿南部主副井口（2）桃红坡镇新建二矿于1999年因资源枯竭报废关闭：位于本区西部，于1991年建设主斜井、副斜井一对采用斜井开拓方式

8、；1992年投产，生产能力6万吨/年，开采面积2.1514km2。利用主斜井和防暴三轮运料、运煤，残柱式开采，中央并列抽出式通风，井下用水量不大，为45m3/d。按照矿井正常涌水量60m3/d，最大180m3/d，设计井底水仓有效容量400m3，三台12.5m3/h的水泵，扬程55m。（3）小石沟煤矿于1999年被关闭：位于本矿田南部，为吉子沟村办煤矿，生产能力6万t/a，采矿许可证号L51123，开采煤层10、11号，开采时间为1992-1999年，开拓方案为平硐开采，采用房柱式采煤方法，开采深度30-50m，该矿井煤层瓦斯含量低，有一定的煤尘爆炸性，煤的自燃倾向为容易自燃，矿井涌水量60m

9、3/d，每天抽水3-7个小时。1.2.2老小窑本矿田内北部。西部。南部均为煤层露头区。由于多被新生界地层覆盖，地表基岩出露不十分明显。矿田内共调查老、小窑9个。有5个老窑位于矿田北部，采用斜井采煤，为“独眼井”；3个老窑位于矿田西部，采用斜井采煤，为“独眼井”；1个位于中南部，采用竖井，井深30-50m。破坏范围大约在100m-200m范围内。这9个老窑均位于山西能源产业集团新鑫建煤业有限公司采空区范围内。因此，矿田北、西、南三面为采空区，东部为吉子沟村及其生活水井保护煤柱，由交口县政府交水资办20012号文划定。本矿界外四周没有相连的相邻煤矿。1.3水源、电源及建材供应情况1.3.1水源除奥

10、陶系含水层外，其它含水量较小，不能满足矿山用水需要。奥陶系灰岩溶隙水埋藏较深，但水质好、水量丰富，符合饮用水标准。故煤矿供水可打深井利用奥陶系灰岩溶裂隙水。1.3.2电源本矿已形成一回10kv电源线路，引自坛索10kv变电站，导线采用LGJ-50mm2型钢芯铝绞线，供电距离2km；根据已签供电协议，拟由大麦郊10kv变电站引一回10kv供电线路，选用LGJ-50mm2型钢芯铝绞线，供电距离5km。1.3.3建材供应露天矿建设的土建工程量较少，工程所需的各种建材都由交口县调入。1.4地形、水文和气象1.4.1地形、地貌 交口县位于吕梁山脉南段东麓，为一中低山区。矿田内地形起伏，沟谷纵横，地势总体

11、为西北高，东南低，最高点位于矿田西北边缘，海拔为1206.0m，最低点位于矿田东南部边缘沟谷中，海拔1040.50m相对最大高差165.5m。矿田内大面积被黄土覆盖，北部及南部沟谷边缘有少量基岩零星出露。黄土层由于其节理发育的特征，极易遭受强烈的侵浊切割，多形成山梁、垣峁土崖、峭壁地形，其山形地势走向多呈近南北方向。同向冲沟特别发育，雨季常有山洪爆发一泄而去，同时带走了大量黄土及泥沙。1.4.2水文、气象 1、水文 本区属黄河流域汾河水系。交口县境内有两条河流，分别为大麦郊河和下村河，两河向东南方向流动于双池镇汇合后流入灵石县段纯河然后汇入汾河。矿田内基本无地表水体，各沟谷一般干凅无水，在雨季

12、时有短暂的水流，流水时间不长，对矿井开采不会造成影响。露天开采后会增加采场汇水量，尤其雨季汇水量会大大增加，矿田内地形切割严重，沟谷纵横，新生界地层及基岩分化壳含水甚微，易排泄。奥陶系含水层水位标高825m左右远远低于11号煤层底板标高（1000m），不存在带压开采问题。岩溶地下水对煤层露天开采威胁不大。 2、气象本区属温带大陆半干旱性气候，一年四季分明，昼夜温差大，春季干旱多风，夏季炎热，秋季凉爽，冬季严寒。夏秋季多雨，雨量集中在7、8、9月三个月份，冬季少雪。据交口县气象站1983年至1990年气象资料，年平均降水量450550mm大多集中在79月份，年蒸发量14821814mm，蒸发量远

13、大于降雨量。年平均气温7.0，最高气温32.5，最低气温-21.7，无霜期平均186天。最大冻土深度0.8m。1.5地震烈度交口县位于六、七度分界线一带，以南北分界，分界线主要在桃红坡镇东西方向，桃红坡镇以北为六度区，以南为七度区。1.6矿田地质构造1.6.1区域构造本矿田应属霍西煤田范围，位于霍西煤田西北边缘。区域构造位置处于吕梁块隆东缘之阳泉曲一汾西盆状复式向斜西翼，区域内发育有北东向、北西向两种不同方向的平缓褶曲和一些小型断裂构造。区域内无岩浆岩活动，陷落柱发育。1.6.2区域地层区域地层由老到新有：古生界寒武系中统2、上统3；奥陶系下统治里组（01y）、亮甲山组（01L），中统下马家沟

14、组（02X）、上马家沟组（02S）和峰峰组（02f）；石炭系中统本溪组（C2b）、上统太原组（C3t）；二叠系下统山西组（PlS）、下石盒子组（PlX）；新生界第四系中上更新统（Q2+3），全新统（Q4）。1.7矿区地质1.7.1地层矿田内多为黄土所覆盖，沟谷中有基岩地层零星出露。根据钻孔资料矿田内地层有：第四系中上更新统（Q2+3）、石炭系上统太原组（C3t）、中统本溪组（C2b）、奥陶系中统峰峰组（02f）。由老至新分述如下：1、奥陶系中统（02f）岩性为厚层状灰色、灰白色石灰岩，夹白云质灰岩，泥质灰岩。灰岩白云质灰岩，性脆、致密坚硬，裂隙发育常被方解石脉充填，白云质灰岩层中常有2-3层泥

15、灰岩。本组顶部风化面因受山西式铁矿侵染，常呈褐红色，表面凹凸不平。根据XJ-4水文孔资料，本组厚度161.80m。矿田东北边界外500m出沟谷中出露厚度大于15m。2、石炭系中统本溪组（C2b）本组地层厚度变化较大，上部为灰色、灰黑色泥岩、砂质泥岩为主，夹薄层粉砂岩；中部局部发育一层灰岩及煤线，但不稳定，煤线厚度0.20m；下部为灰色粘土岩、铁铝岩，局部有黄铁矿层或山西式铁矿和铝土矿层。钻孔见本组厚度10.50-32.80m，平均19.90m，与下伏地层呈平行不整合接触。XJ-2号孔揭露本组厚度32.80m，XJ-10号孔揭露本组厚度10.50m。3、上统太原组（C3t）本组是本区主要含煤地层

16、，为一套海陆交互相含煤沉积建造。矿田内地层不完整。本组地层上部遭受风化剥削，保留不完整。底部为浅灰、灰白色厚层状石英砂岩（Kl），是太原组与本溪地层分界标志层；下部为灰褐、深灰、灰色砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、薄层砂岩及9、10、11号煤层。厚度15.20-29.4m，平均23.36m。其中：9号煤层薄煤层煤线可采；10号煤层不稳定局部可采，10煤层在赋煤区厚度0-1.35m；11号煤层全矿区稳定可采厚煤层，厚度2.65-9.30m，平均7.00m；中部从K2灰岩始至K4灰岩底，岩性主要为灰岩、泥岩、砂质泥岩，厚平均30.6m。上部为灰黑色、灰色粘土泥岩、砂质泥岩，XJ-9号孔仅见到厚度为6.8

17、m，因上部地层剥削原因不到顶。三层灰岩自下而上分别为K2、K3、K4，K4灰岩仅在XJ-9号孔见到厚2.95m，K3灰岩五个孔见到厚度2.75-6.00m，平均4.94m。K2灰岩11个全部见到厚4.00-7.85m，平均5.98m本组地层与下伏本溪组地层呈整合接触关系；根据钻孔资料及矿井区内地层保（残）留，本组厚32.15m-68.60m，平均厚66.23m。4、第四系中上更新统（Q2+3）矿田内，第四系地层为中上更新统黄土层，厚度0-50m，全矿田广泛分布，土质为亚砂土、亚粘土，含钙质结核，垂直节理发育，常呈直立状形态。与下伏地层呈角度不整合接触。1.7.2构造本矿田总体上为一走向北东，倾

18、向南东的单斜构造。倾角5-8，煤层产状比较平缓。井下开采过程中，没有发现断裂构造，勘探仅在XJ-5号孔见断层破碎带，解释为层间小断层，正断层，断距7.5m，倾角700。矿田内无陷落柱，无岩浆岩侵入。综上所述，本矿田地质构造为简单类型。1.8水文地质特征1.8.1含水层矿田内地形切割严重，沟谷纵横，新生界地层及基岩风化壳含水甚微，易于排泄。奥陶系含水层水位标高825m左右远远低于11号煤层底板标高（1000m），不存在带压开采问题。岩溶地下水对煤层露天开采威胁不大。1、太原组层间裂隙水太原组地层矿田内有零星出露，含水岩层主要为底部的K1砂岩、K2、K3、K4灰岩及泥岩中所夹的砂岩透镜体。根据煤矿

19、建设20年资料，2005年前矿井涌水量一般为2m3/h；当时，年产量6万t/a，涌水量约60m3/d，2005年矿井采煤方法改革，生产能力提高至15万t/a，其矿井正常涌水量150m3/d，最大矿井涌水量180m3/d。本次XJ-4号水文孔水量小，未能进行抽水试验，说明煤层开采后太原组含水层水大部被漏掉了，因而孔中水量极小。本次，仅采取水样做了水质分析。结果为：矿化度387.26mg，总硬度280.22mg/L，pH值6.72，含氟F0.23mg/L。水质类型为HC03S04Camg型水。说明地下水被煤中硫污染。2、奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层本矿田位于郭庄泉域补给径流区，XJ-4水文孔中见峰峰地

20、层厚161.80m。区域地是，本次水文孔中未测到奥灰水水位资料。岩性以石灰岩为主，夹泥灰岩，白云质灰岩。根据区域资料上马家沟组厚约200250m，岩溶裂隙发育，含水量丰富，底部石膏夹层厚4060m，是相对隔水层。其中、上部地层为厚140190m，灰岩、白云质灰岩层中岩溶裂隙是主要含水层，因溶孔、溶洞、蜂窝状岩溶十分发育，因而水量及其丰富。据双池镇20号供水井和吉子沟水井资料，奥灰岩溶水水位埋深254m，连续抽水四天，涌水量Q=5.56L/S，井内水位不降，水量及其丰富。根据上述两井资料及区域资料推测，本矿田奥灰水位标高在823829m之间，一般为825m。本矿区内水力坡度为2/1000，地下水

21、的基本流向为北西-东南向，地下水流至郭庄泉群排泄，现有岩溶供水井也是排泄渠道之一。1.8.2隔水层矿田内隔水层主要为本溪组，厚度10.533.0m，平均19.9m，该组内铝土泥岩、泥岩，岩性致密、细腻，具有良好的隔水性能。其次，相间于个含水层间厚度不等的泥岩、砂质泥岩层。可起到一定的隔水作用。1.8.3矿床充水因素分析1、大气降水和山洪直接充水大气降雨对井工开采影响不大，但露天开采时影响较大，其影响范围为露天的采面、边坡和运输路面等。采场内，低洼地区可能会发生临时性积水；汛期长时间降雨可能会降低边坡稳定性和岩石强度，发生滑坡和泥石流等地质灾害。矿坑底部会受暴雨等强降雨侵害。2、新生界地层含水软

22、化和沾粘新生界地层含水能力差，但受大气降雨影响，含水量超过临界值时会发生软化和沾粘现象，将影响生产效率，甚至发生滑坡等。3、K4、K3、K2灰岩和砂岩含水层直接充水K4、K3、K2灰岩位于可采煤层层位之上，补给水源为大气降雨直接补给或经过上覆地层间接补给，补给能力一般较差，一般正常情况下含水量不大，汛期含水量会增高，露天开采后地下水会先期开采地段汇集。4、奥陶系灰岩地层含水层本区奥灰水水位标高825m左右，11号煤层最低底板标高1000吗m，高于奥灰水位约煤层底板，因此，本区奥灰水不存在带压开采问题。5、本矿采（古）空区积水情况矿田内原为井工开采，一直开采11号煤层，现井下各巷道均相互连通，采

23、（古）空区内积水均汇集于矿田东南部的低洼地带，据调查：11号煤层矿田内采（古）空区积水面积294775m2，积水量257928m3。1.8.4水文地质类型兼并重组后，晟凯煤业矿田内奥灰水位标高低于矿田内11号煤层底板标高，不存在带压开采。上述分析标明，矿井充水主要因素一是煤层顶板以上砂岩含水层及上部导水裂隙带水，二是采（古）空区积水。以采空区积水危害最大。总体矿井水文地质类型为中等类型。1.8.5水害防治措施1、基本情况原矿井井工开采生产能力15万t，矿井正常涌水量150m3/d，最大矿井涌水量180m3/d，每天抽水47h。本区煤层埋藏较浅，露天开采的主要水害为大气降水直接充水。雨季时，汇水

24、量会迅速增大。水泵、水管、水渠等排水设施必须备齐、备齐，保证抢险使用。其次为边坡渗水补给，由于太原组含水层含水及其微弱因而侧向补给十分微弱。本次，由于水文孔内无水，未能进行抽水试验，缺少计算参数，因此，未予计算开挖矿坑侧排补给量。本矿现工业广场远高于当地洪水位线，地面条件较好，只要疏通排水渠道，基本不受洪水影响。2、防治水措施露天开采，水文地质条件将变得较为简单，但为了安全高效生产，提出以下防治措施：1）本区井下有采空区和老空区存在。在生产接近采（古）空区特别是积水区时，要超前探查并排放老空区积水；防止采空区塌陷造成人员及设备安全事故，防止采（古）空区积水突水事故发生。2）在采场边界，应修建永

25、久性防洪固坡设施，以防洪水及边坡塌陷灾害事故发生。3）废弃物、剥离物等堆放物不可堵塞洪水排泄路线，以免造成人为事故，增加泥石流发生的危险性。4）雨季来临前要及时清理地面防洪沟渠，抢修边坡防洪设施，做好采场、采场边坡。剥离物、运输路线等的防洪检查和修复、修建工作；受降雨影响，雨季期间可能会发生老空区进一步塌陷、防洪设施被破坏、边坡的稳定性和安全性降低等事故，要定期观测，及时处理。5）黄土、红土具有遇水软化、粘连、流动等特性，应注意道路和采场淤泥及时清理，以免降低煤炭质量和影响生产。第二章编制依据和编制原则2.1编制依据1、山西能源产业集团晟凯煤业有限公司兼并重组整合露天煤矿施工设计图（S4102

26、2-1144-1S41022-1144-11）；2、爆破安全规程（GB6722-2003）；3、土方与爆破工程施工及验收规范（GBJ201-83）；4、露天煤矿工程施工及验收（GB50175-93）；5、煤矿安全规程2099；6、中华人民共和国民用爆炸物品管理条例；7、安全现状评价报告8、开采方案与安全技术措施；9、民爆安全管理条例；10、山体的地理位置和结构形式；2.2编制原则1、有利于降低成本消耗；2、有利于施工作业安全和确保周围被保护对象的安全；3、选择参数合理，确保工程质量，提高爆破效果。第三章爆破设计方案3.1爆破方案的选择针对煤矿石方剥离工程环境、工期、安全要求以及爆破与装运平行作

27、业等特点，在爆破方案选择时，着重考虑一下几个方面的问题，以达到方案最优，如期完成本工程。1、爆破作业面能连续循环作业，避免施工干扰，延误工期。2、爆破量及爆堆作业面满足大量机械装运的要求。3、爆破方案技术先进，便于集中管理，经济合理。根据我公司类似工程的施工经验，结合本工程的特点和现场实际情况，拟选用深孔微差爆破为主，风钻钻孔浅孔爆破为辅的施工方案。3.2深孔松动爆破设计3.2.1穿爆工作方法构成露天矿剥离物的岩石多为砂质岩、泥岩，普氏系数2.13.6之间。除可以直接用液压挖掘机进行挖掘的软岩外，其它岩层需要进行松动爆破，方能进行采装作业，爆破采用多排垂直深孔爆破。根据岩性特点，选用HC725

28、型潜孔钻机（参数见表51）。配套的空压机型号及参数见表52.由于改性钻机的钻头为100mm110mm的，考虑扩孔系数，设计岩石爆破取钻孔的直径为120mm。表31 HC725型中风压履带式液压钻机技术参数表主要技术参数工作风压（MPa）0.7-1.6耗气量（m/min）10-12钻孔直径（mm）110-120钻孔深度（m）水平3.0向下25一次推进程（mm）3000钻杆直径（mm）60推进器补偿长度（mm）1020最大提升力（N）18000滑架俯仰角度（）上、下共100滑架摆动角度（）左90、右45钻臂俯仰角度（）上、下共70 钻臂摆动角度（）左、右各45单机爬坡能力（）25底盘离地间隙（mm

29、）250行走速度（km/h）2回转机转速（r/min）0-70回转扭矩（N.m）2000主机功率（km）33使用岩石f4-20冲击频率（次/分）950-1500整机重量（kg）4600外形尺寸（mm）长宽高5200203023表32 HG55OM-13 型柴油移动式螺杆空压机表型号工作压力 MPa排气量 m/min 功率kw配套柴油机重量kg外形尺寸mmLGCY-14/121.214132Cummins6BTA5.9-C13235003750190022503.2.2爆破参数一、岩层爆破布孔参数1、底盘抵抗线，W 式 中： WP底盘抵抗线，m； H台阶高度，10m； q1每米炮孔装药量，10.

30、1736kg/m； m炮孔临近系数，0.8； q单位炸药消耗量，0.3kg/m3； l炮孔全长； y炸药密度，0.9kg/L； Wp计算得5.57m。满足钻机安全作业的条件WpH（ctgctg）+c式 中： 台阶坡面角，度 炮孔的倾角，垂直炮孔的值为90； c前排孔的中心至台阶坡顶线安全距离，一般为23m。设计取2.0。计算得5.64。综合考虑底盘抵抗线确定为5.7m。2、孔距aa=mwp式 中：m炮孔邻近系数，当f=68时 m值为0.80.9a=4.565.13m，取5m3、行距b采用多排孔爆破时，前后排炮孔错孔开，呈三角形布置，即b=（0.90.95）Wp m b=4.54.75m b取4.7m4、超钻CZCz=PWp mP超钻系数，根据岩石性质取0.15，正常剥离台阶超钻深度为1.5m，临近煤层顶板的剥离台阶，超钻深度为-0.3m，即煤层顶板上留0.3厚度的岩石不打钻。5、药量计算 Q1=qWpHa式 中： q单位炸药消耗量，kq/m3 f=6时 q=0.3 Wp底盘抵抗线，5.6m