小型露天采石场中深孔爆破方案设计

小型露天采石场中深孔爆破方案设计湖南金泰安全评价有限责任公司2013年7月目录前言 (2)一、中深孔爆破设计 (3)二、爆破安全允许距离 (8)三、中深孔爆破安全对策措施 (10)四、结论 (13)附图：1、小型露天采石场中深孔爆破基本要素图2、微差爆破炮孔布置形式图前言根据国家安全生产监督管理总局第39号令的有关规定：小型露天采石场应当采用中深孔爆破，严禁采用扩壶爆破、掏底爆破、掏挖开采和不分层的“一面墙”等开采方式；又根据湖南省安全生产监督管理局湘安监[2013]13号文关于印发《湖南省小型露天采石场矿长保护矿工生命安全七条规定》的通知的第三条规定：必须按规定采用中深孔爆破，确保安全距离满足要求，严禁采用扩壶爆破、掏底崩落。

为了保护矿工生命安全，在保证安全的前提下提高爆破效率和生产能力，现制定《小型露天采石场中深孔爆破方案设计》，可以作为实施中深孔爆破的设计依据。

一、中深孔爆破设计小型露天采石场多开采石灰岩矿，矿岩中等稳固，地质构造较简单，应采用中深孔爆破。

按阶段（台阶）高度H=10m 和阶段坡面角=700布置倾斜钻孔，多采用等边三角形平行孔排列，还可采用方形或矩形布孔（见附图1及2），设计爆破参数和主要内容说明如下：1、孔径与孔深穿孔设备多用KQD70型钻机，孔径取70mm，孔深可按下式计算：L =式中：L- -孔深，m；h- -超钻深度，取h=1.0m（满足h=0.35W d的要求）。

2、底盘最小抵抗线（W d）底盘抵抗线的大小与炮孔直径、炸药威力、装药密度、岩石可爆性、要求破碎程度及阶段（台阶）高度等因素有关，现按下列四种方法确定：（1）按单孔的装药条件计算W d = d(2)按孔径等因素的经验公式计算W d(0.24KH+0.36)上两式中：Wd- -底盘抵抗线，m；d- -钻孔直径，0.7dm（经验公式中取d=70mm）；——装药密度，取0.9g/cm3,即900kg/m2（按硝铵炸药取数）；q——单位炸药消耗量，在岩石硬度系数f=10时取q=0.5kg/m3；——装药系数，取0.78（见下页）；L——孔深，11.6m；m ——钻孔邻近系数，取1.0；H——阶段（台阶）高度，10m；K——与岩石坚固性f值相关的系数（f=10时、k=0.7）；7.85、0.24、0.36、150——均为常数。

综上所述，本设计确定W d = 2.5m。

（3）按W d与d的关系式计算W d = 35d = 35×0.7×10-1 = 2.5m。

上式中35为常数。

（4）按倾斜孔的安全作业条件检验，得出Wd≥2.5m符合安全要求。

3、孔距和排距孔距a和排距b可按下式计算：孔距：a = mW d = 1×2.5 = 2.5m排距：b = 0.9a = 2.3m上式中0.9为等边三角形排列时的常数。

4、单孔装药量第一排孔：Q = qaW d H = 0.50×2.5×2.5×10 = 31.3kg/孔后排孔：Q = KqabH = 1.1×0.5×2.5×2.3×10 = 31.6kg/孔上式中：Q- -单孔装药量，kg/孔；q- -炸药单耗，0.5kg/m3(按硝铵炸药、乳化炸药取数)；a--孔距，取2.5m；b--排距取2.3m；W d- -底盘抵抗线取2.5m；H- -台阶高度取10m；5、装药长度（L1）=装药系数：=6、填塞长度（L2）按公式：L2≥0.75wd = 0.752.5 = 1.9m(上式中0.75为中深孔的系数)本设计单孔填塞长度 = 11.6-9.1 = 2.5m＞1.9m，装药条件可行，用黄泥混砂填塞。

7、单孔崩矿量（Qcp）第一排孔：Qcp = aWdHr = 2.5×2.5×10×2.5×0.85=133t/孔后排孔：Qcp = abHr = 2.5×2.3×10×2.5×0.85=122t/孔上两式中矿岩容重r = 2.5t/m3、爆破效率ε≥0.85（可靠），其他参数同前。

8、爆破需求量按采石场生产能力10万t/a、年工作250天，采出矿石量400t/d 计算，应安排每三天爆破一次，每次爆破孔数15个（3排中深孔），爆破矿石量1830t，可以满足生产的需要，则一次爆破需用炸药量为474kg。

如果按生产能力5万t/a（200t/d）计算，则可每七天爆破一次，仍可满足生产的需要。

9、装炮质量小型露天采石场中深孔爆破多采用人工装药和人工填塞，可用Φ40的接力木棍（包括1.2m长的子棍8根和1根母棍及连接塑料绳）处理装炮堵塞故障，以提高装药密度和填塞质量，即用子母棍处理故障，对起爆药包不准进行冲击或挤压。

10、起爆方法小型露天采石场生产规模小，生产工艺简单，本设计一次最多爆破15个中深孔的崩矿量，最多4个钻孔的装药量同段起爆，起爆方法和爆破网路简单。

设计采用导爆管—非电毫秒雷管起爆系统或毫秒电雷管起爆。

11、微差爆破露天矿采用微差爆破技术的优点有三：（1）可实现多排孔一次爆破，降低炸药消耗；（2）改善爆破效果，破碎块度均匀大块少，爆堆集中飞散距离小；（3）减少地震效应和采石场边坡危害。

多排孔微差爆破的布孔方式和起爆顺序见附图2，可以按图和设计爆破参数布置钻孔（中深孔）、按起爆顺序和孔数连接爆破网路，通过最终检查安全无误后再起爆。

12、要通过生产实践（或试验）确定本采石场更合理可靠的爆破参数和钻孔排列，在保证安全的前提下提高爆破效率和崩矿量。

二、爆破安全允许距离在进行露采爆破时，对周围人员和建、构筑物可能造成地震效应、空气冲击波和个别飞石等危害，以地震效应危害较深、空气冲击波危害较大、个别飞石危害较远，下面分别说明：1、爆破振动安全允许距离根据《爆破安全规程》（GB6722-2011），爆破振动安全距离可按下式计算。

R=×=×=63m如果采区周围63米内无民房及主要建筑物，就不受其影响。

上式中：R- -爆破地震效应对地表建筑物危害半径（m），即爆破振动安全允许距离；Q—最大一段装药量，即4个钻孔同段爆破，共装药约126kg；V—安全允许振动速度，根据《爆破安全规程》对砖房在振动频率50HZ时的取数为2.7cm/s；m—药量指数，取1/3；K、a—与爆破点地形、地质条件有关的系数和衰减指数，根据《爆破安全规程》在中硬岩石（石灰岩）爆破时的取数为K=200，a=1.7。

如果增加一次起爆同段的钻孔个数和装药量，则爆破振动安全允许距离增大，爆破危害升级，此法不可取。

2、空气冲击波的安全允许距离（R t）按公式：R t=K t=3=34m上式中：K t—取决于被保护对象的系数，取3；Q值含意同前。

由此可知，空气冲击波对周边环境和人员安全的影响范围较小。

3、个别分散物（飞石）的安全允许距离根据《露天矿山台阶中深孔爆破开采技术》（国家安全生产监察管理总局编2007年版），个别飞散物安全允许距离按下式计算。

R s=20k f n2W1=20×1.5×1.02×2.5=75.0m上式中：Rs—飞石安全距离，m；K f—与地形、风向、矿岩特征及地质条件有关的系数，取1.5；n—爆破作用指数，取1.0，为标准爆破取值；W1—最小抵抗线为2.5m；20—常数。

如果钻孔排列和爆破参数不合理、钻孔装药量太多、未按设计进行钻孔填塞和没有实施微差爆破时，个别飞石可能飞散更远，现按抛掷爆破（1.5＞n＞1）计算为：Rs=20×1.5×1.52×2.5=169m采石场采用中深孔爆破，根据《爆破安全规程》个别飞散物对人员的安全允许距离≥200m，因此本设计的个别飞散物对人员的安全允许距离符合安全规定，但应按设计施工，尽力做到标准爆破。

三、中深孔爆破安全对策措施1、根据《金属非金属矿山安全规程》（GB16423-2006）第5.1.21款：露天爆破作业应遵守《爆破安全规程》（GB6722-2011）的规定。

爆破作业现场应设置坚固的人员避炮设施，在空气冲击波影响范围以外设置。

2、加强爆破安全管理，每次爆破都要严格遵守规定的爆破时间，认真做好安全警戒和安全防范。

爆破前应设置明显警戒标志，在通往爆破警戒区的路口布设岗哨警戒，在爆破前后要按规定分别发出预警信号、起爆信号和解除信号。

3、采用专业施工队进行凿岩爆破施工，爆破作业人员应持证上岗，取得爆破作业人员许可证的新爆破员，应在有经验的爆破员指导下实习三个月，方准独立进行爆破工作，爆破员跨越和变更爆破类别应经过专门培训。

4、钻孔填塞物料不应混有石块杂物或易燃材料，填塞长度应达到设计要求；发现卡孔应及时处理（子母棍或高压风）。

5、爆破作业时间必须在白班进行，装药时，无关人员必须撤离爆破现场。

6、在装炮前应先对每个钻孔进行验收，中深孔验收标准（允许误差）为：孔深±0.2m、孔距及排距±0.2m、偏斜度2%；同时要清除孔口周围的碎石杂物；严禁利用残孔定孔位。

7、矿山要健全爆破规章制度，制定爆破安全操作规程并严格贯彻执行。

8、中深孔爆破，必须按设计施工，对穿孔质量和定位进行检查，对不合格钻孔应重新定位穿孔；装药填塞时，安全人员按每孔的设计装药量和填塞长度进行检查核实，以保证装炮质量和爆破效率。

9、爆破前所有人员和设备须撤至安全地点，切断设备电源；爆破15分钟后才能进入现场检查并发出解除警戒信号。

30分钟后才能进行现场作业。

10、矿山在临近终了边坡区域进行爆破时，应采用预裂爆破（或光面爆破）以减轻对边坡的破坏；同时应经常观测爆破振动对边坡的影响，减少同段起爆的最大装药量和钻孔个数，以保障边坡的安全稳定。

11、对过期变质的爆破器材严禁使用。

12、黄昏、夜间、雷雨、冰雪、大雾天气，禁止爆破。

13、水孔爆破应采用防水炸药（乳化炸药等）。

14、中深孔爆破的盲炮处理方法：（1）爆破网路未受破坏时，可重新连接起爆；最小抵抗线有变化者，应验算安全距离，扩大爆破警戒范围。

（2）可在距盲炮孔口大于10倍孔径处（即≥0.7m）另打平行钻孔装药起爆。

（3）向盲炮孔内灌水，使炸药及雷管失效。

严禁违规冒险处理。

15、起爆网路安全：（1）电力起爆网路电源应能保证全部电雷管准爆，成组电雷管起爆时的准爆电流为交流电2.5A、直流电2.0A；要对电爆网路进行导通和电阻值检查。

（2）导爆管起网路中不应有死结，钻孔内不应有接头；导爆管应均匀分布在雷管周围并用胶布捆扎牢固。

四、结论露采中深孔爆破就是用直径≥70mm、孔深≥5m的钻孔进行装药爆破的技术方法。

露采中深孔爆破方法可以提高生产能力和改善采区的安全工作条件，能满足装载设备对爆破工作的要求，是目前国内外露天矿山普遍采用的主要爆破方法。