第二部分 案例分析题参考答案

第二部分案例分析题参考答案案例1 提高我国岩巷掘进速度的技术措施有哪些?岩巷掘进在煤矿建设和生产中，占有重要的地位，在新井建设中，巷道掘进工程量一般约占总工程量的40% ~50%，施工工期占35%~50%；在生产矿井中占总工程量的25%左右。

国有重点煤矿每年岩巷掘进进尺约为1250~1550km。

但岩巷掘进平均月进度较低，装载机械化程度也仅达84%，平均工效为0.125 m/工。

大多数局(矿)掘进速度低于《煤炭工业矿井设计规范》规定的指标。

试问：以你所从事过的工程为例，说明提高我国岩巷掘进速度的技术措施有哪些?答案提示：采用中深孔光面爆破技术是提高岩巷掘进速度，最为有效的手段。

除考虑此因素外，还要从影响岩巷掘进中深孔爆破速度和质量的技术因素、大型钻眼台车和重型凿岩机具的应用以及施工组织管理三方面进行分析。

答：提高我国岩巷掘进速度的技术措施有：（1）采用中深孔光面爆破技术：在岩巷掘进过程中，尤其是在大断面岩巷掘进时，采用中深孔爆破技术，可以减少钻孔数目，提高钻孔效率，增大一次进尺量，加快掘进速度。

采用光面爆破技术，可以提高岩巷壁面质量，减少超挖、欠挖量，减少支护量，加速施工进度，提高掘进速度。

将中深孔爆破技术和光面爆破技术结合起来，运用到岩巷掘进中，可以大大提高掘进速度。

（2）影响岩巷掘进中深孔爆破速度和质量的技术因素。

岩巷的岩性是决定中深孔钻进速度和钻孔质量的决定性因素。

所以，在施工之前必须做好地质调查工作，掌握岩体的物理力学性质以及天然的断层、解理、裂隙等情况。

根据岩性，选择适合特定岩性的钻机（台车）进行钻孔，提高钻孔精度和速度，保证钻孔的质量。

爆破参数对岩巷中深孔爆破速度有很大影响，所以应优化设计参数，尤其是设计好掏槽孔的相关参数，掏槽效果的好与坏，直接影响到每循环进尺量。

其次选择正确的光面孔参数及装药结构、装药量、起爆顺序等，并根据岩性，选择合适的炸药，以达到满意的爆破效果，加快施工速度和质量。

（3）设备因素，采用大型钻眼台车和重型凿岩机具。

采用中深孔进行岩巷掘进时，由于炮孔直径加大，钻孔时的阻力加大，所以应研制新型大型钻眼台车和重型凿岩机具，并应用到实际钻进工作中，以便加大钻进动力，以适应实际需要，加快钻进速度，缩短钻孔时间，提高掘进速度。

（4）加强施工组织管理。

在巷道掘进过程中，通常要经过钻孔、装药、连线起爆、通风除尘、撬顶除碴等工艺环节，有的还需要支护。

由于工艺环节繁多，所以施工组织管理工作显得尤为重要。

施工组织得好，各环节之间衔接得好，可以节省时间，缩短每循环周期，加快施工进度。

反之，不但施工进度慢，而且会造成巨大的时间和资金浪费。

所以，在施工之前，应制定出严格的施工组织图；施工时，责任到人，协调好各环节之间人员、设备的调配，认真按施工组织图施工。

并在施工过程中根据现场实际情况灵活应变，将安全、效率、效益集中体现出来，最大限度地提高施工进度。

案例2 平巷掘进爆破参数的确定。

某工程需要在f=14，均质花岗岩中掘进一条巷道，巷道掘进断面宽3900mm，墙高为1700mm，拱高为掘进宽度的一半，即1950mm，平巷掘进断面积为12.16m2。

凿岩机钻孔直径为40 mm，孔深2.1m。

炮孔布置如图4-3所示。

分为掏槽孔、辅助孔、周边孔(顶孔、帮孔、底孔)，炮孔总孔数41个。

使用2号岩石炸药，炸药单耗1. 2kg/m3。

试问：确定合理的炮孔深度的根据是什么?用计算法验证孔深(2. 1 m)和炮孔数目(41个)的合理性，条件不足时自己补充。

答案提示：合理的炮孔深度应视凿岩机具、循环方式、掘支(护)作业方式、岩石条件和炸药性能等而定。

目前，确定合理孔深的方法有三：(1)经验法；(2)按计划下达的任务，根据各掘进工作面条件分摊，算出平均日进尺，再确定循环深度；(3)根据断面大小，计划下达的定额和出勤率，计算出日进尺，按作业班次和掘支(护)方式确定循环深度。

合理的炮孔数目可根据岩石坚固性系数f 和巷道断面尺寸S 近似地求出。

答：可根据经验法确定炮孔深度。

当断面面积S>12m 2，岩石坚固性系数f=7-20时，炮孔深度L=1.5-2.2m 。

本题中S=12.16m 2，f=14，所以选择炮孔深度为2.1m 是合理的。

在已知巷道断面面积和岩石坚固性系数的前提下，可以用下述公式计算出合理的炮孔数目：4216.12143.33.33232=⨯==fs N 个。

实际共布置41个炮孔，与计算值接近，所以布置41个是合理的。

案例3 深圳市某开挖山体原始地貌为丘陵地带，地形变化大，山体开挖部分已露出风化石和表土，下部为微风化花岗岩，节理发育，f =14。

爆区周围环境极为复杂，北有交通繁忙的北环大道；南有沥青厂和电厂；东侧为工业园区，距开挖边界仅为15m。

从1999年至2009年完成了爆破方量2400万立方米，钻孔米数324万米，使用炸药近9620t。

(1)在露天台阶爆破采用了分区接力和多排毫秒延期起爆网路，有效地降低爆破振动效应；(2)在紧靠建(构)筑物，且高于建(构)筑物山体；采取预留岩墙和立体防护措施有效地防止了爆破飞石和滚石；(3)采用多排毫秒延期挤压爆破和孔口加压砂包减少填塞长度降低了大块率。

试问：根据你的工程实践经验，除上述措施外还有哪些方法和技术措施，可有效降低爆破振动效应、防止飞石滚石和确保爆破块度均匀，取得满意的爆破效果。

答案提示：从控制爆破规模、单响药量、爆破参数、起爆网路、炮孔填塞及必要的安全防护进行分析。

答：为了有效降低爆破振动效应、防止飞石滚石和确保爆破块度均匀，取得满意的爆破效果，还可以采取以下措施：（1）控制爆破规模。

在满足生产需要的基础上，尽量缩小每次爆破规模，减小爆破振动。

（2）控制最大同段药量。

爆破振动的强度与最大同段药量成正比，所以通过采用逐孔起爆，甚至是单孔起爆，可以有效地减少最大同段药量，达到降低爆破振动的目的。

（3）优化爆破参数。

可能通过减小爆破参数（缩小直径，减小孔网参数），改善爆破效果，避免大块的产生。

同时，可以降低同段药量，达到降低爆破振动的目的，并控制飞石的产生。

（4）起爆网路。

采用逐孔起爆技术或单孔起爆，控制最大同段药量和抛掷方向，控制飞石和爆破振动的强度。

（5）炮孔填塞。

采用大密度物质作为炮孔的填塞物，减小填塞长度，提高装药高度，降低炮孔口部位产生大块的几率。

（6）间隔装药。

适当地采用间隔装药结构，使炸药在炮孔中分布得更均匀，改善爆破质量，降低大块率，减小爆破振动。

（7）工作线的布置方向。

通常爆区的抵抗线方向产生的个别飞石最远，所以抵抗线方向应朝向正西，以减少飞石滚石对周围环境和建筑物的影响。

（8）安全防护。

在开挖区和保护对象之间采用预裂爆破，事先形成预裂缝，从而可以大大降低主爆区爆破时对保护对象的振动影响。

案例4 中国南部某大型采石场日产成品规格石3. 5万立方米，月平均爆破石方量80万立方米。

采区高差180m、面积为40万平方米。

总爆破方量约1000万立方米。

爆破生产的石料按块度规格10~2000kg分选为15个品种，其岩石级配相当严格，10 kg以下块石不得大于10%。

爆破作业区岩石为闪长花岗岩，f=8~14，节理、裂隙、风化沟、破碎带十分发育。

采场统一为15m高台阶，每天爆破3 ~4个台阶，爆破排数不超3排，宽度100~150m，炮孔为 140mm垂直孔。

试问：如果你接手这个工程，采用哪些方法可以控制块度级配和降低粉矿率?答案提示：各项技术措施对级配和粉矿率的影响程度，按大小排序是：装药结构、线装药密度、单位炸药消耗量、炸药爆速、抵抗线和孔间距。

按此内容进行逐项分析。

答：采用以下方法可以控制块度级配和降低粉矿率：（1）装药结构。

采用空气间隔装药，可以降低炮孔中炸药爆炸时在孔壁上产生的峰值压力，减小压缩圈半径，降低粉矿率。

（2）线装药密度。

通过采用不耦合装药结构，适当减小线装药密度，降低孔壁峰值压力，同样可以降低粉矿率。

（3）单位炸药消耗量。

适当地减小单位炸药消耗量，可以增大爆破后岩块的块度，减少粉矿率。

（4）炸药爆速。

采用低爆速的炸药，同样可以降低孔壁上的峰值压力，减小粉矿的产出率，增加块石的产出率。

（5）抵抗线和孔间距。

为了增大矿石的块度，可以通过增大抵抗线和孔间距，达到弱松动爆破的效果，从而增加块石的产出率。

以上的措施应综合考虑，统一实施，以达到生产对块度的要求，同时又要考虑施工的方便性和生产成本。

案例5 精细爆破就是通过定量化的爆破设计、精心的爆破施工和精细化的爆破管理，进行炸药爆炸能量释放与介质破碎、抛掷等过程的控制，既达到预期的爆破效果，又实现爆破有害效应的控制，最终实现安全可靠、技术先进、绿色环保及经济合理的爆破作业。

精细爆破不仅局限于传统控制爆破，精细爆破的概念适用于土岩、拆除及特种爆破等工程爆破的方方面面。

试问：在实际爆破工程设计与施工中，如何体现精细爆破这一理念?答案提示：可从下列三方面作简要叙述：(1)精细爆破的关键技术，包括精细爆破设计、施工和管理；(2)精细爆破对有害效应的控制；(3)精细爆破面临的问题和展望。

（参见220-221页）答：在实际爆破工程设计与施工中，通过以下几个方面体现精细爆破理念：（1）定量化的爆破设计。

包括：爆破设计理论和方法；爆破效果的预测；爆破负面效应的预测预报。

（2）精心施工。

包括：精确地测量放样与钻孔定位；基于现场爆破条件的反馈设计与施工优化；精心的装药、填塞、联网和起爆作业等。

（3）精细化管理。

包括两个方面，一是实时监控，二是科学管理。

实时监控包括：爆破块度和堆积范围的快速量测；爆破影响深度的及时检测；爆破振动、冲击波、噪声和粉尘的跟踪监测与信息反馈；炸药与起爆器材性能参数的检测；爆破监控信息的及时反馈等。

科学管理的内容包括：建立考虑爆破工程类型、规模、重要性、影响程度和工程复杂程度等因素的爆破工程分级管理办法；爆破工程设计与施工的方案审查与监理制度；爆破技术人员的分类管理与培训体系；爆破作业与爆破安全的管理与奖惩制度等。

案例6 某采石工程总方量1300万立方米，采用台阶爆破，台阶高度15m，岩石坚固性系数f=8~12，倾斜孔超深1. 0m。

在管理和技术上采取了两项强有力的措施，将平均单耗由0. 45 kg/m3扩耐降到0. 35 kg/m3时，整个工程节省钻爆费用1000万元以上，这两项技术措施是：(1)将钻孔施工允许偏斜率由3%降到1 % , φ140mm钻孔孔网由4m×5m扩大到4.3m×5.4m；(2)采用分段装药见图4-4，在确保爆破质量的前提下，每孔少装药50kg左右：底部6.0m全混合装药，延米装药量15kg/m，上部堵3.0m，中部7.0m装φ100mm 药卷，延米装药量7. 5km/m。

试问：(1)怎样控制全耦合装药长度?(2)上部延米装药量减半，对爆破效果有何影响?(3)还有什么装药结构可以达到同样的效果?答案提示：(1)一般底部全耦合装药段的长度不小于1. 3倍底盘抵抗线；(2)结合炮孔不同部位的受约束条件差异，爆岩运动情形不同进行论述；(3)围绕炸药品种、装填密度和装药结构三个方面论述。