采石场中深孔爆破设计

采石场中深孔爆破设计标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]筠连县筠连镇莲花采石场开采（中深孔爆破）设计方案二〇一四年三月第一章工程概述工程名称、地点及规模工程名称：筠连县筠连镇莲花采石场中深孔爆破施工方案。

工程地点：筠连县筠连镇莲花村七组。

工程内容及规模：5万吨/年矿山开采及运输。

矿岩物理力学性质矿山位于筠连莲花乡鼻状背斜中段北西翼近轴部，为单斜岩层，岩层产状为：倾向300°，倾角48°，矿区地质构造简单、岩石节理裂隙发育，采矿许可区域内见两组节理，产状分别为：217°根据莲花采石场储量地质报告、矿产资源开发利用方案，采石场设计范围内水文地质条件中等，工程地质条件中等，环境地质条件中等。

围岩及矿石致密坚硬，节理发育。

开采矿体硬度F=7-9，比重约为吨/m3。

工程范围、工作内容和工程量该矿批准开采标高为+575—+510米，根据矿层产出位置，结合地形条件，开采方式采用两级台阶由上而下开采。

矿山开采先从东侧修建一条专门的挖掘机上山通道由工业广场至矿山开采顶部，然后自顶部逐步向下剥离、爆破、采挖。

第二章、爆破方案的选择及台阶推进方式爆破方案的选择根据矿山地质构造基本情况和年生产需求，矿山露天开采，采用从上向下分层分台阶潜孔钻中深孔爆破，挖掘机挖装，汽车运输的机械化施工。

山坡露天平台开采由于山坡岩石较为坚硬，在修建好挖掘机专用上山道路至山顶后，先进行穿孔爆破，当爆破区域地形比较平缓，可采用控制底板标高、打不同深度的垂直孔，直接装药爆破形成正规的台阶爆破工作面。

爆破作业后再用挖掘机清理（图3-9、图3-10示）。

图3-9爆破方法开拓工作平台钻孔布置示意图图3-10清除爆破石碴形成工作平台示意图台阶的推进方式掘沟为一个新台阶的开采提供了运输通道和初始作业空间，完成掘沟后即可开始台阶的侧向推进。

由于汽车运输的灵活性，有时在掘完出入沟后不开段沟，立即以扇形工作面形式向外推进。

如图3-11所示：(图a) (图b) (图c)图3-11台阶推进示意图刚完成掘沟时，沟内的作业空间非常有限，汽车须在沟口外进行调车，倒入沟内装车（如图a）；当在沟底采出足够的空间时，汽车可直接开到工作面进行调车（图b）；随着工作面的不断推进，作业空间不断扩大，如果需要加大开采强度，可在一定的时候布置两台采掘设备同时作业（如图c）。

划归一台采掘设备开采工作线长度称为采区长度。

采区长度影响一个台阶可布置采掘设备的台数，从而影响台阶的开采强度。

采区长度随采运设备作业技术规格而变。

爆破方案设计编制基本原则（1）遵守《民用爆炸物品安全管理条例》（2006）的规定；（2）遵守《爆破安全规程》（GB6722-2003）及当地公安机关对爆破作业的有关规定；（3）最大限度保证岩石爆破块度满足设计的要求；（4）采用先进的爆破技术、施工设备，尽早达产和缩短施工工期；（5）最大限度保护边坡，底板满足施工质量要求。

第三章中深孔台阶开挖爆破参数的选择中深孔台阶参数选取根据剥采区现状及开挖区的地形条件、选用的钻爆设备、岩石的块度要求及岩石的稳定性，设计采用水平台阶开挖。

3．1．1台阶高度根据《冶金矿山安全规程》的有关规定，使用机械铲装经爆破的坚硬稳固的矿岩时，阶段高度不大于机械最大挖掘高度的倍。

一般～液压反铲的最大挖掘高度一般为9～15m，因此，综合考虑两种挖掘设备的安全作业要求，方便设备的调度管理，提高开挖强度，增加台阶作业面，设计取台阶高度15m。

作为一般工程机械的液压反铲，根据其挖掘作业方式，主要用于下向挖掘作业，适合于建筑工程基础的采剥开挖、沟渠修筑等，极少用作矿山的主要装载设备，因此，在矿山安全规程中对该类设备没有明确规定。

由于液压反铲的挖掘过程是自外向内，理论上只要挖掘的台阶高度高于液压反铲的站立水平，其挖掘作业都对自身安全构成威胁，因此，理论上液压反铲挖掘经爆破的坚硬稳固岩石时，应下向铲挖。

考虑到本工程的土岩分选只能使用液压反铲完成，同时为了提高液压反铲的分选和装载效率，满足开挖强度要求，根据以往采剥场施工的实践经验，～液压反铲铲装的台阶高度可采用15m。

但是，为了保证液压反铲的作业安全，在进行分选、铲装作业时，必须采取以下措施：（1）使用推土机或其它设备(包括液压反铲)修筑一个高度1～的作业平台，液压反铲应站立在该平台上作业。

平台尺寸应保证液压反铲作业平稳，不发生倾斜或倾倒；（2）液压反铲与其铲挖的台阶之间应保持一定距离，且液压反铲的作业平台与其铲挖的爆堆之间要留有一条深1～的防护沟；（3）应确保挖掘作业面无悬岩，大块孤石。

3．1．2工作台阶坡面角根据剥离区的岩石条件，设计选取工作台阶坡面角为63°26′（坡面水平投影宽度为6m）。

3．1．3台阶宽度矿体平台宽度为10米。

3．1．4工作平台宽度根据穿孔、爆破、铲装、运输等工艺设备作业空间要求，以及岩石的强度和可爆性，在保证安全生产的前提下，确定最小工作平台宽度为35m。

3．1．5工作线长度根据《矿山安全规程》规定，两台以上挖掘机在同一平台作业，其间距应大于最大挖掘半径的倍，但不得小于50m，同时，由于挖掘机工作线过短，会直接影响其装载效率，因此，选取最小工作线长度为50m，在有条件的情况下，应尽可能大于50m。

3．1．6台阶爆破施工顺序台阶爆破采剥施工顺序见图3-19所示。

Wm3．2．2底盘抵抗线计算W1=（20-50）d d为炮孔直径计算Wm=，本次取3m。

3．2．3超钻根据经验公式h1=（）H=（），本次取h1=3．2．4钻孔长度L=15+=3．2．5孔间距 aa=（）W1=（）m,本次取4m。

3．2．6排间距 b按经验公式 b取3m。

3．2．6填塞长度l2l2=（20-30）d d=90mm，l2= 按经验l2取3m。

第四章药量计算、装药结构及爆破规模预计延米爆破量单位药量q岩石为坚硬砂岩或石灰岩，f=8～14，取q=m3药量计算Q1=aW1Hq=4*3*15*=72kgQ2=ab1Hq=4*3*15*=72kgQ月总∑Q=4*20*72=5760kg装药结构采用混合装药结构，底部采用藕合装药，上部采用不藕合装药。

爆破设计参数表见4-1所示表4-1 爆破参数表向不耦合装药，延米装药量减少了一半，顶部3m堵塞，块度均匀，大块率将大大减少。

炸药装填施工位置为多雨地区，可能会有一些炮孔积水。

对于有积水的炮孔应使用抗水性强的乳化炸药，以保证炮孔安全爆破。

为了保证炮孔中炸药的安全起爆，避免发生拒爆和出现盲炮，设计每个炮孔装填1～2个起爆药包，起爆药包选用乳化炸药药卷。

当炮孔装填一个起爆药包时，起爆药包应装填在炮孔的中部，以保证整个炮孔的安全起爆和传爆。

爆堆分布计算爆堆形态如图4-2所示。

图3-22 爆堆形态图a爆堆长Lm(从第一排孔算起)按Lm=计算, Lm=15m。

按以往爆破经验，爆堆长一般在15m左右，根据分层开挖的安全要求，作业台阶宽度一般大于35m，这样，工作平台的最小宽度在20m以上，可满足施工安全要求。

b爆堆高Hm最高不超过台阶高度15m，按本设计的平均单耗和起爆方式，爆堆最高点一般是台阶高度的倍左右即12左右，便于挖掘机作业。

孤石爆破及大块石的二次破碎剥离风化土中普遍出露大块孤石、炮后也会出现不合格大块，为保证安全和加快进度需用液压破碎机进行破碎（见图所示）。

图3-27 用液压破碎机破碎大块石示意图爆破规模日产量计算本矿年产6万吨矿石，年开采石方万方，按一年有效工作250日计算，每个工作日应开采矿石648方（240吨），每月有效工作日按21天计算，月产量13608方（5040吨）。

爆破孔数根据设计每孔爆破石方约180m3，月产13608方（5040吨）应钻孔（76-78）孔。

爆破次数确定爆破次数的多少直接影响作业时间，每次机械出场、进场需要占用大量工作日，月产13608方（5040吨），无需每天爆破，若每月放4次炮，每次爆破20孔，产量大于13608方（5040吨）。

爆破规模及需要炸药量每月爆破4次，每次爆破20孔，每次爆破3600m3（1333吨），每月爆破14400m3（5333吨），每月爆破需要炸药量为5760kg，雷管160-200发，年需要炸药量69120 kg，雷管1920-2400发。

第五章爆破网路设计起爆顺序为保证孔内炸药可靠起爆及形成稳定爆轰，每个炮孔内安装2个起爆药包，每个起爆药包安装2发起爆毫秒延期导爆管雷管。

起爆顺序见图3-31示。

爆破网路孔内采用毫秒延期导爆管雷管，孔内延时，在孔外用四通连接成起爆网路。

如图3-32示；为减少岩石爆破后的大块，也可选择逐孔接力起爆的爆破网路。

如图3-33示。

逐孔起爆网路孔内毫秒雷管一般为ms10～12段，孔间毫秒雷管一般为ms3段，排间毫秒雷管一般为ms5段，必须严格区分各孔设计微差，做好检查工作。

炮孔堵塞炮孔堵塞采用粘土、黄沙混合物。

粗沙：粘土=1：（粗沙粒经最大不超过2cm），各孔堵塞长度应根据各孔前排孔边距及孔口风化带的影响而定。

网路联接爆破网络联接由爆破专业设计人员负责，并做好网路的保护工作。

如果用大把抓的方式连接，雷管均用胶布捆绑5层，采用反向联接。

联接完成后由专业技术人员进行复查确认无误后，方可以进行堵塞工作。

爆破施工注意事项（1）起爆网络应采用双复式网路，以确保孔内炸药全部准爆；（2）根据飞石、震动等爆破有害效应校核结果确定控制单段药量；（3）严格控制钻孔精度并及时修正抵抗线。

起爆方式采用非电复式导爆管起爆网络，导爆管与导爆管之间用四通连接件相连，外接塑料导爆管用击发枪进行起爆。

图3-31 中深孔台阶爆破孔内雷管起爆顺序示意图图3-32 中深孔台阶爆破孔外四通连接网络示意图图3-33 逐孔接力起爆网路示意图第六章爆破安全设计爆破作业不可避免的将产生爆破振动、爆破飞石、爆破噪音、爆破冲击波和爆破粉尘的爆破灾害。

爆破安全设计就是要将上述灾害控制有关规程之内，并能被受影响者接受。

爆破地震效应安全距离的确定（1）爆破地震效应安全距离计算爆破地震效应是炸药在土岩、建筑物及其基础中爆炸时引起的起爆区附近地层的震动现象。

爆破地震衡量标准采用振动速度，一般采用质点垂直振动速度值作为判定标准。

大量实测资料表明，爆破振动的大小与炸药量、距离、介质情况、地形条件和爆炸方法等因素有关。

目前主要根据萨道夫斯基经验公式估算，其基本形式如下：v = k(Q1/3/R)α式中：v—介质质点振动速度，cm/s；对附近厂房等建筑物允许v=sQ—齐发爆破时总药量，分段起爆时取最大一段药量，kg；R—爆源中心到观测点距离，m；k—与介质特性、爆破方式和条件等有关的系数；取150；α—与传播途径、距离、地形等因素有关的系数；取。

根据上述选值，对附近加工厂等筑物允许v=s时药量Q与距离R的关系（表3-4）：表3-4 安全条件下装药量与距离的关系表安全。