露天台阶爆破设计

华北理工大学课程设计说明书

设计题目：某露天矿深孔台阶爆破设计

姓名：孙建辉

学号：201214410421

专业：采矿工程

班级：12采4

指导教师：王晓雷

矿业工程学院

2015年7月4日

华北理工大学采矿工程专业爆破工程课程设计考核评分表

目录

1 工程概况 (1)

1.1原始条件 (1)

1.2爆区地质条件 (1)

1.3设计目标 (1)

2 爆破方案 (1)

3 爆破参数选择与计算 (3)

4 装药、填塞与起爆网路 (4)

5 安全距离计算 (5)

6 安全措施 (6)

1工程概况

1.1原始条件

某露天矿山，采剥总量300万t/a，台阶高度13m，年工作300天，每天2班制。爆破点200m外有居民房屋（砖房）。（设钻机效率为60m/台班）

1.2爆区地质条件

岩石为石灰岩，坚固性系数f=8~10，松散系数为1.5。

1.3设计目标

采用露天深孔台阶爆破技术对露天采矿工程进行台阶爆破设计。

通过本课程设计，学生应在以下方面得到训练并掌握相应的知识和能力。

（1）读懂设计原始条件，并利用CAD绘制巷道断面图；

（2）熟悉爆破工程设计的基本程序和基本内容；

（3）掌握岩石爆破的基本理论，爆破参数选择与计算的基本方法，爆破器材的使用方法；

（4）掌握安全距离的计算方法，爆破振动的安全距离计算方法；熟悉基本的安全技术措施；

（5）熟悉爆破施工组织的基本知识。

2爆破方案

钻孔设备：KQ-200型国产潜孔钻机，3台

深孔布置方式：方形布孔。

炸药：选用2号岩石铵梯炸药，其药卷直径200mm，单位岩石消耗量0.54kg/m3。

钻孔及布孔：待爆区已形成完整的台阶，工作面较宽，爆破环境较好，钻孔前稍加清除岩基表面的覆盖层，平整岩基表面利于钻孔机定位及防止钻孔时堵塞炮孔，提高成孔率。根据现有的设备，采用三台KQ-200型国产潜孔钻机钻孔，

从台阶最前一排孔开始，逐步往后推进，钻孔方式为垂直钻空(如图一）布孔方式为方形（如图二）。

图一钻孔图

图二炮孔布置图

爆破方式：采用非电导爆管雷管2、3、4、5段，孔外毫秒延期起爆方式，采用导爆管簇连起爆网路，逐排起爆顺序。

起爆器材：塑料导爆管、起爆雷管、非电导爆管雷管等。

一次爆破规模：取2天一次爆破循环，一年进行150次。

4

3300106060.613.3150

V m ⨯==⨯岩 3 爆破参数选择与计算

（1）底盘抵抗线

1)按钻孔作业的安全条件：cot d W H B α≥+

式中, d W ——底盘抵抗线，m ；

α——台阶坡面角，取α=75o ；

H ——台阶高度，m ；

B ——从钻孔中心至坡顶线的安全距离，取B =2m 。

故 13cot 752 5.48o d W m ≥⨯+=

2）按孔径计算：d W Kd =

式中，K ——系数，取K =30；

d ——炮孔直径，mm 。

故 3020060006d W mm m =⨯==

并结合有关矿山实例，取d W =6m 。

（2）超深：2h m =

（3）孔深：13215L H h m =+=+=

（4）孔距和排距：0.66 3.6d a b mW m ===⨯=（式中，m 为炮孔密集系数，参考有关矿山实例，取m =0.6；a 为孔距，b 为排距。）

（5）堵塞长度：0.80.86 4.8d d L W m ==⨯=，取5m 。

装药长度：15510e d L L L m =-=-=

（6）单位岩石炸药消耗量：30.54/q kg m =

（7）单孔装药量：

第一排孔的单孔装药量：10.54 3.6613151.64d Q qaW H kg ==⨯⨯⨯=

从第二排孔起，以后各排孔的单孔装药量：

2 1.30.54 3.6 3.613118.27Q kqabH kg ==⨯⨯⨯⨯=

式中，k ——考虑受前面各排孔的岩石阻力作用的增加系数，取1.3。

（8）一次爆破孔数：4

23001035.973003.3 3.6132N ⨯==⨯⨯⨯，取N =36

（9）一次爆破总装药量：

12927151.649118.27274558.05Q Q Q kg =⨯+⨯=⨯+⨯=总

（10）一次爆破岩石量：332.415.12136368.54V m '=⨯⨯=岩

4 装药、填塞与起爆网路

采用连续耦合装药结构，每孔装有两个起爆雷管。如图三。

图三 装药及堵塞结构

根据起爆器材情况，采用非电导爆管雷管2、3、4、5段，孔外毫秒延期起爆方式，簇连起爆网路，逐排起爆顺序，下排孔先爆，向上依次延伸，如图四。

图四 起爆网路图

5 安全距离计算

(1)爆破地震安全距离

按爆破规程推荐，对爆破最大安全距离进行计算

1/1/3R K /V Q α=⨯（）

式中，V ——爆破振动速度，cm/s ；

K α、——与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数

和衰减指数；

Q ——最大段药量，kg ；

R ——最大安全距离，m 。

因石灰石属于中硬岩石，故K 取200，α取 1.8，V=3.0cm/s ，且Q 为4558.05kg ，则

1/1/31/1.81/3R K /V Q R 200/34558.05170.95m α=⨯=⨯=（）（）

由此可见，爆破最大安全距离小于爆破点到周围民房的距离，爆破震动对周边民房没有多大影响。

(2)飞石安全距离