深孔台阶爆破教学内容

设计任务

题目：露天台阶深孔爆破设计

某石灰石矿山距离某砖混结构民宅约为320m。该矿山采用露天深孔开采方式，穿孔用KQGS-150潜孔钻机穿孔，钻孔直径为165mm，台阶高度15m，爆破采用塑料导爆管毫秒雷管分段起爆，主要采用硝铵炸药爆破。年产石灰石500万吨（210万立方米）。为减小爆破振动，保证居民的生活稳定，同时，又不影响采矿强度和矿山中长期生产计划。

设计要求：

1）露天深孔台阶爆破设计；2）降低爆破振动的技术措施。

设计提示：

降低露天台阶爆破振动措施主要包括：

1）采用毫秒延期爆破，尽量减少最大一段装药量；2）实现逐孔爆破，将单响炸药量降低到最低；3）采用气体间隔器间隔装药；4）合理布置采场工作线方向。

设计

一、工程概况

露天石灰石矿采用深孔台阶爆破，台阶高度15m，钻孔直径均为165mm，岩石较坚固，采区离民宅最近距离约320m，年产石灰石500万吨（210万立方米），施工技术及进度要求，宜采用垂直钻孔爆破方案。

二、爆破参数及装药量

爆区台阶高度H=15m，孔径d=165mm，单耗取q=0.38kg/m3，孔深装药系数=0.6，超深h=10d=1.65m，孔深L=h+H=1.65+15=16.65m，钻孔邻近密集系数m取1.1，台阶坡面角固定为70°。

1.盘抵抗线计算：W d=34d=5.6m

2.孔距：a=mW d =1.2×5.6=6.7m

3.排距：b=asin60° =6.7×0.866=5.8m

4.填塞长度：L p=0.8W d=0.8×

5.6=4.5m

5.装药长度：L e=L-L p=1

6.65-4.5=12.15m

6.台阶上眉线至前排孔口距离：b c=W d-Hcotα

=5.6-15cot70°=1.6m

已知矿山年产量为210万m3，若扣除休息日且4天一次爆破循环周期，则一年可以进行80次爆破，每次爆破量为：2100000÷80=26250m3 即N=（25000÷15）÷（6.7×5.8）=45孔

7.单孔装药量：

第一排孔：Q1=qa W d H

算得：Q1=0.38×6.7×5.6×15=213.86kg

8.装药量验算：

Q允=πr2l=3.14×16.65×（0.165/2）2×1000=355.84kg

因为Q允＞Q1 ，即允许装药量大于计算装药量

所以符合要求；

线装药量：213.86÷12.15=17.60kg/m

其他排孔：Q2 =KqabH （K取1.1）

Q2 =1.1×0.38×6.7×5.8×15=243.65kg 最大段药量：Q=243.65×11=2680.17kg

9.单次总药量：（2680.17×3）+（213.86×11）+187.5=10580.48kg

二次破碎药量：Q3=26250×5%×0.15=196.9kg

10.实际炸药单耗：10580.48÷26250=0.403kg/m3

三、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，采用两台KQGS-150潜孔钻机钻孔，从台阶最前一排孔开始，逐步往后推

炮孔布置为梅花形（如图二）

四、装药结构，起爆方式和起爆网路采用连续装药结构(如图三）

采用塑料导爆管传爆及硝铵炸药爆破，起爆网路设计成排间分段起爆形式，下排孔先爆，向上依次延伸(如图四）。

五、爆破安全验算

1.最大安全距离验算：

按爆破规程推荐，用公式R=（K/V）1/a×Q1/3对爆破最大安全距离进行计算。式中，v——爆破振动速度，cm/s；

K、a——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，a取1.7，v=2.0cm/s，且Q为2680.17kg，则·

R=（K/V）1/a×Q1/3=（200/2）1/1.7×2680.171/3=208.5m

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. 飞石验算：

个别飞石的飞散距离按下式进行计算，即R F=kd，m

式中 R F——个别飞石的飞散距离，m；

d——炮孔直径，cm

k——为安全系数，取15.5

则 R F=15.5×16.5=255.75m

由此可见，个别飞石的飞散距离小于爆破点到周围民房的距离，飞石对周边民房没有多大影响。但是安全起见还是要警戒的。

3、爆破空气冲击波验算

深孔填塞爆破，形成空气冲击波的可能性极小，且空气冲击波的形成需具备超音速条件，加之空气冲击波大多情况下表现为单孔作用，故在此对其不作具体验算。

五、安全警戒

警戒图如图五。详细布置如下：

1、警戒岗哨的布置：警戒岗哨有5个固定警戒点，布置在爆破区周围的5个方向，并设立醒目的标志牌，警戒人员应佩载袖章和小红旗（每个警戒点由两名警戒人员组成，其中一个为组长）。

2、爆破前应对附近村民、工厂发布爆破公告，公告内容包括：爆破地点、爆破时间、爆破次数、警戒范围、警戒标志、各种信号及其意义，以及发出信号的方式、时间、安全措施等有关注意事故。

3、在爆破作业地段，负责设置明确的工作范围标志，并安排警戒人员。在邻近交通要道和人行通道的方位或地段设置防护屏障。

4、做好爆前村民疏散、车辆及设备的擅离工作，爆破前15分钟，确保爆破危险区域内无人及车辆，警戒人员至少在起爆前半小时到指定地点上岗，按设计断绝各通往或经过爆破点的通道，直至发出解除警戒信号后，方准离开警戒岗位。

5、爆破时，必须同时发出声响信号和视觉信号，使危险区附近的人员都能清楚地听到和看到。

六、防护措施

1、减震措施

为了尽量降低爆破震动，施工中采取如下的降振措施：

(1) 爆破前，先用浅孔处理好底部根坎，确保爆破自由面良好；

(2) 采用分段延时爆破，在空间上和时间上分散爆破震动。

2、减小爆破飞石危害措施：

（1）开创良好的爆破自由面，避免因自由面或炮孔附近残留的碎石产生飞石突出事故；

（2）提高施工质量，避免出现钻孔过深过浅或偏离设计位置太多，致使抵抗线变小，又或堵塞不合格，误装药等可能会引起飞石突出的事故；

（3）结合实际情况，对地质异常带采取补强或间隔装药措施；（4）可以在爆破台阶上适当铺盖些覆盖物，减小飞石危害范围。

参考文献

郭学彬张继春主编《爆破工程》

韦爱勇主编《控制爆破技术》

控制爆破技术设计题目：深孔台阶爆破

指导教师：蒲传金

学生班级：采矿1001班

学生姓名：冯亮

学生学号：20100897

2013/6/7