爆破工程设计

爆破工程设计

班级：安全工程1341班

姓名：安佳欣

学号： 2

设计1 某风景区改建工程中需要对一处山坡进行开挖，待开挖的山坡长22m，宽6.5m，高约7.5m。爆区周围环境复杂，山坡脚距湖1.5m，距开挖区1m处有围墙，距开挖区4m 为石碑和凉亭，属于国家重点文物，是重点保护目标。施工中要控制飞石，飞石避免落入湖中，还要控制爆破产生的振动强度。要求采用浅孔分层台阶爆破，开挖边线采用预裂爆破。

设计要求内容如下：

(1)孔距、排距、孔深、超深、单孔装药量、装药结构、填塞长度。

(2)请给出预裂爆破设计：孔径、孔间距、孔深、线密度，单孔药量（可不计导爆索药量）、装药结构、（沿孔深的装药量分布）、填塞长度。

(3)起爆网路没计（只说明孔内、孔间、排间雷管段位即可，包含预裂孔）。

(4)安全防护措施。

设计提示：炮孔直径40 mm、单孔药量不大于0.5kg，单位炸药消耗量按0.35kg/m3计算。

（浅孔爆破设计基本公式）

炮孔直径d：36--42mm，药卷直径32--35mm；

炮孔深度L：L=H+Δh

超深Δh：Δh＝(0.10~0.15) H （按台阶高度）

炮孔间距a：a=(1.0~2.0)W1 （按底盘抵抗线）

或a=(0.5~1.0)L （按孔深）炮孔排距b: b=(0.8—1.0)a

底盘抵抗线W1：W1=(0.4~1.0)H （按台阶高度）

单位耗药量q：q = 0.5—1.2 kg/m3

单孔药量计算：前排：Q = q（a w H ），kg

后排：Q = q（a b H），kg 填塞长度：L1 = （1/3 –2/5）L

= （0.33—0.4）L （按孔深）

装药结构：连续装药、分段装药、孔底装药、混合装药四种结构形式。

爆破设计步骤：

1. 爆破方案选择：根据景区改建工程山坡开挖的环境条件、开挖范围、爆破设计提示的要求，对山坡开挖采用浅孔分层台阶爆破，开挖边线采用预裂爆破。

2. 根据周围建筑物的分布，设计钻孔抵抗线方向必须背向保护建筑物。若自然地形条件不符合背向条件时，应先开创自由面。

3.浅孔台阶爆破设计

（1）台阶高度选择：根据开挖高度7.5米，拟定用5个台阶循环开挖，台阶高度H=1.5米；由上而下进行施工作业。

（2）炮孔直径40mm；

（3）根据提示的单孔药量小于0.5kg，单耗0.35kg/m3的条件，确定孔间距a、排间距b、前排抵抗线w的取值；

孔网参数的选择：孔距：a=1.1米

排距：b=0.8米

前排最小抵抗线的确定：由于爆破环境非常复杂，为防止爆破飞石，故前排炮孔的最小抵抗线选择不宜过大。若山坡自然坡度大于65度时，炮孔布置应采用斜孔，倾斜度尽量与坡面一致。

若山坡自然坡度小于65度时，则前两排的炮孔布置应采用逐步加大钻孔倾斜度的过度方法，减小前排最小抵抗线的取值。

设计取值：W = （0.4~1.0)）H = 0.8米

（4）钻孔超深

为克服钻孔底部的夹制作用，保持自上而下循环开采台阶的开采高度不变，钻孔超深：h =（0.10~0.15）

H = 0.15米

式中： h –钻孔超深； H –台阶高度，米。

（5）钻孔孔深

L = h + H = 0.15 + 1.5 = 1.65 米

（6）单孔药量计算

前排：Q = q（a w H ）= 0.462kg

后排：Q = q（a b H）= 0.462kg

（7）装药结构

装药结构共四种：连续装药、分层装药、孔底气垫装药、混

合装药。本次采用钻孔分层装药结构。孔内按两层进行装药。钻

孔底部装药262克，中上部装药200克，中间采用空气间隔，

间隔段长25厘米，上下药包用导爆索连接，在上部装药段设置孔

内起爆雷管。

（8）填塞长度

钻孔装药长度L1：462克/150克卷=3.08卷

3.08卷×20厘米卷长+25厘米间隔段 = 87厘米=0.87米

填塞长度：L 2 = L - L1 = 1.65 – 0.87 = 0.78 米

填塞长度满足： L2 = （1/3 –2/5）L 基本要求。

式中：L --- 孔深，米；

L1 --- 装药长度，米；

L 2 --- 填塞长度，米。

4. 边坡预裂爆破设计

预裂爆破的实施有两种方法：与主爆区孔一起微差起爆、预

裂先行法。

本次设计根据一次起爆药量的限定，采用预裂孔与主爆区孔

一起微差起爆的方法。首先沿山体设计边坡线布置预裂钻孔，钻

孔倾斜度与边坡设计一致。

（1）炮孔孔径： d = 40 mm

（2）钻孔深度与浅孔相同： L=h+H=1.65m。

（3）炮孔间距：a =（7—10）d,取：a = 10 d = 0.4m

式中：d -- 预裂孔孔径，m。

（4）线装药密度计算（采用长科院计算式）：

Q线 =0.034（R压）0.63 d 0.67

式中：R压—岩石极限抗压强度，MPa。

根据设计要求提示的单耗0.35kg/m3，判断属于软弱岩石类型，抗压强度<50 MPa，计算取值R压=10 MPa 。

将设计参数代入经验公式后：

Q线 =0.034（10）0.63 （0.04）0.67= 0.02k

（5）堵塞长度采用 L2=（8--10）d = 10d = 0.40米。

（6）单孔装药量钻孔装药长度：L1 = L - L 2

=1.65 –0.4 = 1.25 钻孔装药: Q= Q线×1.25=0.02 ×1.25 = 0.25kg

= 250 g （7）装药结构

在预裂孔的装药结构方面，为克服孔底夹制作用、保证预裂

缝的效果，本次预裂孔的装药结构采用：孔底部位加强装药、孔

中部一般药柱，孔上部用减弱药柱。

孔内装32 mm药柱；将250克药柱等分成数节，用导爆索将

其串联，串联时孔底部多装药用加强药柱，孔中部用一般药柱，

孔上部用减弱药柱。在上部药卷中安放孔内起爆雷管，然后将其放在孔中，孔口用细棍稳固，在药卷上部用纸隔堵后进行填塞。（参见下图所示）。

（8）预裂爆破的缓冲孔布设

1）布设原则：在开挖山坡边界部位进行欲裂爆破时，应在主爆孔与预裂孔之间设置1 – 2 排的缓冲孔。

2）缓冲孔的布设：本次设计因均为浅孔，孔深仅1.65米，

故在主炮区孔与预裂孔之间设置1 排缓冲孔。

3）缓冲孔的孔网参数选择：缓冲孔的孔、排间距相应为主爆区孔的1/2 –2/3，

即:孔距: a缓 = （1/2 –2/3）a = 0.5a= 0.5 × 1.1 = 0.55m 排距： b缓 = （1/2 –2/3）b=0.5b=0.5×0.8=0.4m

（如下图所示）

4）缓冲孔的装药量

缓冲孔的装药量为主炮孔的35 -- 40%，即：Q缓= （35 –40%）Q = 0.4 × 0.462 = 0.185 = 185g。

5. 爆破网路设计

5.1 根据例题提示设计网路