爆破参数的确定及装药结构

工程概况
工程位于某县xxx村附近，距县城约30km。

电站发电水头约30m，装机容量为2×15MW，拟建电站厂房左侧陡削坡高的山体，严重影响着电站厂房的安危，需自山脚水平挖进约45m×18.5m，开挖石方12500m3，采用露天台阶深孔爆破，台阶高度15m，台阶坡面角80°。

周边300m处有民房需要保护。

工程区域位于天台山山脉中部，地形以中低山为主，间夹山间盆地，主要山峰高程多在1000m左右。

工程区地层岩性为流纹质晶屑熔结凝灰岩、石英二长岩，新鲜岩石一般致密坚硬，局部夹不稳定的凝灰质砂砾岩、粉砂岩等中软岩。

区内褶皱构造不发育，主要为断裂构造。

以北东向断裂为主，其次为南、北向断裂。

主要断裂有F101～F108共8条，F102宽10～50m，影响带宽150m以上，主要由断层坡碎岩等组成；其余宽0.5～20.0m。

岩石坚固性系数为f=6～8。

2爆破参数的确定及装药结构
式中：d—钻孔直径(cm)；Δ—装药密度(g/mL)；τ-深孔装药系数；L—孔深。

根据爆区台阶高度，钻孔直径和岩石性质，爆破参数为：H＝15m；孔径d＝10cm；单耗q取0.3kg/m３；装药密度Δ＝0.75g/mL；孔深装药系数τ取0.8；超深h＝10d＝1m；孔深L＝H＋h＝16m；炮孔直径＝100mm；m-钻孔邻近密集系数，其值通常＞1.0，取1.2。

则：
计算得W
＝3.7m
１
(2)孔距。

a＝mw
１
w１为底盘最小抵抗线；
则a＝mw1＝1.2×3.7＝4.4m
(3)排距。

b＝asin60°＝0.866a式中b-排距；a-孔距。

则b＝asin60°＝4.4×0.866＝3.8m
－Hctg80°。

式中B—台阶上眉
(6)台阶上眉线至前排孔口距离B＝w
１
线至前排孔口的距离；w
—最小抵抗线；H—台阶高度；Ctg80°＝台阶坡面角。

１
则B＝3.7－15×0.176＝1.1m
(7)炮孔总数。

N＝(45.0m×18.5m)÷(4.4m×3.8m)＝50孔
H；式中Q—单孔装药量；q—单位
(8)单孔装药量。

第一排孔：Q＝qaw
１
炸药消耗量(kg/m３)；其余符号同前。

＝0.3×4.4×3.7×15＝73.26kg
则Q
１
装药量73.26÷13＝5.63kg／m
(9)装药密度。

Δ＝5630g÷(50２×3.14×1)＝0.72g/mL
＝KqabH
(10)其它排孔。

Q
２
式中K—前面各排孔的岩石阻力作用的增加系数，一般取1.1～1.2；本工程取1.1。

＝1.1×0.3×4.4×3.8×15＝82.8kg
Q
２
装药量：82.8÷１３＝6.4kg/m
＝12500×5%×0.15＝94kg(经验公式)
二次破碎药量：Q
３
爆破参数见图(1)，装药结构及堵塞见图(2)。

3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，平整岩基表面以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，拟采用ø90mm两台三脚汽油潜孔机打孔，从台阶最前一排孔开始，逐步往后推进。

布孔方式为梅花形垂直孔(图3)。

4起爆网路及起爆方式
每个炮孔用双枚非电ms雷管，ø80mm乳化炸药装药，孔内延时。

用电雷管联网组成并串联电路，接起爆器起爆。

(24－f)
Δt＝KpW
１
式中Δt—微差间隔时间，ms；w底—台阶底盘抵抗线，m；K
—岩石裂隙系数。

p
对于裂隙少的岩石，K
＝0.5；f—岩石坚固性系数；
p
则Δt＝0.5×3.7(24－8)＝29.6
选用25ms微差。

5安全评估
5.1地震波安全距离
式中V—质点振动速度，cm/s；Q—延发爆破时为最大一段装药量，kg；R—
从测点到爆破中心的距离，m；m—装药量指数，国内多采用；K—与爆破场地条件有关系数；a—与地质条件有关系数。

(K，a值可以通过小型爆破试验来确定，也可以参照类似条件下的实测数据来选取。

5.2冲击波安全距离
—空气冲击波对掩体人员的最小安全距离，m；Q—一次爆破的炸药式中R
K
量(延期起爆时按最大一段药量计)，kg。

则
5.3个别飞石距离
根据《爆破安全规程》的要求，沿下坡爆破时，下坡方向的安全距离应增大50％。

则R
＝240m。

F
上述计算结果表明，地震波、冲击波及个别飞石对300m以外的人员、房屋不构成危险影响。

炮响15min后工作人员才进入爆破区，因为露天爆破有害气体散去较快，不构成对工作人员危害，本次爆破是安全可靠的。

6经济效果分析
本工程采用露天台阶深孔爆破设计，施工设备简单，只要一般小型普通柴油潜孔机或汽油潜孔机打孔即可以满足施工要求，无需大功率电源，大大节省了工程成本费用。

该工程爆破工期2d，第1天施工准备，钻孔50只；第2天装药、检查、爆破。

爆破石方12500m３，整个工程造价约10万元，与其它施工方法相比，节约了直接成本，缩短了施工工期，获得了较好的经济效益。

7结语
(1)露天台阶深孔爆破技术质量可以通过优化设计、规范施工得以控制，在安全、技术、经济上是切实可行的。

（2）露天台阶深孔爆破技术应用前景广阔，它可以简化施工，节省投资，缩短工期，有效地控制爆破产生的地震效应，减少对周边环境的影响，提高社会效益。

(3)本工程露天台阶深孔爆破技术的实践，为今后进行陡坡开挖施工方案爆破参数选择、装药结构的布设及技术措施的编制等提供可以借鉴的经验。