露天中深孔爆破设计

露天中深孔爆破设计

说 明 书

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二O一0年八月

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目 录

1 设计依据和技术要求 .......................................................................................................................... 3

1.1设计依据 ..................................................................................................................................... 3 1.2技术要求 ..................................................................................................................................... 3 2 工程概况 .............................................................................................................................................. 4

2.1 矿区位置及交通条件 ............................................................................................................... 4 2.2 矿床地质及构造特征 ............................................................................................................... 4 2.3 生产规模 ................................................................................................................................... 4 2.4 开采方式 ................................................................................................................................... 4 2.5 开拓运输方式 ........................................................................................................................... 4 2.6 露天开采境界 ........................................................................................................................... 4 2.7 开采顺序 ................................................................................................................................... 5 2.8 矿山生产及辅助工程 ............................................................................................................... 5 2.9 爆破施工环境 ........................................................................................................................... 5 3.爆破方案及参数选择与计算 ............................................................................................................... 5

3.1、露天采场构成要素及凿岩穿孔 ............................................................................................. 5 3.2 爆破方案选择 ........................................................................................................................... 5 3.3 爆破施工顺序 ........................................................................................................................... 5 3.4 爆破参数选择与装药量计算 ................................................................................................... 6 4 装药、堵塞和起爆网络设计 ............................................................................................................ 11

4.1 装药结构 ................................................................................................................................. 11 4.2装药 ........................................................................................................................................... 12 4.3堵塞 ........................................................................................................................................... 12 4.4 起爆方法及延期时间 ............................................................................................................. 13 5 爆破安全允许距离计算 .................................................................................................................... 13

5.1 爆破振动安全允许距离 ......................................................................................................... 13 5.2 爆破冲击波 ............................................................................................................................. 14 5.3个别飞散物安全允许距离 ....................................................................................................... 14 6 安全技术与防护措施 ........................................................................................................................ 15

6.1 爆炸物品管理 ........................................................................................................................ 15 6.2 爆破器材的质量检测 ............................................................................................................ 16 6.3 钻孔作业 ................................................................................................................................ 16 6.4装药与堵塞 .............................................................................................................................. 16 6.5 联线与起爆 ............................................................................................................................ 17 6.6 早爆及其预防 ........................................................................................................................ 18 6.7 盲炮的预防与处理 ................................................................................................................ 19 7 安 全 警 戒 ...................................................................................................................................... 19

7.1 警戒范围 ................................................................................................................................ 19 7.2 放炮组织 ................................................................................................................................ 20

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1 设计依据和技术要求

1.1设计依据

1、《爆破安全规程》(GB6722—2003)

2、《民用爆炸物品安全管理条例》(国务院令466号) 3、《工程爆破理论与技术》（中国工程爆破协会编） 4、《爆破工程施工与安全》（中国工程爆破协会编）

1.2技术要求

矿山应用中深孔爆破,要达到以下技术要求，才能既改善爆破质 量，又能改善爆破技术的经济指标，降低采矿成本，取得较好的经济效益。

(1)、爆破质量好，破碎块度符合工艺要求，基本上无不合格大块, 无根底,爆堆集中并具有一定散度，满足铲装设备高效率装载的要求；

(2)、降低爆破的有害效应,减少后冲、后裂和侧裂、降低爆破地震、噪声、冲击波和飞石的危害；

(3)、提高延米爆破量，降低炸药单耗，同时在此前提下，使装载、运输和机械破碎等后续加工工序发挥高效率，降低采矿成本。

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2 工程概况

2.1 矿区位置及交通条件

芜湖海螺水泥有限公司第二采矿区，交通条件良好。

2.2 矿床地质及构造特征

矿区属石灰岩地质，有条状石英石伴生，岩石节理裂隙较为发育。

2.3 生产规模

年生产能力2500万吨。

2.4 开采方式

根据现场情况，矿体出露地表，矿山为山坡露天型，采用露天开采方式，横向采矿方法，分台阶、机械钻孔、中深孔爆破、机械铲装的采矿工艺进行开采。

2.5 开拓运输方式

根据矿山地形和现状条件，该矿采用树枝状直进式公路和回返式公路开拓方式。

2.6 露天开采境界

露天开采最终境界主要参数： 1、台阶高度：14米； 6、安全平台宽度：150米； 7、台阶坡面角： 85°； 8、最终边坡角：85°。

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2.7 开采顺序

开采顺序自上而下、由外向里推进。

2.8 矿山生产及辅助工程

采矿场周边建有办公室、修理间、配电室（变压器）、破碎机站、石料堆积场、废石场等。

2.9 爆破施工环境

矿区为山坡地形，矿区范围内岩体局部发育小断层及裂隙节理等，规模不大，一般长几米到十几米，对矿体破坏性不大。植被不甚 发育，岩石裸露地表，采用山坡露天开采，岩石硬度系数:f=6～10。

矿区内无输电线路、公共运输等级道路等爆破影响因素。 经过以上分析, 该矿爆破施工环境比较好。

3.爆破方案及参数选择与计算

3.1、露天采场构成要素及凿岩穿孔

该露天采场台阶高度为14m，坡面角85°,安全平台宽150m，最终边坡角为85°。

3.2 爆破方案选择

按委托方及现行标准要求，采用中深孔单排或双排微差爆破法。

3.3 爆破施工顺序

为保证边坡稳定和作业人员、设备的安全，按照露天采矿工艺设计，开采工作面要逐渐形成台阶作业，为充分发挥凿岩机的效率，台阶高度取14m。

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图 1 开采顺序布置图

3.4 爆破参数选择与装药量计算

3.4.1 爆 破 器 材

选用的爆破器材见表1：

表1 爆破器材表

序号 1 2 3 名 称 铵油炸药 乳化炸药 雷管 规 格 粉状 Φ130mm 数码电子雷管 备 注 大爆破干孔使用 作起爆药包及孔底装药 做起爆药包时使用 3.4.2 爆破参数选择 1、炮孔孔位布置

根据所需爆破量、爆破台阶高度、开挖工作面的长度和数量，以及爆破器材的品种，采场及采场周围构筑物的安全要求，确定爆区炮孔数和炮孔排数。故炮孔孔位采用多排孔梅花型布置方式。

2、爆破参数 (1)、台阶高度H

H=14m。 (2)、炮孔直径D

依照选用的凿岩钻机设备，炮孔直径 D=170mm

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(3)、底盘抵抗线W (a)按钻孔装药条件确定

W = [q2(e-p)2+4qmq1H2-q1(e-p)]1/2/2qmH 式中 : q—单位炸药消耗量.Kg/m3,q=0.5kg/m3 ； q1—每米炮孔装药量。 Kg/m，q1=

1???0.172?900?1 4=20.4kg/m；

e —堵塞系数,e=L2/W>0.75，取0.80； P—超钻系数,p=h/W=0.15～0.35，取0.20； m—钻孔临近系数,m=0.8～1.4，取1； H—台阶高度, 14m。 计算得到

W=[0.52(0.8-0.2)2+4×0.5×1×20.4×142 - 20.4（0.8-0.2）]1/2/[2×0.5×1×14] =3.2m

（b）按隆巴公式计算：W=d(7.85&t／qm)1／2

式中;d----炮孔直径dm &----装药密度g／ml t---装药系数0.7—0.8 q---单位炸药消耗量kg/m3

m---炮孔密集系数（及孔距与排距之比）一般是1.2-1.5 则W=1.7×（7.85×0.9×0.8/（0.5×1.2））1/2 =5.2m

(c) 按钻孔直径计算： W=KD

式中 : K —系数，取 K=20～40；

D —孔径，170mm。

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W=25×0.17 计算得到: W=4.25m

根据以上各式可看出，地盘抵抗线受许多因素的影响，变动范围

较大，综合考虑，取W=4.25m较为合理。

(4)、孔距a

a=mw

式中: m—为炮孔间距系数，取值范围0.7～1.3，取1.3 则 a=1×4.25=5.5m (5)、排距b

b=a， 即b=5.5m。

为了达到更好的破碎效果，采取宽孔距、小排距的布孔方式进行布孔。根据类似地质状况的爆破经验在不改变单孔爆破负担面积的情况下确定 a=7m，b=4m； （6）、超钻深度h 超钻深度的经验式有：

a：h=(0.15～0.35)w=0.64～1.5m b：h=(0.1～0.2)H=1.4～2.8m c：h=(8～12)D=1.36～2.04m 综合考虑取 h=2.0m （7）、孔深L

垂直炮孔 L=16m。 (8)、堵塞长度L2 一般堵塞长度为：

8

垂直炮孔：L2≥（0.7～0.8）W=3.5 或L2=（20-40）D=3.4～6.8m

实践证明，随着堵塞长度的减少炸药能量损失则增大，因此，一般堵塞长度应不小于20倍炮孔直径，当堵塞长度大于30倍炮孔直径时，不会产生飞石。不堵塞爆破时，爆轰产物将以每秒几千米的速度从炮孔中喷出，造成有害效应，因此《爆破安全规程》中规定严禁采用无堵塞爆破。

按以上公式及现场情况取25倍孔径计算，堵塞长度取L2=4.5m 3.4.3装药量计算

（1）、单位炸药消耗量q

中深孔爆破时，单位炸药消耗量按表2选取；

表2 单位炸药消耗量

f 0.8-2 3-4 5 6 8 10 12 14 16 20 q/(kg/m3) 0.40 0.43 0.46 0.50 0.53 0.56 0.60 0.64 0.67 0.7 取q=0.5kg/m3 （2）、单孔装药量Q

（a）按钻孔负担爆破岩石的体积计算

单排孔爆破（或一排炮孔）每孔装药量按下式计算

Q=q·a·w·H=0.5×7×4×16=224kg

多排孔爆破时按下式计算：

Q1=K·q·a·b·H

式中：K——考虑受前排孔阻力作用的装药增加系数，

一般取 1.1～1.2

多排微差爆破时，后排孔的药量不增加，即Q后= q·a·b·H=224kg (b)按钻孔极限装药长度验算每孔允许装药量：

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?D2Q1=

4·Δ·L=

3.14?0.172?900?164=326.6kg

若考虑4.5m的堵塞长度，钻孔装药长度按11.5m计算，

Q1=234.8kg

式中：L——炮眼深度，16m； D——炮孔直径，0.17m； Δ——炸药的密度，900kg/m3

因为Q小于Q1，因此装药量按Q=224kg比较合理。由于在实际

装药中线装药密度可能小于方案设计值，所以单孔药量也相应地小于比设计值。

（3）、装药长度L1

L1=

Q?4????D2=

4?224900?3.14?0.172=11m

即实际每孔装药长度L1=11.5m （4）、每米钻孔装药量q1

Qq1==224/11.5=19.5kg/m

L1（5）、单孔爆破量

i=??W?H=7*4*16=446m3

即每孔可爆破岩石量为446m3 根据计算将爆破参数列于表3。

表3 爆破参数表

序号 1 名称 台阶高度 单位 m 参数 14

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2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 台阶坡面角 孔径 孔深 超深 底盘抵抗线 孔距 排距 堵塞长度 单位炸药消耗量 每孔装药量 装药长度 每米钻孔装药量 每孔爆破岩石量 ° m m m m m m m Kg/m3 Kg m Kg/m m3 85 0.17 16 2 4 7 4 4.5 0.5 224 11.5 19.5 446 3.4.4 微差间隔时间

微差爆破时，微差间隔时间主要取决于岩石性质和爆破参数，一般为25～75毫秒之间。孔间延期：25ms； 第1、2排间延期55ms； 第2、3排间延期65ms；

4 装药、堵塞和起爆网络设计

4.1 装药结构

常用的装药结构有连续装药结构、间隔装药结构、混合装药结构。下面分别叙述连续装药和间隔装药结构。

1、连续装药的结构：炸药从孔底装起，装完设计药量之后再进行堵塞，如图2，这种方法施工简单，中深孔爆破广泛使用。

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图2 连续装药结构示意图

4.2装药

装药开始前先核对孔深、水深、堵孔情况及其位置，（如果炮孔在钻孔时移位太多，还应重新测量最小抵抗线和各孔之间的距离）。再核对每孔的炸药品种、数量，然后清理孔口附近的浮渣、浮石，打开孔口做好装药准备，再次核对雷管段别，即可进行装药。中深孔装药一般采用手工装药。

4.3堵塞

装药工作完成后即可进行堵塞工作，堵塞物（即炮泥）一般为岩粉（钻孔时吹出的岩渣），当然用黄泥作堵塞物是最好的选择。该矿黄泥资源丰富，封孔时的堵塞应保持有50%以上的黄泥。严禁用可燃和有害物进行填充。

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4.4 起爆方法及延期时间

单个孔内两发数码雷管延期时间相同，所有雷管以并联的方式连接到起爆总线上。

5 爆破安全允许距离计算

5.1 爆破振动安全允许距离

爆破振动安全允许距离，按下式计算：

KR=〔〕1/a·Q3

V1式中：R—爆破振动安全允许距离，m；

Q—炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大一段药量，kg；

V—地震波质点速度，民房保护质点最大允许速度为2～3cm/s，，取V=2.5cm/s；

K、α—与地形、地质条件有关的系数和衰减指数，可按表5选取。

表5 爆区不同岩性的K、α值 岩 性 坚硬岩石 中硬岩石 软岩石 K 50～150 150～250 250～350 α 1.3～1.5 1.5～1.8 1.8～2.0 按中硬岩石取值，K=200，α=1.6 计算结果为：

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1?K?a?V???1?200?1.6?=??2.5?=15.46

3224=6

R=94M,

从爆破施工环境可以看出，采场周围无居民区，实施的微差爆破，均能满足要求，爆破地震效应不会对农村的房屋产生影响。

5.2 爆破冲击波

爆破产生的空气冲击波也是爆破危害之一，因为本工程是有填塞的炮孔爆破，爆破产生的空气冲击波较小，根据《爆破安全规程》GB6722—2003中6.3.3规定知，对于人员和其它保护对象的防护，应首先考虑个别飞散物和地震的安全距离，空气冲击波的影响可以忽略不计。

5.3个别飞散物安全允许距离

《爆破安全规程》规定，爆破作用指数n<3的爆破作业，对人员和其它保护对象的防护，应首先考虑个别飞散物和地震安全允许距离。

(1)、爆破飞散物的飞散距离

台阶深孔爆破的飞石距离按下式计算 :

Rpmax=Kφ·D

式中 : Rpmax —飞石的飞散距离，m；

Kφ—安全系数, 取Kφ=15； D—炮孔直径，cm，D=17cm。

计算得到 , Rpmax= 255m。

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(2)、爆破飞散物对人员的安全允许距离

《爆破安全规程》规定，除爆破个别飞散物对设备、建筑安全距离由设计确定外，个别飞散物对人员的安全允许距离应按照《爆破安全规程》表10数据确定，露天岩土深孔爆破，个别飞散物的最小安全允许距离不小于200m，实践证明，正常台阶爆破的飞石一般不会太远。但是，由于填塞长度过小或最小抵抗线过大而形成爆破漏斗效应，以及岩石中含有软弱夹层，或梯段深孔爆破由于过量装药、穿孔位置错误、工作面局部超挖、介质不均匀性、岩体有薄弱面等种种原因，个别飞石距离可能大于200米，甚至更远。在爆破前，爆区附近人员应该撤离到最小安全距离之外，本次爆破安全距离确定为300m。

6 安全技术与防护措施

6.1 爆炸物品管理

1、使用的爆炸物品必须到公安部门办理相关手续购买，严禁从其他工地挪用爆炸物品。

2、爆炸物品的运输，保管和使用必须符合《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》和《中华人民共和国爆破安全规程》以及黄冈市关于民用爆炸物品管理的相关规定。

3、临时爆破器材库的设立必须符合国家相关标准，并应设立防雷装置，雷管、炸药必须隔离存放。

4、雷管不得与炸药混运。

5、爆炸物品的装卸必须轻拿轻放，并严防在装卸过程中丢失 爆破器材。

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6、存放雷管和炸药的地点必须是公安机关审批的地点。 7、对爆破器材的管理建立领取和清退制度 , 收发爆破器材必 须有台帐。

8、领用爆破器材的人员必须持有有效的爆破员作业证。 9、领取爆破器材的数量不得超过当天用量，剩余的爆破器材应按《民爆物品安全管理条例》及地方公安机关的管理规定退回指定的专用仓库储存。

10、所有与爆炸物品接触的人员，要穿劳保服，严禁穿化纤类衣服。

6.2 爆破器材的质量检测

1 、对炸药的性能进行测试，对炸药的爆力进行试验，为正式爆破的药量确定提供依据。

2、对雷管的起爆能力进行测试 ，保证所选用的雷管必须是合格的雷管。

3、所有爆破器材的测试必须在安全的地方进行。 6.3 钻孔作业

1、现场施工技术人员依据设计说明书标定钻孔位置。 2、钻孔方向必须与设计一致。 3、进入工地施工的人员必须戴安全帽。

4、所有电线、接头、开关必须采用合格产品，严防漏电。 5、风管与凿岩机的连接要牢靠。钻孔的深度必须符合设计要求。 6.4装药与堵塞

1、装药前应对所用炮孔进行检查。检查炮孔的深度，炮孔的 间距，排距，角度是否符合设计要求。

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2、装药时所有无关人员不能进入装药区域。

3、必须依据设计说明书或现场技术员调整的药量进行装药。 4、遇到特殊原因，炮孔的位置发生变化时，调整药量必须由现场技术负责人确定。

5、按《爆破安全规程》的规定，爆破施工应有爆破工程技术人员现场指导施工，负责处理临场安全和技术问题，装药操作的人员必须持有爆破作业证，并在技术人员的指导监督下，按设计要求从事炸药的装填、网路连接等操作性工作。

6、采用木质炮棍，严禁用金属类物品做炮棍。 7、装入起爆药时，应轻轻送入，严禁用力过猛。

8、堵塞要确保堵塞长度和堵塞质量，操作要认真仔细。堵塞材料要有粘性 , 不能太湿。 6.5 联线与起爆

1、联线人员的手必须保持干净无油污。 2、起爆线路接点必须用胶布缠牢。 3、线路联接好后 , 应测量网路的导通性。

4、起爆前检测网路的完好性，现场施工人员未撤离、警戒范围未清场时，禁止进行网路导通复检。

5、起爆器必须专人 ( 爆破员 ) 保管。

6、其他人员撤离后，方能连接起爆母线，并绝缘。起爆母线的另一头必须短路。

7、接到指挥的命令后才能将起爆母线连接到起爆器。 8、接母线前，应对起爆器进行放电。

9、接到指挥员的充电命令，才能充电。听到爆破领导人的指令后才能起爆。

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10、炮响以后，将母线和起爆器断开。放完炮后，必须等炮烟散去后，经现场指挥检查确认安全后，才能进场作业。 6.6 早爆及其预防

早爆就是炸药在预定的起爆时间之前起爆。早爆往往是在人员尚未撤离工作地点之前发生的，此时，起爆的各项准备工作还没有做完，早爆是一种意外时间，是一种严重的爆破事故。因此必须采取以下措施防止早爆事故。

1、爆破器材的运输，装卸应轻拿轻放，防止冲击、摩擦引起意外早爆。

2、所有电雷管必须短路。 3、所有接头必须用绝缘胶布绝缘。 4、装药时小心操作，避免用力过猛。

5、对杂散电流进行监测，超过30毫安，不能用普通电雷管起爆，可以使用抗静电雷管或者采用非电起爆系统。

6、严禁用力拉扯雷管脚线。

7、装药过程中 , 爆破网路不能接成闭合回路。

8、尽量缩小爆破网路尺寸，使网路导线所圈定的吻合面积最小。 9、和雷管接触的人及爆破现场必须关闭手机，对讲机等通讯设备。

10、接母线前，要保证母线的另一端短路。 11、起爆器在接母线前要放电。 12、爆破操作人员必须听从指挥。

13、如遇雷雨天气，必须立即停止作业，所有人员撤离到警戒区域外，并实施警戒，防止人员进入警戒区域。

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6.7 盲炮的预防与处理

1、对爆破器材进行检测，使用合格的爆破器材。 2、装药时，注意对起爆线路的保护。 3、接线时，保证不漏接。

4、同网路中的雷管是同批产品，雷管的电阻值不超过规定值。 5、同次起爆的雷管数不超过起爆器的额定起爆能力。 6、出现盲炮后，应及时报告，不能擅自处理。 7、对盲炮作出标记，并给出警戒标志。 8、由技术负责人根据具体情况制定处理方案。 9、检查网路完好，可以重新联线起爆。

10、网路破坏时，在盲炮50cm以外的地方钻平行孔，重新装药爆破。

11、必须回收盲炮中的雷管和炸药。

7 安 全 警 戒

7.1 警戒范围

《爆破安全规程》第6.3.3节规定，爆破作用指数 n<3 的爆破作业，对人员和其他对象的防护，应首先考虑个别飞散物和地震安全允许距离。在爆破施工时，最大段药量不能超过224kg，其爆破震动距离为94m，矿区周围无居民区,根据《爆破安全规程》规定，露天台阶深孔爆破时，安全距离以设计确定，但人员与爆破点的距离最小不能小于260m。复杂环境300 m，具体实施时，必须根据具体的爆破位置与规模，以及周围环境的变化及时调整爆破警戒区，警戒半径为300m，即在爆破施工时，以爆破作业区为圆心以300为半径的区域为爆破警戒区。爆破警戒区设置在各个路口、临近房屋等部位。

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实行定员、定岗、定责。警戒人员应标志明显，联络用具（旗、口哨）齐备可靠，严守其责。清场警戒遵照《爆破规程》（GB6722-2003）4.12条执行。 7.2 放炮组织

1、起爆器必须由爆破员操作。

2、在规定的时间段，由现场指挥员指挥放炮。 3、在规定的放炮时间前10分钟所有人员撤离现场。 4、在规定放炮时间前5分钟完成警戒部署。

5、每次规定的放炮时间前5分钟开始吹口哨，每隔2分钟1次，前两次持续5秒，最后一次持续10秒。

6、放炮时间开始，现场由指挥员开始组织放炮。

7、指挥员必须到警戒范围内清场，确认安全后，开始指挥操作人员。

8、短哨声表示警戒开始，实施警戒。长哨声是放炮指令。 9、检查现场，确认安全后，发出解除警戒的信号。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/5if7.html