露天台阶深孔爆破设计

设计任务书

题目一：露天台阶深孔爆破设计

某石灰石矿山采区离民宅最近距离约300m。该矿山采用露天深孔开采方式，穿孔用KQGS-150潜孔钻机穿孔，钻孔直径均为165mm，深孔爆破，台阶高度为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。随着水泥产销量的不断增加，石灰石需求量为年产480万吨(矿石200万立方米)。因此，为减小爆破振动，保证居民的生活稳定，同时，又不要影响采矿强度和矿山中长期生产计划。设计要求：(1)进行露天深孔台阶爆破设计；(2)提出降低爆破振动的技术措施。

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300m，石灰石需求量为年产480万吨，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/m，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1.2，台阶坡面角固定为74°。

a、盘抵抗线计算：Wd=34d=5.6m b、孔距：a=mWd =1.2×5.6=6.7m c、排距：b=asin60° =6.7×0.866=5.8m d、填塞长度：Lp=0.8Wd=0.8×5.6=4.5m

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e、装药长度：Le=L-Lp=16.65-4.5=12.15m

f、台阶上眉线至前排孔口距离：bc=Wd-Hcotα=5.6-15cot74°=1.3m g、炮孔总数：

已知矿山年产量为200万m，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：2000000÷80=25000m3

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即 N=（25000÷15）÷（6.7×5.8）=44孔 h、单孔装药量： 第一排孔：Q1=qaWdH

算得：Q1=0.38×6.7×5.6×15=213.86kg 线装药量：213.86÷12.15=17.60kg/m 其他排孔：Q2 =KqabH （K取1.2） Q2 =1.2×0.38×6.7×5.8×15=265.80kg 最大段药量：Q=265.80×11=2923.83kg

i、单次总药量：（2923.83×3）+（213.86×11）+187.5=11311.45kg

二次破碎药量：Q3=25000×5%×0.15=187.5kg

j、 实际炸药单耗：11311.45÷25000=0.452kg/m

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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

进，钻孔方式为垂直钻空(如图一）布孔方式为梅花形（如图二）。

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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），每孔装一个毫秒延期起爆电雷管（延时25ms），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）×Q 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2923.83kg，则

R=（K/V）1/a×Q1/3R=（200/2）1/1.7×2923.831/3=192.82m

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。

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1/a

1/3

2、 飞石验算：

个别飞石的飞散距离按下式进行计算，即

RF=kd，m

式中 RF——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 RF=kd15.5×16.5=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，但要适当加大警戒距离，避免飞石对工作人员造成伤害。

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

根据验算，最大安全距离为192.82m。根据《爆破安全规程》规定，露天深孔爆破，其警戒距离不得小于200m，具体由设计确定。为了实现安全生产，杜绝一切生产安全事故的发生，本工程的安全警戒距按300m执行（针对活动目标，如行人、车辆等），警戒图如右图。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）。

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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。

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