穿孔爆破专题.docx

1、穿孔爆破专题6露天矿穿孔爆破（专题）露天矿穿孔爆破时生产中的第一道工序。本设计中，因矿岩的硬度不能直接挖掘, 因此必须采用露天深孔爆破对矿岩松动。6. 1穿孔设备的选择及需要量的计算穿孔设备主要根据矿岩物理学性质、矿岩生产能力，选择不同型号的潜孔钻机或 牙轮钻机。6. 1.1钻机选型设计矿山规模为45万t/a ,属中型矿山，宜用深孔钻机，岩石为矽卡岩、 片岩，中等稳固，f二：T7,矿岩断层，裂隙发育，虽然潜孔钻机单位钻孔成本较高, 但潜孔钻机能量损失少（冲击器活塞直接撞击在钻头上），噪声小（冲击潜入孔内 工作），节省动力（冲击器排出的废气可用来排渣），钻杆使用寿命长，与牙轮 钻机相比，潜孔穿孔

2、轴压小，钻孔不易倾斜；工作气压高，回转扭矩大，凿岩效 率高，性能可鼎：钻机轻，设备购置费用低；钻孔方位广，调节灵活，定位准确。 穿孔设备需要量主要根据钻孔的生产能力和矿岩生产能力计算，另外参考类似矿 111昆阳磷矿的应用经验，故初步设计采用的主要钻孔设备为直径200mm的KQ-200 型潜孔钻机。6. 1. 2钻机需求量计算（1）钻机的台班生产能力VoVb 二 0. 6VTb， （6-1）= 0.6X30X8X0. 4二57. 6 m/ （台班）（2）钻机的需求数量N露天矿所需钻机数量取决于矿山设计年采剥总量、所选钻机年穿孔效率 与每米炮孔的爆破量。N 二九 / L q （1-e） （6-2）

3、=12486937/44550X100X （l-3%）=0. 9 取 N二 1 台式中：符号符号意义单位取值备注V-0台班生产能力m/ （台班）100.8V钻机机械钻进速度cm / min30查钻机相关参数得 18m/hTo班工作时间h8q班工作时间利用系数0. 7一般为 0. 70. 8N所需钻机数量台2A.矿山设计年采剥量万t/a125100 X (1+5.53 X1.3)L每台潜孔钻年穿孔效率m / a32310L 二 75X3 X 330X0. 6Q每米炮孔爆破量t / m100参考露天采矿学类比国内矿山e废孔率%3一般小于5%6. 1. 3钻机相关指标表61钻机相关指标钻机型号KQ-

4、200型潜孔钻机。孔径200mm台班生产能力57. 6 m/ (台班)废孔率3%班工作时间利用系数0.8钻机穿孔效率系数0.6钻机需要量2台（1台备用）6. 2爆破工作6. 2. 1深孔爆破设计的基本要求1、设计依据（1） 爆破安全规程（GB67222003）（2） 民用爆炸物品安全管理条例（国务院令466号）（3） 公安部爆破作业人员安全技术考核标准GA53-93；（4） 国家和地方政府颁布的有关技术规范和法规。2、技术要求(1)矿岩破碎的质量好，无根底，不合格的大块岩体很少，破碎的块度符合铲装 设备的要求：(2)爆破堆积形态好，爆堆集中且有一定的松散度，利于铲装设备的高效工作；(3)无危害

5、，地震、飞石、噪音等危害因素均应控制在允许范围内，同时，也应 控制后冲、后裂和侧裂现象、(4)经济效益好，使穿孔、爆破、装运，破碎等各种工序的综合成本最低。6. 2. 2钻孔形式与布孔方式(1)钻孔形式有垂直孔和斜孔两种，从爆破效果看，斜孔优于垂直孔(斜孔 的抵抗线均一)，但钻凿斜孔的技术操作较复杂，孔的长度比相应的垂直孔长， 且装药过程中斜孔易发生堵孔，虽然斜孔前排抵抗线较均匀，后冲较小，穿孔效 率低，所以在大中型露天矿山广泛采用垂直孔。为了提高穿孔效率，综合考虑后 本设计决定选用垂直钻孔。(2)布孔方式有单排孔和多排孔布置。采用大区毫秒延迟爆破技术的矿山一 般釆用多排孔布置。多排孔乂分方形

6、、矩形、梅花形三种。梅花形布孔时，能量 分布比较均匀。可以形成较好的爆破成效，本设计中，选用多排孔梅花形布置方 式。I 111111 1 I 1 I 1 I 1 I 1 I 11 11 11111图6-1破炮孔布置示意图H台阶高度；Wd底盘抵抗线；h超深；d炮孔直径；L?填塞长度；C安 全距离；a孔距；b排距6. 2. 3爆破参数的确定深孔爆破参数包括孔径、孔深、超钻、地盘抵抗线、填塞长度、孔距、排距和炸 药单位消耗量等。(1)孔径d露天中深孔爆破的孔径主要取决于钻机类型、台阶高度和岩石性质。本设计选用KQ-200型潜孔钻机，其孔径为200mm,故d取值200mm。(2)底盘抵抗线W应1按H.

7、B.迈利尼科夫公式计算：w = 一(K - p) + J打(K 一 pf + 4qngH ( )2qmH式中：4每米炮孔装药量，32kg/m：K堵塞系数，取0.8：p超深系数， = 050.35,取0.2；单位炸药消耗，取0. 4kg/m3；加炮孔密集系数，取m=1.2；H台阶高度，10m。经 计 算 得ur_ -32x(0.8-0.2) + 7322(0.8-0.2)2+4x0.34xl.2x32xl02 _ 55.6 o2xO.34xl.2xlOn _6 8mo8.2W=d2 按巴隆公式计算:(6-4)式中：d孔径，2dm；A装药密度，lkg/dm3；T装药系数，050.7,取丁 = 0.

8、7；经计算得:W=2X7.85x1x0,71.2x0.343n)o3.按炮孔直径计算W = (20 50) = 6m 1 Ont综合计算以及咨询师兄的工作经验，取最小抵抗线为/f=7mo(3)孔深超深： =(050.35)W = 0.92.1,取 1. 5m; (6-5)则孔深为：L 二 H+h 二 10+1=11.5m。 (6-6)(4)孔距a和排距b孔距a是指同一排中相邻两孔中心线的距离，：1.孔距：a=mW=l. 2X6=7. 2m (6-7)按每孔容许装药量及崩落岩石体积计算：rqL 0.7x32x11.5 (.a=二 =10. 7m (6-8)qHW 0.34x10x6炮孔密集系数叽

9、取P1.5,随着多排毫秒爆破技术和合理的深孔起爆顺序 的应用，出现了增大孔距，缩小排距，从而增大炮孔密集系数的现象，有时达到3 8也得到好的爆破效果。实践证明，适当加大有利于改善爆破块 度。设计中取为1.5。为保证爆破质量取孔距a=7m= III于后二排曲于炮孔深度较少孔距根据经验 也要适当减少，故，倒数笫一、第二排孔距为沪6m。排距b指多排孔爆破时，相邻两排钻孔间的距离。2.排距：前排孔Z? = 0.8666/= 7.8/ ,取b = W = 6/；后排孔由于岩石夹制作用及减小后 冲，排距应适当减小，按经验公式计算：b = （0.61.0）W = 3.6?6，取5m。（5） 堵塞长度L=堵塞

10、长度关系到堵塞工作量的大小、炸药能量利用率和空气冲击波的危害 程度。合理的堵塞长度应能防止爆炸气体产物过早地冲出孔外，是破碎更加充分。 常用的经验式为：L: =Z W = 4. 2m （6-9）式中：Z填塞系数，垂直孔取0.7。那么装药长度则为Le=ll-4. 2=7m（6） 单孔装药量Q前排：Q汙 qaHW （ 6-10）后排：Q汙 qabHk （6-11）式中：q 单位炸药消耗量，取0. 4kg/m3:a炮孔间距，为7m；b炮孔排距，为5m；H 台阶咼度，10m；W ak 最小抵抗线，7m;k 后排装药量增加系数，一般1.P1.3,取1.2。计算得,前排 2201. 6kg ,后排Q=16

11、8kg。（7） 装药量验算（6-12）装药量验算值，kg；Li 装药长度，moQl小于Q时，可以适当调整孔网或炮孔直径。(8)爆破参数表62爆破参数设备类型单位KQ-200型液压潜孔钻机孔径dmm200孔深hm11. 5超深hm1. 5底盘抵抗线W底m7孔距am7排距bm6堵塞长度Lm4单位炸药消耗量qkg/m30.4单孔装药Q第一排kg201.6后排168废孔率%36. 2.4装药、填塞、起爆方法一.装药(1)装药结构d单一装药：我国露天矿多采用这种结构；b组合装药:孔底部装高威力炸药，上部装低威力炸药；C间隔装药：炮孔中两段或多段装药，各段间用炮泥或空气隔开，我国露天矿山 多采用空气间隔。

12、间隔可以降低大块率，改善爆破质量；d不偶合装药：在遇裂爆破和光面爆破中釆用药包直径小于钻孔直径的装药结 构，可以保护边坡。本设计中初步选择间隔装药结构。使用空气间隔。附1一填充物2一至秒辿时寵3炸药4一导爆爸5空气柱图62爆破装药结构纵剖面示意图二填塞U前我国露天矿深孔爆破的填塞工作仍以人工填塞为主，填塞物为炮孔周边的钻 孔岩屑（炮泥）填塞。三起爆方法根据起爆材料不同，起爆方法有：（1） 电力起爆：使用的气爆器材有普通电雷管，秒差电雷管，毫秒电雷管。电 力起爆在我国露天矿应用较广泛，爆破用电源取自爆破安全距离以外的电源。爆 破前可对电爆网路进行检查，确保及时准确起爆。这种起爆发放成本低，但爆破

13、 前准备工作复杂。电爆网路连接方式有：吊联法，网路简单，所需电流较小，操 作简单，但容易产生拒爆。适用于小规模爆破；并联法：网路中各电雷管互不干 扰，起爆较可靠，缺点是起爆所需电流较大，受到条件限制；混合联法：适用于 大爆破。（2） 导爆索起爆：常以继爆管配合使用。装药中不用雳管，比较安全。爆破前 准备工作简单，但成本高。（注：现已经不用此方法）（3） 导爆管起爆：导爆管是传递冲击波的塑料小管，与非电毫秒雳管，联结传 爆元件和引爆元件组成导爆管非电起爆系统；（4） 导火索起爆：常用8火雳管起爆，露天矿多用于二次爆破和辅助作业爆破;（注：现已经不用此方法）（5） 混合起爆：使用低敢度炸药的矿山，

14、先用少量感度高的炸药作起爆药包先 起爆，然后引起大量低感度炸药起爆。在本设讣中，根据国内矿山的经验和都龙开采以来的实践经验，本次设计采用导爆索-导爆管联合起爆网路，用磁电雷管作起爆雷管起爆导爆索。6. 2. 5起爆及网路连接方法6. 2. 5.1炮孔数的确定爆区采用一爆两采的方法确定爆堆宽度，此时bd（R“p+Rg）+ a-c皿；式中f挖掘机规格系数，fWO. 9；c线路中心线到爆堆的距离，一般为23m；此时最小爆堆宽度b*二1.5H = 15m；实际爆堆宽度为3b+W =3 X6+7=25m18m,符合要求。可以得到爆堆的宽度取25m合理。根据爆破一次能够满足挖掘机铲装10-15个昼夜的量讣

15、算爆区的长度。矿山1 年剥采总为13707330m3,故每年采剥总量为1370733n?。每天（每年工作330 天）每台（共4台）挖掘机需要承担的量为1371m3 o挖掘机10昼夜的铲装量为 13710m3 炮孔数目为13710/（6X7X10）=34. 6,初步取36个孔。最终布孔数量 为40个。实际炸药单耗计算：实际爆破炸药量202X20+168X16= 8128kg实际炸药单耗： 士.二0.617 kg/m3131706. 2. 5. 2网路连接设计方案本次设计初步设讣以下儿种方案：一.排间顺序起爆（1）.优点这种起爆形式是最简单、应用最广泛地一种，起爆网络连接简单。一般呈三 角形交错布

16、孔。（2.）缺点在大区爆破时，由于同排药量过大，容易造成爆破地震危害。1、 网络连接方式：把孔内引出的导爆管通过“四通”型连接卡垂直连接在孔 外传爆导爆索上。2、 起爆顺序：为了减小震动对周用环境的影响，本次设讣采用排间顺序起爆毫秒延迟爆破。3、 时间间隔：根据矿山生产以来的实践表明，使毫秒延迟爆破的间隔时间控 制在50150ms之间以取得比较好的爆破效果。4、 设计的爆破网络见下图。I | |i|i I | I | I | I | I | I I | I | I 丨丨| | 11 i|i I | I | I | I | I | I I | I | I |丨1图63逐排起爆网络图5.爆破材料消

17、耗及单位成本表6-3逐排顺序起爆材料消耗成本表项目单位数量单价成本（元）一次爆破炸药总消耗量Kg81289 元/kg73152空气间隔器个4085元/个3400导爆管雷管1段发108元/发803段发108元/发807段发108元/发8010段发磁电雷管发13元/发5导爆管米10002元/米2000导爆索米1502. 3/ 术345钻孔数个40其他总计79142三逐孔毫秒延期起爆：同一排孔按奇、偶数分组顺序起爆的方式，这是孔间 毫秒延迟起爆。而同一炮孔内进行分段装药，并在分段装药间实现毫秒延期间隔 起爆的方法为孔内毫秒延期起爆。1.优点(1)毫秒延期爆破可实现多排孔爆破，扩大一次爆破的矿岩量，满

18、足大型露天 矿山的生产要求；(2)提高爆破质量，降低爆破成本。破碎的块度均匀，大块率低，爆堆集中有 利于提高装载设备的效率；(3)减轻爆破地震波作用，防止对附近建筑物和采场边坡的危害。1.网络连接方式：各排把孔内引出的导爆管通过“四通”型连接卡垂直连接孔外同一根导爆管上，排间也用导爆管连接。2.起爆顺序：为了减小震动对边坡的影响，本次设讣采用逐孔起爆的毫秒延迟爆 破。3.时间间隔：孔内采用MS10(380ms),孔间用MS3(50ms)接力，排间用MS5(110ms) 接力，从而实现逐孔毫秒延迟起爆。4.设计的爆破网络见下图。3.出：设讣爆破材料消耗及单位成本表6-4逐孔起爆材料消耗成本表项目

19、单位数量单价成本（元）一次爆破炸药总消耗量Kg81289 元/kg73152空气间隔器个4085元/个3400导爆管雷管1段发8元/发3段发408元/发805段发38元/发8010段发40磁电雷管发15元/发5导爆管米15002元/米3000导爆索米2. 3/ 术钻孔数个40其他总计79717三.欲裂爆破：优点：可以减少超欠挖量，节省工程投资；2开挖面光洁平整，有利后期的作业；3对保留的岩体的破坏影响小，有利于边坡的稳定；4山于预裂缝的存在，可以放宽对开挖区爆破规模的限制，提高工效。缺点：炮眼数较一般爆破法要多一些，钻眼的准确性要求较高，钻爆作业的单项 工序时间要多一些。 需要一些特殊器材，如

20、专用炸药、毫秒雷管、导爆索（传 爆线）等。爆破经济效果差，成本高。图6-5欲裂爆破网路图511士设计爆破材料消耗及单位成本表6-5欲裂材料消耗成本表项目单位数量单价成本（元）一次爆破炸药总消耗量Kg81289 元/kg73152空气间隔器个5885元/个4930导爆管雷管2段发148元/发1123段发148元/发1125段发18元/发810段发588元/发464磁电雷管发13元/发20导爆管米15002元/米3000导爆索米4002. 3/米920钻孔数个58其他100总计82818经过综合比较，逐孔起爆可以达到如下爆破效果:爆破块度好，大块率低,二 次爆破量少;底根少或无底根;控制后冲或侧冲

21、破坏，便于爆区衔接;控制爆堆移 动方向，降低贫化;控制爆堆形状，发挥铲装设备效率;控制爆堆松散度及松散均匀度，便于挖掘;控制爆破震动、噪声和飞石:而逐排顺序起爆虽然成本低，但山于同排药量过大，容易造成爆破地震危 害，所以不选择；欲裂爆破相对前两种方案比较而言，虽然爆破效果好，但是材 料消耗成本过大，钻孔数多，所以不选择。故本次设计最终选择逐孔毫秒延迟起爆网络。6. 2. 8起爆安全措施穿孔爆破根据爆破安全规程(GB6722-2003)规定：露天土岩爆破个别飞石对人员的最小安全距离不得小于200m,建、构筑物的爆破地震安全性应满足安全震动速度的要求，具体措施如下：(1)爆破采用定时爆破，让职工及

22、附近村民有规律地避炮，加强职工、附 近村民安全教育，让职工、村民事先知道警戒范圉、警戒标志、声响信号的意义;2).在爆破警戒线外设置明显标志，爆破前同时发出音响和视觉信号，使危 险区内的人员能清楚地听到和看到；3).爆破时派专人负责警戒，严禁任何人员进入爆破警戒线范围以内，待爆 破丄作结束并确认安全方可进入采区；4).采用KQ-200潜孔钻机钻机穿孔，实行多钻孔，少装药的逐孔爆破，扩帮 时采用预裂爆破，以减小爆破地震波对边坡的影响；(1)、震动安全距离(6-13)式中：V-不同条件下最大允许震动速度；cm/sK、a-查爆破教材326表13-1；Q-次爆破最大炸药量；kg200 1R =一严5(

23、322.56x12)3 = 255 m 计算得： 2(2)、爆破飞石安全距离式中:k-安全系数，一般1. 0-1. 5；n-爆破作用指数；沪最小抵抗线，m计算得：R=2OX1. 5X12 X7=210m所以，最终爆破安全警戒距离选取300米。总之，严格按照爆破安全规程规定及以上措施实施爆破作业完全能保 证该露天矿的爆破安全6. 2. 9爆破组织工作根据爆破安全规程(GB 6722-2003),采场四周所有能到釆场的路口应 设警戒点，警戒距离定为300米，本釆场爆破时警戒设于各主要路口(见采场爆 破示意图)，在爆破前派出人员警戒，竖立警示标志。(1)爆破作业施工前，进行安全教育及技术交底工作。表

24、6-6爆破基数交底1技术参数破尺寸：长X宽X高 =70m X 26mX 10m 孔参 数：11.5m超深1.5m孔要 求：4排-梅花孔2装药炸药单耗0. 4Kg/m3前排孔202kg;后排孔168kg3填塞填塞高度4m：炮泥填塞4爆破网路参数复式起爆网路；导爆管雷管段别布置：2-8o（2）爆破作业必须严格按批准的爆破设计方案，山爆破组长或熟练爆破员 在现场根据设计方案和实际地形布置炮孔，当钻孔组穿孔完毕，山爆破技术员对 炮孔的深度、角度进行验收，不合格的炮孔给予报废，重新穿孔，确保安全。具体作业如下：1、 炮孔的检查炮孔的孔径、孔深、孔距、排距应达到设计要求，对个别有变化的孔位和孔深要 做好记

25、录和标志。2、 炮孔深度的测量作好记录，孔深的误差应在0. 5m以内。对个别孔深与设计孔深相差较大的浅孔 应重新加深，对超深过大的孔应适当回填；孔数不足时，应补孔；最后一排炮孔 的超深一定要满足设计要求，以避免造成“炮根”。3、 炮孔的方位角和倾角 其偏差应在1 30 o4、 孔口的岩渣或杂物应清理干净，用纸或草根或大的石块儿等堵好，发现炮孔 堵塞，应进行处理（补钻或补孔）。3、对有水的炮孔用高压风吹或用专用的排水工具（如用海绵吸水）等。必要时 可在孔口用粘土做围堤，防止水倒流。6、验孔人员必须做好验孔记录，如：孔径、孔数、孔深等，以备检查和记录存 档（3）爆破作业必须山经过培训、考试合格取得

26、爆破员作业证的人员担任，装配引药（起爆药包、起爆药柱）、装药、连线、检查线路工作只准爆破员进行 操作。（4）装药前应检查布孔是否符合要求，并核对布孔参数及相应装药量。装药时，必须首先清除炮孔内岩粉和积水，如炮孔底有水，应用岩石乳化炸药。装药时应保护爆破网络及起爆药包引线，防止脱落及挤压；炮孔装入药卷后，剩余的炮孔部分，应用细质沙粘土炮泥封实。无封泥或封泥不严的炮孔禁止放炮。封泥长度应不小于炮眼深度的l/3o(5)爆破爆破前，按确定的危险边界和警戒点，山爆破负责人指派专人警戒，设明 显警戒标志，严禁一切人员通过。直至爆破员解除信号发出为止。爆破前，爆破带班人员应组织人员，把工具、设备撤退到安全地

27、点存放， 并清点人数，确认无误后，方准下达爆破命令。爆破后，经至少15分钟等待，炮烟吹散后，才准爆破人员进入爆破地点， 检查有无盲炮、危石等惜况，如有危险情况应及时处理，处理前应放危险警戒标 志。只有上述危险情况处理完毕，警戒人员山爆破组长亲自撤回后，经爆破组长 同意，才准许其他人员进入爆破地点作业。爆破后，爆破员及时切断电源，收拢放炮母线，检查爆破效果，填写爆破 记录。(6)盲炮处理发现盲炮应及时处理，防止意外事故发生。盲炮处理要遵照爆破安全规 程(GB 6722-2003)进行。1经检查确认炮孔的爆破线路完好，并没有破坏原有爆破条件的悄况下， 可重新连接起爆；如条件有变化时，要请示主管工程

28、技术的人员，有必要时，要 加覆盖，确保重新起爆的安全。2中深孔爆破在距盲炮孔口不少于10倍炮孔直径处另打平行孔装药起爆。3如用非抗水硝鞍类炸药，且孔壁完好，可取出部分填塞物的，向孔内灌 水使之失效，然后作进一步处理。(7)爆破器材管理：爆破器材由马关县民爆公司提供并按每天使用量派员 送到采场，采场设保管一天用量的存放点，设专人看守。而存放点按规定设置警 示标志、建立报警系统等，必须设专人管理，建立严格的领取、使用和清退制度。(8)爆破工程开工前，应将警戒信号、警戒标志、起爆信号提前告知周围 群众及附近采选厂，做好安民告示工作。爆破信号如下：笫一次警报一预告信号，一长两短。起爆前30分钟，将爆区周圉人员疏散撤离 危险区域撤至指定安全地点，所有警戒人员到位。第二次信号，一长声。起爆前1分钟，确认人员和设备全部撤离危险区，警戒到 位，具备安全起爆条件时，方准发布起爆信号。现场总指挥发布起爆指令，“ 5、 4、3、2、1、起爆”!第三次警报一解除警戒信号，一短声。经检查人员检查确认安全后，方准发出解 除警戒信号。在未发出解除警戒信号前，除总指挥批准的检查人员外，任何人不 能进入危险区。6. 3穿孔爆破材料消耗及单位成本表6-7主要技术经