原主井改造地面构筑物定向爆破拆除设计方案.docx

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原主井改造地面构筑物定向爆破拆除设计方案

国投新集能源股份有限公司新集一矿

原主井改造地面构筑物定向爆破拆除设计方案

编制：

审核：

批准：

2010年9月16日

国投新集能源股份有限公司新集一矿

原主井改造地面构筑物定向爆破拆除设计方案

1工程概况和周围环境

1.1工程概况

为满足煤炭生产的需要，国投新集能源股份有限公司新集一矿对主井改造地面建筑物和设施进行改造，其中主井周围部分建筑物和构筑需要拆除。

这些建（构）筑物为：

抽风机房的外形尺寸18×17m，高约10m，建筑面积为306m2；绞车房的外形尺寸24×14m，高约8m；建筑面积为336m2；转矸楼为多层砖混结构楼房，其中4层部分断面尺寸14×8m，建筑面积为448m2，3层部分断面尺寸16×10m，建筑面积为480m2；扩散塔2座，钢筋混凝土结构，高度为10m，断面尺寸7×5m，壁厚为300mm，爆破工程总量为144m3；转载仓，为钢筋混凝土结构高耸构筑物，高度约35m，跨距尺寸6×6m，底部四根立柱支撑，上部钢筋混凝土墙板，壁厚为200mm，总爆破工程总量约为200m3；上仓廊道为钢筋混凝土结构物，距离地表高度约32m，柱、梁、板等总爆破工程总量约为42.2m3；廊道为钢筋混凝土结构物，拆除长度20m，柱、梁、板等总爆破工程总量约为24m3；抽风房到井口风道为钢筋混凝土结构，长度14m，其中单道长度6m，双道长度8m，宽度4m高度3m，壁厚300mm，爆破拆除工程量为92.4m3；井筒外露（地表以上）高度2.0m，井壁为钢筋混凝土结构，井筒净直径5.5m，壁厚1000mm，八根钢筋混凝土立柱护筒，爆破拆除工程量为44.64m3；人行入口为钢筋混凝土结构，工程量10m3。

1.2周围环境

周围环境比较复杂，周围环境如图1所示。

待拆部分建（构）筑物（图1中虚线内部分）周围有煤仓、运煤走廊、多条输煤栈桥、主井、主井绞车房、各种管线等。

有些管线与待拆建筑物紧临或处于上下位置，这些都给拆除工作带来一定的困难。

图1周围环境示意图（虚线内为要拆除的建筑物）

2技术方案设计

2.1基本设计思想

为爆破爆破拆除工作的顺利进行，确定拆除施工的思路与原则如下：

（1）框架结构建筑物和高处栈桥廊道用控制爆破方法进行拆除，较大的混凝土基础用控制爆破法拆除，其它高度低于10m建筑物用机械和人工进行拆除。

各结构物均采用定向控制爆破法进行拆除，倒地后未解体的结构用机械破碎锤解体。

（2）对于用控制爆破法拆除的建筑物，根据建筑物结构和周围环境情况，采用分段毫秒延期微差控制爆破方案，严格控制一次起爆的总药量，确保周围建筑物和设施的安全。

（3）优选炸药和合理确定装药量。

优先选用爆轰性能、抗水性能好的炸药，按完全松动破碎的要求合理选定单位炸药消耗量。

为降低爆破振动效应，严格限制一次爆破时同段起爆药量和总药量。

（4）所有的爆破体应采用严密的防护措施。

用多种防护材料（竹笆、草袋、运输带等），严防破碎后的混凝土飞出，同时还降低了空气冲击波和爆破噪音等爆破危害的强度。

（5）正式爆破作业前，先行试爆，以便调整和优化爆破参数。

（6）加强安全警戒。

爆破施工作业时非作业人员禁止进入爆破作业区，放炮前应在设计要求的安全距离处设警戒线。

（7）精心设计，精心施工。

施工过程中避免过大的孔网参数，精确地进行炮孔定位、钻孔、装药、联线、放炮和覆盖。

（8）经常进行安全检查，发现问题及时解决，确保整个爆破工程施工中的安全。

（9）在施工过程中，按照《安全生产法》、《煤矿安全规程》、《爆破安全规程》、《民用爆炸物品安全管理条例》等标准、规程、规范进行操作，确保施工过程人员、材料、设施和设备的安全，并采取严格的防护措施，防止爆破引起人身安全和财产安全等。

2.2爆破拆除程序

拆除工作分为：

施工准备工作、爆前预处理、爆破和爆后破碎清渣四个阶段，采用爆破与机械相结合的方法进行。

2.2.1准备工作

（1）钻眼设备和爆破器材：

钻眼设备：

空压机2台，普通风动凿岩机4台，合金钎头（钎头直径φ38mm～42mm）。

炸药品种：

乳化炸药或水胶炸药，炸药药卷直径φ32mm~35mm。

雷管品种：

毫秒延期非电雷管，毫秒延期电雷管；

起爆电源：

MBF-200型发爆器。

（2）清运和预拆除设备

挖掘机1台，铲车1台，液压破碎锤1台，吊车1台，运输车辆，风镐。

（3）防护材料

软竹笆，草袋，运输皮带，搭设脚手架用钢管。

2.2.2预拆除工作

（1）对于能够人工和机械破碎锤对平房和混合结构的建筑物进行拆除；不能用机械破碎的，可采用局部钻孔爆破的方法，进行预处理。

（2）从进场施工开始之日起，配备3～4台凿岩机进行钻打炮孔。

另外用风镐配合机械进行爆前施工。

（3）机械拆除，高度低于10m建筑物用机械和人工进行拆除，能够吊拆的各种预制构件用吊车配合人工拆除。

（4）需要拆除的栈桥与各种要保护的管线紧临，这些栈桥主要用机械和人工的方法进行拆除，局部用人工和机械难以拆除的辅助用爆破方法拆除。

因此与栈桥相邻的各种管线用钢管搭接防护架构，再用竹笆进行防护。

所有预处理工作在正式爆前施工10～15天内完成。

在进行预处理工作的同时，可进行需要爆破建筑物的钻孔工作和其他准备工作。

钻好的炮孔用适当方法保护，防止装药前炮孔堵塞，从而造成炮孔无效。

2.2.3爆破

根据不同的建筑物的结构特点，设计不同的爆破方案，所有的爆破作业均采用毫秒差分段微差控制爆破的技术，严格控制每段起爆药量和一次起爆的总药量。

对于重点保护的建构筑物，要采取防飞石危害和降震措施。

对需要保护物体爆破震动速度严格控制在2cm/sec以下。

主要爆破工作预计在15～20天完成。

2.2.4爆破后清运和二次破碎工作

爆破后的块度满足清运要求，不能清运的即开始用镐头机进行破碎清理工作，局部大块也可用二次爆破的方法进行处理。

该项工作在10～15天完成。

2.3施工进度安排

从进场开始施工之日起到第10天进行爆前预处理（此项工作也可提前进行），主爆破工作安排15天左右时间，每爆破结束一座建筑后即开始破碎工作，同时开始清运碎碴。

整个工程预计在45天内完成。

2.4爆破技术设计

2.4.1爆破方案

根据对拆除建筑物的现场量测，需要爆破拆除的建筑物主要是转矸楼、转载点1和转载点2以及转载点1与煤仓连接的上仓走廊。

这几座建筑物均为框架结构，主要立柱有：

2根断面0.6×0.4m2；4根0.75×0.75m2；8根0.55×0.55m2。

这三座建筑物均采用定向倒塌方式爆破拆除，转矸楼、转载点1定向为正东方向，转载点2定向为东南方向。

爆破缺口高度为一、二层框架，缺口内结构柱和梁布置炮孔，利用时间差和爆破缺口高度实现定向倒塌。

其它不能用机械拆除的基础和结构也需要用爆破法拆除。

2.2.2爆破参数

根据梁柱断面尺寸大小爆破参数选取如下：

（1）立柱断面为0.6×0.4m2

该断面立柱确定布置单排炮孔，爆破参数如下：

抵抗线（w）：

w=B/2=0.2m（B为立柱断面宽度）

孔深（h）：

h=0.4m

孔距（a）：

a=0.35m

炸药单耗（k）：

k=650g/m3

单孔药量（q）：

q=650×0.6×0.4×0.35=54.6g，取q=55g

（2）立柱断面为0.55×0.55m2，

该断面立柱确定布置单排炮孔，爆破参数如下：

抵抗线（w）：

w=B/2=0.275m（B为立柱断面宽度）

孔深（h）：

h=0.35m

孔距（a）：

a=0.35m

炸药单耗（k）：

k=600g/m3

单孔药量（q）：

q=600×0.45×0.45×0.35=63.5g，取q=60g

（3）立柱断面为0.75×0.75

该断面立柱确定布置单排炮孔，爆破参数如下：

抵抗线（w）：

w=B/2=0.375m（B为立柱断面宽度）

孔深（h）：

h=0.5m

孔距（a）：

a=0.4m

炸药单耗（k）：

k=550g/m3

单孔药量（q）：

q=550×0.75×0.75×0.4=123.8g，取q=120g

（4）梁断面为0.3×0.6m2，确定布置单排炮孔，爆破参数如下：

抵抗线（w）：

w=B/2=0.15m（B为立柱断面宽度）

孔深（h）：

h=0.4m

孔距（a）：

a=0.3m

炸药单耗（k）：

k=800g/m3

单孔药量（q）：

q=800×0.3×0.6×0.3=43.2g，取q=45g

（5）厚0.37m砖墙

孔深（h）h=2/3δ=0.25m（δ为砖墙厚度）

孔距（a）：

a=0.35m

排距（b）：

b=0.3m

每个炮孔装药量（q）按下式进行计算：

q=f（q1A+q2V）……………………

（1）

其中：

A为炮孔剪切面积（m2），A=aδ=0.35×0.37=0.13m2

V为炮孔破碎体积（m3），V=Ab=0.13×0.3=0.039m3

q1为剪切单位面积的用药量（g/m2），q1=40/0.13=307g/m2

q2为破碎单位体积的用药量（g/m3），q2=100g/m3

f是自由面系数，f=1.0

q单孔装药量，把以上各数据带入得q=43.9g，取q为40g

（6）厚0.24m砖墙

孔深（h）h=2/3δ=0.16m（δ为砖墙厚度）

孔距（a）：

a=0.3m

排距（b）：

b=0.3m

每个炮孔装药量（q）按

（1）进行计算，其中A=aδ=0.3×0.24=0.072m2，V=Ab=0.072×0.3=0.0216m3，q1=486g/m2，q2=100g/m3，f=1.0，计算得q=32.2g，取q为30g

（7）厚0.3m钢筋混凝土墙体

抵抗线（w）：

w=B/2=0.15m（B为立墙体厚度）

孔深（h）：

h=0.2m

孔距（a）：

a=0.3m

排距（b）：

b=0.3m

炸药单耗（k）：

k=750g/m3

单孔药量（q）：

q=750×0.3×0.3×0.3=20.25g，取q=20g

（8）基础爆破

抵抗线（w）：

w=0.5m

孔深（h）：

h=（0.8～0.9）H，（H为基础厚度，根据基础的厚度，尽可能一次爆破全深）

孔距（a）：

a=0.6m

排距（b）：

b=0.5m

炸药单耗（k）：

k=500g/m3

单孔药量（q）：

q=kabH

2.2.3起爆网路

起爆网路是保证爆破效果的关键，因此必须选取合适的起爆器材和起爆方法。

本次爆破由于在地面，可采用非电起爆网路（导爆管起爆网路），以提高爆破网路的安全性和可靠性。

3爆破安全

3.1爆破震动

建筑物或构筑物的爆破震动安全性应满足安全震动速度的要求，因此应根据下式设计计算爆破震动安全距离：

式中：

R是被保护建筑物要求的爆破地震安全距离，m；Q是炸药用量，齐发爆破时取总装药量，微差或秒差爆破时取最大一段装药，kg；m是药量指数，取m=1/3；α是爆炸地震波衰减指数，其取值与爆区地质条件有关，一般取α=1.3~2.0；V是介质质点的安全临界震动速度值，根据《爆破安全规程》，取V=2~3cm/s；K是与爆破点的地质、地形等条件有关的系数，对于土壤和较软的岩石，一般取K=100~150。

为更为安全计，对本工程，K取150，

取1.8，需要保护建构筑物允许震动速度V取2cm/s，距离R不同值时的允许最大一段起爆药量计算结果见下表。

允许最大一段起爆药量

距离R

（m）

5

10

15

20

30

40

50

同段最大药量QMAX（kg）

0.09

0.75

2.53

6.00

20.24

47.98

93.71

3.2爆炸冲击波和爆破飞石

由于爆破药量较，且爆破部位用竹笆、草袋和胶皮等进行防护，爆炸形成的空气冲击波不会对地面建筑和人员造成危害。

4爆破施工安全技术措施

把安全第一作为贯彻始终的指导思想，精心设计，精心施工，以确保安全为原则。

（1）对于钻孔爆破施工，实行项目负责制，项目负责人对爆破工程质量和安全负主要责任，定期检查、落实、解决爆破工程中的安全和质量问题；

（2）对所有钻爆人员首先要做到文明、安全施工，所有工作人员有配备明显标志；

（3）钻爆工作人员必须熟悉行业施工特点，对于钻机的性能和爆破器材的性能要全面掌握，能熟练操作和使用各种机械设备；

（4）高空作业，必须做好防护措施，把保险带固定在牢固的构件上；

（5）根据实际情况设计的合理的爆破参数；钻爆施工时，必须按设计要求进行布孔；

（6）实施钻爆作业时要严格按照标定的孔位进行钻孔，必须保证每个炮孔到设计的深度和炮孔的倾斜角，钻好的炮孔要用吹净每个炮孔的粉末；

（7）对于钻好的炮孔要及保护好，以防其它杂物落入炮孔内；

（8）严格按照设计要求选取爆破器材品种，要选用新近生产的爆破器材，保证爆破器材的质量，保证爆破器材的的运输安全；

（9）装药前再次测量炮孔的深度，校核其是否和设计要求相符；

（10）严格按照设计药量进行装药，堵塞长度要严格按照设计长度予以保证；

（11）网路联接好要认真检查，确保连接质量；

（12）爆破作业，必须严格按照《爆破安全规程》执行，必须严格遵守公安部门有关爆破作业的有关规定，严格按照爆破施工程序进行施工；

（13）必须严格遵守关于爆破器材的存取和运输等管理条例，现场爆破器材要有专人负责管理，做到出入数量与使用数量相符；

（14）炸药装填、起爆药包制作由专业技术人员指导，爆破员负责实施，起爆由爆破人员执行，起爆人员要配有明显标志；

（15）爆破器材进入现场后，在爆破区域内树立红旗，无关人员禁止进入爆破施工区；

（16）参加爆破作业的技术人员必须持有公安部门签发的工程爆破技术员安全作业证，所有爆破员必须持公安部门签发爆破员证，并配明显标志；

（17）爆破放炮施工前告知周围单位和其他人员注意安全并不得进入爆破施工现场；

（18）起爆前20分钟撤离现场人员和设备，人员和设备的安全距离以设计范围为准；

（19）起爆前，在人员通道和总指挥认为有必要地点，设立专人警戒，并在爆破地点树立红旗，严格任何人进入警戒区域内；

（20）放炮时警戒范围内不容许有人员走动，爆破警戒范围以爆破点为中心150m的范围；

（21）爆破后，先由爆破人员进入现场，检查爆破情况，确认无安全隐患后，由总指挥发出解除警戒信号，其他人员和设备再进入现场施工；

（22）爆破后出现的安全隐患由专业技术人员现场负责处理，直到消除隐患后才能解除警戒；

（23）爆破施工的全过程，均要有爆破工程技术人员现场监督，对布孔、钻孔、爆破装药量、网路连接、覆盖等进行监督，确保安全与准爆；

（24）雷暴天气禁止爆破施工；

（25）爆炸物品使用与保管爆炸物品必须由持有《爆破员作业证》的人员使用。

加工起爆药包必须由爆破员在专门场所内进行加工，严禁无关人员进入加工场所，装药必须在爆破技术负责人指导和监督下，爆破员方可装药。

爆破器材由民爆物品专营公司负责配送至工地，并由专人保管。

起爆器材与炸药分开存放。

当天所剩的爆破器材必须入库。

库房有专人看管。

领用爆破器材不得超过当班使用量，按爆破安全规程的有关规定办理领取手续。

5爆破信号及起爆

起爆工作在专门设置的起爆站内进行，起爆站设在安全的地点，并配备有良好的通讯设备，起爆信号应清楚、准确。

放炮前用哨音疏散人员，警戒范围为以爆破地点为中心的150m区域。

确认警戒完好后，爆破指挥人通知放炮员起爆。

起爆信号分四次发出：

第一次：

预告信号。

在起爆前发出，要求警戒人员到达各警戒点，无关人员和危险区居民撤到安全区。

第二次：

预备信号。

确认危险区已无人员和家畜，各警戒点报告警戒正常发出。

第三次：

爆破信号。

合闸起爆。

第四次：

解除警戒信号。

安全员到爆破现场检查后，确认安全无误后，发出解除警戒信号。

6施工组织

6.1机构设置

设立爆破工程指挥部，爆破指挥部由总指挥、副总指挥和各组组长组成。

指挥部的任务是：

全面领导和指挥爆破设计和施工的各项工作，根据设计要求，确定爆破施工方案，检查施工质量，及时解决施工中的问题；对全体施工人员进行安全教育，组织学习安全规程及进行定期和不定期的安全检查；在严格检查爆破前各项条件已确定达到设计规定后，指挥发出爆破信号和下达起爆命令，及时检查爆破效果，总结施工经验。

图2组织机构设置图

6.2机构职责

（1）爆破技术组

爆破技术组的任务是：

进行爆破设计，向施工组人员进行技术交底及讲解施工要点；标定孔位，检验爆破器材；指导施工及解决施工中的技术问题。

（2）爆破施工组

爆破施工组的任务是：

按设计要求进行钻孔作业；导通电雷管、导线及检测电阻；制作起爆药包，进行装药填塞，在总指挥命令下合闸起爆，进行爆破后检查，如遇到拒爆情况，应按安全规程谨慎进行处理。

（3）器材供应组

器材供应组的任务是：

负责爆破器材的购买与运输工作；保管各种非爆炸器材，机具及供应各种油料，供应各种防护材料及施工中所需的材料。

（4）安全保卫组

安全保卫组的任务是：

负责爆破器材的保管、发放工作；组织实施安全防护作业，起爆前负责派出警戒人员，爆破后负责组织排除险情工作；负责向爆破区附近的单位、居民和有关人员进行宣传和解释工作；负责事先向当地公安部门办理报批手续。

本方案经有关领导审查报公安局批准后实施。