昆工凿岩爆破 课程设计.docx
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昆工凿岩爆破课程设计
凿岩爆破课程设计
学院：
国土资源工程学院
专业：
采矿工程
年级：
201级
学生姓名：
学号：
指导教师：
张智宇栾龙发
日期：
2014年12月18日
昆明理工大学国土资源工程学院资开系
设计一：
露天台阶深孔爆破设计
一、工程概况
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。
2、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。
三、爆区地形、地貌及地质条件
矿区位于离民宅较远的位置且交通便利，地质主要以岩石为主，有稀疏的植被，岩石裸露在外，容易开采，无地下水干扰。
就是附近300米有村落，开采不能影响居民区。
3、设计依据
1、凿岩爆破工程教材；
2、矿区地形简易平面图及有关文件资料；
3、国家颁布的有关技术及安全规范文件；
4、《爆破安全规程》；
5、《民用爆炸物品安全管理条例》（国务院第446号令）。
四、爆破参数的确定及装药结构
根据爆区台阶高度、钻孔直径和岩石性质，爆破参数为：
H=15m；炮孔直径d=165mm；单耗q取0.38kg/m3；装药密度ρe=0.75t/m3；孔深装药系数τ取0.7；超深h=10d=10×0.165=1.65m；孔深l=H+h=16.65m；钻孔邻近密度系数m，其值通常>1.0，取1.2。
台阶坡面取70度。
1、底盘抵抗线计算：
根据公式可以计算出Wd=34d=5.6m
2、孔距：
a=mWd=1.2×5.6=6.7m
3、排距：
b=asin60o=6.7×sin60o=5.8m
4、填塞长度：
Lp=0.8Wd=0.8×5.6=4.5m
5、装药长度：
Le=L-Lp=16.65-4.5=12.15m
6、台阶上眉线至前排孔口距离bc=Wd-Hcotα=5.6-15cot70°=1.03m
7、炮孔总数：
已知矿山年产量为200万m3，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即N=（25000÷15）÷（6.7×5.8）=44孔
8、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
9、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
10、实际炸药单耗：
11311.45÷25000=0.452kg/m
五、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，钻孔方式为垂直钻孔，布孔方式为梅花形（如图二）。
图一爆破参数（单位：
m）
图二炮孔布置图（单位：
m）
六、装药、填塞结构
装药结构采用连续装药，硝铵炸药爆破。
非装药部分全部进行堵塞。
如下图所示
图三装药结构示意图
七、装药结构，起爆方式和起爆网路
采用连续装药结构，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。
图四起爆网络
八、爆破安全验算
最大安全距离验算：
按爆破规程推荐，用公式R=（K/V）1/a×Q1/3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。
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。
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。
九、实际施工时应采取的主要措施是：
1、保证填塞质量和填塞长度。
2、在地形、地质变化明显的部位控制药量；
3、为保证人员、设备的安全，划定爆破警戒范围，根据《爆破安全规程》规定，爆破警戒半径为300m。
爆破前人员撤至警戒范围以外，机械设备撤至安全半径以外。
七、爆破安全技术及防护措施
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），警戒图如下图所示。
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）。
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。
爆破信号：
爆破信号共分三次,由指挥部发出.。
第一次信号：
预备信号，为两长声。
在起爆前15分钟发出。
要求与爆破无关的人员立即撤至危险区外，或撤至指定的安全地点。
警戒人员到达指定的警戒地点。
第二次信号：
起爆信号,为两短声。
各地点警戒人员警戒完毕，确认人员、设备全部撤离危险区后，向指挥部报告，指挥部在确认具备安全起爆条件后，发出起爆信号。
第三次信号：
警戒解除信号,为一长声。
起爆后，爆破员和安全员间隔15分钟方可进入爆破现场检查，经检查确认安全后，方准发出警戒解除信号。
在未发出警戒解除信号前，各警戒人员应坚守岗位，禁止人员进入现场。
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。
减小爆破飞石危害措施：
（1）精确的设计爆破参数，孔网距，炸药单耗，单孔装药量等是很关键的环节。
（2）保证炮孔的堵塞质量，保证有一定的堵塞长度；堵塞料应符合规格要求，并堵严、堵实，堵塞物中不能夹带小石块，碎石等。
（3）采取覆盖措施，加盖沙包或草包，减小飞石危害范围。
（4）结合实际情况，对地质异常带采取补强或间隔装药措施。
（5）做好安全警戒工作，爆破时，人员应撤离300米以外的安全地点。
八、施工安全：
（1）爆破作业认真贯彻执行爆破安全规程和安全生产操作规程要求进行施工，认真检查每道工序的操作是否规范，有否违章作业，坚决杜绝一切安全的发生，确保安全生产。
（2）做好施工人员的安全培训教育，做好三级安全教育工作，对爆破员、安全员一定要通过公安部门专门培训，考试及格后发证，持证上岗。
（3）不能违章作业，打孔、装药、堵塞、联线点炮等均应按规程要求办。
（4）爆破作业现场要严格检查，发现有盲炮及不安全因素应及时处理和上报主管部门。
（5）爆破时一定要做好警戒工作，要认真清场警戒。
并且爆破前应把机械设备等撤离到安全地点，各通道口均要设专人警戒。
（6）严禁夜间、黄昏、大雾天和雷雨天进行爆破作业，应在规定时间内放炮，并插上爆破警示牌
（7）严格按设计进行布孔，并认真验收精确计算装药量，并在技术人员指导下进行装药，在联线时应有专人负责操作。
（8）用高能起爆器时，在安全警戒没搞好前，不得将起爆线路联结到高能起爆器上，并且起爆器有专人负责使用，保管好钥匙。
设计二：
巷道掘进爆破设计
一、工程概况
某地下工程的巷道开挖断面底宽3.0m，直墙高为1.5m，顶部半圆拱。
二、巷道地质条件
岩性为弱风化花岗岩，岩石硬而脆，坚固性系数f=10。
三、爆破要求
一次成型，采用倾斜掏槽，周边采用光面爆破。
四、爆破参数计算
巷道宽：
3000mm
巷道掘进宽度：
3000+200×2（支护厚度）=3400mm
巷道直墙高：
1500mm
巷道掘进高度：
1500mm+1700mm=3200mm
掘进断面面积：
3.4×2＋（3.14×1.72）/2=11.33m2
岩石坚固系数：
f=10
根据以上数据查表得知掘进单位炸药消耗量为1.51kg/m3
1、炮孔布置：
、掏槽形式及掏槽孔参数；因为掘进断面较大，为取得较好掏槽效果，采用锥形倾斜掏槽，掏槽孔为4个，空孔1个。
②、辅助孔参数；根据可选参数400-800，故选辅助孔间距为600。
③、顶孔；根据可选参数400-600mm，取顶板间距为550mm。
为优化断面成型质量，使爆破后保持壁面的光滑平整，在爆破中采用光面爆破。
④、边孔；取炮孔间距为500mm
⑤、底孔；取底孔间距为600mm
2、爆破参数的确定
凿岩机钻孔直径为38mm，孔深2.1m,。
根据公式N=3.33√fS2得孔数为N=36个，使用2号岩石炸药，炸药单耗为q=1.51kg/m3，根据公式Q=qV=qSlbη（η取0.9）计算出每循环炸药总消耗量Q=32.3kg，各项参数见表所示。
炮孔
炮孔深/m
炮孔长/m
与工作面夹角/（0）
炮孔/个
装药量
单孔
小计
起爆顺序
连线方式
药装结构
周边孔起爆
药卷/个
重量/kg
药卷/个
重量/kg
中空孔
2.5
2.5
90
1
非电导爆罐一次点火
连续反向装药（底孔）
周边孔为间隔装药
掏槽孔
2.5
2.5
65
4
10
1.5
40
6
Ⅰ
辅助孔
1.85
2.1
90
12
7
1.05
84
12.6
Ⅱ
顶孔
1.85
2.1
向外10
8
45
6.8
Ⅲ
帮孔
1.85
2.1
向外10
6
底孔
1.85
2.1
向外10
5
7
1.05
35
5.25
Ⅳ
五、爆破工艺流程
1、倾斜锥形掏槽孔断面图；
有四个掏槽孔，与断面的夹角为65度。
2、装药结构
六、炮孔布置
掏槽孔，辅助孔连续装药，周边孔间隔装药。
炮孔布置示意图（单位：
cm）
七、起爆网络图；
编号为20的先爆，接着40的爆，然后是顶孔60爆，最后60的底孔爆。
巷道断面起爆网络图
八、爆破中应注意的安全事项
1、放炮员持证上岗，并认真执行"一炮三检"和"三人连锁放炮"制度，放炮母线长度不小于150米，严禁出现明接头。
2、装药时，要注意把起爆药包的脚线顺直，使它贴在炮眼顶部，以防止脚线被折断和捣坏，并严禁用炮棍捣实炸药和起爆药卷，以防止产生拒爆、爆燃及捣响雷管等事故。
3、必须按设计的爆破网络联线。
整个爆破网路应从工作面向放炮点方向敷设，即先接好雷管脚线，再把它接到联接线上，把联接线接到放炮母线上，最后再把母线短接上。
切不可反向敷设，以免造成事故。
4、网路检查合格后，放炮员应先发出信号，然后把母线接到发爆器上，并保证充电时间，氖灯亮后，方可发信号放炮。
5、井下进行爆破作业，安全的装药应按以下步骤：
（1）、验孔。
装药前，用炮棍插入炮眼里，检验炮眼的角度、深度、方向和炮眼内的情况。
（2）、清孔。
待装药的炮眼，必须用掏勺或压缩空气吹眼器清除干净炮眼内的岩粉。
（3）、装药。
按作业规程及爆破说明书的规定的装药结构进行装药。
（4）、封孔。
装炮泥时，最初的两段应慢用力轻捣动，以后的各段用力捣实。
装水炮泥时，水炮泥外边剩余部分，应用粘土炮泥填实。
6、放炮期间，必须认真使用好水幕。
放炮后，等至少15分钟炮烟吹散后，班组长、放炮员、瓦斯员首先进入工作面对工作面通风、顶板、拒爆、残爆、瓦斯、粉尘等情况进行检查，发现问题处理后再安排作业。
7、每次放炮前，必须把锚杆机、风钻等机具和跟头的瓦斯探头挪到离放炮地点至少20m外，同时将放炮地点附近20m范围内的电缆管线遮掩好，防止放炮崩坏。
放炮后及时将瓦斯探头挂至跟头位置。
瓦斯探头要挂在巷中，距迎头不超过5m，距顶不超过300mm。
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