中深孔台阶爆破设计方案.docx
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中深孔台阶爆破设计方案
xx矿业有限公司
中
深
孔
台
阶
爆
破
设
计
方
案
中深孔台阶爆破设计方案
一、工程概况
1.1工程简述：
xx矿业有限公司泾县xx矿露采部分为山坡露采，主矿体部分裸露于山坡，矿体产状同地层产状基本一致，总体产状135°∠60°，主矿体平均厚度26.88m，延伸较深。
受剥采比限制，浅部矿体适合露天开采，深部矿体适合地下开采。
浅部矿体资源储量较大，矿岩稳固，开采条件较好，适合较大规模的露天开采。
露天开采相对高程60m，露天采场上口长390m，宽200m，最小工作平台宽度为40m，台阶高度10m。
矿山开采工期5年，设计规模为年开采方解石矿26万t，成品矿为600～0mm。
1.2矿区地理位置及交通情况：
矿区位于安徽省xxxx、距xx西南方向40km。
有322省道直达xx工业园区，并有乡村公路直达矿区，区内总体交通路况相对较好。
受近几年的方解石矿产开发的影响，矿区的道路交通较为方便，交通便利。
1.3.矿区地质概况：
矿山岩石为白云质大理岩，方解石矿层地表弱风化0.2～0.5m，风化后方解石矿石呈砂粒状结构，松散易碎。
岩石硬度系数f＝10~12，坡度在45º到60º之间，大理岩中局部发育密集裂隙，岩石溶蚀破碎，可形成1-2m宽的裂隙溶蚀沟，开采工艺简单，工程地质条件简单、水文地质条件简单，有利于自然排水。
二、设计依据
1.初步设计露天开采图册及有关文件资料。
2.国家颁布的有关技术及安全规范文件。
3.《爆破安全规程》。
4.《民用爆炸物品安全管理条例》（国务院第446号令）。
5、类似工程的成功经验。
三、设计方案选择
xx矿山露天开采相对高程60m，长度300m，平均宽度50m,开采工期为5年，可开采方解石130万吨。
矿层岩石坚硬，稳固性较好，有利于实施台阶式的规模化开采。
地表覆盖层约0.5~1.0m。
1.1开采规模与方式
开采规模：
日平均869吨。
按25天计，月产量21739吨。
总产量约26万吨。
开采方式：
中深孔台阶式爆破、机械铲装、液压锤二次破碎方式。
1.2矿床开拓
根据矿区山体结构的特点，采用上山坡道开拓运输系统：
主干线道路为宽7～8m，最大纵坡为10%的露天矿山道路加斜坡便道直接进入各采场工作面平盘，以进行各开采平台的开采施工。
为有利于采掘设备的移动调度，该矿共分成二个台阶，拟按10m一个开采台阶施工。
即开采高程+340m~+330m及+330m~+320m作业台阶。
采用潜孔机处理，整平作业平台。
1.3凿岩工作
凿岩采用ZY100J型露天潜孔钻车和手持式YT28型凿岩机，以潜孔钻机为主，实施中深孔凿岩，爆破后形成台阶式工作面。
四、爆破参数选择
中深孔爆破的凿岩施工参数：
孔径：
D=100mm。
孔距：
a=（3.0～4.0）m。
孔网形式：
W形。
排距：
b=（3.0～3.5）m。
炸药单耗：
q=0.131t
台阶高度：
H=10m。
底盘抵抗线：
W底=（3～4.0）m。
填塞长度：
b≥（3.0~3.5）m。
超深：
h超=（0.15～0.35）W底，取h超=（0.6～1.4）m。
孔深：
h=H+h超=12.9+（0.6～1.4）=（13.5～14.3）m。
单孔药量：
Q单=qabh=（0.31～0.35）×（3.5～4）×（2.8～3.2）×15=（45.6～67.2）㎏。
潜孔爆破：
根据现场实际，现场局部施工（较陡岩坎等地形时）及修筑深孔爆破平台时采用浅眼爆破施工；对降深小于2.5m的部分或地形标高未达设计要求而又挖掘困难的地段采用浅眼爆破法。
1、爆破参数选择
炮孔直径：
D=100mm
炮孔深度：
L=12.9m（孔斜脚75°）
炮孔间距：
a=4.5m
炮孔排距：
b=0.84a=3.8m
台阶高度：
H=10.0m
底板抵抗线：
W=b=4.0m
2、单孔装药量
Q后=q·a·b·H=0.35×3.2×2.7×12=36.3㎏;
Q后=K·q·a·W·H=0.84×0.35×3.2×4.0×12=36.1㎏；
说明：
以上各参数当根据现场作业条件和爆破效果逐步作出调整，力求找出与矿体特性相适应的凿岩爆破参数，达到较理想的爆破技术效果和提高经济效果。
采掘施工中以中深孔爆破施工为主，手持式小孔径凿岩仅在局部施工地形不利时（如个别山体坡度较陡处）作为潜孔钻机施工作业平台的辅助开拓。
正常情况下，采掘爆破施工应以潜孔钻作业的中深孔爆破方式为主要工艺进行施工。
五、装药、填塞结构
生产爆破时的深孔装药为连续装药，每孔装两发非电雷导爆管，起爆药包装在整个药柱长度1/3处，炸药装完后用岩渣填塞炮孔（如附图）。
六、布孔方式
为了提高穿爆效率、改善爆破质量、减少爆破对其他工作的影响以及减少爆堆的前冲距离、控制大块率、提高装矿效率，应采用多排孔微差集中爆破方式。
七、起爆网络设计
4.起爆网络：
爆破网络
第一排炮孔内装双发1段非电雷管，第二排炮孔内装双发3段非电雷管，炮孔外导爆管集中为一束（12根），最后用两发火雷管起爆。
采用起爆器起爆。
孔内非电毫秒雷管的导爆管长度为16m。
八、爆破安全允许距离
爆破安全性评估：
爆破造成的危害主要有：
爆破振动、空气冲击波、飞石、噪音和有毒气体。
其中的飞石按有关安全规程规定距爆点的安全距离为300m。
噪音和有毒气体在施爆区空旷和人员撤离的条件下，不致于构成危害。
该矿山周围300m内均无构筑物及民宅，故可不考虑施工噪音等危害。
所以，仅就爆破振动、空气冲击波和飞石问题作出测算和评估。
爆破振动：
我国《爆破安全规程》规定，以地表质点振动速度作为破坏与否的判据。
爆破振动传播衰减公式：
由于该工程是松动爆破施工，空气冲击波实际影响较小。
施工时也可采用分段起爆、减小药量的方式控制冲击波。
爆破的飞石距离：
安全距离计算
按中深孔台阶爆破最大一段起爆药量计算
a）爆破地震安全距离R（m）
式中：
K、α—与爆破点地形、地质等条件有关的系数和衰减指数；
K=200α=1.6；
m—药量指数，取1/3；
V—地震安全速度，（非抗震大型砌块建筑物），取2cm/s；
Q—装药量，微差爆破时取最大一段装药量，取200kg。
=17.78*5.85
=104.01（m）
b）爆破飞石的安全距离Rf（m）
Rf=20n2WKf
式中：
n—爆破作用指数，0.75；
W—最小抵抗线，取4.5m；
Kf—安全系数，取1.5；
Rf=20n2WKf
Rf=20×0.752×4.5×1.5
=75.94（m）
按《爆破安全规程》，个别飞散物对人员的安全距离规定为300m，结合上述经验公式计算结果，结合爆破振动和空气冲击波的评估结论，确定人员的安全距离为距离爆破点300米。
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。
九、爆破安全警戒和安全保卫
1.1警戒范围
本工程爆破的警戒范围全部300米。
爆破时矿区内所有人员应撤离到安全地点，距爆破区300米以上；机械设备应放置避开炮口的方向，同时各道路附近加强警戒和瞭望点，注意来往人员及车辆均应撤离安全地点处。
1.2爆破警告信号及要求：
第一次信号（为预警信号）警报长呜三分钟，此时爆破警戒范围开始清场工作。
在放炮危险区以内的所有与起爆无关人员应当立即撤离到警戒危险区以外。
第二次信号（即起爆信号）急促警报一分钟，应在确保人员、设备等全部撤离爆破警戒区300米以外，所有位于警戒范围内的人员在爆破前必须撤离至安全区警戒线外，具备安全起爆条件时发出起爆信号。
第三次信号（即解除信号）警报长呜、再次警报长呜，安全等待15分中过后，检查人员确认安全后，方可发出解除爆破警戒信号。
在此之前，岗哨不得撤离，不允许非检查人员进入爆破警戒范围内。
十、安全技术及防护措施
1.1安全防护措施：
降低爆破地震效应的措施
1）采用微差爆破：
实践证明采用微差爆破与齐发爆破相比，平均降震率达50％，微差段数越多，降震效果越好，并间隔时间以50ms～100ms为宜。
2）控制最大一段单响药量。
1.2个别飞石的防护措施
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。
4）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。
1.3施工安全措施：
（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、安全员一定要通过相关部门专门培训，考试及格后发证，持证上岗。
（3）要做好火工品的保管、储存及运输工作，建立发放领用及清退回库登记帐表。
在工地上的雷管必须用铁皮箱存放并上锁。
不能乱放乱丢，火工品应有专人看管，使用完后剩余的火工品必须当班退库，不能私藏。
（4）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。
（5）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上报和处理。
（6）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。
（7）严禁夜间、黄昏、大雾天和雷雨、雪天进行爆破作业，应在规定时间内放炮，并在明显通达路口设置爆破警示牌
（8）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，在连线时应有专人负责操作。
（9）爆破作业中要细心操作，注意连线防止盲炮产生，如发生盲炮，一定要及时上报并处理，在处理盲炮时，周围附近的作业人员应临时撤离到安全地点，以防万一。
（10）用高电力起爆器时，在安全警戒没搞好前，不得将起爆线路联结到电力起爆器上，并且起爆器有专人负责使用，保管好钥匙。
（11）加强对挖机、汽车司机的安全教育等，要求文明遵章开车做好机械设备，车辆的维修保养，做到无违规操作。
（12）进入工地必须戴安全帽，衣着整齐，不准穿拖鞋
十一、爆破器材计划及品种
全年采场爆破总量最大为65万t。
每次爆破规模如下：
按25天计、日平均869吨、月产量21739吨、总产量约26万吨。
采用中深孔台阶爆破使用硝铵炸药，非电雷管起爆。
每次爆破量8362t，炸药消耗量1.10t，每次爆破孔数18个，每段起爆3个孔，最大一段起爆药量不大于200kg。
按每次布孔3排计算，爆区长度27m。
工作制度：
每年工作250天，每年工作250天，每周爆破2～3次，每班八小时。
十二、施工机具
（1）ZY100J型露天潜孔钻车一台
并配备10m³的柴动空压机。
（2）CAT324D挖掘机2台、液压锤式破碎机1台。
（3）中型自卸式卡车（7~9）台。
（4）手持式YT28型凿岩机2台。
1.3火工品需用量
中深孔爆破材料消耗指标及年消耗量表
序号
爆破材料名称
单位
单耗
年消耗量
1
硝铵炸药
kg/t
0.131
85150
2
瞬发雷管
个/t
0.0004
260
3
塑料导爆管（导爆管雷管）
m/t
0.047
30550
4
导爆管
个/t
0.0004
260
十三、爆破施工组织
凿岩：
用挖掘机处理好地表覆盖层，给潜孔作业钻机创造一个较平的平台工作面后，用潜孔钻机按设计参数钻凿中深孔。
按要求布置好孔位、孔深、炮孔，钻斜孔时保证倾斜度。
手持式钻机承担潜孔钻机不便工作的部位的凿岩工作和二次破碎的钻孔工作。
验孔：
爆破前应对已打好的孔进行测量验收，其目的是为爆破器材消耗量的计算提供依据；如发现孔位布局不合理，则应及时补孔，以保证爆破质量和安全。
装药：
待钻孔工作完毕，并确认炮孔符合设计要求，吹干炮孔内积水和岩粉后，即可进行装药工作，装药结构采用连续装药。
并采用木制或竹质炮棍装药，在干燥的炮孔内可将药卷的包皮用小刀划开小许裂缝，装入炮孔后在放入起爆药包之前可用木棍压紧，以增加炮孔底部的装药密度。
在有水或潮湿的炮孔中，应使用硝铵炸药。
堵塞：
炮孔装药后，孔口未装药部份应该用炮泥进行堵塞。
良好的堵塞可以提高炸药的爆轰性能，使炮孔内的炸药反应完全而产生较高的爆炸压力，还能阻止爆炸气体产物过早地从炮孔口冲出，提高炸药能量利用率。
堵塞用的炮泥用砂子和粘土混合配制、再揉成直径小于炮孔直径的炮泥段。
堵塞时将炮泥送入炮孔，用炮棍适当加压实、堵满为止。
爆破：
待钻孔孔数达到一次爆破量的设计要求时，实施爆破作业。
严格按设计装药量和填塞高度要求做好装药和填塞。
随后，爆破技术人员或爆破员进行爆破网络的联线，并进行现场各项工作的检查，确认无误后，发出预备起爆信号，待现场中非相关人员和设备撤离完毕，发出起爆信号，电力起爆，并于爆后的安全间隔时间（不少于15分钟）之后，检查爆破效果，处理爆后的有关事宜。
倒运和装矿：
爆破工作完成后，挖掘机进入堆石区域，进行爆堆中必要的倒运工作和向卡车装矿工作，卡车装矿后即运至指定区域。
十五、爆破应急预案
成立矿山应急救护组织，下设矿山救护组、通讯保障组、抢险救护组、后勤保卫组。
1、联系方式：
各组配备对讲机及联系电话。
2、应急方法和原则：
爆破事故发生后，爆破领导人应立即向上级部门报告。
启动应急组织机构，各小组同步开展工作;
（1）封闭事故现场。
（2）以人为本先抢救伤员，再灭火抢救设备和物资。
（3）配备专业安全设施、同时抢救人员要有自我保护意识。
附图：
一、炮孔平面设计示意图
二、炮孔剖面及装药结构
三、爆破环境平面图
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