阿拉善盟中达工贸有限责任公司爆破设计方案

阿拉善盟中达工贸有限责任公司（灭火五队二分队）承接的乌兰煤矿风井南侧三层煤、井田中部二层煤环境治理工程爆破工程设计方案设计人：刘军钢审核人：屈占军设计与施工单位：阿拉善盟日易爆破工程有限责任公司设计日期：2013年4月8日目录一、工程概况二、编制爆破设计依据三、爆破设计方案选择四、爆破参数设计五、爆破安全校核六、起爆网路设计七、爆破作业所采取安全技术措施八、爆破施工组织九、事故应急救援预案乌兰煤矿风井南侧三层煤、井田中部二层煤环境治理爆破工程设计方案一、工程概况神华宁煤集团乌兰煤矿风井南侧三层煤、井田中部二层煤环境治理工程，由阿拉善盟中达工贸有限责任公司承担施工，与具备B级爆破资质的阿拉善盟日易爆破工程有限责任公司签订有爆破工程合作协议。该工程位于内蒙古自治区阿拉善盟左旗的呼鲁斯太矿区，距石炭井矿区西约20km。井田南北走向长约5km（含备用区），东西倾向宽约3km，面积约为15km2。公路交通除有通往平罗的109国道外，还有直接通往乌达和阿拉善左旗的公路，交通比较方便。本次治理区位于乌兰煤矿风井南侧三层煤、井田中部二层煤。其中，乌兰煤矿风井南侧三层煤环境治理工程：走向长338米，倾斜宽度50米，治理的煤层为二、三层煤，剥挖深度截至三层煤底板；乌兰煤矿井田中部二层煤环境治理工程：走向长250米，倾斜宽度50米，治理的煤层为二、三层煤，剥挖深度截至三层煤底板；乌兰煤矿井田中部二层煤环境延伸治理工程：坡顶：走向长约378米（平均），倾斜长约154米（平均）；坡底：走向长约335-370米，倾斜长约105-150米，治理的煤层为二、三层煤，剥挖深度截至三层煤底板。该治理区矿区由于开采环境破坏，周围住房搬迁，爆破环境较好。爆破区地层属寒武系之前震旦系，主要是沙质泥岩、石英砂岩、透镜石灰岩（单层1米厚）组成，煤层赋存于石炭二叠系地层中，岩层产状主要是层状、块状结构，平均倾角21°，岩石属中硬度，稳定性好，剥岩采区主要赋存煤层13#、15#、16#煤线可采回收。本矿区属大陆性气候，常年少雨干旱，平均降雨量在150—300mm，对剥岩施工爆破影响不大，只要在雨季做好防洪排涝。本次合作爆破剥岩量：132.51万m3，需要炸药量约700吨，各种段发雷管25万发，爆破工期预计6个月。二、编制爆破设计依据穿孔爆破设计与施工的基本原则是以爆破安全技术为保证、法律法规为准绳，满足于工程爆破岩石破碎开挖和安全环境要求。（一）、法律法规及规定：1、《中华人民共和国环境保护法》2、《中华人民共和国矿山安全法》（1992、11、7）2、《民用爆炸物品安全管理条例》(2006、9、1)3、《中华人民共和国突发事件应对法》(2007、8、30)4、《矿山地质环境保护规定》（国土资源部第44号）5、国务院办公厅转发国土资源部（国办发【2001】85号《关于进一步治理整顿矿产资源管理秩序意见的通知》6、《内蒙古自治区地质环境保护条例》（二）、标准、规范1、《爆破安全规程》(GB6722—2003)2、《露天煤矿工程设计规范》(GB50197—94)3、《崩塌、滑坡、泥石流检测规范》（TD/T1012-2000）4、《重大危险源辨识》(GB18218—2000)5、《爆破作业人员安全技术考核标准》(GB53—93)（三）、相关文件宁夏煤炭设计研究院有限责任公司设计的神华宁煤集团乌兰煤矿井田南部下组煤层《矿山地质环境与治理恢复方案》，双方签订的《爆破合作协议》。三、爆破设计方案选择1、沿煤层出露顶板岩走向纵向拉沟，向煤层顶板方向和采坑煤线延伸扩帮方向扩沟推进，上而下阶梯开采爆破，1.5m3铲斗挖机与15吨以上自卸车联合装运施工；2、考虑到爆破产生个别飞石和塌落岩石不对爆区周围高压输电线路、临时建筑物构成破坏，布孔参数选择密打孔、少装药施工工艺，炸药单耗控制在：K=0.35～0.50Kg/m3；3、考虑到爆破产生的振动效应对边坡扰动导致滑坡，爆破限制一次最大单响药量，采用电雷管微差起爆网路，防止爆破产生振动效应叠加；四、爆破参数设计（一）、穿孔设备选择根据施爆岩体地形地貌，岩石工程地质条件，穿孔作业适合于选择CM351、KSZ—100履带式潜孔钻机进行钻孔作业，钻头直径D钻=90或120mm。（二）、炮孔参数的确定1、炮孔布置考虑到矿山道路运输和工作线走向，炮孔布置梅花型，向下倾斜钻孔，控制第一排炮孔底盘抵抗线不大于6m，炮孔布置参数如下：D钻=90mm，抵抗线选择3.0m，剩余炮孔孔网参数按照：孔距×排拒=3×5m；D钻=120mm，抵抗线选择4m。剩余炮孔孔网参数按照：孔距×排拒=4×5m布置梅花形。钻孔倾角与工作台阶坡面角一致，钻孔倾角a在60º～75º之间选择，方位角方向为崖边自由面的平行方向。炮孔布置如下图1所示。图一：炮孔布置示意图2、穿爆参数确定（1）台阶高度H=10（2）孔深L：L=H/sinα+L超。（3）、斜钻孔超深L超=2.0m。（4）填塞高度L填：顶部填塞；由L填=35D计算，取L填=4.0m。间隔填塞；取填塞段L填=2.0m。3、调整爆破参数以上提供的炮孔参数设计是根据爆区勘察情况理论确定，随着穿孔岩石性质的变化、选择炸药品种的改变、地形地貌的改变和对爆破安全的要求，可适度进行调整爆破参数。(1)、工作平台坡面有反坡、探头石、底二步台，头排孔钻孔倾角、孔网适当调整。(2)、岩石有裂隙、软弱带和泥夹层，应避开布孔，可考虑抵抗线的改变对爆破效果的影响，孔网应做适当的变化。(3)、岩石硬度减小、炸药爆炸威力大时，控制爆堆推移距离，可增大孔网参数。(4)、岩石硬度增大、头排有夹制作用，可减小孔网参数。（三）、装药量计算1、每孔装药量计算单孔平均装药长度L药：按L药=L-L填=8m；单孔延米装药量Q线：Q线=1/4×π×D2×10×ρ=8.5㎏。式中：D——炮孔直径，D=1.2dm；ρ——炸药堆积密度，ρ=0.72㎏∕dm³。2、实际炸药单耗K：炮孔内装填铵油炸药，炮孔直径D=1.2dm，延米装药量8.5㎏，炮孔直径D=0.9dm，延米装药量4.5㎏。炮孔直径D=1.2dm，头排炮孔：每孔爆落量150m3，则K=8.5×8÷200=0.45㎏∕m3，第二排往后的炮孔，每孔爆落量200m3，则K=8.5×8÷150=0.35㎏∕m3，平均炸药单耗：0.4㎏∕m3炮孔直径D=0.9dm，每孔爆落,120m3，则K=4.5×8÷120=0.30㎏∕m3。3、单孔最大装药量Q：炮孔直径D=12dm，Q=L装×Q线=8.5×9=76.5㎏炮孔直径D=0.9dm，Q=L装×Q线=4.5×9=40.5㎏。五、爆破安全校核1、一次起爆允许的最大用药量用公式Qmax=R3(V/K)3/α计算单响允许的最大起爆药量：式中：R—起爆点到最近建筑物的距离，R取35m；V—高压输电线路塔基允许振动速度，V取20cm/s；K、α—与爆破点至计算保护地基间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数，α取1.65、K取150。把上述数值代入公式算得：Qmax=353(20/150)3/1.65=1117.8kg实际一次起爆最多12个孔一响，控制单孔一次最大起爆药量不超过918㎏，小于限制的一次爆破允许的最大用药量1117.8㎏，该微差控制爆破是安全可靠的。2、爆破飞石抛掷最远距离Rf=KT•q•D=1.2×0.4×120=57.6mD-孔径，120mmq-单耗，取0.4kg/m3KT-系数0.8～1.2，取1.2.爆破方向朝向台阶自由面，爆破穿孔加强被爆岩石结构观测布孔和控制靠近崖体各炮孔抵抗线，注重炮孔填塞质量，爆破就不会产生飞石，只要做好爆破安全警戒，加强装药与填塞作业管理，爆破是安全可靠的。六、起爆网路设计1、流经电爆网路电流的计算爆破安全规程规定：流经每一个雷管的电流应满足，交流电不小于2.5A；直流电不小于2.0A。对每一个电爆网路必须验算起爆电源有一定的电压和输出功率，能克服网路电阻输出足够的电流，以保证电量供给满足线路电流总的要求；有足够大的发火冲能（国产电雷管准爆发火冲能≥8.0A2ms），保证电爆网路安全准爆。对于电容式起爆器做起爆电源，尽管其起爆电压很高，在开始接入起爆线的瞬间，线路从起爆器接线扭输入总电流：I0=起爆器表头显示放电电压U∕起爆网路的总电阻R；单位：A。隨着电容放电，电压下降，电流变小，通入网路的直流电不是一个恒定值。引入了电容式起爆器放电时间内（一般在10MS）流经电路平均电流I平均概念。用公式计算：I平均=I0×Ф式中：Ф—系数，Ф=起爆器电容C×网路总电阻R，一般Ф取0.65～0.75。由于爆破现场所使用的均是不同型号电容式起爆器，不同网路连接方法对应计算公式如下：1、串联电爆网路总电阻R=主线电阻R1＋连接脚线电阻R2＋n个单发电雷管全电阻r；单位；欧姆Ω。则流经每一发电雷管电流I平=（nrRRU21）×Ф≥2.0A。2、起爆网路联接采用电雷管串联微差起爆网路。即：每个同响炮孔均装一发同段别电雷管，将每个炮孔引出的电雷管脚线首尾拧扎在一起，起爆端用大线与起爆器联接，形成电雷管起爆网路。起爆网路连接见下图所示：电雷管串联微差起爆网路示意图七、爆破作业所采取安全技术措施1、暴雪、大风天(超过6级)、夜间，大雾天气(能见度小于100m)、滑坡等隐患存在，不进行爆破作业。2、测量与检验炮孔时，要将头排炮孔的抵抗线、泥夹层、软岩层、裂隙、溶洞了解与观测清楚，对个别炮孔抵抗线小于设计值、特殊地质构造的，应采取弱装药、间隔装药或不装药处理。3、装药前，对炮孔口浮石清理；拾出卡在孔口内的石块；孔内掉石块堵孔，用炮杆或钻机透孔处理；遇有孔内岩层错动孔径变小，装药应轻缓避免蓬药或装小直径药卷。4、遇有水孔装药，预先计算水深与装抗水炸药量之间对应关系，防止炮孔内装入抗水炸药卷水位上升，误装不抗水炸药而出现残爆、断爆现象。5、钻孔参数布置要合理，钻孔倾角、方位角、孔深不许超出质量标准范围，防止爆破后出现爆落不动、根底岩坎、飞石事故等情况发生。6、合理控制一次单响最大药量，起爆网路设计、敷设工艺、应严把设计与施工关，设计孔内起爆雷管点燃阵面时间与多排地表接力传递时间差不能过小，起爆顺序应确保起爆网路准爆率。7、第二层台阶爆破，为预防先响炮孔产生的地震波颠起浮石，导致起爆网路被砸断，应采取网路与地表节点保护措施。8、禁止在警戒区内同时作业，不许无关人员进入爆区。9、爆破前后，在爆破现场开好爆破技术交底会，把作业流程、施工方法、检验步骤、爆材管理、爆后检查、盲炮处理等工作布置妥当，做到有布置、有落实、有检查、有总结，确保爆破作业流程执行无误。10、爆破前20分钟，通知装药警戒作业区外的人员和可移动设备撤离至爆破警戒区外避炮。11、爆破警戒严格按照《爆破安全规程》中4.12条款规定执行操作，警戒半径不得小于200m。12、对个别炮孔堵塞质量不合格或填塞高度不够，对炮孔口地表进行安全防护，以免个别飞石抛出砸坏起爆网路发生拒爆，砸坏爆区周围的房屋及设备，砸伤安全警戒线以外的人员。13、网路连接要牢固可靠，覆盖防护物时，要保护好起爆网路，不许碰坏拉断连接管和起爆连接点。14、爆后检查要仔细，发现盲炮与险情处理，应按照《爆破安全规程》中4.13条款和4.14条款规定进行操作，没处理前应在现场设立危险标志和警戒隔离带。15、禁止用铁器透带药堵塞炮孔，采用不产生火花工具透带药炮孔，动作要轻缓，禁止过猛撞击起爆体，禁止在悬崖陡壁的危险处倒背脸作业。16、电爆网路施工与安全规定（1）、电力起爆网路的所有导线接头，均应按电工接线法连接，接头牢固并用绝缘胶布缠好。（2）、同一起爆网路，应使用同厂、同批、同型号的电雷管，电阻值不大于产品说明书的规定。（3）、电雷管使用前，应采用2H—1型电雷管测试仪检查单发电雷管电阻值与导通和导线电阻值和导通，发现电雷管和导线质量不合格挑出；起爆前，对总网路全电阻和导通进行检测，发现全网路检测阻值与设计总阻值误差超过5%和阻值不稳、断路、短路，应对网路复查，找出漏接、接头短路和虚接现象。（4）、当爆区附近有外来电的干扰时，要确定电雷管安全使用范围是否