爆破方案(改)

石方爆破施工方案设计人：王祥锋中铁十四局水利水电分公司2011年12月13日-1-设计依据：1、《爆破安全规程》GB6722-2003；2、《民用爆炸物品安全管理条例》（国务院第466号令）；3、《工程爆破理论与技术》中国工程爆破协会；4、对实际施工现场进行的勘察。-2-目录1、工程概况1.1自然条件1.2石方爆破工程概况1.3工程特点及难点2、爆破技术设计2.1爆破方案分析与选择2.2中深孔控制爆破技术设计2.3装药结构设计2.4临近居民区建筑爆破设计3、起爆网路设计与爆破器材选择3.1起爆网路设计3.2爆破器材选用4、爆破负效应控制与安全防护4.1常见爆破负效应4.2爆破飞石飞散距离分析4.3爆破振动效应分析4.4爆破负效应控制4.5爆破飞石安全防护5、爆破施工安全措施6、爆破施工组织设计-3-1、工程概况1.1工程概况本工程为某矿山采石场中深孔石方爆破。该矿山采用露天深孔爆破开采，穿孔方式采用KQGS-150型潜孔钻机穿孔，钻孔直径165mm，台阶高度为15m,为中深孔露天爆破。1.2工程特点参考现有工程资料，通过现场实地勘察分析，本爆破工程具有如下特点：1）爆破难点：爆破点距离民宅300m，有效减小爆破震动及爆破飞石是该爆破工程的难点。2）爆破质量要求：爆破后的石料粒径，满足施工挖运及后续使用的要求。3）爆破产量要求：要求年产矿石不小于200万立方米。4）爆破环境：由于该段工程距离村庄300m，民房均为砖房，受震动影响较大。爆破环境相对较困难，爆破时应严格控制爆破飞石和爆破震动，防止爆破飞石对周围房屋及人员和现场施工机械的破坏。本项爆破设计是通过现场实地勘察分析后完成的，对于爆破飞石、爆破振动均给予了充分考虑。-4-2、爆破技术设计2.1爆破方案分析与选择根据设计资料以及现场情况和实地勘察，该工程开挖爆破采用如下方案：1）采用中深孔松动控制台阶爆破技术进行爆破开挖，为满足矿石产量需要，用KQGS-150型潜孔钻机设备进行钻孔。2）对于开挖深度较深的部位，可以采取分台阶进行爆破，台阶高度拟选为15m。3）采取塑料导爆管毫秒微差起爆网络，严格控制最大单响药量，确保无爆破飞石逸出，严格控制爆破质点震动速度值在村民居房安全值以下。2.2控制爆破技术设计2.2.1中深孔控制爆破技术设计中深孔爆破法适用于爆区方量集中，且台阶高度大于5m的爆破开挖。本工程中爆破施工按照中深孔控制松动爆破进行设计施工。中深孔爆破设计时通常遵循大孔距小排距的原则，因此最小抵抗线相对较小，增加堵塞长度能够较好地控制爆破飞石。炮孔布置方式采取梅花形布孔或矩形方式进行布孔，垂直钻孔，孔径D=165mm。深孔爆破台阶要素如图1所示。-5-图1爆破台阶要素示意图爆破孔网参数设计如下：根据该处爆破石质及开挖深度选择炸药单位耗药量q=0.40-0.5kg/m3，实际炸药单耗采取小型试炮进行校核调整。台阶高度H=15m，炮孔间距a=6m，炮排排距b=5m，最小抵抗线W=b=5m钻孔超深h=0.15H=0.15×15=2.15m炮孔深度L=H+h=15+2.15=17.15m最小堵塞长度L1=b=5m炸药单耗3/45.0mkgq炮孔装药量Q=q(L-△H)ab=202.5kg以上式中：L—孔深，m;S—炮孔爆破负担面积，m2；排孔微差爆破施工，严格控制炮孔堵塞长度，使得堵塞长度达到排距的1.1倍，可以控制爆破飞石。第一排炮孔的单孔装药量Q的计算公式为Q1=q·a·W·H，从第二-6-排炮孔开始，后排炮孔装药量为第一排炮孔的1.1倍，即Q2=1.1Q1,炮孔装药量计算结果见表2.1。对于开挖炮孔布置如图2所示，布孔采用梅花形布孔或矩形布孔。为减少爆破飞石，提高爆破装药效率，我们采用连续装药结构，为保证准爆，在顶部装药三分之一处装配起爆药包，炮孔装药结构图3所示。图2深孔台阶爆破布孔示意图-7-图3深孔爆破装药结构图-8-3、起爆网路设计与爆破器材选择3.1起爆网路设计根据爆破环境和开挖质量要求，我们采用毫秒微差起爆网络系统，微差起爆网络能够有效的提高爆破效果，利于岩石的破碎，同时由能够减低爆破震动的危害，通常起爆网络采用非电毫秒延期导爆管雷管起爆系统。对于微差起爆网络，最为重要的是选择合适的微差间隔时间，避免延迟时间过长或过短。根据公式：Δt＝KpW(24－f)式中：Δt—微差间隔时间，ms；w—台阶底盘抵抗线，m；Kp—岩石裂隙系数，对于裂隙多的岩石，Kp＝0.9；f—岩石坚固性系数；则Δt＝0.9×3.5×(24－4)＝63ms根据以往爆破经验，我们选用以下爆破网络。1）对于矿山爆破，采用矩形布孔，其爆破网络可以设计成V型起爆网络，即中间炮孔先起爆，后续炮孔改为斜线起爆，爆破网络如图5所示。2）对于毫秒微差起爆网路均可以设计成排间排内微差起爆网络，炮孔内装药采用高段位雷管MS12起爆，排间可采用MS3-5雷管进行延期，排内用MS2段接力。图6所示的爆破网络图是排间排内非电毫秒微差起爆网络，该网络能够有效的降低爆破振动危害，可以根据爆破区与被保护物不同的距离来选择允许最大一段齐爆药量（见表4-1）。3.2爆破器材选择该爆破：选用8#非电导爆管毫秒延期雷管。炸药：普通钻孔爆破用炸药可以选用2#岩石铵梯炸药，对地下水含量丰富的区域，或在雨季施工，以及预留边坡的爆破施工选用抗水乳化炸-9-药。起爆药包用箱装乳化炸药。图5路垫爆破爆破网络示意图图6排间排内微差爆破网络示意图-10-4、爆破负效应控制4.1常见爆破负效应装药在炮孔内爆炸后，一部分能量用来对岩石做功，破碎和移动岩石，一部分能量以应力波的形式在地表和岩体内传播引起扰动，也就是爆破振动，剩余的能量以空气冲击波的形式传播到空气中形成爆破冲击波。从中可见，爆破施工常见的负效应有爆破飞石、爆破引起的建构筑物振动、爆破冲击波和粉尘。对于钻孔爆破而言，尤以爆破飞石和爆破引起的振动危险性最大。因此，爆破施工必须对负效应进行控制，必要时采取安全防护措施。4.2爆破飞石飞散距离分析4.2.1个别飞石飞散距离爆破飞石总是沿着最小抵抗线方向飞行，当实际的最小抵抗线方向与设计方向发生偏差或者改变时，爆破飞石按照实际的最小抵抗线方向飞行。个别飞石的飞散距离是划定爆破安全警戒范围的主要依据，不同的爆破方法有不同的经验计算公式。下面就本工程采用的几种爆破方法计算出各种爆破方法施工的飞石距离，作为划定安全范围和是否有必要采取安全防护的依据。（1）中深孔爆破的飞石飞散距离中深孔爆破采用线形装药，药量线性分散装填在炮孔内，其飞石最大WnKRFF220式中，RF—个别飞石的飞散距离（m）；n—爆破作用指数，松动控制爆破情况下的爆破作用指数为n=0.75；W—最大一个药包的最小抵抗线(m)，取为W=5m-11-FK—系数，一般为1.0～1.5，本工程取为1.5。计算得到中深孔松动控制爆破的最大飞石距离为RF=50.625m。4.2.2飞石警戒圈半径（范围）（1）设备与设施警戒圈半径（范围）对于设备而言，深孔爆破设备安全警戒圈半径为Rm=0.8RF=40.5m；（2）人员警戒圈半径中深孔爆破人员安全警戒圈半径为Rp=1.5RF=63m。4.3爆破振动效应分析根据《爆破安全规程》——中华人民共和国国家标准（GB6722-2003）,通常采用核定允许齐发安全装药量以控制爆破振动。齐发爆破允许的最大安全装药量按下式计算：)(11)(mmKVRQ式中：R——爆破点到房屋建筑的最近距离(m)；Q——允许的齐发最大安全装药量(kg)；V——安全上允许的建构筑物最大振动速度(cm/s)。依据《爆破安全规程》，深孔爆破的频率为10~60Hz，浅孔爆破的频率为40~100Hz。深孔爆破的频率为10~60Hz，对一般普通民房砖瓦房屋，安全允许振速为3.5~5.0cm/s。对于一些重要设施，考虑保护设施的特殊性，校核时可以考虑取安全允许振速V=2.0cm/s。K、α——与地质条件有关的系数，根据所提供的地质资料和地质条件，取K=250，α=1.8；m——装药量指数，取1/3。允许的齐发安全最大装药量计算结果见表4.1。-12-表4.1不同爆破距离的允许最大齐发安全装药量R(m)5102030405060Q(kg)0.010.060.511.734.108.0013.82R(m)708090100200300400Q(kg)21.9532.7746.6664.00512.001728.004096.004.4爆破负效应控制4.4.1控制爆破飞石的技术措施对爆破参数进行优化设计和采取优良的施工工艺进行施工，是控制爆破飞石的主要技术措施。从爆破设计和施工工艺上，采取如下措施：（1）设计合理，炮孔位置测量验收严格是控制飞石的基础。（2）装药前认真校核各个药包的最小抵抗线，如有变化，必须修正装药量，不准超装药量。（3）设计施工中避免药包位于岩石软弱夹层或基础的接打面。（4）保证堵塞质量，不但保证堵塞长度，而且保证堵塞密实，防止冲孔而改变最小抵抗线方向。（5）采用低爆速炸药，不耦合装药、毫秒起爆等措施。（6）选择合理延迟时间，防止最小抵抗线方向和最小抵抗线大小失控。（7）保护起爆网路，确保可靠联接。（8）分段起爆时，防止覆盖物受先爆药包影响而提前抛散。4.4.2控制爆破振动的技术措施振动控制也是对爆破负效应进行控制的一个主要方面。该区爆破震动控制主要降低对建筑物基岩的破坏，需要从炸药选择、装药结构、起爆网路及起爆方法上采取控制措施，具体措施如下：-13-（1）采用低威力、低爆速炸药进行施工。（2）采用毫秒微差起爆网路进行起爆，选择合理的分段延迟间隔时间，使爆破震动不致叠加。（3）严格控制最大单响药量和一次起爆药量。（4）充分利用现有的地形条件如多临空面爆破。-14-5．爆破安全措施5.1安全技术措施为了确保爆破工程的圆满成功，杜绝安全隐患，预防事故发生，除了在方案设计和施工中必须遵照《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》和《爆破安全规程》外，在设计上必须采取以下安全技术措施：(1)在设计计算的基础上，通过局部爆破试验，验证并最后确定合理的爆破参数，使爆破效果能够达到设计的要求；(2)采用毫秒延期微差起爆网路，严格控制最大一段的装药量；(3)采用合格的爆破器材，并进行抽样检查。防止因雷管或炸药的质量问题造成拒爆，或延期误差过大影响爆破效果；(4)采用电爆网络时，必须对杂散电流等外来电状况进行全面调查，以便最终确定所采用的起爆网路形式或采取相应的安全技术措施，避免外电干扰，保证网路安全。5.2安全管理措施(1)现场施工安全由责任工程师负责，责任工程师必须熟悉爆破施工技术方案，严把施工质量关，确保按爆破施工方案进行施工；(2)建立健全安全管理制度，设专职安全员、质检员，监督施工过程，确保按照有关操作规程施工；(3)爆破时，由安全员负责警戒，施工人员和其他人员需在规定时间内撤离爆区，确保警戒范围内无人，指挥长下达起爆命令，由有经验的专业技术骨干实施；(4)沿交通要道设警戒点，确保无人员进入危险范围内；(5)严格设立施工区域，注意施工区域的安全，悬挂爆破施工警示牌，防止无关人员进入现场，爆破前在周围张贴爆破告示，说明爆破时间和安全警戒范围以及爆破信号；-15-(6)严格遵守火工品管理的有关规定，加强火工品管理。施工现场设专人保管、专人使用，保证现场爆破器材不流失。-16-6．爆破施工组织设计6.1爆破施工前准备本工程施工设备由施工单位自行采购，施工机械、运输工具和劳动力由施工单位根据工程进度自行调配平衡。上岗前对所有施工人员进行安全教育。6.2爆破组织机构由于本工程爆破规模较小，因此成立爆破指挥组，指挥组机构设置如下：指挥长：技术负责人：王明松爆破员：安全员：6.3钻孔施工组织根据爆破设计和工期要求，钻孔工作分为两个作业组，按每日一班工作制进行作业。炮眼钻孔施工按以下工序进行：(1)标孔按照爆破技术设计，准确地将孔位标定在爆破体上。(2)测量控制孔深，确保不超欠挖。(3)钻孔按照标定的孔位、孔向和孔深，进行钻孔。(4)钻孔注意事项a.准确地按照标定的孔位钻孔，保证合格的孔