凿岩爆破工程课程设计

题目一：露天台阶深孔爆破设计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。设计内容1、工程概况2、爆破参数的确定3、装药量计算4、露天爆破台阶工作面的炮孔布置5、装药、填塞和起爆网路设计6、爆破安全评估7、采取的安全防护措施。1.工程概况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。平均分80次开挖，单次开挖爆破工程量25000m³，自采场水平挖进约75m×22m。2.爆破参数的确定与装药量计算。根据爆区台阶高度、钻孔直径和岩石性质(石灰石f8~10)，选择爆破参数⑴台阶高度H=15m⑵钻孔直径d=165mm⑶单耗q=0.4kg/m3；⑷装药度e=0.75t/;⑸孔深装药T=0.7；⑹超深h=15d=12x0.165=1.98m取h=2m；钻孔邻近密集系数m=1.2。⑺孔深L=h+H=2+15=17m⑻底盘抵抗线dW=dmqTe85.7=5.5md——孔径，dm；e——装药密度，kg/3m；T——装药系数,T=0.5~0.7；m——炮孔密集系数，一般取0.9~1.4；q——炸药单耗，kg/3m。⑼孔距a：a=mdW=1.2×5.5=6.6m⑽排距b：b=a×sin60°=0.866a=0.866×7.2=5.7m⑾填塞长度Lp：取Lp=0.8dW=0.8×5.5=4.4m⑿装药长度Le=L-Lp=17-4.4=12.6m⒀台阶上眉线至前排孔口距离:bc=dW-Hcotα=5.5-15×cot80°=2.86m⒁炮孔总数N=（75m×22m）÷（6.6m×5.7m）=443、装药量计算单孔装药量：第一排孔：Q1=qadWH=0.4×6.6×5.5×15=218㎏线装药量：218÷12.6=17.3㎏/m3其他排孔：Q2=KqabH=1.1×0.4×6.6×5.7×15=248kg线装药量248÷12.6=19.6kg/m3最大段药量：Q=248×11=2728kg二次破碎药量：Q3=25000×5%×0.15=187.5kg总药量：（2728×3）+（218×11）+146=10728kg实际炸药单耗：10728÷25000=0.43kg/m³炸药年终用量：I=80×i=103×10728=858240kg采用导爆管毫秒延时雷管分段起爆，这样可以尽量减小爆破震动，同时又可以保证采掘进度的正常维持。6、装药、填塞和起爆网路设计（1）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。（露天台阶爆破参数图，单位，m）6装药结构示意图炮孔布置图（单位：m）（2）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排间延期110ms，孔间延期50ms，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。起爆网路图7、爆破安全评估（1）最大安全距离验算：根据安全距离的一般公式R=（K/V）a1×Q31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2728kg，则R=（K/V）a1×Q31=210m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。（2）飞石验算：个别飞石的飞散距离按下式进行计算，即RF=kd式中RF——个别飞石的飞散距离，m；d——炮孔直径，cmk——为安全系数，取15.5则RF=kd=15.5×16.5=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。（3）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。8、采取的安全防护措施。(1)采用微差爆破，以降低爆破地震效应，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（3）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。（4）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。（5）采取覆盖措施，加盖沙包或草包。（6）根据飞石最远飞行距离的经验公式：R=20kn²W=20×1.2×1.2²×6.1=210.8m，实施爆破之前，先在距居民居住区的安全距离210.8m（取300米）处设置隔离栏网，如图所示。爆破警戒范围及岗哨布置图题目二：巷道掘进爆破设计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。岩性为弱风化花岗岩，岩石硬而脆，坚固性系数f=10。设计要求如下：请给出开挖爆破设计：单位体积炸药消耗量；掏槽方式、孔深、孔距、排距、单孔药量；辅助孔的孔距、排距、孔深、单孔药量、填塞长度；周边孔的孔距、孔深、线装药密度、单孔药量、填塞长度；绘出炮孔布置图及掏槽孔布置图，标出各部位孔位间距，起爆顺序号与雷管段别；绘出掏槽孔、辅助卡和周边孔的装药结构图；绘出起爆网路图。设计提示：一次成型，采用倾斜掏槽，周边采用光面爆破。一、工程概况二、巷道地质条件三、爆破要求四、巷道参数计算五、爆破参数计算六、装药结构，起爆方式和起爆网路七、施工注意事项一、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、巷道参数计算1.巷道宽：B0=3000mm2.拱高：半圆拱拱高为巷道净宽的一半，f0=1500mm3.巷道掘进宽度：B=3000+200×2（支护厚度）=3400mm4.巷道直墙高：h1=1500mm5.巷道掘进高度：H=1500+1500=3000mm6.掘进断面面积：S=3.4×1.5＋（3.14×1.72）/2=9.6m2五、爆破参数计算1.炮孔布置因为掘进面积较大，岩石f=10，为了取得较好的掏槽效果及较大的炮孔利用率，采用水平楔形掏槽。2.掏槽孔参数炮孔与工作面夹角θ=63°炮孔长度l0=1.9m孔间距:700mm孔排距：400mm孔装药量：按装药系数0.8计算，外孔装药量Q1=1.6kg，内孔装药量Q2=0.8kg，掏槽孔总孔数N=4，总装药量Q=4.8kg。3.周边孔参数周边孔采用光面爆破孔间距取700mm炮孔深度：l=1.7m钻孔直径40mm线装药密度取q=150g/m单孔装药量Q=0.5kg填塞长度0.4m直墙部分布孔2×2=4个，孔距500mm半圆拱部分布孔9个底板布孔6个（含角孔），孔距680mm，孔深1.7m，装药系数0.7，单孔装药量Q=1.2kg。4.辅助孔参数孔间距取650mm顶孔参数：孔间距取580mm底孔参数：孔间距取500mm孔深L=1.5m，装药系数0.6，单孔装药量Q=0.9kg，填塞长度0.6m共布孔12个，孔距与排距为65～75cm5.总装药量的估算(1)炸药单耗：q=1.69kg/m3(2)V=LS=1.5×9.6=14.4m3(3)Q=qV=1.69×14.4=24kg根据炮孔布置，炮孔数为35个，据计算，N=3.332fS=32炮孔数量为32个，相差不大，故炮孔数为35个。使用2号岩石炸药，炸药单耗1.69kg/m3，每循环炸药总消耗量Q=qV=24kg爆破各项参数见表一表一炮孔名称孔数/个与工作面夹角/°炮孔长/m炮孔深/m装药量起爆顺序连线方式装药结构周边孔起爆单孔小计重量/kg重量/kg掏槽孔4631.91.71.6/0.84.8Ⅰ非电导爆管一次点火连续反向装药（孔底）周边孔为间隔装药辅助孔12902.12.10.910.8Ⅱ顶孔9向外102.11.70.54.5Ⅲ周边孔4向外102.11.72底孔6向外102.11.73Ⅳ总计3568.564.325.1七、装药结构，起爆方式和起爆网路1.倾斜锥形掏槽孔断面图有四个掏槽孔，与断面的夹角为63度掏槽孔断面图2.装药结构掏槽孔、辅助孔采用连续装药结构，周边孔采用不耦合分段装药掏槽孔装药周边孔装药辅助孔装药3.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，m）4.起爆方式和起爆网路孔内采用延时导爆管雷管，采用塑料导爆管传爆及2号岩石炸药，起爆网路设计设计成并联网路，掏槽孔先引爆，辅助孔其次，随后是顶孔、周边孔，底孔最后引爆起爆网路图七、施工注意事项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、由于巷道掘进爆破会产生大量的有毒烟尘，故有必要在爆破后第一时间加强空气通风排毒，采用内压式和外抽式结合通风，每次爆破后通风25-30分钟，再进行渣料装载运出。