中深孔台阶爆破设计

中深孔台阶爆破设计一、工程概况、环境、地质、技术要求、工程量与工期1、工程概况某矿山绝对高程32m，长度300m,平均宽度50m,可开采方量48万m3，计划工期4年。2、环境东面：矿山东面有一条普通公路，300米处有一乡村。西面：距矿山40米事空地，400米以外是工厂与民房。南面：丘陵地段。北面：距矿山60米有农田和果树。3、地质岩石为凝灰石，上部风化层0.5-1m。山上植被不发育有很多岩石露头，大部分为中风化和微风化，岩石硬度系数为f=8-10。东侧山体较陡，倾角45-60°，其他方向坡度为30-45°，水文地质简单，没有地下水。3、技术要求从矿山整体来看有一条公路要充分利用以便于运输和开采。北面60米处有农田和果树不利于开挖，应从矿山南面向北面开采。修一条简易公路与普通公路相通。矿山高程为32m，宜采用中深孔台阶爆破。采用孔内微差毫秒爆破，控制单孔药量，防止地震波和个别飞石。4、工程量与工期该矿山可开采量为48万m³，工期4年，年开采量12万m³。每年除节假日、机械维修、自然条件等因素的影响，实际每月应开采量约为1.2万m³。二、设计依据1.1《爆破安全规程》（GB6722-2003）1.2《爆破现场示意图》1.3安全现状评价报告1.4开采方案与安全技术措施1．5《民爆安全管理条例》1.6山体的地理位置和结构形式三、设计方案选择因该山体有效开采高度为32m，采用上下两台阶开挖，为此，宜实施“中深孔为主，浅孔为辅”的爆破方式。严格控制单孔装药量，采用毫秒延期微差爆破防止地震波和个别飞石对周边环境的影响，确保施工的正常正规和安全。四、爆破参数的选择4.1中深孔爆破（Φ90mm）●适用条件主要用于爆除高度为32m的部位。●布孔方式为能很好地控制爆破飞石，确保爆破自由面与飞石方向一致，全部实施垂直钻孔，排间呈梅花形，详见图1所示。●钻孔直径（D）D=90mm●爆除高度（H）H=16m●底盘抵抗线（W1）W1=(20-50)d,W1=3.6m●超深hh=（0.15-0.35）W1h=1m●钻孔深度（L）L=H+hc=17m●孔距（a）a=4m●排距（b）b=3m●炸药单耗（q）q=0.30~0.38kg/m3，试验按0.35kg/m3计算。●单孔最大装药量（Q）Q=qHab=0.35×17×4×3=71.4kg图炮孔布置示意图1●延米装药量（P）P=1/4π²×d²×r×1=5.6-6.0kg●装药长度（LZ）LZ=Q/P=12.75m●填塞长度（LT）LT=L1－LZ≥4.25m●装药结构采取炸药沉底、孔口强填塞的连续装药结构，如图2所示。●起爆方法采用孔内非电微差起爆法，具体为：击发枪（击发）→导爆管（传爆）→非电延期毫秒雷管（引爆）→药柱●起爆网路该工程爆破条件良好，起爆网路设计为“排间起爆”，前排先爆，由前往后逐排起爆，边孔比同排孔高一个段别，如图3所示。●网路联接该设计网路为孔内微差，为加强网路的安全性，最大强度地避免盲炮的产生，孔内装入所需段别的双发雷管，整修网路敷设成双复式闭合形式。4.2浅孔爆破该孔径主要用于较低爆高处爆破及根坎处理。●布孔方式水平布孔，排间呈三角形布置。●钻孔直径d=42mm●孔深（L）L=3.5~5.0m●炮孔间距a=1.2~1.6m●排距b=0。8~1.0m●炸药单耗q=0.30~0.35kg/m3，试验炮按0.35kg/m3计算。●单孔装药量Q=qabL=0.35×1.2~1.6×0.8~1.0×3.5~5.0=1.18~2.8kg●装药长度LZ=Q/P=2.0~3.6m●填塞长度LT≥1.4m●装药结构采用连续装药结构，药卷直径为Φ32，每孔装一个起爆雷管，如图4所示。●起爆网络起爆网路设计成排间起爆形式，上排孔先爆，向下依次延伸。4.3大块破碎大块破碎爆破参数，详见表一所示。表一大块破碎爆破参数表炮孔方向炮孔方向背离保护目标钻孔直径d=42mm孔深大块粒径的三分之二（允许误差为5~10cm）炸药单耗Q=0.10~0.15kg/m3按岩石级别相应增减备注：为减少爆尘及爆破噪声对周边的影响，宜实施填塞爆破。五、爆破有害效应的验算及安全措施本工程爆破安全主要考虑的是爆破振动、飞石、空气冲击波对周围的厂房、民房、行人及车辆的影响和破坏。5.1爆破振动验算按爆破规程推荐，用公式R=（K/V）1/a×Q1/3对爆破振动速度进行计算。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，可按下表选取岩性Ka坚硬岩石50-1501.3-1.5中硬岩石150-2501.5-1.8软岩石250-3501.8-2.0Q——最大段药量，kg；R——传播距离，m。因本设计为远区爆破，故K取180，a取1.65，R300m，v=1.0cm/s，经计算，最大段安全发药量QA为：QA=100kg由此可见，将最大一次发药量控制在2000kg以内，也即同次炮孔控制在20个以内，爆破震动对周边没有多大影响。为了尽量降低爆破震动，施工中采取如下的降振措施：①中深孔爆破前，先用浅孔处理好底部根坎，确保爆破自由面良好。②把最大段发药量减小到100kg以内。③结合现场地形，设计合理的起爆顺序，转移爆破震动。5.2飞石验算个别飞石的飞散距离按下式进行计算，即RF=（15-16）d，m式中RF——个别飞石的飞散距离，m；d——炮孔直径，cm5.2.1中深孔爆破RF=（15-16）×9=1445.2.2浅孔爆破RF=（15-16）×4.2=67.2为减小爆破飞石危害，施工中应采取如下的预防飞石的措施；①开创良好的爆破自由面，避免因底盘抵抗线过大产生成片飞石突出事故。②改正常抛掷爆破为弱抛掷爆破，减小飞石危害范围。③对地质异常带采取补强或间隔装药措施。5.3爆破空气冲击波验算填塞爆破，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。六、安全警戒距离根据上述验算，最大危险半径为200m（假设的爆破震动危害半径，实际值远小于200m）。根据《爆破安全规程》规定，露天中深孔爆破，其警戒距离不得小于200m，浅孔爆破不得小于300m，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）。七、设备及人员配备7.1设备配备为保证工程施工连续、顺畅，上下工序互不干扰，在前期准备时，必须按拟定的生产规模投入相应的设备。设备生产能力的高低，直接关系到工程的进度，设备生产能力过低，满足不了工程需要，技术上不可行；设备能力过高，会造成设备闲置，经济上也不可行。设备的投入必须从工程施工条件、工期等实际情况出发，原则上应符合技术经济要求。照本工程施工进度推算，需配备如表二所示机械设备。表二机械设备配备序号设备名称规格数量备注1手持式凿岩机YT242台状况完好2潜孔钻机Φ90支架式1台状况完好3空压机17m31台状况完好4挖机W2001台状况完好5运输车WQ34010辆状况完好7.2人员配备工程要创效，必须以安全生产作保障。因此，在日常生产工作中，必须成立以矿长为第一责任人的安全生产管理小组，肩负起日常的一切安全生产及现场管理工作任务，立足现场，消除隐患，避免发生人身及设备事故，确保工程零事故，本设计的人员配备情况如表三所示。表三人员配备序号工种数量1矿长1人2安全员1人3凿岩工2人4空压机司机1人5爆破员（持证）3人6爆破器材现场保管员（持证）1人7警戒人员8人八、管理机构组织为认真贯彻、执行省经贸委、公安厅、国土资源厅的《浙经贸安全[2000]941号》文件精神，在本工程成立爆破施工指挥组并下设职能机构，其职责如下：指挥长：①指挥爆破施工按计划进行；②领导、协调施工中各项工作和各职能组的工作；③在爆破过程中，发出起爆和解除命令；④处理影响全局的工作。爆破组长（由爆破工程技术人员负责）：①按安全规程要求负责施工安全，制止违章作业；②组织对爆破器材的加工、试验、检验；③负责装药、连线、堵塞、起爆及爆破质量验收；④负责对拒炮、盲爆的处理。材料（由爆破器材安全员负责）：①负责施工需用材料的采购、供应、运输与保管；②负责现场爆破器材的回收和转移。警戒负责人（由安全主任负责）：①负责对附近村民、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。②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。③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。④爆破时，必须同时发出声响信号和视觉信号，使危险区内的人员都能清楚地听到和看到。九、施工安全保证措施安全生产关系到国家和企业职工的根本利益，施工中要以防为主。加强安全教育，提高职工的安全意识，为了确保施工安全，必须严格遵守《爆破安全规程》和施工规范的有关规定：9.1爆破作业人员必须持有公安部门颁发的上岗作业证。9.2爆破作业人员在施工过程中定期进行安全教育。9.3爆破作业人员统一着装，工作服及鞋帽必须符合国标和爆破施工要求。9.4在大雾、黄昏和夜晚严禁爆破作业施工现场禁止烟火，作业人员不准将打火机等火种带入施工现场。9.5炸药、雷管等爆破器材必须轻拿轻放。9.6严禁打残眼。9.7装药用的炮棍必须是木制或竹制品9.8装药后必须保证填塞质量，禁止无填塞爆破。9.9禁止用石块、易燃物填塞炮孔，禁止拔出或硬拉起爆药中的、导爆管。9.10在坡顶施工为高空作业，施工人员一律佩戴安全带。十、爆破警戒方案10.1警戒范围距爆破中心300m为半径的区域，但人员必须撤离至300m外或安全避炮点。10.2警戒岗哨的布置警戒岗哨有四个固定警戒点，布置在通往爆破区的四个路口，并设立醒目的标志牌，警戒人员应佩载袖章和小红旗。10.3警戒人员：每个警戒点由两人组成，其中一个为组长。10.4起爆信号第一次——预备信号，所有无关人员立即撤离危险区第二次——起爆信号，确认人员和设备全部撤离危险区后，具备安全起爆条件时，方准发出起爆信号，指挥长发布起爆命令，立即起动起爆器引爆。第三次——解除警戒信号，经检查人员检查确认安全后，方准发出解除警戒信号。10.5爆后检查爆破完成十五分钟后，由爆破安全员进入爆区检查有无盲炮，确认无盲炮后，方准其它人员进入作业区。十一、安全机构及设施1、安全管理原则方案设计要贯彻“安全第一，预防为主，综合治理”的安全生产方针，严格执行《矿山安全法》及其它有关规定和标准。在开采设计中不仅考虑开采的经济效益，更主要的前提是生产安全，各项技术措施都要符合安全生产的要求，给生产带来不安全或安全隐患的开采技术不采用，要为安全生产创造了条件。设计要求制定并实施安全生产事故应急求援预案并进行演练，作好记录；对生产过程中的各工序进行分析，明确主要的危险源及制订相应的预防措施。2、安全机构和人员根据浙江省矿山安全生产许可证基本安全条件规定，必须建立专门的安全管理机构（如科、股等），配备专职安全管理人员，使开采生产始终处于监控状态。要求：2.1、设有专职机构（有文件、人员任命等）；2．2、主管安全领导1人，必须持有在效期内的安全资格证；2.3、配备3～4名具有资质的安全管理人员，专职负责日常安全工作；2.4、各班要配备兼职安全员，担负本部门的日常安全工作。3、安全生产管理制度根据《浙江省非煤矿山企业安全标准化考评标准（试行）》的要求，应制订的安全生产管理制度、安全生产责任制、岗位操作规程、安全台帐等如下：3.1、安全生产管理制度：①安全目标管理年度；②安全活动（会议）制度；③安全检查制度；④职业危害预防制度；⑤安全教育培训制度；⑥生产安全事故管理制度；⑦重大危险源监控和重大隐患整改制度；⑧设备安全管理制度；⑨安全生产档案管理制度；⑩安全生