xx矿山露天中深孔爆破技术方案

xx集团xx水泥矿山 设计人：露天中深孔爆破

技 术 设 计

xxx

2008年5月9日

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xxxxxxxxxx水泥矿山 中深孔爆破施工安全技术设计

一、工程概况

xx矿山爆破开采工程位于xxx，爆区周围300米范围内居民基本搬迁，此侧距矿山在建皮带运输设备最近距离为500米，东南侧距离村庄最近距离为350米，南侧距离石料厂及工人住宿房子500米，西侧已搬迁村庄200米，爆破环境比较好（见周边环境图七）。

前期经过半年的剥离，基本具备开采条件，但废石黏土仍然较多，矿石合格率仅为66%左右。合格矿石为致密石灰岩，坚固性系数ƒ为8，极限压碎强度约80Mpa，岩石密度2.6t/m3左右，天然湿度下平均容重为2500kg/m3，轻型钻机钻进耗时率为10min/m左右，岩体自然裂隙平均间距0.6m左右，爆破单位炸药消耗量0.45---0.50Kg/m3。

二、台阶要素 H----台阶高度；

W1----前排钻孔底盘抵抗线； L----钻孔深度； L1----装药深度； L2----堵塞长度； a----孔距； b----排距； h----超深；

W1 L L1 h L2 H a B 图一：台阶要素图 B----台阶面上从钻孔中心至坡顶线安全距离。

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三、钻孔形式、钻机及布孔方式 1、露天深孔爆破的钻孔形式一般分为： 垂直深孔和倾斜孔两种。 A、垂直孔特点：

（1）适用于各种地质的深孔爆破； （2）钻凿垂直深孔的操作技术比倾斜 孔简单；

（3）钻孔速度比较快。 不足之处是：

爆破岩石大块率比较多，常常留下 根坎；梯段顶部经常发生裂缝，梯段坡 面稳固性比较差。

B、倾斜孔特点：

（1）布置抵抗线比较均匀，爆破破碎的岩石不易产生大块和残留根坎；

（2）梯段比较稳固，梯段坡面容易保持； （3）爆破软质岩石时，能取得很高效率；

（4）爆破堆积岩块形状比较好，则爆破质量并不降低。 不足之处是：

钻凿倾斜孔的技术操作比较复杂，容易发生钻凿事故；在坚硬岩石中不宜采用；钻凿倾斜深孔的速度比垂直深孔慢。

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图二：钻孔形式 a B L H h W1 垂直孔 图三：钻孔形式 根据现场实际情况可在台阶面 形成初期采用倾斜孔，在台阶基本形成 垂直状态时再采用垂直孔。

2、钻机类型：HQj90型,

钻孔直径90mm,根据前期钻孔情况 钻机钻进耗时率为10min/m 3、布孔方式

倾斜孔 L H a B 布孔方式有单排孔和多排。多排分为方形矩形和梅花形，根据光山矿山的实际，我们采取梅花形布孔的方式。梅花形布孔时可以取抵抗线和孔间距相等，也可以取抵抗线小于孔间距，后者更为常用，在这里我们取最小抵抗线小于孔间距，即W1四、爆破参数的确定

1、孔径、孔深、超深、最小抵抗线 （1）孔径d：d=90mm

（2）超深h是指钻孔超出台阶底盘标高的那一段孔深，其作用是降低装药中心的位置，以便有效地克服台阶底部阻力，避免或减少留根底，以形成平整的底部平盘。超深值一般为（8-12）d,即0.5m—1.08m,后排比前排小0.5m。

超深h前=12×0.09=1.08m 取1.1m h后==h前-0.5=1.08-0.5=0.58m 取0.6m

（3）孔深L：孔深是由台阶高度和超深确定的。台阶高度的确定应考虑为钻孔、爆破和铲装创造安全和高效的作业条件，它主要取决于铲斗容积和矿岩开挖技术条件，通常深孔爆破台阶高度为

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H=10—15m，根据xx矿的实际，我们实际爆破时台阶高度取10m。

A：当钻垂直孔时: L=H+h

L前=台阶高度H + 超深h前=10+1.1=11.1m L后=台阶高度H + 超深h后=10+0.6=10.6m B：当倾斜孔时:

L前=台阶高度H/sinа+ h前=10/sin75+1.1=10/0.93+1.1=11.8m L后=L后-0.5=11.8-0.5m=11.3m (按台阶坡面75度计算) （4）底盘抵抗线W1

每孔装药条件计算：W1=d（7.85×Δτ/qm）1/2 d—炮孔直径,dm Δ—装药密度,g/mL τ—装药系数, τ=0.7-0.8 q—单位炸药消耗量,kg/m3

m---炮孔密集系数(即孔距与排距之比)一般m=1.2—1.5 W1=d（7.85Δτ/qm）1/2=9(7.85×0.9×0.75/0.45×1.2)=28.2dm W1取2.8m 五、孔网参数

1、炮孔密集系数:m一般取1.2-1.5,取1.2 2、孔距a：a=mw1=1.2Χ2.8=3.36m

3、排距b:当采用梅花形时，b=0.866a=0.866×3.36=2.9m 4、堵塞长度L2

合理的堵塞长度能降低爆破气体能量损失和尽可能增加钻孔

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装药量。良好的堵塞质量是尽量增加爆炸气体在孔内的作用时间和减少空气冲击波、噪声和飞石的危害。

L2=30 d=30×0.09=2.7m 六、装药量及装药结构 1、炸药单耗：

影响单位炸药消耗量的主要因素有岩石的可爆性、炸药特性、自由面条件、起爆方式和块度要求。因此，选取合理的单位炸药消耗量q需要通过多次试验来验证。经前期矿山剥离试验，炸药单耗取0.45kg/m3。

2、每孔装药量：

Q前排=qw1aH=0.45×2.8×3.36×10=42.3kg

Q后排=（1.1—1.2）qabH=1.2×0.45×3.36×2.9×10=52.6kg 根据生产需求，每月需求12万吨，按每月爆破生产22天计算，平均每天需要生产2100m3，按台阶高度10m，则需爆210m2，按设计的孔网参数，则需爆3排，每排7孔，即宽8.7m，长23.5m，则总装药量Q为：

Q=7×Q前排+2×7×Q后排=7×42.3+2×7×52.6=1032.5kg 3、一次齐爆允许药量

以最近保护目标相距200m计算,按抗5级地震考虑,得出地震波不应超过2.5cm/s时的一次齐爆药量:

a=1.3,k=126 Q=R3(v/k)3/a=942kg

一次允许爆孔数：N=942/52=18个 实际一次齐爆3--4个或7个炮孔，即210kg或364kg。

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七、装药结构

装药是指炸药在装填时的状态。在露天深孔爆破中，分为连续装药结构、分段装药结构、孔底间隔装药结构和混和装药结构。此爆破我们采用连续装药结构，即布置两个起爆药包，一个置于距孔底0.3—0.5m处,另一个置于药柱顶端0.5m处。其优点是操作简单，缺点是药柱偏低，在孔口未装药部分易产生大块。（如图六所示）

八、起爆网络及顺序

起爆顺序按两种形式考虑：一是排间顺序起爆，这种方式优点是设计、施工简便，爆堆比较均匀整齐；另一种是排间奇偶式顺序起爆，即从自由面开始由前排至后排逐排起爆，在每一排里均按奇数孔和偶数孔分成两段起爆，其特点是实现孔间毫秒延期，能使自由面增加，爆破方向交错，岩块碰撞机会增多，破碎较均匀，减振效果好。缺点是向前推力不足。

图四：布孔形式及网络配置图

1 3.363 7 1 5 3 7 5 2．9m 10 9 10 7

23．5 图五：排间顺序起爆 1 3.361 4 1 4 1 4 4 2．9m 7 7 7 23．5 图六：装药结构图

采用孔内延时方法，网络管用1段复式连接。第一种连接：排间顺序起爆，即用ms1、4、7段非电导爆管雷管，每孔装2枚，每排一个段别即可；第二种连接：排间奇偶顺序起爆，即用ms1、3、5、7、9、10段非电导爆管雷管，每孔装2枚，每排两个段别即可。

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九、安全范围确定

1、爆破地震波传导至目标的运动速度： V=K (Q1/3 /R)a

V=126（3121/3/200）1.3=1.548cm/s 仅相当于4级地震,因此是比较安全的。

2、个别飞散物的控制：

Rf=20n3wk；n为装药作用指数：0.75—1.0，取大值为1，W为最小抵抗线2.8米。K为安全系数取值为1—1.5，取大值为1.5。

Ｒｆ＝20n3wk=20×13×2.8×1.5=84米。 实际警戒时，警戒范围不小于１５０米。 十、爆破器材的现场管理

为防止爆破器材在施工中流失，爆破作业人员应做到： 1、爆破器材保管员应建立并认真填写爆破器材收发流水账、三联领用单和退料单，逐项逐次登记，定期核对帐目，做到帐物相符；

2、严格履行领退签字手续，对无《爆破作业证》人员爆破器材保管员有权拒绝发给爆破器材；

3、爆破段（班）长和安全员应检查爆破器材的现场使用情况和剩余爆破器材的及时退库情况；

4、爆破员应凭本单位领导或爆破工作领导人批准的爆破炸物品领料单从爆破器材仓库领取爆炸物品，领取数量不得超过当班使用量；

5、爆破员应保管好所领取的爆破器材，不得遗失或转交他人，

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不准擅自销毁或挪作他用；

6、爆破员领取爆破器材后应直接运送到爆破地点，运送过程必须确保爆破物品安全，防止发生意外爆破炸事故和爆炸物品丢失、被盗、被抢事件；

7、任何人发现爆破器材丢失、被盗以及其他安全隐患，应及时报告单位和当地公安机关；

8、爆破器材应实行专项使用制，即经审批在一个工程中使用爆破器材不得挪做另外工程中使用，不同单位爆破器材未经公安机关批准不得互相调剂使用。

十一、装药方法及问题处理

1、在装药前应由爆破技术人员进行技术交底，参加作业的爆破员应清楚和熟悉装药方式、装药结构和装药量，由同类爆破施工经验的爆破员或爆破技术人员制作起爆体，同时安排人员做好装药的原始记录。在进行装药作业时，爆破技术人员必须在现场负责指导和监督。

2、装药前应对作业场地、爆破器材堆放场地进行清理，装药人员应对准备装药的全部炮孔进行检查，将孔口周围0.5米范围内的碎石、杂物清理干净，孔口岩壁不稳定的要进行维护，堵孔的应疏通，不合格的孔可以采取补孔、补钻、清孔、堵塞孔等处理措施。

3、从装药运入现场开始应划定警戒区，警戒区内严禁烟火；搬运爆破器材应轻拿轻放，尤其是起爆药应单独搬运，不能冲撞；

4、装药时应使用木质或竹制炮棍；

5、不应投掷起爆药包和敏感度高的炸药，起爆药包装入后应

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采取有效措施，防止后续药卷直接冲击起爆药包；

6、装药发生卡塞时，若在雷管和起爆药包放入前，可用非金属长杆处理。装入起爆药包后，不应用任何工具冲击、挤压；

7、装药过程中，不应拔出或硬拉起爆药包中的导火索、导爆管、导爆索或电雷管脚线。

十二、堵塞及问题处理

深孔爆破可以用孔边钻屑或细石料堵塞，不应使用石块和易燃材料堵塞炮孔。

如果孔内有水，在装乳化炸药药卷时切忌将药卷直接从孔口放下，因为药卷落到水面时由于水面的反冲击力极易出现药卷变粗堵塞炮孔的现象，应用吊绳或炮杆将药卷直接装到孔底，或装至水面由其自然下沉。装药如果不到位，有可能出现下部药卷慢慢下沉与上部药卷脱离而出现部分药卷拒爆的情况。

十三、拒爆的处理

1、发现下列情况之一者，要以判断为拒爆：

（1）爆破效果与设计有较大差异，爆堆形态和设计有较大差别，地表无松动或抛掷现象；

（2）在爆破地段范围内残留炮孔，爆堆中留有岩坎、陡壁或两药包之间有显著间隔；

（3）现场发现残药和导爆索残段。 2、处理盲炮的方法：

（1）爆破网路未受破坏，且最小抵抗线无变化者，可重新连线起爆；最小抵抗线有变化者，应验算安全距离，并加大警戒范围

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后，再连线起爆；

（2）可在距盲炮孔口不小于10倍炮孔直径处另打平行孔装药起爆。爆破参数由爆破工程技术人员确定并报领导人批准；

（3）所用炸药为非抗水硝铵类炸药，且孔壁完好时，可取出部分堵塞物，向孔内灌水使之失效，然后再做进一步处理；

（4）电力起爆发生盲炮时，应立即切断电源，及时将盲炮电路短路；

（5）导爆管起爆网路发生盲炮时，应首先检查导爆管是否破损或断裂，发现有破损或断裂的应修复后重新起爆。

十四、当孔内发生积水情况时的处理

（1）可采用爆破排水法：使用防水炸药和雷管，排水药卷每次可用150g，爆破药卷应下到孔底。在孔型比较破碎，地质条件复杂的地方应减少药量，防止炸坍孔壁。过分破碎的孔壁应避免使用此方法。

（2）高风压排水法：排水时可使用高风压，将小孔径风管直接通到孔底，水随高风压吹到孔外。风压在0.4Mpa,风压不宜过大，防止孔壁坍落。

（3）采用防水炸药和雷管直接装药，装药时注意水的浮力。 3、装药时，在炮孔内放入一根长竹杆，疏通炸药，可以防止中途堵孔现象。另外，根据装药深度，可以选择放入一个起爆体或两个起爆体，以防止拒爆。

十五、产生大块、根底原因及降低措施

原因：（1）为克服底盘抵抗线的阻力，炸药主要置于炮孔的中、

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底部，使其沿炮孔轴线方向的炸药能量分布不均。孔口部分能量不足，岩石破碎不均匀。

（2）台阶前部，即邻近台阶坡面的一定范围内，岩石受前次爆破破坏，原生弱面张裂，甚至被切割成“块体”，爆破时这部分“块体”易整体振落，形成大块。

（3）同一爆区硬岩和软岩分界部分，有时从爆区表面就可以看到大块条带，易于振落。

（4）爆区的后部与未爆岩石相交处也会产生一些因爆破而振落的大块。

（5）根底产生原因是孔网参数选择不当，起爆顺序和毫秒间隔时间不合理；底部装药不足等。

措施：（1）选好前排最小抵抗线；（2）控制最后排孔的装药高度；（3）控制合理超深和余高；（4）选取与岩石特性相匹配的炸药，增强底部炸药威力；（5）选取合理的毫秒延期间隔时间，通常毫秒间隔时间为15—75ms，常用25-30ms；（6）爆区有明显结构面时，要根据岩体结构面特征，决定起爆顺序。

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爆区周边环境示意图七

200m 北 500m 石料厂 350 运输皮带 项目部

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