原创 露天深孔台阶爆破设计.doc
露天石灰石矿山深孔台阶爆破设计方案 设 计 人:王 庆 元设计时间:二零一一年九月一、概述1、石灰石矿山采区离民宅最近约300m2、矿山采用露天深孔开采方式,穿孔用KQGS-150潜孔钻机穿孔,钻孔直径约为165mm3、深孔爆破,台阶高度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。4、石灰石需求量为年产480万吨(矿石约181万立方米,石灰石比重约为2.65)二、设计依据 1、爆破安全规程 2、矿山的基本情况、设备情况、矿山周边环境。 3、爆炸技术及应用 4、本人实际的施工经验三、深孔台阶爆破设计1、台阶高度及钻具矿山采用露天深孔开采方式,穿孔用KQGS-150潜孔钻机穿孔,钻孔直径约为165mm,深孔爆破,台阶高度15m2、爆破起爆方式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3、爆破参数设计孔深与超深国内矿山超深值一般取0.5-3.6m(h=0.15H),此处为减少根底、提升爆破效果,根据部分经验,超深h取值为2.5m即 炮孔深度L:垂直深孔L=H+h=15+2.5=17.5m倾斜深孔式中:台阶坡面角,一般为60°75°;台阶高度;钻孔超深。底盘抵抗线矿山台阶高度15m,底盘抵抗线范围为:4.625.61根据该矿山钻孔机具及孔深的设计,底盘抵抗线取值为:=4.5m孔距和排距孔距: 采用宽孔距爆破时,取炮孔密集系数为2,则孔距=2*4.5=9m此处将孔距优化为 =9m排距 =4.5m据此排距 b=4.5m堵塞长度该矿山取值范围为3.154.5m根据相关安全考虑,堵塞长度取值为 =4.5m炸药单耗,根据石灰石矿山实际经验和爆破安全操作规程(GB-6722-2003)的规定,取炸药单耗为0.4单孔装药量Q若台阶高度能够保证统一为15m,即可确定Q=0.4*9*4.5*15=243装药结构在露天深孔爆破中,为减小爆破震动,采取间隔装药,具体措施参见下面降低爆破震动的技术措施相关内容。起爆网路采用非电毫秒微差起爆方式,逐孔、逐排顺序起爆。4、炮孔布置采用全断面开挖,爆破后一次成型,采用梅花角形布置。详见炮孔示意图如下。5、爆破规模 根据该矿山的生产规模即450万吨每年,约181万方,一年按300天有效工作时间,即每天需爆破松动的矿石方量为6033方,考虑特殊情况的影响如恶劣天气、节假日、设备故障等因素,同时考虑需确保生产的连续稳定及备矿,必须考虑适当的富余,富余系数暂定为2,即正常进行一次爆破约需爆破松动12060自然方的矿石,需炸药4.8吨,因此,在条件允许下,可以把每次爆破的规模控制在4.55.0吨。既可以确保生产的需求,爆破时的总药量也适中,可较有效的控制爆破危害。四、降低爆破震动的技术措施为保证300米以外的民房不受爆破震动的破坏,根据现有的机具、钻孔设备,必须采取减震的安全技术措施,宜采取以下措施来达到减震的目的:1、采用空气间隔器间隔装药采用空气间隔器间隔装药,根据长期工作经验,超过16m的炮孔,一般采用空气间隔装药能有效降低单耗、减小爆破震动,同时合理的设计也不会影响爆破效空气间隔器长度规格有0.8m、1.5m、2.0m、2.4m等不同,该矿山采用长度0.8米、直径165mm的间隔器,底部间隔一个长0.8m的间隔器,中部两个间隔层间隔距离为2m,按此设计进行爆破设计,每孔装药量降低了52.36,每孔装药量为190.64,单耗由原来的0.4降为.031,爆破震动强度降低20%左右,爆破效果不变,而且很好的降低了单孔装药量。淮北矿业集团做过此类实验,在同一爆区,采用多次间隔装药和连续装药进行对比,单孔装药量由300降低为120,震动安全距离减小到百米之内,大大降低了爆破震动效应。装药结构示意图如下:2、采用逐孔起爆采用逐孔起爆,孔内装同一段别非电导爆管雷管,孔外采用捆绑不同段别雷管,实现逐孔起爆的顺序,这样单段最大起爆药量是单孔装药量,为190.64,网络连接示意图如下:3、调整爆破方向减震法合理布置采场工作线方向,使爆破方向与民宅所处方位平行,不仅可以减少爆破震动对民宅的危害,还能有效防止飞石对民宅存在的安全隐患。4、设置隔离带减震当保护对象距爆源较近,采用分段微差起爆仍不能满足安全要求时,可在爆源周边设置一条预裂隔震带,预裂炮孔可以是一排,也可以是多排。炮孔深度最好超过内部实际炮孔深度12m。5、设计时充分考虑雷管的微差时间,尽量选择微差时间间隔在50ms-75ms,通过起爆时微差间隔,地震波的交叉叠加、相互抵消来减小震动幅度,从而降低爆破震动。五、爆破效应: 1、爆破震动效应爆破振动危险半径:R=(K/V) 1/Qm式中:K,-与爆破点至计算保护对象间的地质条件有关的系数和衰减指数,根据本地的岩石系数确定。K取200,取1.7.Q-最大一段起爆药量190.64Kgm装药量指数(国内多采用1/3)V人-人允许最大振速, 2.5 m/s,V物-建筑物允许最大振速, 1m/s (按土坯房或毛石房屋计算)则R人=(K/V)1/Qm=22.57×Q1/3/2.51/1.7=22.57×5.75/1.714=76米 R物=22.57×Q1/3/11/1.7=22.57×5.75/1=130 米由以上计算可知,爆破震动对76米外的人及130米以外的建筑物将不产生危害。验证:一般民房的承受的震动速度不大于20cm/s民房处于爆区三百米处,因此计算300m处的震动速度为:经计算得出:300m处的震动速度为:=0.132 cm/s,远小于房屋结构要求的20 cm/s的震动速度,符合设计要求。2、飞石安全距离:露天深孔爆破个别飞石的计算公式为: Rf=(40/2.54)×D式中:D炮孔直径,cm; Rf为个别飞石最小距离,m。安全保护区低于爆破点的位置,应增加距离,反之应减少。无论计算结果如何,该距离均不得小于国家安全规程规定的最小200m安全距离 。依据上述公式可知Rf=259.8米 3、空气冲击波的安全距离: 对建筑物的安全距离: R物=KkQ1/2 式中 Q-最大一段起爆药量, Kk-与爆破作用指数和破坏状态有关参数,取5. R物=5×36001/2=300米 对人的安全距离:K取25 R人=25×Q1/3=130米由以上计算可知,空气冲击波对300米外的建筑物及130米以外的人将不产生危害。六、安全技术措施:1、穿孔及装药过程中要维护好孔口。2、爆破前,设备撤至安全地带,不得停在爆破区域正前方300米以内。3、运输炸药到孔口时,速度要慢,轻拿轻放,严禁抛掷。4、参与爆破人员严禁穿化纤衣服,且严禁带火种。5、爆破人员按要求装填孔,多余火工品返回。6、工程技术人员对整个装填工作负责。7、加强爆区周围400米之内区域的警戒工作;爆区现场严禁使用移动电话等接发装置。8、严格执行中爆破信号制度,爆破前矿山组织一次爆破安全学习,确定爆破信号为 : 第一次 三响(手摇警报器)为预警信号 第二次 二响为起爆信号 第三次 一响为解除警戒信号9、生产负责人负责现场指挥,专职安全员负责现场安全。10、确定爆破时间,必须严格遵守,准点起爆。12、爆破前一天通知爆区相关单位,告知爆破的准确时间和地点,相互协调、相互配合共同完成爆破警戒工作。13、根据现场实际情况,制定详细爆破方案,优化爆破设计,采用微差控制爆破技术,竭力控制爆破危害,确保爆破安全。七、应急救援1、为处理好可能发生的突发爆破事故,减少灾害损失,应成立主要负责人为组长,主管生产的分管负责人为副组长,专职安全员、各班组负责人和生产技术人员为成员的应急救援领导组。2、 应急救援工作一般救援程序:1、立即通知矿长、专职安全员等有关领导;2、立即报告镇政府及县安全生产主管部门;3、启动协议的矿山救护队;4、根据险情,向医疗单位求救;5、应急救援组接到事故通知后,立即赶赴事故现场,并迅速采取以下行动:(1) 撤离、疏散事故可能波及区域内的其他人员;将事故区域内的危险品、易燃物品及设备等转移至安全区域。(2) 清理路障,并保持场内外的道路畅通,并在路口为救护车或消防车指示最近的路线;若在夜间应在现场的设置足够的临时照明。(3) 协助、配合医护人员抢救伤员,将伤员送上救护车。3、配备必要的应急救援器材和设备,指定应急救援指挥车,配备急救药品等。4、应急救援领导小组应定时组织爆破事故经济救援演练。