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f 8~10),选择爆破参数
⑴台阶高度H=15m
⑵钻孔直径d=165mm
⑶单耗q=0.4kg/m3;
⑷装药度ρe=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=17m
⑻底盘抵抗线Wd=d
d——孔径,dm; 7.85eT=5.5m mq
e——装药密度,kg/m3;
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/m3。
⑼孔距a: a = mWd=1.2×5.5=6.6m
⑽排距b:b = a×sin60°= 0.866a=0.866×7.2=5.7m
⑾填塞长度Lp:取Lp=0.8Wd=0.8×5.5=4.4m
⑿装药长度Le=L-Lp=17-4.4=12.6m
⒀台阶上眉线至前排孔口距离:
bc=Wd-Hcotα=5.5-15×cot80°=2.86m
⒁炮孔总数 N=(75m×22m)÷(6.6m×5.7m)=44
3、装药量计算
单孔装药量:
第一排孔:Q1=qaWdH=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)×Q 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)×Q =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,cm
k——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1a13131a
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=3000mm
2.拱高:半圆拱拱高为巷道净宽的一半,f0=1500mm 3.巷道掘进宽度:B=3000+200×2(支护厚度)=3400mm 4.巷道直墙高:h1=1500mm
5.巷道掘进高度:H=1500+1500=3000mm
6.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65~75cm
5.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=3.3fS2=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
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。