爆破方案课程设计

1向阳山山体爆破开挖方案一、工程概况向阳山开挖山体地貌为丘陵地带，地形变化大，山体开挖部分已露出风化石和表土，下部为微风化花岗岩，节理发育，f=14。爆区周围环境极为复杂，北有交通繁忙的北环大道；南有沥青厂和电厂；东侧为工业园区，据开挖边界仅为15米。从1999年到2009年完成了爆破方量2400万立方米，钻孔米数324万米，使用炸药近9420t。此次爆破由于周边环境的复杂，要严格控制爆破震动、爆破飞石和滚石，确保不会对周围工业园区、电厂、北环大道等建筑造成破坏，并且要确保爆破块度的均匀。爆破山体周围环境示意图如图1所示。图1爆破环境示意图二、工程特点及要求1、根据现场勘察，结合施工过程，本工程爆破工期长、强度高、难度较大，尤其是最近距离只有十五米，须得严格控制爆破震动、飞石。2、由于距离周围的防护措施比较近，防护隔离飞石尤为重要，对于成本预算将会增加。23、本工程受该地区气候影响，因而必须考虑雨天，特别是雷雨对爆破作业的影响以及相应的防范措施，工程作业成本会增加。4、本次爆破作业共计爆破600万方石头，2年完成，工作强度较大，应注意工期安排。三、设计依据及原则本次爆破作业需要严格按照《爆破安全规程》（GB6722—2003）、《民用爆炸物品安全管理条例》（国务院第466号令）规定进行相关工程作业，并根据现场实地考察收集到的相关资料和政府有关环境保护和水土保持的规定，考虑施工方案，合理采纳业主的要求。本次爆破方案设计原则有以下几个方面：1、采用合理的爆破技术和施工工艺，保证爆破施工安全、施工质量及工期要求。2、选择合理的爆破参数和起爆网路，保证爆破施工过程安全。3、切实做好安全防护工作和安全警戒工作，控制爆破振动和飞石，警戒位置布置合理。4、保证山体边坡的稳定，为后续作业提供稳定环境。5、控制一次爆破规模和单响爆破药量，爆破作业的振动须控制在设计的范围内。6、根据施工总进度，具体安排劳动力，在爆破工作中投入劳动力有：爆破负责人1名，技术人员4名，爆破员6名，安全员3名。四、爆破施工技术措施1、布孔:按照设计要求，于现场布置炮孔位置，并向操作人员进行技术交底，使其掌握各项孔网参数（深度、倾斜角度、最小抵抗线、孔距和排距等）技术要求。2、钻孔：按照设计技术交底要求，于现场布置的炮孔位置进行钻孔；在钻孔时，按标准化作业程序进行操作，把好质量关，使孔深、倾角、方向等都应满足设计要求。3、装药：在装药前，应对炮孔逐个检查，炮孔的孔深、倾角、孔距、排距等孔网参数是否符合设计要求，根据孔网参数按设计药量和装药密度进行装药，并在装药时进行调整，不同的爆破方法应有不同的装药结构，以达到最理想的爆破效果。4、填塞：所有炮孔装药后，都要用泥团或者岩粉碴填塞，并按设计要求，要有足够的填塞长度，并边填塞边捣实，确保炮孔填塞质量。5、联线起爆：按设计的起爆网络联线后，人员撤离现场，派出警戒人员，发出爆破信号，待检查准确无误后，再点火起爆。6、爆后检查：起爆15min后，爆破员方可进入爆破现场检查爆破效果；因地质情况不明等因素导致爆破欠佳时，应查明原因，调整参数，及时改进。3五、爆破方案设计根据爆破区实际情况，初期采用浅孔松动爆破，待爆破震动安全距离达到40m后采用露天深孔台阶爆破。炸药选用铵油炸药和膨化硝铵炸药，雨季用膨化硝铵炸药，晴朗时用铵油炸药。雷管选用毫秒延期的非电导爆管雷管。本次爆破作业使用钻机为普什牌ps60全液压小型冲击钻机（浅孔）和SKM200型履带式钻车（深孔），后者适用于岩石硬度系数在6到20之间的岩石，钻孔直径80~140mm，钻凿垂直孔深可达35m，用先进液压技术，耗气量低，回转扭矩大，移孔变位方便，钻孔作业时，稳定性好，使用数量为4台，空压机数量为6台。六、爆破设计参数的确定考虑到开挖部分岩石风化情况，节理裂隙发育，故钻孔形式选择垂直钻孔，布孔方式选择多排梅花形或矩形方式。深孔布置平面图如图2所示：图2深孔布置平面图1、台阶高度根据资料内容及爆破方案，为满足安全要求台阶高度不宜过大，取H=12m。2、钻孔直径采用较小孔径装药易于控制，取D=100mm。43、炮孔超深根据超钻深度h与岩石坚固性系数f和台阶高度的关系，取h=1.5m。4、孔深14sinHLhm5、抵抗线根据经验公式W=（28~34）D，取W=3m。6、孔距、排距以及炮孔邻近系数一般情况下，炮孔邻近系数m大于1.0，一般取1.2~1.5，在宽孔距爆破中炮孔邻近系数m则取3~4或更大。但是第一排炮孔往往由于底盘抵抗线过大，应选用较小的密集系数，以克服底盘的阻力。炮孔间距：amW，m=1.2炮孔排距：abm最终取值得炮孔间距为3.6m，炮孔排距为3m。7、堵塞长度与装药长度堵塞长度23.5Lm，装药长度1210.5LLLm。8、炸药单耗根据实际情况以及查表参考数据，炸药单耗可取为30.4qkgm。9、单孔装药量单孔装药量可按下式计算：0.43.631252QqabHkg10、一次最大起爆药量一次最大起爆药量可根据萨氏公式计算：11mvQRK（公式1）式中Q——一次最大起爆药量；v——保护对象所在地质点震动安全允许速度，取v=13cms；R——爆破震动允许距离，m；m——装药量指数，取1/3；5K、——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系数，K=90，1.5。据公式求得下列振动距离时的一次最大起爆药量如表1所示。表1因此，据现场情况分析，初期钻凿浅孔装药，在爆破点距工业园区距离增大至40m后使用深孔装药。前期使用浅孔松动爆破，钻孔直径取42mm，炮孔布置采用等边三角形布孔方式，炮孔间距取1.5m，排间距取1.2m，钻孔深度为3~4m。11、装药结构及堵塞所有炮孔均采用连续装药结构，起爆方式采用反向起爆，即在炮孔底部安装导爆管雷管。当采用铵油炸药时，由于其感度较低，应采用2号岩石铵梯炸药或粉状乳化炸药做为起爆药。堵塞材料采用黄土，并充分捣实。七、起爆网路的设计为使岩石能够充分的破碎并使由其产生的负效应降到最低，决定采取微差爆破技术。采用孔内排间延时起爆方法，同排孔内采用同段位非电导爆管雷管，各排孔分别采用不同段别延时雷管。为保证安全起爆，可采用复合式网络连接双向起爆的方法进行爆破施工，起爆网路采用并联串联法。对深孔爆破出现的块度比较大的石头，应当采用机械粉碎。图3所示为布孔图，图4则为起爆网路图。采用延时起爆网路，孔内高段，孔外低段，在孔内用5段雷管，在孔外用2段雷管传爆。振动距离R/m一次最大起爆药量Q/kg1520304050751003.7593071.1138.9468.711116图3布孔示意图图4起爆网路图八、飞石安全距离爆破区附近有公路、厂房等建筑物，施工时要采取减弱震动爆破，尽量减少扰动，爆破时必须限制飞石的距离，对炸药量严格进行控制，其参数可选由最少量起，逐次微量增加，通过试爆合理选择爆破参数，且最小抵抗线方向必须避开保护对象。爆破时，根据爆破区环境，业主要求，精心设计，严格按爆破设计施工，严格控制爆破区飞石的范围，飞散方向和距离，爆破产生的地震波和空气冲击波产生的效应，不致损坏爆破区附近的建筑物或其它设施，更不能危害爆破区附近人员身体健康。1、飞石安全距离在露天进行爆破时，特别是进行抛掷爆破和用裸露药包或炮眼药包进行大破7碎时，个别岩块可能飞散得很远，常常造成人员，牲畜的伤亡和建筑物的损坏。根据矿山爆破事故的统计，露天爆破飞石伤人事故占整个爆破事故的27%。个别飞石的飞散距离与爆破方法爆破参数(特别是最小抵抗线的大小)，填塞长度、堵塞质量，地形，地质构造（如节理裂缝和软夹层等等）以及气象条件等等有关。由于爆破条件非常复杂，要从理论上计算处个别飞石的飞散距离是十分困难的。爆破飞散物是爆破的必然产物。爆破时危险警戒圈对个别飞石安全距离的计算是圈定危险警戒范围的依据。据瑞典德汤尼克研究基金会对露天深孔台阶爆破的飞石问题进行大量研究后，得到下面的经验公式来计算台阶爆破的飞石距离：15~16FRd（公式3）式中d——深孔直径，cm；FR——飞石的飞散距离，m。上述经验公式适用于炸药单耗达到了30.5kgm的爆破条件，本次爆破作业满足此条件，因此最终FR取值为160m。2、飞石防护及控制：（1）、严格控制药量，在影响爆破飞石诸因素中，装药量是主要因素之一。（2）、合理布置药包，根据爆破要求，被爆体的性质，岩石的结构和层理性质，综合考虑确定药包布置。（3）、采取微差爆破，无论是深孔爆破，还是峒室爆破，切忌放齐炮。爆破实践表明，多炮一次齐爆，或多炮顺段爆破，破碎度得不到保证，爆破震动较大，爆破效果不好，容易产生较多飞石。一般来说，在爆破振动安全允许的条件下，每个药包或每组药包，应以隔断或跳段安排起爆顺序，这对控制飞石颇为重要。（4）、加强防护措施，尽管在爆破中，作了精心设计，科学施工，但影响飞石的因素很多，为防止万一，在爆区附近还是要加强防护，对飞石的人身防护是撤离危险区，并加强警戒，还应该在爆区四周安全距离内外，设封锁线和信号，以防飞石对人员和物体的危害，对建筑物的防护，可用覆盖方法防止飞石危害对于深孔和浅孔爆破，还需要在爆点上加盖覆盖材料。（5）、飞石事故超过爆破事故总数的四分之一，在设计和施工中必须严格做到：设计合理，测量验收严格，避免单耗失控，慎重对待断层、软弱带、张开裂隙、成组发育的节理、覆盖层等地质构造，调整药量，避免过量装药等措施，保证堵塞质量，不但要保证堵塞长度，而且要保证堵塞密实，多排爆破时要选择合理的延迟时间，防止因前排带炮（后冲），造成后排最小抵抗线大小与方向失控。九、爆破震动1、爆破震动安全距离爆破地震与天然地震一样，都是由于能量的释放，以地震形式向外传播，引起地表振动而造成土石，建筑物的破坏，它们造成的破坏程度又都受地形，地质等因素的影响。但天然地震发生在地层深处，其造成的破坏的程度主要决定于地震的能量（振级）与距震源的远近。爆破地震的装药则是在地表浅层爆炸的，其造成的破坏的主要程度主要决定于装药量与距装药中心的远近。爆破地振安全距8离由下式校核：)(3/1RQkV（公式4）式中：V——振动速度，cm/s；R——爆破地振安全距离，m；Q——深孔装药时一次最大起爆药量，kg；k——常数，取90；——衰减系数，取为1.5。此处Q=54kg，R=40m，计算得V=2.61cm/s。查表，对于工业园区，最大允许振动速度取3cm/s，所以该值为安全值。2、震动控制：根据影响爆破地震的因素，目前控制爆破震动的速度的方法主要有以下几种：（1）对土石爆破要采用适当的爆破类型。爆破地震的强度随爆破作用指数值的增大而减小。（2）采用能获得最大松动的爆破设计。松动条件良好的炮孔爆破，即靠近自由面的炮孔爆破产生的震动较小。使用延发爆破技术开辟内部自由面，以便爆破后产生的压缩波可以从这些自由面反射。通过正确设计延发起爆方案时，使其排间延发时间隔大于排内孔间延发间隔时间，就能获得较大的松动。（3）选用低威力低爆速的炸药，实战证明，炸药的波阻抗不同爆破震动强度也不同。越大，爆破震动强度也越大，且炸药的波阻抗越接近岩石的波阻抗，其震动强度也越大。若能设法将岩石炸药的爆速降低到一定程度时，其地震效应可降低40~60%。（4）限制一次爆破时的最大用药量。由爆破震速计算公式可以看出震速与爆速成正比，因此控制用药量就能控制震动速度。（5）选用适当的单位炸药消耗量。过大的单位炸药消耗量，会使爆破震动与空气冲击波都增大，并引起岩块过度的移动或抛掷。相反，过小的单位炸药消耗量，也会由于延迟和减小从自由面反射回来的拉伸波效应，从而爆破震动增大。（6）选择适当的装药结构。装药结构对爆破地震效应有明显的影响。装药越分散，地震效应越小。（7）采用微差爆破技术减震。大量实验研究表明在总装药量和其它爆破安全条件相同的情况下，微差爆破的震动速度比齐发爆破可降低10%~60%。（8）应用预裂爆破或开挖减震沟。（9）调整爆破工程传爆方向。以改变与被保护物的方位关系。实践证明，抛掷爆破时