深孔爆破设计方案

东平铁路DK5+00-Dk15+00段石方爆破方案和施工组织设计一．概况

根据指挥部提供的该段路基的设计图，该路基出露岩石为石灰岩、砂岩、板岩。此段内岩石开挖方量约55万立方米，最高挖深为16.3米。

路堑开挖断面为倒梯形，大部分为全路堑拉槽爆破开挖。直线路基宽度约为15m，上口最大宽度约为57.16m，开挖断面为347.1m2(如图1)。两侧边坡坡度均为1：1.5，按照设计要求，局部路段需实施光面爆破。

s=347.1 平方米

图1典型开挖断面炮眼布置图

二.爆破施工方案

考虑到该段路堑地表地势比较平坦，爆破方量比较分散，为加快施工进度，经比较决定：采用全断面一次成型深孔爆破方案。即在该段路堑全长范围内按爆破方案设计要求一次成孔，集中装药、一次起爆成型。对于永久铁路边坡光面爆破，根据实际情况和设计要求在涮坡时实施或另行设计。

主要爆破区域的爆破穿孔采用瑞典阿特拉斯高风压钻机，钻孔直径为Ф120m m。Ф90m m的钻机主要用于边坡光面爆破和零星小方量路段爆破。

三.爆破施工设计

1.主体拉槽爆破参数设计

根据现有施工设备，钻孔直径取φ120m m。

孔深由台阶高度和钻孔超深确定。

爆破台阶高度及路堑的开挖深度，该段路基的开挖深度为：

H =6.2-16.3 m 。

钻孔超深可按以下经验公式确定：

h = (0.15-0.35) W d ： (1)

其中:W d 为底盘抵抗线。本设计中钻孔超深的取值为：h = 1.5 m 。

钻孔深度按：L ＝H ＋h 计算。

孔网参数按常规设计取值。孔网参数不仅取决于钻孔直径，而且和梯段高度(即爆深)有关。对于φ120 m m 的钻孔，当爆深H >15m 时，宜采用4×5 m 的孔网参数。根据路基宽度的实际尺寸，并考虑到保护路肩的要求，炮眼间距a =4 m ，排距b =5m ；当爆深15m >H >10m 时，宜采用 3.5×4.5m 的孔网参数，炮眼间距a = 3.5 m ，排距b =4.5 m ；当爆深H <10m 时，可以考虑采用φ120 m m 的钻孔，其孔网参数应为4×3m , 炮眼间距a = 4.0 m ，排距b =3.0 m ；当爆深H <6.0 m 时，可以考虑采用φ90 m m 的钻孔和 2.5×3.0的孔网参数，炮眼间距a = 3.0 m ，排距b =2.5 m ；考虑到路基的设计尺寸和保护边坡的要求，为便于爆破网路联接的简单划一，取矩形布置。为改善爆破效果，钻孔倾角取α＝750° 钻孔长度按正下式计算：

α

sin h H l d += （2） 单孔装药量：Q ＝q a b H (3)

式中：Q －单孔装药量，k g ；

a b H = V ：为单孔爆破岩石体积；其中a 为炮眼间距；b 为炮孔排距；H 为台阶高度，在此取炮眼深度，m 。

q －经验参数，即炸药单耗，根据爆破岩石性质，取q ＝0.40k g /m 3；

钻孔布置见图2。

炮孔布置剖面示意图 置示意图

1. 炮泥

2.炸药

3.引爆导爆雷管 图3 主爆孔的装药结构示意图

各方案的孔网布置参数均可根据爆破效果设置，在不改变孔间距的基础上改变最小抵抗线和炮孔排距。其钻孔装药参数不必更改。

从炸药能量合理利用考虑，炮孔布置采用正三角形的布置方式，见下图。

2．装药结构

装药结构采用全长偶合装药。为获得较好的爆破效果，炮孔下底部相当于 1.3W 长度范围内的装药需捣实。钻孔直径为φ120m m 时，底部装药集中度应在10k g /m d 左右，上部装药取自然装填密度即可，装药集中度应在8k g /m 左右。炮孔堵塞长度应大于或等于装药的最小抵抗W (或排距)。主爆孔的装药结构见图3。

3．光面爆破设计

路基D K 5+00~D K 25+00段共2000m ，路堑边坡开挖设计需要进行光面爆破，考虑充分利用路基拉槽爆破形成的侧向自由面，决定采用“预留光爆层”的光面爆破施工方案，其起爆顺序和时间可与路基主体爆破延后50m s 一次起爆，也可以待主体爆破后再进行涮坡的方法进行光面爆破施工。

a. 炮眼间距

根据现有钻孔设备，路堑边坡光面爆破最好采用φ90m m 的炮孔。故：

a = (12~16)d ；(m m )

式中：d -为钻孔直径，m m ；

根据主爆孔的钻孔直径的不同，光面爆破孔的炮眼间距取：

a =1.2~1.5m

b. 光爆层厚度

由 m = a /w = 0.8~1.0；

式中：m – 钻孔密集系数；

w – 最小抵抗线，这里即光爆层厚度。故有：

w g = a /m = 1.5~1.88；

实际爆破取w g = 1.5~2.0m.

c. 线装药密度

光面爆破的线装药密度可参照预裂爆破装药量公式进行计算： a kd q l =；

式中：l q - 光面爆破线装药密度，g /m 3；

k – 岩石系数，坚硬岩石取：k = 0.6，其余同上。将相关参数带入上式得：

6611509.06.0=??=l q g /m 3 = 0.66 k g /m 3；

线装药密度还可按下式进行验算：

g l qaw q =

式中：q – 为炸药单耗，g /m 3；根据爆破岩石的性质及产出情况，取q = 450 g /m 3,其余同上。故：

13500.25.1450=??=l q g /m 3 = 1.35 k g /m 3；

实际操作时可视岩石出露情况和主爆破体所采用的钻孔直径，取=l q 0.75~1.0 k g /m 3。

d. 光面爆破孔的装药结构

根据现场实际情况，光爆孔采用连续空气柱不偶合装药结构。即将长20c m ，重150g 或200g 的炸药药卷按设计线装药密度用胶布均匀绑扎在导爆索上，而后将做好的导爆索串下放到光爆孔中即可。

装药不偶合系数：

8.2~5.236

~32900==

=d d ξ； 满足要求。 孔口炮泥的封堵长度取：='l 1.0~1.5m ，视主爆孔直径不同在此范围内取值。

光爆孔堵塞时，先用编织袋装少量沙土，用炮棍推压至设计堵塞起始位置，上部用钻屑充填至表地水平。光爆孔装药结构如图4所示。

1.炮泥

2.导爆索

3.空气柱

4.炸药卷

图4光爆孔装药结构示意图

3．起爆网路

为简化起爆网路，降低爆破成本，该路堑爆破全部采用导爆管－导爆雷管爆网路。为提高网路准爆的可靠性，亦采用孔内高段位，孔外高段位的导爆雷管微差爆破起爆网路，即孔内全部采用9~10段导爆雷管，孔外接力采用3段导爆雷管。为确保室爆破网路准爆和爆破安全，建议一次起爆的钻孔数量不宜大于10排。这样以保证前排首发装药起爆后，后面装药中的导爆雷管全部被引燃，确保整个爆破网路的安全起爆。爆破网路示意图见图5。

四、爆破安全技术

4.1个别飞石的安全距离

梯段爆破总有个别飞石飞散较远，危险性大，个别飞石的分散距离与爆破参数、堵塞质量、地形和地质构造等因素有关，本设计按经验公式计算。

R F =15~16d

式中R F ——个别飞石的安全距离，m ；

d ––炮孔直径，c m 。

R F =225~240m 。

4.2爆破地震安全距离

为了减少爆破地震危害，本次爆破采用毫秒微差爆破技术加以控制，减少单段爆破的药量，同时利用应力波相互干涉，以减弱爆破震动峰值和振速。采用下式估算爆破振动安全距离：

R d ＝(

V K d )1/ 3Q ＝384 m 1.引爆导爆雷管 2. 接力导爆雷管 3. 连接块 4. 导爆管 5. 导爆

索接力传爆雷管 6. 导爆索

图5 起爆网路示意图

式中R d——爆破地震波危险半径，(按地表建筑物安全确定)；

K d——岩石性质系数，K d=150；

V-------允许地震速度，V=1.0c m/s；

α——爆破性质系数，α＝1.5；

Q——最大单响装药量，Q=2400k g；

R d＝384m。

距离爆区的建筑物最近的在500m以上,爆破地震计算结果满足爆破安全要求。

5、爆破安全措施

爆破施工安全技术和安全措施是保证工程顺利进行的重要环节。因此，在进行爆破材料运输、装药、堵塞和起爆等关键工序中，必须严格遵守国家标准局发布的6722—86号《爆破安全规程》中有关的爆破安全规定要求。本设计就相应措施做如下说明：

(1)爆破材料运输必须有专职押运员、安全员负责押运；

(2)人力搬运炸药每次不得超过一包；

(3)装卸爆破材料要轻拿轻放。按指定地点摆平放稳；

(4)炸药雷管必须分区存储，存放距离按有关规定执行；

(5)起爆体作业只允许爆破技术人员进行，其它人员不得接触

(6)电雷管导通只允许用电雷管测试仪，网络检查应采用电爆网络测

试仪进行；

(7)装药堵塞时应注意保护起爆网络，并采用一定的保护措施；

(8)起爆器应由专人看管，起爆器钥匙由起爆者随身携带，其它人员

不得随意触碰起爆器和爆破网络；

(9)起爆体安放与网络联接应严格按操作规程进行；

(10)起爆前，除起爆人员留在掩体内外，所有人员必须撤离到警戒范

围1000m以外；

(11)爆破完毕后，由爆破技术人员首先进行爆破现场检查，确定各药

室全部准确起爆后，方可解除警戒，其它人员才能进入爆破现场。

6、爆破施工组织设计

6.1场地施工

工在钻爆作业前，场地施工应当创造能够使钻眼台车运输、通行的条件。

6.2钻眼施工要求和安全技术措施

(1)钻眼工作

1)准备工作

为了安全，钻眼前要检查并处理作业工作面，同时，要检修钻机，备齐钎子和钎头，并检查压风管是否有漏损现象，风压是否满足要求等。

2)钻眼注意事项

钻眼工作必须严格按照爆破图表的要求，掌握好眼位、眼深及其角度。此外，还应注意以下事项：

a.开眼前，必须使钎头落在实岩上；

b.绝对不允许在残眼内继续钻眼；

c.工作面全部炮眼钻完后，要把工具清理好并撤至规定的存放地点，胶皮风管也要拖离工作面并保护好。

（2）爆破工作

1)装药前的准备工作

a.放炮线要妥善地铺设在地面，并要试一下放炮母线是否通电；

b.检查炮眼布置是否符合爆破图表要求。

2)装药工作

a.应严格按爆破设计进行，不得多装和少装；

b.装药时，要细心将炸药送到眼底，避免炮孔中部堵塞；

c,装药时，要注意保护导爆索；

d.保证堵塞长度，没有封堵的炮眼，不准放炮。

3)联线工作

a.联线时必须把雷管脚线的接头刮净并扭结牢固，以免联结不好而产生瞎炮；

b.和放炮母线联接前，要先检查母线是否有电，如发现有电一定要查明原因，彻底排除杂散电流的干扰，然后再与脚线相联；

c.联线时，无关人员应撤离工作面，以保证安全。

4)放炮工作

a.放炮必须严格按照《爆破安全规程》的规定执行；

b.放炮前，必须指定专人在可能进入放炮地点的通道上设置岗哨；

c.放炮时，只准放炮员一个人进行工作，放炮器的钥匙必须由放炮员随身携带，不得转交别人；

d.放炮员必须在有掩护的安全地点给电放炮；

e.放炮后，放炮员离开掩护地点以前，必须先将放炮母线从电源上摘

下，并将两股线芯扭结在一起，如通电后未爆炸，使用瞬发雷管要等5分钟、使用延期雷管要等15分钟，才能沿线路检查，找出不响的原因并进行处理；

f.发现瞎炮要及时处理，如瞎炮系由于联线不良或错联所造成，则可重新联线再补爆。如是由于炸药或雷管本身所致，则应在距原炮眼0.3m 处钻一个平行的新炮眼，重新装药放炮处理；

g.瞎炮严禁手拉和掏挖。

6.3装药工作

6.3.1装药前准备工作

(1)炮孔的验收和保护

由于炮孔实际位置是否满足设计要求，是影响爆破效果的重要因素。因此，布孔要按照设计进行，钻进到位后进行检查验收，合格的炮孔要进行炮孔的保护。

(2)炸药的防潮、防水

爆破选用的炸药主要为2#岩石炸药，由于2#岩石炸药具有吸湿、结块等特性，受潮后，炸药容易失效，将严重影响爆破效果，故在装药前应对炸药采取严格的防潮、防水措施。炸药运输应避免在阴雨天进行，运输车辆必须加盖罩布，炸药运至工地后，要立即卸车组织装药，如不能立即运入药室，应罩防雨布，以防遭受日晒雨淋。

(3)准备爆破材料和器材

为了施工安全和准爆，本次爆破的装药和堵塞工作采取集中，全部装药工作应在当天完成。因此装药前2天应将所有雷管、导爆索、导爆管、导线等引爆器材按设计要求的规格和数量备齐，完成好各项检查验收工作，并运至施工现场的临时炸药库。由于炸药数量大，采取随运随装的方法，做到炸药运至现场不过夜，不存放，即刻装运到药室。(4)起爆器材的检验

爆破采用导爆索和毫秒电雷管综合起爆系统，因此应分类检查。1)外观检查，所有雷管应选用同厂、同批生产的产品，通过外观检查从中选出无质量问题无异变的雷管，导爆索外观不合格者一律剪断去掉；

2)导爆雷管端头应保证密封良好，如发现密封不合格者或开口者应去掉，不得使用；

3)电雷管应进行导通和电阻值测定，选出电阻值不大于0.l 的雷管，测定时采用专用雷管测试仪；

4)采用随意抽查法，做串联和并联准爆试验；

5)模拟起爆网络进行试验，并进行雷管延期秒量测定；

6)导爆雷管和导爆索进行连接传爆试验、爆速测定。

(5)炸药的检查

炸药运至现场后，采用随机抽查的方法，进行炸药的爆速、爆力和温度测定。

(6)工地的清理

装药前应对工地进行清理，对打眼所用的材料、设备、装药时不再需要的物品，应一律撤出工地。

(7)堵塞材料的准备

堵塞材料采用黄土或选矿尾砂，这些材料可就地取材，同时准备塑料编织袋提前装土或选矿尾砂，并堆放在炮孔附近，以便堵塞装用。(8)装药时的劳动组织及安全保卫

装药前，由爆破技术人员进行有关爆破安全教育及操作规程教育，采用专人负责明确分工、落实任务及装药技术交底工作，使全体操作人员掌握数量、质量、安全技术要求等各项内容。

在爆破领导组的统一指挥下，由专人负责炸药长距离运输的押运工作，并负责警戒点布岗和临时炸药库房的保卫工作，有关运输、存放安全注意事项，严格执行《6722—36》号文件规定。

6.3.2装药

1).运输

从化工厂到爆破现场采用汽车运输，由厂家负责。

爆破工地采用人工搬运至爆破工作面，并按照炮孔装药量设计放至炮孔口。为了确保安全，装炮前要清点数量和验收。

2).装药

. a.装药前，应复核该孔的药量，然后进行装药。

b.每孔装药完毕要及时封堵炮孔，避免重复装药。

c.对于有渗水的炮孔，装药时应特别注意防水、防潮问题。

d.装药时要主义保护导爆索。

e.装药时要注意轻搬轻放。

6.4堵塞工作

为了充分利用炸药的爆炸能量，使炸药爆炸时产生的高温、高压爆生气体不致沿炮孔逸出，装药后必须按设计进行堵塞工作。

6.4.1堵塞长度

根据理论计算与工程经验，炮孔堵塞长度不得小于3m。

6.4.2堵塞材料

堵塞材料采用黄土或打眼产生的岩屑。

6.4.3对堵塞工作的要求

(1)保证堵塞材料的质量，不得用矿石代替黄土充填炮孔，避免将炮孔

内的导爆索砸断或者挤压损坏；

(2)堵塞应密实，在整个堵塞长度内不得留有空隙，堵塞长度要达到设

计要求；

(3)堵塞时，要固定好炮孔外预留的导爆索，避免将导爆索溜入炮孔内；

(4)堵塞工作要有专人负责，严格按顺序进行，确保堵塞质量和长度。

6.5.网络连接

在装药工作结束后，进行电雷管网络连接，连接过程应注意以下事项：

(1).按炮孔排距由外向里连接。

(2).进行电雷管网络连接前，应撤走爆区现场全部设备和无关人员，并设置警戒，无关人员一律不得进入爆区，在确保安全的前提下，进行网络总引出线的连接；

(3)网络连通后，由专人对全部线路进行检查，网络端头采用开路绝缘措施处理，以防杂散电流影响；

(5)爆破母线采用低电阻绝缘电缆，母线端头采用开路绝缘措施，放炮前严禁与起爆器预先连接。起爆前经过整个爆破网络复检后，再将母线与网络联接，起爆前五分钟，方可将母线接入起爆器。

6.6.组织工作

由现场负责人和技术人员组成爆破指挥部，负责全面安排和指挥爆破的各项实际工作。同时设置以下若干职能机构：

(1)设计施工组：负责爆破规划、设计工作、组织施工、调度、测试和统计工作，负责施工技术管理、监督和验收工作。

(2)起爆组：准备起爆器材，负责起爆网络连接，现场杂散电流测量，起爆网络检查和起爆工作。

(3)供应组：负责组织供应、运输、保管爆破所需各种设备材料。

(4)安全保卫组：负责组织现场安全检查，指挥保卫人员布设岗哨、警戒，负责爆区和临时炸药库的保卫及押运工作，组织起爆前爆破危险区人员的撤离工作。

6.7起爆工作

6.7.1起爆前的撤离工作

为了保证爆区附近道路来往车辆、行人、施工人员和交通安全，在爆破前做好撤离和警戒下作：

(1)根据设计文件对人员、建筑物及设备的安全距离，经现场实地勘察，确定危险区警界线范围500m；

(2)起爆前在选定的明显位置设立警戒标志，有关路口，山头设置警戒哨所，布点位置爆破技术人员实地考查确定；

(3)起爆前，将起爆时间、危险区域、撤离时间、起爆信号通知有关部门，以求得有关部门协助做好安全警戒和撤离工作；

(4)对爆破危险区附近的构、建筑物、设备，根据设计确定的爆破危害范围，采取相应保护措施和撤离；

(5)爆破前，应将爆区附近的民工撤离至安全地区；

(6)警戒人员要在起爆前半小时彻底清查危险区人员撤离情况，确认危险区内人员全部撤离之后，警戒人员按规定时间撤离到安全地点，并向爆破站汇报撤离情况；

6.7.2.起爆和警戒信号

（1）起爆站

起爆站设置在矿体抛掷方向的背向，安全且掩护的地点。

（2）起爆前的工作

要做好统一指挥人员撤离，警戒保卫等各项工作，在爆破人员完成全部爆破前准备工作，一切工作安排就绪后，方可下达起爆命令。（3）警戒信号

爆破警戒信号在临近起爆时发出，一共四次，信号为哨声音。

第一次信号：为撤离信号。在装药堵塞联线完成后发出，信号发出后爆区内所有无关人员向指定安全地点撤离；指挥人员，负责撤离工作人员实施组织撤离工作；在安全境界布置岗哨，禁止外人进入危险区，起爆人员进行起爆网络的最后检查工作和测试工作。

第二次信号：为预备信号。预备信号发出后，在爆区内负责撤离工作的人员立即撤到指定安全地点，起爆人员再次测定起爆网络，检查起爆器，并进行最后联线工作。信号为哨声二次。

第三次信号：为起爆信号。当起爆人员完成最后接线工作，所有工作人员全部撤离危险区，指挥人员得到各方面的汇报，无任何意外后，命令发出第三次信号，通知各方面注意，即将起爆。此信号发出后，起爆器开始接线并充电，当总指挥下达起爆命令后，立即按动起爆按钮，完

成起爆。起爆后，立即将母线与起爆器分开。

第四次信号：为解除警报信号，起爆后5分钟，爆破人员进入爆区检查，确认无拒爆现象，才能发出解除信号。