露天开采爆破课程设计

露天开采爆破课程设计

目录

1 工程概况 (1)

2 设计依据 (1)

3 爆破方案及工机具选择 (1)

4 爆破参数选择 (2)

4.1 矿石爆破参数设计与计算 (2)

4.2 岩石爆破参数设计与计算 (3)

5 炮孔布置、装药结构、起爆网路设计 (4)

5.1 炮孔布置 (5)

5.3 起爆网络设计 (6)

6 安全距离计算校核 (7)

6.1 飞石的安全距离 (7)

6.2 爆破地震安全距离计算 (7)

7 施工工艺及安全技术措施 (8)

7.1 施工流程图 (8)

7.2 施工准备 (8)

7.3 钻孔 (8)

7.4 装药 (8)

7.5 填塞 (9)

7.6 起爆网络 (9)

7.7 爆破警戒 (9)

7.8 爆后检查 (10)

7.9 盲炮处理 (10)

8 施工组织 (11)

9 主要经济技术指标 (12)

10 附图 (13)

附图一矿石爆破炮孔剖面图 (13)

附图二岩石爆破炮孔剖面图 (14)

露天开采爆破设计

1 工程概况

本深凹露天铁矿，生产规模为年产铁矿石150万吨，剥采比1.7t/t，台阶高度12m，年工作330天，两个台阶生产，每天工作2班制；矿石体重4.12吨/m3，坚固性系数f=12-16；岩石体重2.7吨/m3，坚固性系数f=8-10，松散系数为1.5。爆破点300m外有居民房屋（砖房），爆破必须考虑爆破震动对居民房屋的影响。

2 设计依据

（1）矿区地形简易平面图及有关文件资料。

（2）根据现场的实际测量及工程特点。

（3）《爆破安全规程》（GB 6722-2003）。

（4）《采矿设计手册》（矿床开采卷）2003年版。

（5）《爆破设计与施工》汪旭光 - 冶金工业出版社。

（6）《民用爆炸物品安全管理条例》国务院令第466号。

（7）安全现状评价报告。

3 爆破方案及工机具选择

由工程资料可知本爆破工程矿石爆破总工程量矿石150万吨，岩石爆破总工程量150万x1.7=255万吨，通过岩体密度进行换算可得矿石体积为36.4x104m3，岩石体积为94.4x104m3。本设计按6天爆破一次进行设计，则一次爆破的矿石工程量为6620m3，岩石工程量为17164m3。

根据爆区环境、地质结构特点及文件要求爆破台阶高度为H=12m，本设计采用深孔台阶爆破、电雷管-导爆管孔内毫秒微差起爆施工方案，垂直孔布置形式，钻孔设备选用SWD-165型一体化潜孔钻机2台，炮孔孔径为Φ165mm，钻孔效率为70-90m/台班。

炸药采用盐酸膨化硝铵炸药，粉状2号岩石乳化炸药（用于有水炮孔）、2号岩石炸药（制作起爆药包，规格：Φ32mm，L=200mm，G=0.2Kg）。

4 爆破参数选择

4.1 矿石爆破参数设计与计算 4.1.1 底盘抵抗线 （1）根据计算公式：

W = 式中，孔径d=165mm ，取装药系数0.75τ=，炮孔密集系数 1.2m =，装 药密度31.0/t m ?=，矿石为中硬岩石，根据矿石坚固性系数f=12-16,查设 计手册取炸药单耗q=0.5Kg/m 3，计算得底盘抵抗线为： W 1=5.2m 。

（2）根据爆破经验公式，W 1=（20-50）d ，取本次爆破底盘抵抗线： W 1=35d=5.8m 。

综合上述考虑，取本次底盘抵抗线W 1=5.5m 。 4.1.2 孔深

根据垂直孔孔深计算公式 L 1=H+h 超，h 超=（0.15-0.35）W d 取本次爆破孔深 L 1=12+0.35x5.5=14m 。 4.1.3 孔距和排距

孔距 a 1=1.2W 1=6.5m ；排距 b 1=W 1=5.5m 。 4.1.4 单孔装药量

根据炸药单耗q 1=0.5Kg/m 3,计算单孔装药量 Q 1=qabh=0.5x5.5x6.5x12=214Kg 。 4.1.5 装药长度与填塞长度

装药长度 l 药=Q 1/(ρπS 孔)=10m 。 填塞长度 l 堵=L-l 药=4m 。

根据经验，填塞长度一般取孔径的20-40倍，l 堵/d=24，满足填塞要求。 4.1.6 一次爆破规模

单孔爆破矿石体积：V 1=abH=5.5x6.5x12≈429m 3。

根据一次爆破规模可计算的炮孔数量：N 1=6620/429≈16个。 一次爆破总装药量 Q=214x16=3424Kg 。

4.1.7 矿石爆破设计参数表

表4-1

4.2 岩石爆破参数设计与计算 4.2.1 底盘抵抗线 （1）根据计算公式：

W = 式中，孔径d=165mm ，取装药系数0.75τ=，炮孔密集系数 1.2m =， 装药密度31.0/t m ?=，矿石为中硬岩石，根据矿石坚固性系数f=8-10,查设 计手册取炸药单耗q=0.4Kg/m 3，计算取得底盘抵抗线为： W 2=6m 。

（2）根据爆破经验公式，W 2=（20-50）d ，取本次爆破底盘抵抗线 W 2=35d=5.8m 。

综合上述考虑，取本次底盘抵抗线W 2=6m 。 4.2.2 孔深

根据垂直孔孔深计算公式 L 2=H+h 超，h 超=（0.15-0.35）W d

取本次爆破孔深 L

2

=12+0.35x6=14m。

4.2.3 孔距和排距

孔距 a

2=1.2W

2

=7m；排距 b

2

=W

2

=6m。

4.2.4 单孔装药量

根据炸药单耗q

2=0.4Kg/m3,计算单孔装药量 Q

2

=qabh=0.4x6x7x12=202Kg。

4.2.5 装药长度与填塞长度

装药长度 l

药=Q

1

/(ρπS

孔

)=9.5m。

填塞长度 l

堵=L-l

药

=4.5m。

根据经验，填塞长度一般取孔径的20-40倍，l

堵

/d=27，满足填塞要求。

4.2.6 一次爆破规模

单孔爆破矿石体积：V=abH=6x7x12=504m3。

根据一次爆破规模可计算的炮孔数量：N=17164/504≈33个。

一次爆破总装药量 Q=202x33=6666Kg。

4.2.7 岩石爆破设计参数表

表4-2

5 炮孔布置、装药结构、起爆网路设计

5.1 炮孔布置

根据爆破现场实际条件，本次爆破采用三角形布孔（梅花形布置），矿石爆

破布置3排孔，岩石爆破布置5排孔，具体炮孔布置图见下图5-1、图5-2。

图5-1 矿石爆破炮孔布置图

图5-2 岩石爆破炮孔布置图

5.2 装药结构

炮孔采用连续装药、双药包起爆方式。孔内装盐酸膨化硝铵炸药，部分有水炮孔孔底先装2号岩石乳化炸药至水面，起爆药包采用2#岩石乳化炸药（Φ32mm，L=200mm）。起爆药包由导爆管雷管引爆，距孔底2m处放置第一个起爆药

包，距药柱顶端3m处放第二个药包。填塞料用炮泥或钻孔细屑，不得使用石块和可燃物进行填塞，填塞要密实，中间不得出空洞，填塞同时应要注意保护起爆网路不受损坏，要确保填塞长度和质量，禁止无填塞或半填塞爆破。装药结构详图见附图一、附图二。

5.3 起爆网络设计

起爆网络采用电雷管-导爆管雷管孔内微差分段起爆方式，根据现场实际情况矿石爆破采用梯形起爆方式，岩石爆破采用V型起爆方式。孔外导爆管就近一把抓，每把导爆管数量不超过20根，每把用2发电雷管激发，电雷管串联连接，采用远距离起爆器起爆。起爆顺序及导爆管雷管段号见下图5-3、图5-4。

图5-3 矿石爆破起爆网络图

表5-1 雷管统计表

起爆

器

图5-4 岩石爆破起爆网络图

表5-1 雷管统计表

6 安全距离计算校核

6.1 飞石的安全距离

根据《爆破安全规程》规定：个别飞散物对人员的安全距离规定为200m ， 结合上述经验公式计算结果及爆破振动和空气冲击波的评估结论，爆破时应将 人员机械撤离至200m 外的地点。

6.2 爆破地震安全距离计算

根据安全距离计算公式：

1

13

K R Q v α

??= ???

式中，一般砖房安全振动速度取 2.3/v cm s =，取 1.5α=，250K =， 本爆破设计实际爆破一次起爆最大药量Q 大=2020Kg ，计算可得安全距离 R=288m ﹤300m ，满足设计要求。

7 施工工艺及安全技术措施

7.1 施工流程图

施工准备→钻孔→成孔检查→装药→堵塞→敷设网路→起爆→爆后检查 7.2 施工准备

本次爆破设计方案必须经矿总工程师审批后方准实施。 爆破作业人员必须经过安全培训，并持证上岗。 7.3 钻孔

钻孔前，技术人员应首先确定孔位、倾角，钻孔时严格按确定的孔位和倾角

钻孔。钻孔结束由技术人员进行验收，验孔时，应将孔口周围0.5m 范围内的碎 石、杂物清除干净，孔口岩壁不稳者，应进行维护。

深孔验收标准：孔深为±0.5m ，间距为±0.3m ，发现不合格时应酌情采取补孔、补钻、清空、填塞等处理措施。 7.4 装药

爆破工程技术人员在装药前应对第一排各钻孔的最小抵抗线进行测定，对形成反坡或有大裂隙的部位应考虑调整药量或间隔填塞。底盘抵抗线过大的部位，应进行清理，使其符合设计要求。

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要的全部炮孔进行检查。

从炸药运入现场开始，应划定装运警戒区，警戒区内应禁止烟火；搬运爆破器材应轻拿轻放，不应冲撞起爆药包。

各种爆破作业都应做好装药原始记录。记录应包括装药基本情况、出现问题及处理措施。

有水炮孔使用乳化炸药。

爆破员应按爆破设计说明书的规定进行操作，不应自行增减药量或改变填塞长度；如果确需调整，应争得现场爆破技术人员同意并做好变更记录。

在装药和填塞过程中，应保护好起爆网络；如发生装药阻塞，不应用钻杆捣捅药包。

使用木质或竹制炮棍。不应投掷起爆药包，起爆药包装入后应采取有效措施，防止后续药卷直接冲击起爆药包。

炸药发生卡塞时，若在雷管和起爆药包放入之前，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。

在装药过程中，不应拔出或硬拉起爆药包中的导爆管。

7.5 填塞

使用岩屑进行填塞，不应使用石块和易燃材料填塞炮孔。不应捣鼓直接接触

药包的填塞材料冲击起爆药包。

填塞作业应避免夹扁、挤压和拉扯导爆管。填塞水孔时，应放慢填塞速度，让水排出孔外，避免产生悬料。

7.6 起爆网络

严格按设计联接导爆管起爆网络，导爆管网络中不应有死结，炮孔内不应有

接头，孔外相邻传爆雷管之间有足够的距离。

起爆导爆管的雷管与导爆管捆扎端端头的距离应不小于15cm，雷管聚能穴方向与导爆管传爆方向方向，以免炸断导爆管，导爆管应均匀的敷设在雷管周围并有胶布等捆扎牢固。

应对导爆管起爆网络进行检查，主要检查有无漏接或中断、破损，有无打结或打圈，雷管捆扎是否符合要求，线路连接方式是否正确、雷管段数是否与设计相符，网路保护措施是否可靠。

7.7 爆破警戒

在危险区边界的主要路口，设立明显标志，并派出岗哨。执行警戒任务的人

员，应按指令到达指定地点并坚守工作岗位。

使用警报器信号作为爆破信号，分为预警信号、起爆信号和解除信号。

预警信号：该信号发出后爆破警戒范围内开始清场工作。

起爆信号：起爆信号应在确认人员、设备等全部撤离爆破警戒区，所有警戒

人员到位，具备安全起爆条件时发出。起爆信号发出后，准许负责起爆的人员起爆。

解除信号：安全等待时间过后，检查人员进入爆破警戒范围内检查、确认安

全后，方可发出接触爆破警戒信号。在此之前，岗哨不得撤离，不允许非检查人员进入爆破警戒范围。

7.8 爆后检查

爆后应超过15min，方准检查人员进入爆区。经检查确认爆破点安全后，经当班爆破班长同意，放准许作业人员进入爆区。爆后检查内容包括：确认有无盲炮，爆堆是否稳定，有无危坡危石。

检查人员发现盲炮及其他险情，应及时上报或处理；处理前应在现场设立危

险标志，并采取相应的安全措施，无关人员不应接近。

发现残余爆破器材应收集上缴，集中销毁。

7.9 盲炮处理

处理盲炮前应由爆破领导人定出警戒范围，并在该区域边界设置警戒，处理

盲炮时无关人员不准进入警戒区。

派有经验的爆破员处理盲炮。

不应拉出或掏出炮孔中的起爆药包。

爆破网络未受破坏，且最小抵抗线无变化者，可重新联线起爆；最小抵抗线

有变化者，应验算安全距离，应加大警戒范围后，再联线起爆。

可在距盲炮孔口不少于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经爆破领导人批准。

盲孔处理后，应仔细检查爆堆，将残余的爆破器材收集起来销毁；在不能确

认爆堆无残留的爆破器材之前，应采取预防措施。

盲炮处理后应由处理者填写登记卡片或提交报告，说明产生盲炮的原因、处

理方法和结果、预防措施。

8 施工组织

爆破工作总负责人为矿长，技术负责人为总工程师。总负责人和技术负责人全面领导和指挥爆破设计和施工的各项工作，负责人员和材料的总体安排，协调各部门的关系。

施工队长为爆破的执行负责人，负责组织爆破施工，发出警戒、起爆、和解除警戒指令。

爆破施工队技术组、施工组、安全保卫组和抢险救护组。

技术组负责确定孔位、进行炮孔验收、起爆药加工、联线、起爆和爆后检查等工作，向施工人员讲解施工要点并指挥施工组按设计要求进行施工。

施工组负责钻孔和装药工作。

安全保卫组负责爆破器材的运输、储存保管和发放，警戒，人员撤离等工作。负责向爆破区附近的单位、居民和有关人员进行宣传解除工作。

抢险救护组负责突发事件的抢险救护工作。

9 主要经济技术指标

9.1 矿石爆破主要技术经济指标，如表1所示。表1

9.2 岩石爆破主要技术经济指标，如表2所示。表2

10 附图

附图一矿石爆破炮孔剖面图

附图二岩石爆破炮孔剖面图