露天煤矿穿孔爆破设计方案

山西交口某某煤业有限公司露天煤矿穿爆工程施工组织设计（方案）

交口县金利达工程爆破服务有限公司

山西交口某某煤业有限公司

2013年5月1日

施工组织设计（方案、措施）审批表

1 爆区环境与地质

山西某某煤业有限公司露天煤矿位于山西省吕梁市交口县城关镇境内，爆破环境比较开阔，采用深孔台阶爆破，要保证放下的岩石大块率不高。岩石比较坚硬，岩石系数为6-10，岩石的爆破难易程度一般。本露天煤矿最终开采境界内的岩层大多为近水平沉积岩层，岩石层理明显，水平方向连续性好。矿山开采最上层剥离物为黄土，为不破坏边坡的稳定性，应采取措施，遂采取垂直钻孔爆破方案。

2 爆破方案选择

根据本露天矿采剥工艺，结合采装设备对岩石破碎块度、疏散度的要求，考虑到岩石的软硬程度，确定本矿山岩石层破碎方式为台阶松动爆破。

煤层顶板岩层厚度（即穿孔工作面到煤层的高度）若不足一个标准台阶高度，可采用小台阶爆破法处理，做到“分爆分采”，减少废石混入和降低贫化。

部分爆破区的炮孔穿透含水层，水孔装药应使用乳化炸药。

掘沟工程可根据掘沟高度即掘沟宽度单独进行爆破设计。

3 标准台阶孔网参数设计（爆破对象为一般难爆岩石，达到爆破松动的效果，采用“经验法”设计）

矿山生产标准台阶高度10m，本矿爆破岩石厚度3-8m，本设计采用爆破最大用药量,用8m计算，使用的穿孔设备时KY120型履带式露天潜孔钻机，穿孔直径d=120mm。

根据矿区岩层可爆性分析，结合类似矿山的爆破经验，炸药单耗

kg。施工过程中可根据不同爆破区的岩石硬度、初步确定为q=0.40

3

m

可爆性、岩石结构、层理发育程度的因素进行适当的调整，以期达到最佳爆破经济效果。

1）、孔径?=110mm;

2）、台阶高度H=8.0m

3）、炮孔超深取h=1.5m

4）、炮孔深度L=H+h=9.5m

5）、填塞长度ho=3.0m

6）、单孔装药量Q=qabW

kg

7）、实际单孔单耗q=0.43m

8）、布孔方式：穿凿竖直孔，一般采用梅花形布孔方式。

a=5m b=5m Q后排=Q前排（1.1≈1.2）

9）、总孔数n=50

10）、药量数Q总=50×60=3.0T

在采剥过程中由于开采的需要，有时采取低台阶爆破法，孔网及装药参数计算方法同上，即在保证爆破质量的前提下算出不同的孔网、装药参数，经设计计算得出不同条件下的参数如下表。

表1：经过计算调整后的低台阶爆破穿、爆参数成果表

上表的参数可作为布孔和装药的参考，爆破施工中，对于不同的爆破区应根据岩石硬度，炮孔深度及爆破区周围的环境以及所选用的炸药特性调整照耀单耗、布置合理孔网、调整装药结构，以期达到理想的爆破效果。

4 装药结构

采用全孔径耦合装药结构，起爆药包放置在距底部装药长度的1/3处，用尾线长度7.0m的普通毫秒延期导爆管雷管(根据炮孔深度选用尾线长度）作为孔内激发雷管，深空内放置两发激发雷管，浅孔内放置一发激发雷管，使用多孔粒状铵油炸药时，用作起爆药包的乳化炸药不少于800g。标准台阶爆破深孔装药结构见附图2

图2 炮孔装药结构图

5 填塞

1、 结块的铵油炸药必须敲碎后放入孔内，防止堵塞炮孔，

破碎药块只能用木棍、不能用铁器；乳化炸药在装入炮孔前一定要整理顺直，不得有压扁等迹象，防止炮孔堵塞。 2、 根据装入炮孔内的炸药量估计装药位置，发现装药位

置偏差很大时立即停止装药，并报爆破技术人员处理。 3、 装药速度不宜过快，特别是水孔装药速度一定要慢，

要保证乳化炸药沉入孔底。

4、 放置起爆药包时，雷管脚线要顺直，轻轻拉紧并贴在

孔壁一侧，以避免脚线产生死弯而造成芯线折断、导爆管折断等，同时可减少炮棍捣坏脚线的机会。

5、要采取措施，防止起爆线（或导爆管）掉入孔内。

6、装药超量时采取的办法。其一，装药为铵油炸药时往

孔内倒入适量的水溶解炸药、降低装药高度、保证填塞长

度符合设计要求；其二，装药为乳化炸药时采用炮棍等将

炸药一节一节提出孔外，满足炮孔填塞长度。处理过程中

一定要注意雷管脚线（或导爆管）不得受到损伤，否则应

在填塞前报爆破技术人员处理。

7、填塞过程中要防止导线、导爆管被砸断、砸破。

8、合理的填塞长度应能降低爆炸气体能量损失和尽可能

增加钻孔装药量。良好的填塞质量是尽量增加爆炸气体在

孔内的作用时间和减少空气冲击波，噪声和个别飞散物的

危害。

6 安全分析与计算

6.1 空气冲击波的影响

本工程采用松动爆破方式，爆破震动和飞石距离时安全考虑的主导因素，空气冲击波危害不作为安全考虑的主要因素。

6.2 由爆破震动确定最大同段齐爆药量

爆破震动对建筑物造成的危害不容忽视，由构、建筑物最大容许震速确定最大同段齐爆药量，计算方法：

爆破震动速度的控制标准和计算方法在〖爆破安全规程〗中由明确的规定，可按下表取值。

建筑物地面质点最大允许振动速度V 容（s cm ）

具体计算方法：

允许最大一次齐爆药量：a a K V R Q 3331

上式中：安全距离R 以m 计，允许药量（最大单响爆破药量）Q1以kg 计，计算震速v 以s cm 计，公式中系数K a 的选取见下面的表格：

按距离爆破区最近且抗震等级最差的建筑物允许地面质点最大震动速度反算最大一次齐爆药量：

计算得出70米，质点振速为0.83小于1.0，符合安全标准要求。

上述由爆破震动确定的单响起爆药量式在取极端保守的参数条件下得出的，分析计算结构可知：爆破硬岩时同段齐爆药量控制在609kg以内，可使拒爆破区400m处的地面质点震速控制在1.0cm/s 以内，若爆破软岩，爆破震动会更小。

考虑到爆破区的地质条件：

1、沉积岩在水平向上连续性好，对爆破震动波的传播有力，使得地震波在水平传播方向上衰减较为缓慢；

2、地下采空区的存在，产生能力集中效应，使得地震波能量密度在水平传播方向上波衰减比正常地质条件下缓慢。

由于上述原因，对一次同段起爆药量在计算值的基础上进一步下调。鉴于在爆破现场的多次实际观察，结合对爆破后的爆破震动分析，经归纳总结，本露天矿爆破的齐响齐爆药量以不超过300kg为宜。

6.3 由飞石安全距离的计算确定爆破安全警戒距离

按照瑞典德唐尼克研究基金会总结的经验公式计算：

Smax=15.8d=189.6m

d为孔径

参照《爆破安全规程》（GB6722-2003)的相关规定，爆破安

全警戒距离确定如下：爆破区位于避炮点高处时，人员安全警戒距离距爆破区边缘200m，设备安全距离不小于150m；爆破区位于避炮点地处时，人员安全警戒距离距爆破区边缘300m，设备安全距离不小于200m。

7 爆破网络设计

根据本次爆破的实际情况，为了最大限度地控制单段齐爆药量，本着“安全、高效、简单、可靠”的原则，结合现场使用爆破器材的情况及操作人员的技术熟练程度，确定采用“分区接力微差起爆网络”。

“分区接力微差起爆网络”的技术特点：

1、合理分区也就是选择每个分区的合理宽度，选择合理的分区宽度是保证每个分区内各段别齐爆孔的总药量不超过300kg的前提；

2、遵循顺序起爆的原则依次顺序起爆的意义如下：a、同一分区内自由面往后依次放置从低段到高段位的孔内延期雷管，确保同一分区内前爆孔为后爆孔创造自由面（即可降低爆破震动，同时提高爆破质量）；b、先激发的分区纬相邻后激发的分区创造更多的侧向临空面；c、相邻分区顺序依次起爆可避免先爆分区最先激发炮孔产生的飞石破坏相邻分区的地表网络（分区接力微差起爆网络的技术关键是在先爆孔抛掷飞石不破坏地表网络前，起爆信号已达到孔内延期雷管）。

3、选择合理的雷管段别包括以下几个方面：a、分区接力雷管段别和接力区首段雷管段位的选择，确保起爆不跳段；b、分区内排间微差雷管段别的选择（排间微差间隔时间不低于40ms），将各段地震波分离开来。

实际情况:

本次爆破网可根据爆破区的实际环境条件变动：

1 、确定抵抗线方向为东

2 、雷管布置总排数为2排，孔内首排为5，以此类

推开始孔内分别为7、9，孔外延期管接力架用12、13，交

叉使用，奇偶结合，达到减震。

3 、链接方法从一排到二排（7、9段）分为一区，以

此反复，具体如图；

4 、起爆顺序从北到南

注：分区之间用双雷管连接

8 爆破施工应注意几点降震措施

A、“分区接力微差起爆网络”能较好的解决控制爆破震动和一次爆破规模的矛盾问题，施工中应注意以下问题：

1、控制一次爆破的排数，即控制一次采掘带宽度不超过六排炮孔为宜。

2、有条件可适当加大爆破长度，即一次采掘带长度不宜过小，这样，可提高一次穿爆规模，减少设备的频繁移动，减少扰民次数。

3、把握“分区接力微差起爆网络”的技术要点，艺术、合理的利用该技术，达到最终控制单响齐爆药量和微差时间间隔的，降低震动的目的。

B、合理布孔

片面追求降低单耗的做法是不可取的，过小的单耗不仅增大爆破震动，同时也增加大块率。实践证明，过小的单耗引起的二次破碎费用增加和采装效率所引起的单位成本增大量比降低单耗所省出的费用要高出不少。

总之，影响爆破震动强度、衰减快慢以及震动影响范围的因素很多，但将爆破震动的影响范围和强度控制到一定的范围内是完全可能的，只要我们依照“精心设计，精心组织施工”的爆破经验，把握好爆破施工的每一个环节，就会取得好的控制爆破结果，减少扰民情绪，造福社会，提高爆破企业的声誉。

9 警戒与起爆

1、警戒人员持红旗，配袖章，相邻两警戒岗哨应互相看见，以使相互联系

2、路口设路障，指示牌。

3、警戒圈内人员及设备须在起爆前半小时撤离完毕，通往爆破区的个主要道路应设岗哨。设备撤至距爆区150m外，人员警戒范围距爆破区边300m外。

附图5：

预警信号（第一次信号）：该信号发出后爆破警戒范围内开始清场工作；

起爆信号（第二次信号）：起爆信号应在确认人员，设备等全部撤离爆破警戒区，所有警戒人员到岗，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（第三次信号）：安全等待时间（一般15min）过后，检查人员进入爆破警戒范围内检查，确认安全后，方可发出解除警戒信号。在此之前岗哨不得撤离，不容许非检查人员进入爆破警戒范围。

各信号的发出要清晰、响亮，确保警戒范围内及周边的人员都能听到。

10 爆破注意事项

为确保爆破安全，爆破后由指挥部派专人进入现场检查，发现异常现象及时处理，安全保卫人员应严禁无关人员进入危险区，经检查确认安全后，向指挥长汇报，由指挥长下达解除警戒信号命令。10.1 基本规定

10.1.1 从事爆破及与有关的工作人员，必须进行安全知识教育并持证上岗；

10.1.2 工作过程中必须严格遵守《爆破安全规程》；

10.1.3 必须使用爆破电桥测量电雷管电阻，不准用万用表或其他电工仪表代替专用爆破电桥；

10.1.4 起爆网络采用复式起爆网络

10.1.5 起爆站起爆电源开关应设专人看管，并锁好，起爆前起爆网络须始终属于短路状态；

10.1.6 一切准备完毕后，接上电源，由指挥长指挥起爆。

10.2 爆破后的检查

10.2.1 爆破完后，派专人进入爆破区检查有无拒爆等不安全现象；

10.2.2如有盲炮等意外现象，立即设立局部警戒并采取相应措施解决。

11 盲炮处理方案

11.1 处理盲炮必须遵守下列规定：

A、发现盲炮或怀疑有盲炮，应立即报告并及时处理。若不能及时处理，应在附近设有明显标志，并采取相应安全措施；

B、难处理的盲炮，应指示爆破工作领导人，派有经验的爆破员处理；

C、处理盲炮时，无关人员不准在场，应在危险区边界设警戒，危险区内禁止进行其他作业；

D、盲炮处理后，应仔细检查爆堆，将残余的爆破器材收集起来，未判明爆堆有无残留的爆破器材前，应采取预防措施；

11.2 处理深孔盲炮可采取下列方法：

A、爆破网络未受破坏，最小抵抗线无变化者，可重新连线起爆；最小抵抗线有变化者，应验算安全距离，并加大警戒范围后，再连线起爆；

B、在距盲炮孔口不小于10倍炮孔直径处另打平行孔装药起爆，爆破参数由爆破工作领导人确定；

C、所用炸药为非抗水硝铵类炸药，孔壁完好者，可取出部分填塞物，向孔内灌水，使之失效，然后作进一步处理。

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