露天装药量计算及最大安全距离计算
露天爆破设计题参考示例
露天爆破设计题参考示例设计题一某露天剥离工程，爆破岩石为泥岩和泥砂岩互层，岩石普氏系数f =4～5，台阶高度为12m，炮孔直径120mm，垂直梅花形布孔，采用散装铵油炸药，导爆管毫秒雷管起爆。
工程总方量为130万m³，工期一年。
爆区距离居民区300m。
设计要求：做出可实施的爆破技术设计，设计内容应包括（但不限于）：爆破方案选择、爆破参数设计、药量计算、起爆网路设计、爆破安全设计计算、安全防护措施等、及相应的设计图和计算表。
一、设计依据1、中华人民共和国安全生产法2、民用爆炸物品安全管理条例3、爆破安全规程GB6722-20144、本工程设计及现场勘查资料5、本工程中标通知书6、本爆破工程合同二、工程概况爆破岩石为泥岩和泥砂岩互层，岩石普氏系数f =4～5，爆区距离居民区300m。
工程总方量为130万m³，工期一年。
三、爆破方案采用深孔台阶爆破，取台阶高度为12m，钻孔直径120mm，垂直钻孔。
炸药为多孔粒状铵油炸药，以乳化炸药作为起爆药卷，采用导爆管毫秒雷管起爆网路。
考虑爆区离民宅最近距离约300m，（若为矿山开采则加入以下内容：矿山开采量大，开采年限长），爆破频次高，为保证居民的生活稳定和爆破工程的顺利实施，爆破采用毫秒延时起爆技术，最小抵抗线避开被保护物方向，严格控制段发药量，以减小爆破振动对居民的影响。
四、爆破参数设计与计算（以下参数计算中，因各参数有多种取值计算方法，而本孔径为120mm，在深孔爆破中算是较小的，建议均按孔径的倍数进行计算取值）1、台阶高度：H=12m；2、钻孔直径：d=120mm，钻孔方向：垂直；3、底盘抵抗线：W1=kd，取k=35，W1=4.2m；4、超深：h=(8~12)d=1.2m；5、孔深：L=12+1.2=13.2m；6、填塞长度：L2=(25~40)d=4.2m；(可以取与底盘抵抗线同样的值)7、装药长度L1=13.2-4.2=9m；8、单孔装药量为Q=14πd2L1∆=14π×1.22×90×1=101.7kg（注：式中孔径和孔深均将单位统一到分米dm，密度∆取1kg/dm3）9、单耗：根据岩石普氏系数f =4～5，又属于露天剥离工程，取q=0.35kg/m3（若为金属矿石开采爆破，则可高一些，如0.4~0.45）；10、采用散装铵油炸药，耦合、连续装药结构，见装药结构图：导爆管雷管MS9炸药11、单孔负担面积为S =Q qH=101.70.35×12=24.22m 212、排距：b=W 1=4.2m ； 13、孔距：a=S/b=24.22/4.2=5.7m14、每孔爆破方量：V=abH=5.7×4.2×12=287m 3 15、爆破规模按每年施工250天计算，两天放炮一次。
露天爆破设计
作业：冬季煤台阶爆破设计已知条件：1、岩性：褐煤f=32、台阶：H=8m a=70o C=3m 孔径D=220mm3、炸药单耗：铉油炸药k=247g/m3。
孔内装药密度，硝铉类800g/m34、采用导爆索传，孔内起爆药柱起爆，排问微差爆破，孔内反向起爆。
5、台阶长度160余米，宽20米。
要求：1、若采用三排装药，设计有关参数2、绘制工程示意图(孔位、组网、表明第一孔位规格)3、编制本次作业规程及质量验收单(含工序图)。
露天矿爆破任务1、爆破参数设计：台阶爆破参数包括孔径D、孔深L、底盘抵抗线W1、排距b、孔距a、超深h、台阶高度H、坡顶线至前排孔口的距离C、炸药单耗k等。
为达到良好的爆破效果，必须合理上述各参数。
1.1孔网参数1.1.1底盘抵抗线W1台阶坡面往往是斜面，垂直深孔存在两种抵抗线，即底盘抵抗线W1、最小抵抗线W。
底盘抵抗线是影响台阶爆破效果的重要参数之一。
底盘抵抗线过大，根底多，大块率多，后冲作用大，影响爆破效果。
其过小浪费炸药，增大钻孔工程量，而且飞石严重，安全性差。
为了克服爆炸时的最大阻力，避免台阶底部出现根底，应采用底盘抵抗线作为爆破参数设计的依据。
(1) 按炮孔直径计算：W I=(20~50)D=30 220=6.6m(2) 根据体积公式计算：「0.785 l EC 0.785 0.6 800 9mm=7.7mW1=D .. =220 . -------------------------kmH 0.247 1.4 8式中：W I——底盘抵抗线，mD——孑L径，mm——装药密度,kg/m3——装药系数，=0.6~0.8,取0.6m——炮孔密集系数，m=0.6~1.5,取m=1.4k——炸药单耗，kg/m3(3) 根据钻孔作业的安全条件计算：W1=Hcot +C=8cot70o+3=5.91m式中：C——从钻孔中心至坡顶线的钻孔作业安全距离，C=3m——台阶坡面角，=70°综上，W1=6m1.1.2 炮孔密集系数m: m=—^=1.17W11.1.3 孔距a：a=mW1=1.17 7=8.17=9m1.1.4 排距b: b=W1=6m1.2炮孔参数：1.2.1 孔径D:孔径主要取决丁钻机类型，台阶高度和岩性，现已知D=220mm1.2.2超深h:为了增加炮孔底部的药量，克服台阶底部底板岩石的火制作用，使爆破不留根底，并形成平整的底面，钻孔应有一定的超深。
露天矿爆破经典设计
露天台阶中深孔爆破设计说明书设计：（作业）设计审批：计划审核：（成绩）评语：施工爆破时间：______年__月__日__时__分一、爆破作业任务书编号：NO.2011-10-23-802✄………………………………………………………………………………………………………………四、爆破任务书回执单编号：NO.2011-10-23-802注：请现场负责人在作业后，将此回执单当日反馈到技术组。
原因一栏中填写未完成原因，若完成填二、逐孔爆破设计（一）、爆破设计参数（二）、布孔形式、装药技术、起爆网路敷设及起爆方法1、布孔形式：矩形2、装药技术：连续注药3、起爆网络设计采用微差（斜向、平行）起爆网路进行敷设，以孔间微差为25ms，排间微差为100ms。
4、起爆方法为：脉冲起爆体系。
（三）、施工流程附炮孔编号示意图（四）、炮孔装药断面示意图三、露天采场火工材料审批表已知条件：1、钻孔直径，D=0.22m；2、炸药类型乳化炸药；3、起爆材料为导爆管；4、炸药单耗为210g/m3；5、起爆方式为反向起爆；6、起爆网络布置为逐孔起爆；7、爆破孔数为40个；8、台阶高度为H=8m；9、炮孔为垂直孔；要求：1、设计合理的孔网参数和装药结构实现排间、孔间的微差逐孔爆破。
2、绘制炮孔布置平面图并标明起爆先后顺序。
3、填写和编制本次爆破作业规程和质量验收单。
1、爆破参数计算与设计1.1炮孔参数1.1.1孔径D；孔径主要取决于所选的钻机和岩石的性质。
D=0.22m1.1.2孔深L=H+h=8+1.2=9.2m式中： L——钻孔深度，m；H——台阶高度，m；h——超深，m；1.1.2.1超深h的计算垂直深孔超深值计算公式W=1.2mh=(0.15—0.35)1W为8m。
注：由于露天矿爆破一般为松动爆破所以此处系数取0.156。
11.2孔网参数1.2.1底盘抵抗线W 1的计算台阶坡面通常情况下都为斜面，所以对于垂直孔有两种抵抗线，即最小抵抗线W 和底盘抵抗线。
【金属非金属实务】第二章第3、4节
中级注册安全工程师金属非金属矿山安全2022年第三节 露天开采工艺01每年1-2分，个别考案例题，重点在穿孔爆破。
四项工艺：主要生产工艺是穿孔爆破、铲装、运输以及剥离下来废石的排土工作。
这4项工艺相互关联、密切配合。
若其中一项工艺出现故障，势必影响其他工艺的正常进行。
01•穿孔爆破3．装药量的计算：装药量是标准炸药单耗q与爆破作用指数n和最小抵抗线W的函数：P33(1)松动爆破的装药量。
斜坡地形 Q =0.36qw3平坦地形 Q =0.44qw3(2)抛掷爆破和加强松动爆破的装药量Q=（0.4+0.6n3）qw3 此计算方法在0.7≤n≤3和W≤25m时，计算结果较符合实际。
如果W≥25m，计算出的药量偏小，应再将计算结果乘以系数K:WK=25（三）生产台阶正常采掘爆破1)炮孔底盘抵抗线：炮孔中心至台阶坡底线的最小距离底盘抵抗线设置过小，岩体过于粉碎，同时爆堆前冲，设置过大时，爆破后容易形成根底与大块。
经验计算公式： W P= (25～45) D式中D——炮孔的直径，m。
2)布孔参数与布孔方式孔间距排间距b=（0.8～0.9）WPQ—炮孔装药量，kg。
可以导出Q=a×H×W×qW(Wp)一炮孔底盘抵抗线，m，前排孔即为炮孔底盘抵抗线，后排孔按排间距计算；q一炸药单耗 ，即爆破每立方米矿（ 岩）的炸药消耗量，kg/m33)孔装药量与装药结构:炸药单耗(q)是指爆破每1m3或1t矿（岩）平均所用的炸药量。
装药结构分为连续装药和分段装药。
孔装药量: Q=q×Wp×a×H(2020年《金属矿山安全》案例三考）2020年《金属矿山安全》真题案例三： 背景资料：某市A县甲露天铁矿2012年建成投产，矿石规模1000X104t/a,采剥总量3500X104t/a。
采用孔径310mm牙轮钻机穿孔，非电微差爆破，台阶高度15m,矿石体重3.2t/m3。
该矿委托科研机构对爆破参数进行了优化，清碴爆破的单位炸药消耗量q=0.65〜0.8kg/m3,矿岩阻力作用的增加系数K=1.1〜1.2。
露天爆破设计
小河边铁矿露天100万t/a采矿工程爆破设计1、工程概况1.1周围环境1750m台阶，P30～P36剖面线之间，顶板最高点标高1777.1m，底板标高1760m。
爆区周围环境要求严格控制爆破警戒范围>300m。
本次爆破区炮孔系原施工队伍施工，我项目部对炮孔平面位置、孔口高程、孔深、孔径进行了实测。
因炮孔平面布置较凌乱，疏密不一，孔距、排距、孔深不符合设计标准，依据爆破设计本次爆破的效果较差，爆破底面不平整。
1.2工程量设计爆破排数11 排，爆破孔数62 个，爆破方量6718.3 立方米，爆破总孔深636.9米，爆破总装药量为2490.8公斤。
1.3地质条件爆区物质为氧化褐铁矿石，节理裂隙发育程度较强，可爆性差。
2、设计依据和原则2.1 设计依据2.1.1小河边铁矿露天100万t/a采矿工程施工设计图纸及特殊要求；2.1.2《爆破安全规程》[GB6722-2003]；2.1.3 《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》；2.1.4 类似矿山工程的施工经验；2.1.5 1750m台阶地形及中孔实测平面资料。
2.2 爆破设计原则2.2.1根据实测炮孔状况，采用排间、排内微差导爆管雷管与导爆索孔底复式起爆爆破。
2.2.2爆破规模为松动爆破，严格控制同段最大装药量和爆破规模。
2.2.3合理选择技术参数，精心设计、精心组织施工，争取“安全、优质、高效、低耗”完成本次爆破工程。
3、爆破技术方案3.1按工程条件及爆破环境，确定采用排间、排内微差复式起爆爆破。
为了降低爆破震动及减少爆破飞石的危害，施工应注意：3.1.1根据实测中孔孔距、孔深、倾角及排距选择合理的爆破作用指数n，精心设计，精心施工。
3.1.2严格按照孔口药单上所给的数据进行装药、填塞（2人为一组按实际情况分配任务），填塞前用皮尺量出实际填塞长度并做好记录（指定专人负责，符合设计要求的方可填塞），保证填塞质量，严禁无填塞爆破，发现有填塞物卡孔应及时处理。
露天爆破操作规程
爆破操作规程目录第一节总则 (1)第二节火工品的运输及保管 (2)第三节装药与充填 (4)第四节起爆方法 (7)第五节警戒与安全距离 (7)第六节瞎炮处理 (10)第七节二次爆破 (11)第八节导爆管、导爆索、雷管使用方法及注意事项 (12)露天爆破操作规程第一节总则第一条火工品(炸药、雷管、导爆管、导爆索、导火索等以下同)在运输、保管、领用、试验、销毁、加工和使用等作业中，必须轻拿轻放。
不得撞击、坠落、推拉、掷滚或敲打。
第二条在炮区内及距放火工品20m以内(上风头50m以内)和操作过程中不得有明火，严禁烟火，10m以内不得有与工作无关人员逗留。
加工起爆药包的地点必须距放置炸药的地点5m以外；加工好的起爆药包应放置在距炸药2m以外。
雷管不允许裸露在起爆药包外。
第三条爆破炸药为铵油炸药、乳化炸药、水胶炸药，如改变炸药品种时，必须经矿总工程师批准后，方可使用。
第四条禁止使用硬化及过期炸药。
第五条所有管理和使用火工品人员，必须掌握火工品性能及危险性和预防危险的办法。
第六条爆破工作必须在本矿指定范围进行，如需超出指定范围进行爆破时，必须按规定格式提出书面报告，报请驻矿安监处审核后，报当地公安部门批准。
第七条在大风、雷雨、大雪、浓雾等恶劣气候时禁止爆破。
第八条雾天和夜间爆破时要制定安全技术措施并请主管部门和总工程师批准。
第九条在重要设备、建筑物、构筑物附近进行爆破时，应事先报告有关单位，制定安全技术措施报矿安监处和总工程师批准。
第十条放炮工作必须在组长或指定炮区负责人指挥进行。
第十一条影响放炮的障碍物，在放炮前1—2天提出处理计划，并报矿有关部门、领导和安监处。
第十二条每次放炮必须填写爆破日志，日志要清晰工整。
日志应包括下列内容：1、时间、地点、气候、岩种、孔数、分几次点炮，每组数量、爆破量及爆率。
2、爆破参数、每孔装药量、孔深及装药长度。
3、绘制炮平面图、每孔都必须进行编号，标明炮孔连线方式。
4、火工品的品种、规格、数量。
露天矿山爆破工作要求
【1G415023】露天矿山爆破工作要求1、背景某露天铁矿设计生产能力为年采出矿石150万t。
采用中深孔台阶爆破开采矿石，设计台阶高度12m。
矿石生产过程中遇到的主要问题是边坡平整度差，稳定性不好，因为临近边坡爆破过程中产生的地震波对已形成的边坡具有一定的破坏作用，而且也直接影响着正在形成边坡的稳定性。
2、问题1、露天矿中深孔台阶爆破设计的主要内容有哪些？2、采取哪些措施，来减小爆破震动对已形成边坡和正在形成边坡稳定性的影响？3、露天中深孔爆破现场管理的内容主要有哪些？3、分析与答案1、露天矿中深孔台阶爆破设计的内容包括：爆破设计方案选择，爆破参数选择与装药量计算，装药、填塞和起爆网路设计，爆破安全距离计算，安全技术与防护措施，材料消耗和主要技术经济指标等。
图纸应包括爆破环境平面图，爆区地形、地质图，台阶三面或两面投影图，装药和填塞结构图，起爆网路敷设图，爆破安全范围及警戒布置图等。
其中设计计算的内容主要包括：台阶要素设计、钻孔形式设计、布孔方式设计、爆破参数设计、装药结构、药量计算。
2、该露天铁矿边坡经常因为爆破而破坏，稳定性较差，因此需要采取减小爆破震动的措施来保持边坡稳定，具体的措施有：首先要采取预裂爆破，预裂炮孔的间距不宜过大。
同时为了降低炸药对岩石作用的强度，预裂孔宜采取分段间隔装药，和不耦合装药结构，为此需要加大钻孔直接。
一般深孔大直径台阶爆破连续装药的钻孔直径为50~110mm，对该矿可进行试验，在150mm、170mm、200mm和250mm的孔径中进行选取，来确定爆破效果好的、合理的不耦合系数。
另外，也可选取爆炸威力较小的炸药进行预裂爆破，同时需要减小预裂炮孔的间距。
3、露天深孔台阶爆破现场管理的内容主要涉及：（1）爆炸物品运输。
民用爆炸物品运输应采用专业运输车辆。
（2）爆破现场清理。
露天矿山中深孔爆破前应对周围自然条件和环境状况进行调查，了解不利于安全的环境因素，采取必要的安全防范措施。
煤矿安全规程第三篇露天矿部分
煤矿安全规程第三篇露天矿部分第一条为保证煤矿安全生产和职工人身安全，防止煤矿事故，依照«煤炭法»、«矿山安全法»和«煤矿安全监察条例»，制定本规程。
第二条在中华人民共和国领域从事煤炭生产和煤矿建设活动，必须遵守本规程。
第三条煤矿企业必须遵守国家有关安全生产的法律、法规、规章、规程、标准和技术规范。
煤矿企业必须建立、健全各级领导安全生产责任制、职能机构安全生产责任制、岗位人员安全生产责任制。
煤矿企业应建立、健全安全目标治理制度、安全奖惩制度、安全技术措施审批制度、安全隐患排查制度、安全检查制度、安全办公会议等制度。
煤矿企业必须建立各种设备、设施检查修理制度，定期进行检查修理，并做好记录。
第四条煤矿企业必须设置安全生产机构，配备适应工作需要的安全生产人员和装备。
第五条煤矿安全工作必须实行群众监督。
煤矿企业必须支持群众安全监督组织的活动，发挥职工群众安全监督作用。
职工有权禁止违章作业，拒绝违章指挥；当工作地点显现险情时，有权赶忙停止作业，撤到安全地点；当险情没有得到处理不能保证人身安全时，有权拒绝作业。
第六条煤矿企业必须对职工进行安全培训。
未经安全培训的，不得上岗作业。
矿务局〔公司〕局长〔经理〕、矿长必须具备安全专业知识，具有领导安全生产和处理煤矿事故的能力，并经依法培训合格，取得安全任职资格证书。
特种作业人员必须按国家有关规定培训合格，取得操作资格证书。
第七条煤矿使用的涉及安全生产的产品，必须取得煤矿矿用产品安全标志。
未取得煤矿矿用产品安全标志的，不得使用。
试验涉及安全生产的新技术、新工艺、新设备、新材料前，必须通过论证、安全性能检验和鉴定，并制定安全措施。
第八条煤矿企业在编制生产建设长远进展规划和年度生产建设打算时，必须编制安全技术进展规划和安全技术措施打算。
安全技术措施所需费用、材料和设备等必须列入企业财务、供应打算。
第九条煤矿企业必须编制年度灾难预防和处理打算，并依照具体情形及时修改。
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露天矿爆破装药量如何计算？
一、浅孔爆破每孔装药量可按体积公式计算：
q＝kW3
或q＝kV或kɑHW
式中：
q－每孔装药量，kg；
k－炸药单耗，kg/m3；
V－单孔爆破岩石体积。
一次爆破总量按下式进行计算：
Q＝Nq或kV总
式中：
Q－一次爆破炸药总量；kg；
N－一次爆破炮孔总数；
V总－一次炮孔爆破总方量；m3。
二、深孔爆破装药量计算：
（一）单个深孔爆破时装药量计算：
正常情况下：
Q＝qɑHWd
当ɑ≥Wd时，以底盘抵抗线代替孔距；
Q＝qHWd2
当台阶坡面角小于55°时，应将底盘抵抗线用最小抵抗线代替：
Q＝qɑHW，
当Wd与段高H相差悬殊时，
Q＝qɑWdH1
式中：
H1－换算标高，m。
H1＝Wd/（0.7～0.8）
在用上述公式计算每孔装药量时，还需用每孔最大可能装药量G进行验算。
G＝g（L－Lr）
式中：
G－炮孔可能最大装药量，kg；
g－每米炮孔的可能装药量，kg/m；
L－炮孔长度；
Lr－填塞长度。
应满足：G≥Q即：
G（L－Lr）≥qWdɑH
（二）多排孔爆破时装药量的计算：
多排孔爆破时，第一排孔装药量计算同上，第二排起，装药量应有所增加。
Q1＝kqɑbH
式中：
Q1－第二排以后的各排每孔装药量，kg；
k－岩石阻力夹制系数，采用微差爆破时，取k＝1.0～1.2，采用齐发爆破时，取k＝1.2～1.5，第二排孔取下限，最后一排孔取上限。
（三）倾斜台阶深孔装药量计算
Q′＝qWɑL
式中：
Q′－倾斜孔每孔装药量；
q－炸药单耗；
L－斜孔（不包括超深）长度，m。
倾斜深孔，超深部分药量应单独计算：
Qc＝ph
式中：
Qc－超深部分炮孔装药量，kg；
p－每米炮孔的装药量，kg/m；
h－超深。
（四）分段装药：
分段装药各分段装药量单独计算：
Q1＝q1ɑW12
Q2＝q2ɑW22
Q3＝q3ɑW32
...
式中：
W1，W2，W3－各分段的最小抵抗线，m。
最大单响药量与距离
由或V=K(Q1/3/R)α推出Q＝R3（V/K）3/α
式中：
V--振速，cm/s，（一般砖房安全允许振速为2.0-3.0，取2.0cm/s）
Q--单响最大药量
R--安全距离，m，
K，α--与岩性相关系数，对中硬岩石，取K=200，α=1.6
岩性
K
a
坚硬岩石
50~150
1.3~1.5
中硬岩石
150~250
1.5~1.8
软岩石
250~350
1.8~2
V-爆破地震安全速度，cm/s,即测定地点建筑物基岩质点的允许安全震动速度，根据《爆破安全规程》规定见表1-2
表1-2 爆破地震安全速度（V）值
建筑（构）物
V（cm/s）
土窑洞、土坯房、毛石房屋
1
一般砖房、非抗震的大型砖块建筑物
2~3
钢筋混凝土框架房屋
5
水工隧道
10
交通隧道
15
矿
山
巷
道
围岩不稳定有良好支护
10
围岩中等稳定有良好支护
20
围岩稳定无支护
30
将各参数代入上式，计算得出不同距离的允许最大单响药量表如下：
最大单响药量与距离换算表表3
V（cm/s）
R（m）
Q（kg）
实际施爆取值
2.0
30
4.8
根据实际情况调整
2.0
40
11.4
根据实际情况调整
50
22.2
根据实际情况调整
2.0
60
38.4
根据实际情况调整
2.0
70
61.0
根据实际情况调整
2.0
80
91.0
根据实际情况调整
2.0
90
129.6
根据实际情况调整
2.0
100
177.8
根据实际情况调整
2.0
150
600.2
根据实际情况调整
2.0
200
1422.6
根据实际情况调整
2.0
250
2778.6
根据实际情况调整
2.0
300
4801.4
根据实际情况调整
说明：以上药量取值是根据业主提供的环境情况理论取值，实际取值应根据现场环境情况确定，待公安机关审批、安全评估后方能实施。