中深孔台阶爆破设计
3Dmine在露天矿中深孔穿孔设计和爆破设计中的应用
区域现状点线分布图，然后生成生产爆破区域现状三维模
型。
1.3 爆破穿孔设计
1.3.1 布孔设计参数设置
爆 破 区 域 现 状 绘 制 后，根 据 穿 孔 设 计 技 术 参 数 进 行 设
置，其中在“孔口设计标高”中“指定表面文件”中添加生产
爆破区域现状三维模型“穿孔设计现状 .3dm”。
指定表面文件，如已做好的采场或者爆区的表面模型，
3Dmine 在露天矿中深孔穿孔设计和爆破设计中的应用
徐森民，任肖肖
（洛阳栾川钼业集团股份有限公司，河南 洛阳 ４７１５００）
摘 要 ：本文结合洛钼集团三道庄钼钨露天矿实际情况，利用 ３Ｄｍｉｎｅ 软件，实现了中深孔穿孔设计和爆破设计快速、
准确编制，改变了以往应用 Ａｕｔｏ ＣＡＤ、ＣＡＳＳ 制图软件准确度、效率较低的缺陷，为矿山短期及长期采剥计划的编制、
（3）为矿山短期及长期采剥计划的编制、生产配矿计划 的编制及评价等生产环节数字化、快速化、准确化和智能化 管理奠定了坚实的基础。
[1] 刘 亮 .3Dmine 软 件 在 空 区 处 理 中 的 应 用 [J]. 中 国 矿 山 工 程 .2018.06.10-12.
[2] 吴崇 . 露天矿回转钻机钻进参数采集与应用研究 [D]. 辽宁工程技术大 学 .2015.06.38-50.
现场放孔必须用 GPS 精准逐个定位，孔位误差≤ 0.1m， 孔深在放孔时逐个调整至误差≤ 0.1m。布孔时要考虑钻机 施工安全，前排矿渣已清理干净时布孔应与边坡坡顶线保持 安 全 距 离（250mm 孔 径 ≥ 3.0m,310mm 孔 径 ≥ 3.5m), 孔 位与高压线也应保持安全距离（平面距离≥ 10m)。最后一 排孔位应保持在一条直线上或设计的轮廓线上。
深孔台阶松动爆破施工方案
深孔台阶松动爆破施工方案1. 引言深孔台阶爆破施工是一种常用的爆破施工方法，用于解决深孔台阶出现松动的问题。
本文档详细介绍了深孔台阶松动爆破施工方案，包括施工前的准备工作、施工过程的安全措施以及施工后的清理工作。
2. 施工前的准备工作在进行深孔台阶松动爆破施工前，需要进行如下准备工作：2.1 爆破设计首先，需要进行爆破设计，确定爆破的方案。
根据台阶的具体情况，考虑爆破药量、起爆点的选择及安排等因素，确保施工的安全性。
2.2 施工人员培训施工人员需要接受相应的培训，了解爆破施工的操作规范和安全注意事项。
必须具备相关证书和经验才能参与施工。
2.3 施工现场准备在施工现场，需要进行如下准备工作：•清理施工区域，确保没有杂物和障碍物；•搭建起爆点和观测点的防护设施，确保人员的安全；•安装爆破设备和仪器，如爆破药包、导爆管等。
2.4 安全防护措施在进行深孔台阶松动爆破施工时，必须采取严格的安全防护措施，包括但不限于：•配备安全帽、防护眼镜、防护手套等个人防护装备；•确保施工区域周边无人员和车辆进入；•确保施工现场远离住宅、道路等人员密集区域。
3. 施工过程的安全措施在逐步进行深孔台阶松动爆破施工过程中，需要采取以下安全措施，确保施工的安全进行：3.1 定期检查爆破设备在施工过程中，需要定期检查爆破设备的工作状态，确保其正常运行并符合安全要求。
如果发现设备存在故障或异常，应立即停止施工并进行修理或更换。
3.2 严格控制起爆时间在进行深孔台阶松动爆破施工时，必须严格控制起爆时间，确保起爆过程的精确和安全。
爆破时间应提前预定，并由专业爆破员操控，避免误爆和意外发生。
3.3 观测和监测工作在施工过程中，需要安排专业人员对施工现场进行观测和监测。
其中，观测点应设置在合适的位置，能够准确记录爆破效果和可能产生的振动情况。
3.4 应急预案准备为应对施工过程中可能出现的紧急情况，施工方必须事先准备好应急预案，明确相关人员的职责和处置方案。
中深孔台阶爆破
中深孔台阶爆破前言一、台阶爆破的特点及要素二、工程地质三、台阶爆破常用的爆破器材四、台阶爆破设计五、台阶爆破的网络设计六、微差爆破七、台阶爆破的几种常见布孔方式八、台阶爆破技术经济指标九、台阶爆破施工技术十、边坡及底板保护性开挖十一、台阶爆破施工组织和管理十二、台阶爆破安全技术十三、中深孔台阶爆破设计方案十四、钻孔设备机械配臵前言台阶爆破是露天矿开采的主要爆破方式，所以在技术上及管理上得到了充分发展，爆破方案设计、爆破参数优化、爆破效果模拟计算及块度预报、爆堆形态计算、爆破有害效应的控制、爆破成本控制及全自动化管理系统，均采用了最前沿的计算机、自动化及系统工程技术，使台阶爆破工艺逐步臻于完善。
在台阶爆破工艺逐步完善的过程中，于20世纪80年代将此技术引进到建设工程中来，特别是进入到21世纪以来，中深孔台阶爆破得到了广泛的推广及发展。
从发展的趋势看，中、深孔台阶爆破在建设工程中会逐占主导地位。
考虑到在当前工程建设开挖队伍中，对中、深孔台阶爆破的认识和经验不足，我们总结了自己的经验与教训，结合一些学习与实践经验的体会编成此册，本册内容多取材于各种知名的爆破书籍并结合我们爆破实践，可供施工单位和人员参考。
一、台阶爆破的特点及要素深孔台阶爆破在石方工程中占有重要的地位。
它已在露天和地下土建工程中被广泛应用。
在铁路、公路、水利等土建工程及冶金开采中采用，取得了良好的技术经济效果。
随着钻孔机械和装运设备的不断改进、爆破技术的不断提高、爆破器材的日益发展，深孔台阶爆破在改善和控制爆破质量、实现石方机械化施工、提高生产效率、达到快速施工方面，已明显地为人们所认识和重视。
因此深孔台阶爆破方法在石方开挖中所占的优势越来越明显。
露天开采时，通常是把矿岩划分成一定厚度的水平分层，自上而下逐层开采，并保持一定的超前关系，在开采过程中各工作水平在空间上构成了阶梯状，每个阶梯就是一个台阶或称为阶段。
台阶是露天采矿场的基本构成要素之一，是进行独立剥离和采矿作业的单元体。
爆破设计步骤
露天爆破设计参数确定一、深孔台阶控制爆破参数（没有振动速度要求）一般情况下，深孔垂直布放，深孔平面布置成方型或梅花型，其爆破参数按以下各式计算：底盘抵抗线W=（20～40）d钻孔超深h=（0.15～0.35）W炮孔深度L=H+h堵塞长度l′=（0.7～1.0）W装药长度l=L－l′孔间距a=1.25W排间距b=W单孔药量Q=q·a·b·H或Q=q·W·a·H（第一排、单排起爆）（kg）单孔药量Q=k·q·a·b·H或Q= k·q·W·a·H炸药单耗q=（0.35～0.45）（kg/m3）（注：单孔药量算出后要进行核算，看孔内是否能装下计算的药量）。
上述各式中H为台阶高度，d为钻孔直径。
按上述公式计算得到的不同台阶高度时钻孔直径d=76mm和d=115mm的爆破参数值列下表注：单位长度装药量4.0kg/m(铵油炸药)注：单位长度装药量9.3kg/m(铵油炸药)二、低台阶钻孔控制爆破（没有振动速度要求）炮孔垂直钻凿，平面成梅花形，钻孔直径d=76mm，其它爆破参数按以下各式计算：底盘抵抗线W=（40～50）d钻孔超深h=（0.1～0.15）W堵塞长度l′=（1.0～1.2）W装药长度l=L－l′钻孔深度L=H+h孔间距a=（1.0～1.5）W排间距b=W单孔药量Q=H·a·b·q或Q=q·W·a·H（kg）炸药单耗q=0.35～0.45 （kg/m3）低台阶钻孔控制爆破参数（d=76mm）注：单位长度装药量4.0kg/m(铵油炸药)三、有振动速度要求的计算（深浅孔爆破均按照此思路）1、根据Q=（V/K）3/αR3公式计算出单响药量；2、由V=Q/q公式计算出每孔担负的体积；3、由S=V/H公式计算出每孔担负的面积；4、由b=(S/1.25) 1/2公式计算出钻孔排距；5、由a=1.25b公式算出钻孔间距；6、算出底盘抵抗线b=w7、同前面算出超深、填塞深度、炮孔深度。
中深孔爆破技术1
深孔爆破除了本身机械化程度较高，解决了其它爆破技术 主要依靠人工或机械化程度不高的缺陷外，还能提供适合于
机械挖运的破碎岩堆的块度、大小、形状，及满足挖运进度
要求的一次爆落方量；
3
露天深孔爆破
在安全性方面，深孔爆破属露天开挖，装药部位与所爆岩
体的位臵关系很容易搞清楚和取得数据，加上每次爆破量比
硐室爆破要小，爆破时振动强度、飞石距离、空气冲击波强 度和破坏范围小且容易控制。
超钻深度h与岩石硬度f和梯段高度H关系
14
确定台阶高度必须满足下列要求：
1．给机械设备（挖掘机、自卸车等）创造高
效率的工作条件；
2．保证辅助工作量最小；
3．能否达到最好的技术经济指标；
4．满足安全工作的要求。
15
从国内外资料看，普遍认为台阶高度不 宜过高。在采矿部门取10～15m为宜；• 铁路 在 施工中，根据施工特点和采用钻机及挖掘机 械的技术水平，一般取8～12m较为合适。台 阶高度还与钻孔孔径有着密切的联系，不同
4
露天深孔爆破
2深孔爆破参数符号及定义
5
露天深孔爆破
6
露天深孔爆破
表7-1 深孔爆破参数一览表
7
露天深孔爆破
3 露天深孔爆破炮孔参数
3.1钻孔形式
钻孔一般分为垂直钻孔和倾斜钻孔两种形式,如图7-1
所示。垂直钻孔和倾斜钻孔的优缺点比较如表7-2所示。从
表中可以看出，倾斜钻孔在爆破效果方面较垂直钻孔有较多 的优点，但在钻凿过程中的操作比较复杂，在相同台阶高度 情况下倾斜钻孔比垂直钻孔要长，而且装药时易堵孔，给装 药工作带来一定的困难。在实际工程中，垂直钻孔的应用较
32
露天深孔爆破
33
中深孔爆破技术方案
警
戒
起爆信号
起爆
爆后检查及瞎炮处理
效果分析及记录
爆破施工工艺流程图 七、施工组织
为确保施工有序进行，做到忙而不乱，特设立爆破施工指挥部， 下设技术、施工、安全防护警戒、科研观测及材料后勤保障等 5 个职 能组(共 38 人)。
(1) 指挥组 3 人 指挥长 1 人： 副指挥长 2 人： 负责协调内外关系，下达施工任务，安全监督检查等各项工作。
率，完全避免了共振现象的产生，参照有关资料本处取 1.0cm/s；
K------场地系数， 根据我们以前在同类条件下的观测结果为
150；
α------哀减指数， 根据我们以前在同类条件下的观测结果
为 1.6；
根据公式①，针对不同距离条件，将最大段装药量严格控制在设
计要求范围内，以确保爆区周边环境及人身财产的安全。计算结果见
②采用非电毫秒雷管微差爆破技术，实行孔内间隔装药，孔内外
多段微差爆破，以降低爆破振动，改善破碎效果，微差时间取 25～
50ms。
③合理确定炮孔最小抵抗线，正确计算单孔装药量，以防产生爆
破飞石。
④确保炮孔堵塞质量，要求炮孔填塞长度大于等于炮孔最小抵抗
线长度。对个别爆破环境较差的爆点,应改变最小抵坑线方向,并附以
根据所选爆破方案特点，结合以往类似条件下成功的爆破经验及相
应爆破振动观测结果， 按公式①计算最大段爆破装药量。
Qmax=R3(V/K)3/α
①
式中：R------爆点中心至被保护物的距离取 300m；
V------建(构)筑物允许最大振速 cm/s，根据我们以前在同类
条件下的观测结果，近距离爆破因其频率远大于建(构)筑物的自振频
中深孔松动挤压控制爆破方案：钻孔爆破效率高，进度快，通过 采用相应控制爆破技术，爆破一次到位，但施工工艺较复杂，设备投 入多，成本相对较高。该方案适应于工程量大,工期紧的工程。
深孔台阶爆破设计参数计算
L=钻孔深度mH=梯段高度
（2）炮孔间距a经验公式
a=mw
m-梅花形布置取1.25
矩形布置取1.0
a-孔间距m d-孔径mm
（3）炮孔排距b经验公式
b=0.87a（梅花形）b= W1或b= W
（4）炮孔底部超钻L1；
堵塞长度L0（查表、类档内容可以自由复制内容或自由编辑修改内容期待你的好评和关注，我们将会做得更好】
图纸通知设计变更等选取单耗qkgm经验法计算法类比法查表q03055042450孔网参数的选择1底盘抵抗线mqh12w2040dq每m深孔装药量kgmm炮孔间距邻近系数m0710l钻孔深度h梯段高度2炮孔间距a经验公式amwm梅花形布置取125矩形布置取10a孔间距md孔径mm炮孔排距b经验公式b087a梅花形0710w1632dq每m深孔药量kgm5装药量qkg底部加强量为正常柱状装药量的1323k装药系数q每孔装药量kg61预裂孔线密度q线gm经验法计算法类比法查表线036063线275d203862预裂孔间距aa712d712系数孔径小时取大值孔径大时取小值63预裂孔不耦合系数d不耦合系数坚硬岩石选小值松软岩石取大值
q线=0.188 a *σ0.5
q线=2.75(d/2)0.38σ0.53
σ-岩石极限抗压强度kgf/cm2
（6）-2预裂孔间距a
a=(7~12)d
7~12-系数，孔径小时取大值，孔径大时取小值
（6）-3预裂孔不耦合系数Dd
Dd=d/d1d=(2~5)d1
Dd-不耦合系数，坚硬岩石选小值，松软岩石取大值。
深孔台阶爆破设计计算
步
骤
设计内容
方法（计算公式）
说明
一
爆破设计说明书
根据招标文件要求和现场地形、地质条件、周围环境，特别是我公司长期在爆破工程施工中,积累的丰富的爆破施工经验，确定本工程采用浅孔和中深孔爆破相结合的施工方案。
爆破所用的炸药以乳化炸药为主；雷管主要采用毫秒微差非电雷管，塑料导爆管连接，脉冲起爆器起爆。
起爆网路采用毫秒微差非电导爆系统，环形闭合网路。
该爆破方法具有降低爆破地震效应、改善破碎质量等特点。
采用孔外、孔内分段以满足最大一段起爆药量控制要求。
（1）台阶高度在3.5m以下及时清根时采用浅孔爆破方案；（2）台阶高度大于4m时，采用中深孔爆破方案；（3）为满足施工安全和施工质量要求，采用非电毫秒岩石起爆网路，段位差控制在50ms以上；（4）为确保周边保护目标安全，降低爆破震动相应危害，在临近保护对象区域内作业时，各项参数值应取小值。
（5）结合首爆进行试爆，取得可靠数据后调整参数，优化方案。
4.3爆破参数（1）、浅孔爆破参数施工深度在3.5m以下的浅孔爆破参数如下：表一爆破参数表 名称 符号 单位 取值范围 装药结构示意图 梯段高度 H m 1～3.5孔距 a m 4～ 5 排距 b m 5～6 钻孔倾角 α ︒ ≥85︒ 单耗 q Kg/m3 0.25～0.3 钻孔超深 h m 0.1～0.3孔深 L m 1.1～3.8 孔径 D mm φ115 堵塞长度 Lc m 2.8～3.0 起爆网络梅花型（2）、中深孔爆破参数表2 梯段爆破参数表 名称 符号 单位 取值范围 装药结构示意图梯段高度 H m 4.0～10.0孔距 a m 3.0～4.01 排距 b m 2.5～3.5 抵抗线 W m 2.5～2.8 钻孔倾角 α ︒ ≥85︒ 单耗 q Kg/m 3 0.35～0.45 钻孔超深 h m 0.4～1.0孔深 L m 4.4～11.0 孔径Dmmφ115非电雷管辅助药包堵塞段主爆孔炸药非电导爆管起爆药包非电雷管辅助药包堵塞段主爆孔炸药非电导爆管起爆药包堵塞长度 Lc m 2.8～3.0 起爆网络梅花形注：以上参数为暂定值，具体按现场爆破试验成果调整采用。
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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
1.8-2.0
Q——最大段药量，kg；
R——传播距离，m。
因本设计为远区爆破，故K取180，a取1.65，R300m，v=1.0cm/s，经计算，最大段安全发药量QA为：
QA=100kg
由此可见，将最大一次发药量控制在2000kg以内，也即同次炮孔控制在20个以内，爆破震动对周边没有多大影响。为了尽量降低爆破震动，施工中采取如下的降振措施：
2.3
2.3.1
●适用条件
主要用于爆除高度为32m的部位。
●布孔方式
为能很好地控制爆破飞石，确保爆破自由面与飞石方向一致，全部实施垂直钻孔，排间呈梅花形，详见图1所示。
●钻孔直径（D）
D=90mm
●爆除高度（H）
H=16m
●底盘抵抗线（W1）
W1=(20-50)d,W1=3.6m
●超深h
h=（0.15-0.35）W1
3.4
根据上述验算，最大危险半径为200m（假设的爆破震动危害半径，实际值远小于200m）。根据《爆破安全规程》规定，露天中深孔爆破，其警戒距离不得小于200m，浅孔爆破不得小于300m，具体由设计确定。为了实现安全生产，杜绝一切生产安全事故的发生，本工程的安全警戒距按300m执行（针对活动目标，如行人、车辆等）。
浅孔爆破
RF=（15-16）×4.2=67飞石的措施；
①开创良好的爆破自由面，避免因底盘抵抗线过大产生成片飞石突出事故。
②改正常抛掷爆破为弱抛掷爆破，减小飞石危害范围。
③对地质异常带采取补强或间隔装药措施。
3
填塞爆破，形成空气冲击波的可能性极小，且空气冲击波的形成需具备超音速条件，加之空气冲击波大多情况下表现为单孔作用，故在此对其不作具体验算。
中深孔台阶爆破设计
台阶爆破设计
一、工程概况
某矿山绝对高程32m，长度300m,平均宽度50m,可开采方量48万m3，计划工期4年。
1
东面：矿山东面有一条普通公路，300米处有一乡村。
西面：距矿山40米事空地，400米以外是工厂与民房。
南面：丘陵地段。
北面：距矿山60米有农田和果树。
1
岩石为凝灰石，上部风化层0.5-1m。山上植被不发育有很多岩石露头，大部分为中风化和微风化，岩石硬度系数为f=8-10。东侧山体较陡，倾角45-60°，其他方向坡度为30-45°，水文地质简单，没有地下水。
●装药长度（LZ）
LZ=Q/P=12.75m
●填塞长度（LT）
LT= L1－LZ≥4.25m
●装药结构
采取炸药沉底、孔口强填塞的连续装药结构，如图2所示。
●起爆方法
采用孔内非电微差起爆法，具体为：击发枪（击发）→导爆管（传爆）→非电延期毫秒雷管（引爆）→药柱
●起爆网路
该工程爆破条件良好，起爆网路设计为“排间起爆”，前排先爆，由前往后逐排起爆，边孔比同排孔高一个段别，如图3所示。
①中深孔爆破前，先用浅孔处理好底部根坎，确保爆破自由面良好。
②把最大段发药量减小到100kg以内。
③结合现场地形，设计合理的起爆顺序，转移爆破震动。
3
个别飞石的飞散距离按下式进行计算，即
RF=（15-16）d，m
式中RF——个别飞石的飞散距离，m；
d——炮孔直径，cm
中深孔爆破
RF=（15-16）×9=144
●网路联接
该设计网路为孔内微差，为加强网路的安全性，最大强度地避免盲炮的产生，孔内装入所需段别的双发雷管，整修网路敷设成双复式闭合形式。
2.3.2
该孔径主要用于较低爆高处爆破及根坎处理。
●布孔方式
水平布孔，排间呈三角形布置。
●钻孔直径
d=42mm
●孔深（L）
L=3.5~5.0m
●炮孔间距
a=1.2~1.6m
1.
从矿山整体来看有一条公路要充分利用以便于运输和开采。北面60米处有农田和果树不利于开挖，应从矿山南面向北面开采。修一条简易公路与普通公路相通。矿山高程为32m，宜采用中深孔台阶爆破。采用孔内微差毫秒爆破，控制单孔药量，防止地震波和个别飞石。
1.
该矿山可开采量为48万m³，工期4年，年开采量12万m³。每年除节假日、机械维修、自然条件等因素的影响，实际每月应开采量约为1.2万m³。
●起爆网络
起爆网路设计成排间起爆形式，上排孔先爆，向下依次延伸。
三、
本工程爆破安全主要考虑的是爆破振动、飞石、空气冲击波对周围的厂房、民房、行人及车辆的影响和破坏。
3
按爆破规程推荐，用公式R=（K/V）1/a×Q1/3对爆破振动速度进行计算。
式中，v——爆破振动速度，cm/s；
K、a——与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数，可按下表选取
●排距
b=0。8~1.0m
●炸药单耗
q=0.30~0.35kg/m3，试验炮按0.35kg/m3计算。
●单孔装药量
Q=qabL=0.35×1.2~1.6×0.8~1.0×3.5~5.0=1.18~2.8kg
●装药长度
LZ=Q/P=2.0~3.6m
●填塞长度
LT≥1.4m
●装药结构
采用连续装药结构，药卷直径为Φ32，每孔装一个起爆雷管，如图4所示。
二、
2.1
1.1《爆破安全规程》（GB6722-2003）
1.2《爆破现场示意图》
1.3安全现状评价报告
1.4开采方案与安全技术措施
1.5《民爆安全管理条例》
1.6山体的地理位置和结构形式
2.2
因该山体有效开采高度为32m，采用上下两台阶开挖，为此，宜实施“中深孔为主，浅孔为辅”的爆破方式。
严格控制单孔装药量，采用毫秒延期微差爆破防止地震波和个别飞石对周边环境的影响，确保施工的正常正规和安全。
h=1m
●钻孔深度（L）
L=H+hc=17m
●孔距（a）
a=4m
●排距（b）
b=3m
●炸药单耗（q）
q=0.30~0.38kg/m3，试验按0.35kg/m3计算。
●单孔最大装药量（Q）
Q=qHab=0.35×17×4×3=71.4kg
●延米装药量（P）
P=1/4π²×d²×r×1=5.6-6.0kg