爆破工程技术人员培训岩土爆破设计题参考答案Word格式文档下载.docx

爆破工程技术人员培训岩土爆破设计题参考答案Word格式文档下载.docx

《爆破工程技术人员培训岩土爆破设计题参考答案Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《爆破工程技术人员培训岩土爆破设计题参考答案Word格式文档下载.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

填塞长度Lt=（10-20）d，取15d=0.6m；

装药长度Lc=L-Lt=1.7-0.6=1.1m；

单孔装药量Q=Lc×

L线=1.1×

250=275g；

不耦合装药，底部0.2m采用加强装药（线装药密度400g/m，装药量80g），中间0.6m采用正常装药（线装药密度250g/m，装药量150g），上部0.3m采用减弱装药（线装药密度150g/m，装药量45g）。

（3）起爆网路设计

在每个台阶爆破时，预裂孔提前起爆，由于受同段最大药量的限制，预裂孔起爆时按单孔起爆。

正常台阶浅孔爆破时也采用单孔起爆。

主炮孔在预裂缝形成的条件下，按单孔顺序起爆。

预裂孔每孔之间逐孔起爆，待预裂孔完全起爆后，主炮孔逐孔起爆。

预裂孔

主炮孔

（4）安全防护措施

严格控制最大同段药量不超过0.5kg，预裂爆破和台阶爆破时都采用单孔顺序起爆。

为了防止爆破时产生飞石，在每个炮孔孔口位置用沙袋压盖。

另外在被保护的石碑和凉亭上采用草帘或帆布进行防护，以防个别飞石飞溅到石碑和凉亭上时对他们造成损伤。

设计2：

简述你曾参与过的预裂或光面爆破工程技术设计？

提示：

从以下几个方面说明：

（结合实例）

1实施预裂或光面爆破地段的地质情况；

如在公路路堑开挖时采用了预裂爆破，岩体为花岗岩，坚固性系数f=12-16，中等风化，解理裂隙发育，无水。

2控制爆破参数。

预裂爆破参数应包括：

孔径、孔间距、钻孔长度、钻孔角度、线装药密度、单孔装药量、装药结构、填塞长度等。

光面爆破参数应包括：

孔径、光爆破层厚度（抵抗线）、孔间距、钻孔长度、钻孔角度、线装药密度、单孔装药量、装药结构、填塞长度等。

3起爆方式。

注意预裂爆破时，可以先于主爆区单独起爆，也可以与主爆区同一次起爆，但比主爆区要提前90-110ms起爆。

光面爆破时，光面孔与主爆区炮孔同次起爆时，光面孔在主爆区起爆后再起爆，时差100ms左右，光面孔也可以在主爆区起爆后单独起爆，主爆区爆破后的碴堆清运后再实施光面爆破，则光面爆破的效果会更好。

4爆破效果，说明预裂爆破或光面爆破后的效果如何，从半孔率、壁面的平整度，观感等方面进行描述。

5爆破设计的调整，根据爆破效果，对爆破方案进行调整情况及调整后的爆破效果。

某地石方开挖，岩体为花岗岩，坚固性系数f=12-16，中等风化，解理裂隙发育，无水。

主体石方开挖采用从上而下台阶，多点进行。

采用光爆方法。

光爆参数：

1、孔网参数：

炮孔直径d=70mm，孔距a=1.2-1.3，光爆层厚度1.5-2.0m。

钻孔方向与边坡方向一致。

钻孔神父与梯段高度吻合，斜边坡孔深L=14.2m（超深0.3m）。

2、装药参数：

采用直径32mm乳化炸药，不耦合系数2.3,线装药密度为0.5kg/m，光爆层底部1.3m为加强装药，线装药密度为1.0kg/m.

3、填塞：

填塞长度为1.5m。

4、起爆网络：

采用导爆索非电起爆系统同时起爆。

起爆顺序依次为主炮孔、光爆层、光爆孔。

段间隔时间差不小于50ms。

爆破效果：

所有的光爆部位均沿光爆炮孔连线方向切开，石质坚硬的口部几乎无破坏。

边坡半孔率达到90%以上，围岩稳定、平整。

爆破后出现下列现象，请分析原因并说明如何调整爆破设计？

（1）表面未产生裂缝；

可能的原因：

孔间距大、装药量不足、岩石坚硬。

调整爆破设计的方法：

缩小孔间距、增加线装药密度。

（2）孔口破坏严重，壁面也有破损；

线装药密度大、填塞长度小、岩体完整性差（如解理裂隙很发育）。

降低线装药密度，孔口部位的线装药密度降低得多些，增加填塞长度。

（3）孔口破坏严重，下部壁面质量正常；

上部线装药密度大，填塞长度小。

增大填塞长度，减小上部装药密度。

（4）孔口破坏严重，但下部未形成裂缝；

孔口部位岩体解理裂隙发育或线装药密度高了或填塞长度不足，下部线装药密度低了。

减小孔口线装药密度、增加填塞长度，增大下部线装药密度。

（5）下部壁面很好，但表面未形成裂缝；

下部药量不足。

增加下部线装药密度。

设计3：

根据题意，可以绘出隧道断面形状如图1所示。

经计算断面的面积S=29.81m2。

采取全断面开挖。

选用垂直孔掏槽，中间钻一个孔径为89mm的空孔，在空孔的四周均匀布置4个掏槽孔。

周边孔使用光面爆破。

图1隧道断面图2掏槽孔布置图

（1）掏槽孔数目N1=4个（不含空孔），辅助孔数目N2=32个，周边孔数目N3=30个，炮孔总数N=66个。

掏槽孔的布置图如图2所示，6个掏槽孔均匀地布置在半径为200mm的圆上，中心点为直径89mm的空孔，所有掏槽孔都是垂直孔，孔深均为3m。

炮孔布置图如图3所示，在每个炮孔附近的数字表示起爆顺序。

周边孔间距，拱顶部位0.55m，立墙部位0.65m，底眼0.6m，辅助孔间距0.75m，光爆层厚度为0.61m，周边孔的炮孔密集系数m=0.9。

周边孔距开挖轮廓线0.1m，并向外倾斜4°

，使孔底在轮廓线外0.1m。

图3炮孔布置图（单位：

mm）

（2）利用下述公式估算出总钻孔数：

实际布置炮孔数为66个（不包含空孔），与计算结果相近，比较合理。

设炮孔利用率为90%，已知每循环进尺L进=2.5m，所以炮孔深度为L=2.5/90%=2.8m，掏槽孔深度比其他孔加深0.2m，即掏槽孔的深度为3.0m。

总钻孔量L总=4×

3.0+（66-4）×

2.8=185.6m（不包括空孔）

每次循环爆破方量V=S×

L进=23.6×

2.5=59m3

每立方米钻孔量=L总/V=185.6/59=3.15m/m3

取掏槽孔填塞长度为装药长度的0.25倍，辅助孔和周边孔的填塞长度为装药长度的0.3倍，则有：

掏槽孔填塞长度Lt1=3.0×

0.25/（1+0.25）=0.6m

掏槽孔装药长度Lc1=3-0.6=2.4m

辅助孔和周边孔的填塞长度Lt2=2.8×

0.3/（1+0.3）=0.6m

辅助孔和周边孔的装药长度Lc2=2.8-0.6=2.2m

掏槽孔和辅助孔都采用Φ32×

200mm，质量150g的药卷。

周边孔线装药密度取值为0.3kg/m。

掏槽孔装药量为Q1=N1×

Lc1/0.2×

0.15=4×

2.4/0.2×

0.15=7.2kg

辅助孔装药量为Q2=N2×

Lc2/0.2×

0.15=32×

2.2/0.2×

0.15=52.8kg

周边孔装药量为Q3=N3×

Lc2×

0.25=30×

2.2×

0.3=19.8kg

为了将爆破后的岩碴抛出，每个底眼中增加1卷药，9个底眼共增加1.35kg炸药。

总装药量Q=Q1+Q2+Q3+1.35=7.2+52.8+19.8+1.35=81.15kg

单位体积炸药消耗量q=Q/V=81.15/59=1.38kg/m3

（3）掏槽孔、辅助孔和周边孔的装药结构分别见图4、图5和图6.

1-导爆管2-填塞物3-Φ32×

200mm药卷4-导爆管雷管

图4掏槽孔装药结构

图5辅助孔装药结构

1-导爆管2-填塞物3-导爆管雷管4-导爆索5-Φ22药卷6-Φ32药卷

图6周边孔装药结构

（4）起爆网路图

每个炮孔内装一发导爆管雷管，段别与图3中炮孔顺序号一致。

孔外使用瞬发导爆管雷管进行网路连接，采用“大把抓”的方式，将每8-10个左右的导爆管绑扎在1个连接雷管上，再将连接雷管连接在1个总起爆雷管上即可。

（图略）

设计4：

为了保证在沟槽开挖过程中，爆破时在住宅楼产生的振动不超过《爆破安全规程》允许标准（一般砖房v=2.5cm/s），所以，采用预裂爆破、松动爆破和毫秒延期起爆技术。

为了加快开挖进度，开挖顺序从两端向中间同时推进，但两端不能同时起爆。

开挖时，延深方向一次爆破高度4m，即台阶高度H=4m。

由公式

导出

，爆区岩石为中风化花岗岩，属硬岩，K和α分别取100和1.4，R=20m。

将已知数据代入公式，计算得，

由计算结果分析可知，一次开挖深度为4m是可行的。

（1）沟槽爆破参数

采用垂直浅孔松动爆破，爆破参数选取如下：

孔径d，选取炮孔直径40mm；

h=（0.1-0.15）H=0.4-0.6m,取h=0.5m；

孔深：

L=H+h=4+0.5=4.5m

单耗：

岩石为中风化花岗岩，f应在16左右，炸药单耗q=0.5-1.2kg/m3，取0.9kg/m3，采用三角形布置炮孔，m=1.15。

Lt=（20-30）d=0.8-1.2m：

为了控制飞石，取Lt=1.1m，用炮泥进行填塞；

Lc=L-Lt=4.5-1.1=3.4m；

单孔装药量Q：

为了充分利用炮孔，每个炮孔除了保证填塞长度以外，其余全部用于装药。

采用Φ32×

200mm，质量为150g的药卷，则每个孔的装药量为Q=Lc/0.2×

0.15=3.4/0.2×

0.15=2.55kg；

排间距:

由Q=qabH=1.15qb2H，将已知数据代入求得b=0.80m；

孔间距：

a=mb=1.15×

b=1.15×

0.8=0.9m；

注：

布置炮孔时，保证主炮孔孔底与预裂孔之间保持0.2m的距离。

连续装药；

每次爆破规模：

由于单孔装药量与最大允许同段药量接近，所以采用单孔起爆，考虑到导爆管段别和起爆网路的安全问题，所以每次起爆最多为30个孔。

（2）主炮孔平面布置图和剖面图如图1所示。

1-主炮孔2-预裂孔

图1主炮孔平面布置图和剖面图（包括预裂孔）

（3）预裂爆破参数：

孔径：

d=40mm；

a=（8-10）d，取10d，a=0.4m；

预裂孔倾角：

与开挖沟槽边坡的角度一致，与水平的夹角为80°

；

与主炮孔的超深一样，即为0.5m；

预裂孔深度：

L=H+h=4.5m，预裂孔长度L预=L/sin80°

=4.6m

线装药密度：

q线取250g/m；

Lt=0.75-1.0m，取Lt=0.9m；

预裂单孔装药量：

Q预=（L预-Lt）q线=（4.6-0.9）×

0.25=0.925kg；

由于允许的最大同段药量为2.95kg，所以预裂孔同段孔数为2.95/0.925=3个；

采用不耦合装药，将药卷捆绑在导爆索上，用孔内导爆管雷管引爆导爆索，导爆索的长度与装药长度一样长。

（4）起爆网路：

沟槽开挖时，每一开挖段内先起爆预裂炮孔，3个预裂孔为一段顺序起爆。

之后，起爆主炮孔，主炮孔单孔起爆，最多不超过30个，考虑到每排炮孔为4个，所以，每次起爆以7排为宜。

图略。

（5）安全防护：

为了保证爆破时住宅楼的安全，减小爆破振动和飞石的危害，采取预裂爆破和微差爆破技术，填塞时保证填塞的长度和填塞质量，使用炮泥进行填塞。

并采取以下防护措施：

采用汽车外胎覆盖爆区，并用沙袋压盖在轮胎上面。

沟槽开挖时，也可采用直线掏槽方式进行布置炮孔，在沟槽的中心线上钻一排稍密的炮孔，其它炮孔参数正常。

起爆时，预裂孔起爆之后，中心线的主炮孔先起爆，之后中心线两侧的炮孔依次起爆。

设计5：

此题与设计3类似，只是掏槽方式改用斜孔掏槽，所以这里只讲掏槽孔的布置，其它计算略去。

全断面开挖，采用复式楔形掏槽，周边采用光面爆破。

掏槽炮孔的布置如图1所示。

掏槽孔比其他炮孔深0.1m-0.2m，所以辅助孔和周边孔的深度应为1.1-1.2m。

实际布置炮孔数为45个，与计算结果相近，比较合理。

设炮孔利用率为90%，已知每循环进尺L进=1.2m，所以周边和辅助炮孔深度为L=1.1m。

掏槽孔填塞长度Lt1=1.3×

0.25/（1+0.25）=0.2m

掏槽孔装药长度Lc1=1.2-0.2=1.0m

辅助孔和周边孔的填塞长度Lt2=1.1×

0.3/（1+0.3）=0.25m

辅助孔和周边孔的装药长度Lc2=1.1-0.25=0.85m

掏槽孔单孔装药量为Q1=1.0×

0.75=0.75kg

辅助孔装药量为Q2=0.85×

0.75=0.6kg

周边孔装药量为Q3=0.85×

0.3=0.26kg

单位体积炸药消耗量q=1kg/m3

每个炮孔内装一发导爆管雷管，段别与图中炮孔顺序号一致。

设计6：

按照题意的要求，开挖的区域为第二层中间的槽挖部位，为了保护岩锚梁岩台，两侧保护层留3-4m，则槽挖部位的宽度为33.4m-2×

3.5m=26.4m，高度为7m。

总体开挖方案：

采用垂直深孔台阶松动爆破，在开挖连线设置预裂爆破炮孔。

（1）梯段爆破参数设计：

孔距a，由于每排布置12个炮孔，所以，a=26.4/22=2.2m；

排距b，采用正方形布孔，m=1，b=a/m=2.2/1=2.2m；

孔径d，按照b=w=（25-45）d，岩性中等硬度，所以，取b=35d，则d=b/35=2.2/35=63mm，选用HCR-C180型潜孔钻机，钻孔直径d=65mm；

超深h，h=（8-12）d，取9d，则h=9×

65mm=0.6m；

孔深，L=H+h=7+0.6=7.6m；

填塞长度Lt，Lt=（20-30）d=25×

65=1.6m；

装药长度Lc，Lc=L-Lt=7.6-1.6=6m

炸药种类，由于炮孔直径较小，选用改性铵油炸药药卷，药卷密度为1g/cm3，药卷直径为58mm，药卷长度为400mm，则每个药卷质量为1kg；

每孔装药量，Q=Lc/0.4×

1=15kg；

炸药单耗，q=Q/（a×

b×

H）=6/（2.2×

7）=0.44kg/m3，爆破区段为软硬相间的砂岩和泥岩，所以炸药单耗应介于0.4-0.5kg/m3之间，因此，q=0.44kg/m3比较合适；

不耦合连续装药，炮孔直径65mm，药卷直径58mm。

（2）爆破网路设计

采用逐孔起爆，选用Orica高精度导爆管雷管。

孔内采用200ms延期的导爆管雷管。

孔外主控排（第一排）中间孔先起爆，相邻孔之间保持17ms延期间隔，排间延期时间间隔为25ms。

起爆网路如图1所示。

图中每个孔口位置的数字表示地表延期到该孔时所用的时间，单位为ms。

1-预裂孔2-主炮孔3-自由面

起爆网路图

设计7：

采用定向崩塌控制爆破，采用台阶中深孔（必要时采用浅孔）松动爆破处理危岩体E块和D块，采用扇形中深孔定向崩塌危岩体A块和B块。

钻孔时，避免站在AB块的上方直接钻孔，以防危岩滚落。

处理危岩体的顺序是：

从上向下，逐层处理。

具体地讲，在任何一个南北垂直剖面上，保留A块不动，先处理E块和D块的上部，当处理到A块的中部时（此时A块已高出DE块），在A块北侧上部的岩壁上钻垂直扇形孔。

然后，再次降低D、E块高度，再在A块北侧下部的岩壁上钻垂直扇形孔。

将D、E块处理完后，在B块上钻扇形炮孔，将B块一次处理掉。

处理顺序如下图所示。

1-7岩体处理顺序黑实线表示最终边坡

危岩体处理顺序剖面图

扇形孔爆破参数设计：

根据题意，孔径D=60mm，孔深L=10～20m，钻孔的倾斜角度取为30°

～60°

。

布孔图如书图所示。

炸药单耗：

为了避免飞石的危害，本次爆破炸药单耗选取0.4～0.5kg/m3,。

孔开始端采用间隔装药，其余均为连续装药。

起爆网络：

为了达到定向崩塌和降振目的，采用电爆网络起爆，每个台阶2～8段毫秒延时，起爆顺序为自上而下，从外到内，顺序起爆。

设计8：

采用钻孔爆破作业船进行钻孔、装药。

（1）爆破器材的选择

由于在水下爆破，所以选用抗水型的乳化炸药震源药柱，直径90mm，长度600mm，每个药卷质量为4kg，选用导爆管雷管进行爆破网路的连接和起爆。

（2）爆破参数的确定

由题意可知，H=2.2m，q=2.0kg/m3；

钻孔直径d：

选用潜孔钻机进行钻孔，d=115mm；

超深h，h=（8-12）d，取10d，得h=1.2m；

孔深L=H+h=2.2+1.2=3.4m；

装药长度Lc，每个炮孔装4卷炸药，Lc=4×

0.6=2.4m；

每孔装药量Q=4×

4=16kg；

孔距a和排距b，采用三角形布孔，a=mb=1.15b。

由Q=q×

a×

H，得Q=1.15×

q×

b2×

H，将数据代入，解得b=1.8m，a=1.15b=2.1m。

填塞方式：

由于礁石在水下4m，所以炮孔上面的水可以起到填塞的作用，不用其它填塞材料进行填塞了。

（3）起爆体和起爆网路

每个炮孔中采用两发高段别的导爆管雷管进行起爆，孔外（水面）相邻孔之间采用短延期雷管连接，以实现逐孔起爆。

（4）爆破施工工艺流程（参见教材375-378页）

钻孔平台进行施工现场——确定孔位——下套管——钻孔——装炸药——拔套管——连接爆破网路——钻孔平台撤离——施爆——移动钻孔平台至新的位置。

设计9：

爆破方案：

露天深孔松动爆破，为了降低爆破振动，采用逐孔起爆。

（1）露天深孔台阶爆破设计

H=15m，d=165mm

每天爆破规模：

200/300=6667m3

每次爆破量满足5-10昼夜铲装要求，取6天。

V总=6667×

6=40000m3

选取单位炸药消耗量q=0.4kg/m3（f=8左右）

W=（25-45）d=30d=5m

排间距：

b=W=5m

采用三角形布孔：

m=a/b=1.15

a=1.15b=5.8m

h=（8-12）d=10d=1.6m

L=H+h=16.6m（垂直深孔）

Lt=（20-30）d=25×

165mm=4.1m

Q=q×

V=q×

H=0.4×

5.8×

5×

15=174kg

选择铵油炸药，装药密度0.8g/cm3

每米炮孔装药量Q1=（d/2）2×

3.14×

100×

0.8/1000

Q1=17.1kg/m

装药长度Lc=Q/Q1=174/17.1=10.2m

可间隔长度L3=L-Lt-Lc=16.6-4.1-10.2=2.3m

单孔爆破方量：

V=a×

H=435m3

一次应起爆的总孔数：

n=V总/V=40000/435=92个

求出最大同段药量Qmax：

，

式中R=300m，V=1.0cm/s，对于中硬岩石，K=200，α=1.65，将已知数据代入上式，计算得

最多同段孔数n同=Qmax/Q=1769/174=10个。

（2）降低爆破振动的技术措施

①采用毫秒延期爆破，尽量减少最大同段装药量，将其控制在1769kg以内，即最多同段孔数控制在10个以内。

②每次起爆4排，每排23个炮孔，总孔数为92个。

这些炮孔采用Orica高精度导爆管雷管进行网路连接：

孔内统一采用400ms延期间隔，孔外主控排相邻孔之间采用25ms等间隔，排间采用50ms等间隔，实现逐孔起爆，使最多同段炮孔数降低到4个，最大同段药量降低为696kg。

③采用气体间隔器进行中间间隔装药，底部装药高度6.2m，上部装药4m，中间间隔2.3m。

这样可以降低炸药爆炸时产生的峰值压力，从而进一步降低爆破振动。

④合理布置采场工作线方向。

爆破时，抵抗线的方向与工作线方向垂直或斜交。

抵抗线方向产生的爆破振动最小，相反方向产生的振动最大，而两侧产生的振动居中。

但由于抵抗线方向易产生飞石，不该直接对着保护对象。

所以，布置工作线时，应使民宅处于工作线的端部，即爆区的侧面，以降低爆破振动对其产生的影响。

设计10：

露天深孔台阶松动爆破。

（1）爆破方案

已知石灰石的松散系数Ks=1.5，年产量30万m3（实方）；

每天爆破方量V天=30万m3/Ks/300d=1000m3/d；

（实方）

每次爆破量满足5-10昼夜铲装要求，取7.5天，则一次爆破规模为V次=V天×

7.5=7500m3；

每次爆破岩石量Q次：

设石灰石的密度为ρ岩=2.6t/m3，则有：

Q次=V次×

ρ岩=7500×

2.6=19500t；

年产量Q年=30万m3×

ρ岩=78万t>

50万t，属于中型矿山。

由于岩石是石灰石，f=8-10，属于中硬岩石，炸药单耗q=0.4-0.5kg/m3左右，根据爆破参数计算得炸药单耗q=0.46kg/m3。

选取台阶高度H=10m，

每次爆破所需总药量Q总=qV次=0.46×

7500=3450kg

每次爆破所需总孔数n总=V次/（a×

H）=7500/（4.0×

3.5×

10）=54个；

每次爆破所需总延米数L总=n总×

L=54×

11=594m；

潜孔钻机所需数量N钻：

式中L班-每班需钻孔米数，m；

L班=V天/（a×

H）×

L/2=1000/（4.0×

10）×

11/2=39.3m；

p1-钻机台班效率，m/（台班）；

p1=30m/（台班）；

e-废孔率，一般为3%-6%，取5%。

将数据代入上式，得N钻=1.38台，取2台。

根据矿山的规模，选用2m3的单斗挖掘机用于铲装，其生产效率可用下式计算：

式中，V挖——挖掘机生产率，m3/h；

V——铲斗容积，m3，取值为2m3；

n——挖掘机每小时循环次数，取值为160次；

Kc——铲斗充满系数，对于岩石取0.5-0.9，取值为0.7；

Ks