露天采石厂爆破设计方案.docx
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露天采石厂爆破设计方案.docx
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露天采石厂爆破设计方案
爆破设计方案
编制:
审核:
批准:
公司
二○一三年一月三十日
一、工程概况与技术要求
(1)、设计依据:
中华人民共和国《民用爆炸物品管理条例》、中华人民共和国《爆破安全规程》、湖北省公安厅有关民用爆炸物品管理的法律法规。
(2)、矿山概况
采石场位于,现采面背靠山体,四面环山。
采石场东西长125m左右,南北宽94m左右,矿层厚度约80m,开采范围标高+90-+174m,矿体全部裸露地表,硬度中等,f系数在8-10之间,容重为2.68Kg/cm3,松散系数为1.6。
方位
建(构)筑物现状
距离(米)
备注
东
荒山
30
南
荒山
200
爆体正面
西
荒山
50
北
荒山
80
(4)、爆破技术要求
a、爆破后的矿石块度满足机械装车要求;
b、控制爆破个别飞石,减少对周围建筑物的影响或损坏;
c、周围建筑物安全允许震速为1.0cm/s;
d、爆破后临时边坡稳定,以利于安全施工。
二、爆破方案选择
1、方案对比
石方爆破采用的方案主要有浅眼爆破和深孔爆破。
浅眼爆破孔径小,钻眼密度大,药量分散,每次爆破的方量小,爆后其块度小,爆破有害效应小,且钻眼机具简单,其特点是规模小、循环作业频繁,爆破效果不显著,主要用于小型矿山的开挖爆破;
深孔台阶爆破法具有单位钻孔量小和炸药单位耗量低、生产效率高和便于采用综合机械化施工进行爆破、挖装、运输作业等优点,广泛应用于露天开挖工程,只要高度大于5米皆可适应,一次爆破量可达几千至上万方,爆破块度较均匀,完全能满足工程需求量。
本工程毛料需求量大,且周围环境能满足中深孔台阶爆破各项条件。
综上所述,为有效地控制爆破效应和确保安全,并能使爆破效果满足机械化开挖作业要求,确定爆破方案为:
根据不同的开挖深度和设计断面形式,采取多级台阶分层开挖,主爆区采用中深孔台阶与浅孔相结合的微差松动控制爆破,边坡和石料场顶层废料的剥离采用浅孔爆破。
在爆破施工中随时了解地质情况和爆破效果,及时优化爆破参数尽力保证爆碴堆的粒径满足相关要求。
因开采高度为80m左右,可分5层开采,分层厚度控制在15m~20m。
本次设计取台阶高度H=15m。
2、钻爆设备选择
本工程地形平缓,条件良好,设备移动较容易,因此钻孔设备选用1-2台简易潜孔钻机,配备数台手风钻钻浅孔和解大块石、孤石。
3、火工品选择
根据工程水文地质条件确定,在孔内无积水或施工期间天气条件允许的前提下,优先考虑铵油炸药、部分乳化炸药,孔内采取电雷管或导爆管雷管,以满足微差爆破网络的要求。
三、爆破参数与药量计算
1、孔径d=φ90mm。
倾斜角度=850
2、超深h=0.5m,钻孔深度L=H/sina+h=16m。
3、底盘抵抗线。
4、孔网参数
本次爆破采用梅花型布孔,炮孔排数为3排,第一排为7孔,第二排为6孔,第三排为7孔,共20个炮孔,孔距a×排距b=3.5m×3m。
5、堵塞长度l2=(0.9~1.0)d=2.7m~3m,本次设计确定l2=3m。
6、单位炸药消耗量q=0.45Kg/m3。
7、单孔装药量Q=qabH=0.45×3.5×3×15=70Kg
第一排孔总装药量:
Q1=7×qabH=490kg
第二排孔总装药量:
Q2=6×KqabH=480kg
第三排孔总装药量:
Q3=7×KqabH=560kg
式中:
K为后排孔受前排孔岩石阻力作用系数,取1.15。
本次爆破的总装药量:
Q总=Q1+Q2+Q3=490+480+550=1530Kg。
8、装药结构设计
采用连续装药结构,用双发雷管,一个放置在距孔底0.3~0.5m处,另一个置于药柱顶端0.5m处,详见装药结构图。
四、微差起爆网路设计
本工程采用分段延期起爆技术,每排为一段,共3排则分3段起爆。
详见起爆网路图。
爆破施工工艺流程图
五、安全距离验算
1、最大单响药量Q确定
爆区不同岩性的K、α值
岩 性
k
α
坚硬岩性
50~150
1.3~1.5
中硬岩性
150~250
1.5~1.8
软岩性
250~350
1.8~2.0
按爆破规程6.2.3爆破震动安全允许距离公式:
R=(K/V)1/a·Q1/3
其中:
R—安全距离
K,a—与地质条件有关的系数,本工程K=220,a=2.0
V—质点允许的振动速度,本工程取V=1.0cm/S
Q—同段起爆破的最大药量(kg),本次Q=560Kg
经验算R=(220/1)1/2·5601/3=123m。
2、个别飞散物安全允许距离
A、大爆破时,个别飞石的飞散距离受地形、风向和风力、堵塞质量、爆破参数等影响。
一般按下式计算:
R=20n2WK=20×1.02×3.0×1.5=90m。
式中:
n---爆破作用指数,标准爆破取1.0;
W---最小抵抗线,m
K---安全系数,一般选用1-1.5.
B、根据《爆破安全规程》表10的有关规定,浅孔爆破的个别飞石最小安全允许距离为200米(复杂地质条件下或未形成台阶工作面时不小于300米),深孔爆破个别飞石最小安全允许距离不下于200米,因此,每次爆破时警戒线应放在200米以外。
3、空气冲击波
(1)、对地面建筑物的安全距离,一般松动爆破时,不考虑空气冲击波的安全距离,抛掷爆破的空气冲击波安全距离按下式计算(本工程为加强松动爆破):
R=K×Q1/3
式中:
R——为冲击波的安全距离,m;
K——为系数,有掩体取15,无掩体取30;
Q——为最大一段起爆药量,560kg。
R=15×5601/3=125米。
即本次爆破空气冲击波的安全距离为125米。
(2)爆破冲击波安全防护技术
为了减少爆破冲击波的破坏作用,可从两方面采取措施,一是防止产生强烈的空气冲击波;二是利用各种条件来削弱已经产生了的空气冲击波。
通过合理确定爆破参数,避免采用过大的最小抵抗线,防止产生冲天炮;选择合理的起爆方案,保证岩石能充分松动,消除夹制爆破条件;保证堵塞质量,防止高压气体从孔口冲出;推广导爆管或电雷管起爆,尽量不用高能起爆索起爆。
这些措施都能提高爆破时爆炸能量利用率,有效防止产生强烈空气冲击波。
此外,尽量避免爆区正面朝向被保护物,无法避免时也应将建筑物的门窗打开,必要时搭设防护架,也可有效减小冲击波的危害。
经过上述验算,允许的安全距离为125m,《爆破安全规程》规定的深孔台阶爆破安全距离不小于200m,因此取爆区的安全警戒范围不少于200m。
五、施工组织设计
施工组织设计的主要内容包括:
钻爆施工工艺、施工准备、钻孔技术要求、装药堵塞要求、网路联接、安全防护措施、警戒方案、应急预案、人员、设备、材料配置表、技术经济指标。
“施工组织设计”栏目的所有工作由施工单位负责实施。
1、钻爆施工工艺
爆破设计→开挖范围大面找平→清面→测量放线→布孔→技术员对钻爆作业人员技术交底→钻孔→清孔→钻孔质量检查→钻孔保护→装药→网路连接→网路检查→起爆→出渣→爆破效果分析→优化钻爆参数→下一循环。
2、施工准备
施工道路布置→设备、材料进场→覆盖层清理→工程技术交底。
3、爆破施工作业安全规定
①爆破工必须经过专门训练,并经考核合格取得有关部门颁发的爆破证。
②、爆破工必须持爆破证,才能去火药库领取爆破材料,领取时要认真检查爆破材料的质量和数量。
③、炮孔未经验收或不能满足爆破要求的不准装药爆破。
④、不应使用电机车或铲运机运送爆破材料,应用专用的火药车或矿车搬运,起爆材料应专人背送。
禁止炸药与起爆材料同车装运。
⑤、搬运炸药和加工起炸药包时禁止吸烟。
⑦、装卸爆破材料时,要轻拿轻放,不准摔打碰撞。
⑧、爆破材料运到现场应放在安全地点,要加强保管,起爆材料与炸药应分开堆放。
⑨、剩余爆破材料应在当班及时交回炸药库,不得遗失、自存或移交下班。
⑩、装药时,工作面应有良好照明,检查并处理好顶、帮及工作面的安全问题后方能开始作业。
⑾、在矿(岩)石有下滑(掉落)危险的地方,应采取有效防范措施后,方可进行装药、爆破。
⑿、电力起爆注意事项
Ⅰ、距爆区边界50米范围内不应有电缆通过或存留电器设备。
放主线时,不应通过电缆线,若必须通过时,要用木板或绝缘物品垫好。
爆破施工前应对杂散电流进行测试,对高压电、射频电等进行调查,存在危险立即采取预防和排除措施。
Ⅱ、联线时各接头要擦净。
每孔都应进行导通试验,应使用专用导通器和爆破电桥,仪器仪表应每月检查一次。
电阴应符合设计要求。
接头要结牢,缠绕圈数不应少于6圈,并用胶布包好。
Ⅲ、电爆网路不应使用裸露导线,不得利用铁轨、钢管、钢丝做爆破线路,爆破网路应与大地绝缘,电爆网路与电源之间应设置中间开关。
Ⅳ、爆区网路全部联接完后,应用专用仪表测试其电阻,并使其符合设计要求。
母线与网路接头应在工作人员全部撤到安全区,警戒人员发出安全信号后,由爆破总指挥发布命令方可联接。
Ⅴ、线路联接后,不应有其它人员进入爆区。
⒀、由于情况变化,将严重影响爆破效果时,应采取有效措施后再行起爆。
⒁、多排炮孔起爆时,应采用微差或秒差起爆,不应同段即发起爆。
⒂、起爆前应放警戒,树立明显的警戒信号和标志,并将设备和人员转移到安全地点避炮。
⒃、炮响15分钟后才可撤出警戒人员及信号。
⒄、使用导爆管爆破的方法和注意事项
Ⅰ要根据炮孔数量、排列形式和位置,领取不同段数的导爆管进行分段爆破。
Ⅱ导爆管联接。
每3-5个导爆管联为一组,每组不得超过5个。
Ⅲ导爆管联接方法,可采用并串联或串并联相结合的联接方法。
Ⅳ导爆管的联接应采用联接块或用胶布将每根导爆管紧紧地和起爆雷管捆扎在一起的方法。
Ⅴ导爆管联结不应打死弯,联接角度亦为10°-15°。
⒅、装药堵塞要求
堵塞长度为3.0-4.0米,填塞材料用钻孔粉屑和潮湿黄土混合物,其用量比例为3:
1,炮孔的装药结构、药包直径、装药量、装药长度、堵塞长度必须符合设计要求。
一般由二人一组,一人操作;一人负责监督和记录;深孔爆破装药时,爆孔四周的大块石应首先清除;药卷不能冲击或抛掷入孔,深孔装药可用带钩的提强将药放入孔中,并须使药包紧密结合;禁止将起爆药包从孔中拨出或拉出;堵塞物应用土壤、细砂或其它混合物,禁止使用块及可燃的材料;在条件允许时可用水为堵塞材料,禁止使用炮孔不进行堵塞的爆破方法;装药和堵塞过程中均须谨慎保护导爆管、电雷管、连接电线等,以防发生事故;严禁边打扎边装药;装药堵塞作业时应有爆破技术人员在现场进行技术指导和检查监督。
详见装药结构示意图。
⒆、导爆管网络联接
爆破网络采用非电微差毫秒导爆管起爆网络,采用排间顺序起爆法,第一排孔内为双发MS1段导爆管,第二排孔内为双发MS3段导爆管,第三排孔内为双发MS5段导爆管,整个网路通过四通器进行连接。
详见起爆网路图。
施工过程中根据实际爆破效果和爆块位置采用孔外微差起爆网路,宽孔距小排距等起爆方式,以降低最大单响药量,减小爆破震动危害。
根据石料质量要求和边坡安全评估,部分开采区域将实行单孔单响,以最大限度地降低爆破震动,以达到改善爆破效果和降低炸药单耗的目的。
六、盲炮处理安全管理规定
1、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,应在附近设明显标志,并采取相应的安全措施;
2、处理盲炮时,无关人员不准在场,应在危险区边界设警戒,危险区禁止进行其它作业;
3、禁止拉出或掏出起爆药包;
4、每次处理盲炮必须由处理者填写登记片;
5、爆破网路未受破坏,最小低抗线无变化时,可重新联线起爆;最小低抗线变化时应重新验算安全距离,调整警戒范围后在联线起爆;
6、距盲炮口不少于10倍炮孔直径处另打平行孔装药起爆;
7、所用炸药为非抗水药且炮
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