临近永久边坡的露天台阶深孔爆破设计中高级.docx
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临近永久边坡的露天台阶深孔爆破设计中高级
临近永久边坡的露天台阶深孔爆破设计(中高级)
设计人:
沈雪飞
单位:
中铁二十局集团二公司
日期:
2005-08-20
临近永久边坡的露天台阶深孔爆破设计(中高级)
一、设计条件
某露天矿山采用台阶深孔爆破,现已推进到靠近永久边坡的最后一台阶;岩石完整,坚固性系数f=8~10,爆破时应采取措施,尽可能不破坏边坡的稳定性,并要求大块率不高,最后形成的台阶边坡坡比为1:
0.3;已知台阶高度H=12m,台阶爆破长L=30~40m,台阶宽度B=16~20m,炮孔直径分别为90mm、100mm110mm、150mm;台阶保留的检查平台宽4m,距爆破点400m有砖混结构厂房。
任选一种爆破孔径进行设计。
二、要求
1、主题开挖深孔爆破;2、边坡光面或预裂爆破。
三、完成设计需要提交的文件
(一)深孔爆破设计说明书
1、工程概况;
2、设计原则(方案);
3、深孔爆破和预裂爆破(或光面爆破)设计参数的选择与计算;
4、钻孔布置;
5;起爆网络;
6、施工组织设计;
(二)附件
1、钻孔设计参数表和工程数量表
2、钻孔布置图(平面图、纵、横剖面图)
3、起爆网络;
4、安全警戒线;
(一)深孔爆破设计说明书
1、工程地质概况;某露天矿山采用台阶深孔爆破,现已推进到靠近永久边坡的最后一台阶;岩石完整,坚固性系数f=8~10,爆破时应采取措施,尽可能不破坏边坡的稳定性,并要求大块率不高,最后形成的台阶边坡坡比为1:
0.3;已知台阶高度H=12m,台阶爆破长L=340m,台阶宽度B=20m,炮孔直径为150mm;台阶保留的检查平台宽4m,距爆破点400m有砖混结构厂房。
爆破条件较好。
根据上述的地形条件及爆破要求,主体采用台阶深孔爆破,边坡采用预裂爆破,炮孔直径选择¢100mm,根据岩石完整,坚固性系数f=8~10,选取2#岩石炸药,炸药单耗q=0.56kg/m3。
2、设计原则(方案)
根据上述的地形条件及爆破要求,主体采用台阶深孔爆破,边坡采用预裂爆破,炮孔直径选择¢150mm,根据岩石完整,坚固性系数f=8~10,选取2#岩石炸药,炸药单耗q=0.56kg/m3。
3、主爆孔设计参数选择与计算
(1)机械设备为J-150B,孔径选D=150mm
(2)台阶高度12m。
(3)超深h=(8~12)D=1.2~1.8m,取1.5m。
(4)主炮孔孔深
采用倾斜孔:
孔深L=H/sina+h
=12.5+1.5
=14m
H爆破台阶高度12m
α———台阶坡面角,取73.3。
超深值h采用。
(5)底盘抵抗线
1)根据钻孔作业的安全条件:
W1≥Hctgα+B
≥12×0.3+3
≥3.9m
W1———底盘抵抗线,m;
α———台阶坡面角,取73.3。
H———爆破台阶高度,12m
B———从钻孔中心线至坡顶线的安全距离,对大型钻机,B≧2.5~3.0m。
2)按每孔装药条件(巴隆公式)
W1---底盘抵抗线,m;
d———炮孔直径,dm;
Δ———装药密度,取g/mL;
τ———装药系数,τ=0.7~0.8;
q———单位炸药消耗量,kg/m3;
m———炮孔密集系数,一般m=1.2~1.5。
取W1=4m
(6)炮孔排列方式
采用方形布置。
(7)炮眼孔距
孔距a主a主=mw1选m=1.2
m———炮孔密集系数,一般m=1.2~1.5。
a主=1.2×4=4.8m
(8)炮眼排距
排距b取炮孔密集系数为1.2。
b=a主/1.2=4.0m
取4.0m
(9)单位炸药消耗量
因岩石完整,坚固性系数f=8~10,查表选取q=0.56kg/m3
(10)单个炮孔装药量
a、第一排孔的每孔装药量按下式计算:
Q1=q×a×w1×H
=0.56×4.8×4×12=129kg
q———单位炸药消耗量,kg/m3;
a———孔距,m;
H———爆破台阶高度,12m
W1———底盘抵抗线,m;
b、第二排孔起,每孔装药量:
Q2=k×q×a×b×H
=1.1×0.56×4.8×4×12=142kg
k———考虑前面各排孔的矿岩阻力作用的增加系数,k=1.1~1.2;
b———排距,m。
根据钻孔条件,检算炮孔实际装药量。
Q′=LΔπR2=9×3.14×1000×0.0752=158kg,Q′>Q,能装下所计算最大药量。
(11)每排孔装药量
第一排孔的装药量:
129×7=903kg
第二排孔的装药量:
142×7=994kg
总装药量:
903+994×3=3885kg
(12)堵塞长度
(1)每米装药量Qm=πD21*Δ/4
=3.14×0.152×950/4
=16.78
(2)L装=Q1/Qm=142÷16.78=8.5
(3)L堵=L-L装=14-8.5=5.5m
4、缓冲孔设计参数选择与计算
(1)机械设备为J-120B,孔径选D=120mm
(2)台阶高度12m.
(3)超深h=(8~12)D=1.2~1.8m,取1.5m
(4)孔深
采用倾斜孔:
孔深L=H/sina+h
=12.5+1.5
=14m
H爆破台阶高度12m
超深值h采用1.5m。
(5)炮眼孔距
孔距a缓=0.8a主=4.8×0.5=3.8
(6)单位炸药消耗量
因岩石完整,坚固性系数f=8~10,查表选取q=0.56kg/m3
(7)单个炮孔装药量
Q缓=0.8Q2=0.8×k×q×a×b×H
=0.8×1.1×0.56×3.8×2×12=45kg
(8)缓冲孔总装药量45×10=450
总装药量:
Q缓总=45×10=450
(9)堵塞长度
1)L堵=(0.9~1.0)W1
=(0.9~1.0)×4.8
=4.3~4.8m
2)L堵=(20~30)d=(20~30)×0.15
=3~4.5m
取L堵=4m
5、预裂孔设计参数选择与计算
(1)机械设备为J-100B,孔径选D=100mm
(2)预裂孔炮眼孔距
为永久性边坡孔距a预=(7~10)D预=(7~10)100=700~1000mm
取80cm
(3)预裂孔超深h=0~0.5m,取0.5m
(4)预裂孔与缓冲孔的排距
b=1/2b主=0.5×4=2
且1.5m≦孔底距离≦2.5m
(5)预裂孔孔深
采用倾斜孔:
孔深L预=L主+h=14+0.5=14.5m
H爆破台阶高度12m
超深值h采用0.5。
(6)炮眼孔距
孔距a缓=0.5a主=0.5×4=2m
(7)预裂孔线装药量
Q线=0.042[σ压]0.5.[α]0.6
=0.042×800.5×20.6
=0.56
Q线———炮孔线装药密度,kg/m:
σ压———岩石极限抗压强度,MP:
α———炮孔间距,m。
因岩石完整,坚固性系数f=8~10,查表选取σ压=80
(8)预裂孔单孔装药量
①在孔底1~2m的范围内应增加装药量,因台阶高度大于10m在孔底2m的范围每延米增加3~5,取线装药量的3倍。
Q预底=2×3Q线=2×3×0.56=3.36kg
②在中间的范围内按计算值装药。
③在孔口接近堵塞端1m的装药量为减少孔口大块率,取线装药量的0.5倍。
Q预上=0.5Q线=0.5×0.56=0.28kg
④预裂孔单孔装药量(堵塞长度取4m)
Q预=7.5×0.56+3.36+0.28=7.8kg
(9)预裂孔总装药量50×7.8=39kg
附图:
(9)预裂孔堵塞
堵塞长度取4m,先用牛皮纸或编织袋放入填塞段的下部,再回填钻屑。
(10)起爆时间
为在主爆区起爆之前形成预裂缝,预裂孔先于主炮孔75~100mm起爆,祥见起爆网络。
6、总计用药量计算
V=12×20×40=9600m3
需炸药量为:
Q′总=V×q=9600×0.56=5376kg
7、总计用药量计算
前排孔7个,每孔129kg,共计129×7=903kg;
后排孔7×3个,每孔142kg,共计142×21=2982kg;
预裂孔50个,每孔7.8kg,共计7.8×50=39kg;
缓冲孔10个,每孔45kg,共计45×10=450kg;
Q总=903+2982+39+450=4374kg。
最后选取炸药总用量为4400kg。
6、爆破安全设计参数选择与计算
预裂爆破参数选取,查经验数据:
¢=100mm,钻孔间距取a=1m,线装药量取450g/m。
缓冲孔装药量计算:
Q=k.q.a.b.H=1.1×0.56×4×4.8×12×1/2=71kg
4、钻孔布置;
5、起爆网络;
6、施工组织设计;
7、爆破安全设计与验算
上式中,选K=150~250α=1.5~1.8
台阶爆破飞石距离计算:
RFmax=kφ·D
=(15~16)×10=150~160m
取RFmax=200m
4、装药结构
采用连续装药结构
如图示:
5、起爆网路计算
采用排间顺序起爆
6、材料消耗,主要经济技术指标
7、安全范围确定
8、施工流程图
装药前炮孔检查
(二)附件
1、钻孔设计参数表和工程数量表
2、钻孔布置图(平面图、纵、横剖面图)
3、起爆网络设计图;
4、安全警戒图。
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