课程设计
课程名称：凿岩爆破工程
学院：国土资源工程学院
专业：采矿工程
学号：
年级：２０１２级
学生姓名：
指导教师：张智宇栾龙发
日期：
教务处制
课程设计题目
题目一：露天台阶深孔爆破设计
某石灰石矿山采区离民宅最近距离约300m。该矿山采用露天深孔开采方式，穿孔用KQGS-150潜孔钻机穿孔，钻孔直径均为165mm，深孔爆破，台阶高度为15m，爆破采用塑料导爆管毫秒雷管分段起爆，主要采用硝铵炸药爆破。随着水泥产销量的不断增加，石灰石需求量为年产480万吨(矿石200万立方米)。因此，为减小爆破振动，保证居民的生活稳定，同时，又不要影响采矿强度和矿山中长期生产计划。设计要求：(1)进行露天深孔台阶爆破设计；(2)提出降低爆破振动的技术措施。
设计方案：
一、工程概况分析
题目中要求年开挖工程量为200万m3，平均分80次开挖，单次开挖爆破工程量25000m3，自采场水平挖进约90m×18.5m，采用露天深孔台阶爆破，台阶高度15m，台阶坡面角度为70°，采区距离民宅最近距离为300m。
二、爆破参数的确定及装药结构
结合采区台阶高度、钻孔直径和岩石性质，爆破参数为：H=15m；孔径d=16.5 cm；单耗q取0.5kg/m3；装药密度ρ=0.75 t/m3；孔深装药系数τ取0.7；超深h=12d=12×0.165=1.98 m（取2m）；孔深l=H+h=17 m；钻孔临近密集系数m，其值通常>1.0，此处取1.2。
1.地盘抵抗线：W=6.16m
2.孔距：a=mW=1.2×6.1=7.3m
3.排距：b=asin60°=7.3×0.866=6.3m
4.填塞长度lp：取lp=0.7W=0.7×6.1=4.3m
5.装药长度le：le=l-lp=17-4.3=12.7m
6.台阶上上眉线至前排孔口距离：bc=W-Hcotα
算得bc=6.16-15×cot70°=0.7m
（图1--露天台阶爆破及装药填塞结构单位：m ）
7.炮孔总数：N=（90m×18.5m）÷（7.3m×6.3m）=36孔，采用4
排错位式布孔方式，每排9个。（如下图）
（图2--露天台阶深孔爆破布孔方式单位：m）
8.单孔装药量：
第一排孔：Q1=qaWH
算得：Q1=0.5×7.3×6.1×15=333.975 kg
线装药量：333.975÷12.7=26.3 kg/m
其他排孔：Q2=KqadH
算得：Q2=1.1×0.5×7.3×6.3×15=379.4175 kg
线装药量：379.4175÷12.7=29.875 kg/m
最大段药量：379.4175×9= 3414.7575kg
二次破碎药量：Q3=25000×5%×0.15=188 kg
i.总药量：（3414.7575×3）+（333.975×9）+188=10260.26 kg
J.实际炸药单耗：10260.26÷25000=0.41 kg/m3
炸药年终用量：I=80×i=80×10260.26=820820.8 kg=821 t 采用导爆管毫秒延时雷管分段起爆，这样可以尽量减小爆破震动，同时又可以保证采掘进度的正常维持。（如下图）
（图3--露天深孔台阶爆破网络图）
三、机械器材
KQGS-150潜孔钻机（直径165mm），大中型装载机，铲斗机，毫秒雷管，导爆管，硝铵炸药，剪刀，胶带，等爆破必需品，医护保障，消
防预备车等。
四、安全防护
根据飞石最远飞行距离的经验公式：
R=20kn2W=20×1.2×1.22×6.1= 210.8m 实施爆破之前，先在距居民居住区的安全距离210.8m（取300米）处设置隔离栏网，然后，钻孔，装药，堵塞，起爆都必须严格按照《爆破安全规程》进行，并有技术人员现场指导和监督，注意各个环节的安全要素，爆破振动、冲击波、个别飞散物的影响，务必确保当地居民和爆破作业人员的生命财产安全。（如下图）
（图4--露天台阶爆破警戒范围及岗哨布置图）
题目二：巷道掘进爆破设计
某地下工程的巷道开挖断面底宽3.0m，直墙高为1.5m，顶部半圆拱。岩性为弱风化花岗岩，岩石硬而脆，坚固性系数f=10。
设计要求如下：
请给出开挖爆破设计：单位体积炸药消耗量；掏槽方式、孔深、孔距、排距、单孔药量；辅助孔的孔距、排距、孔深、单孔药量、填塞长度；周边孔的孔距、孔深、线装药密度、单孔药量、填塞长度；绘出炮孔布置图及掏槽孔布置图，标出各部位孔位间距，起爆顺序号与雷管段别；绘出掏槽孔、辅助孔和周边孔的装药结构图；绘出起爆网路图。
设计提示：一次成型，采用倾斜掏槽，周边采用光面爆破。
设计方案
一、工程概况分析
考虑到该工程的服务年限较长，安全性要求较高，需要较好的承压能力，题目也要求顶部为半圆拱，故采取直墙半圆拱形。
二、断面尺寸
（1）平巷宽度：题目中已经指明开挖断面底宽3.0m。
（2）平巷高度：半圆拱，拱高是断面宽的一半，就是1.5m，直墙高也已知为1.5m，则巷道高度为1.5+1.5=3.0m。
（3）巷道断面积：上述数据求得，S=1.5×3+（3.14×1.52）/2=11.6㎡，则掘进断面积为11.6㎡。
三、爆破参数
（1）炮孔布置（如下图）
①槽形式及掏槽孔参数。因为掘进断面积较大，为取得好的掏槽效
果，采用掏槽孔为4个，空孔1个。
②辅助孔参数。根据可选参数400-800mm，选取孔间距为600mm
③顶孔，根据参数可选400-600mm，取顶孔间距为500mm，为优化断面成型质量，使爆破后的壁面保持平整光滑，施爆时采取光面爆破
④边孔。取炮孔间距为600mm
⑤底孔。取底孔间距为500mm
（2）爆破参数的确定
凿岩机钻孔直径为38mm，孔深2.2m。根据公式求出孔数为36个，使用2号岩石炸药，炸药单耗为1.51kg/m3，每循环炸药总消耗量为34.7kg，爆破各项参数（见下表）
（图5--掘进断面炮孔布置图单位：dm）
根据断面面积11.6㎡，合理布置炮孔。炮孔总数36个：掏槽孔5个，方式倾斜掏槽。空孔1个。周边孔19个，均匀排布在掘进巷道周边，辅助孔12个。
详细如下表：
（图6--掘进断面起爆网络图）
图中，孔外同时起爆，一次点火，中间由导爆管连接，孔内使用毫秒延时雷管MS5起爆，周边孔的孔间无延迟，起爆顺序如上表。
四、断面炮孔装药结构图
（图7--周边孔装药）
（图8--掏槽孔装药）
（图9--辅助孔装药）
爆破工艺流程表
五、安全防护
实施爆破之前，先在职工居住区的安全距离300米处设置隔离栏网，之后，钻孔，装药，堵塞，起爆都必须严格按照《爆破安全规程》进行，并有技术人员现场指导和监督，注意各个环节的安全要素，爆破振动、冲击波、个别飞散物的影响，务必确保当地居民和爆破作业人员的生命财产安全。
由于巷道掘进爆破会产生大量的有毒烟尘，故有必要在爆破后第一时间加强空气通风排毒，采用内压式和外抽式结合通风，每次爆破后通风25-30分钟，再进行渣料装载运出。