爆破设计

爆破设计

一、工程概况、环境和技术要求

大沟料场位于杂谷脑河狮子坪水电站3#支洞附近的大沟料场，距杂谷脑河左岸2.5Km,与加工场的相对高差140m，距坝址7.5~8.5Km,开采区东西长140m，南北宽130m，料场内乔木丛生，需要林木砍伐，覆盖层3~7m。由于现在上报料源主要定在大沟料场，现在大沟的开挖量初步定为100万方，要加大对料场的开挖强度。

在料场沿河流上游500m处，有在建的大丘地村庄，为了减少爆破开挖对村民的干扰，防止村民阻扰施工，对爆破产生的噪音、灰尘、地震波、空气冲击波的影响进行严格孔控制。整体料场为高边坡开挖，岩体比较破碎，为保护边坡的稳定性对爆破产生的振动的控制尤为重要。

二、爆破地形、地貌、地质条件

从现开挖的岩层来看，岩层整体裂隙比较发育，中间夹杂有较厚的夹层，主要岩体为变质砂岩。

三、设计方案选择

根据工程实际需要，大沟料场的爆破开挖石料，一部分用于狮子坪大坝坝壳料，一部分用于砂石骨料生产，对料的要求比较严格，开采要求最大块石粒径为80cm，超径率控制在小于等于2%~3%，从现有的条件来看，采用的是深孔爆破，台阶式分层开挖，结合现有的设备，台阶高度初步定为10~12m。

参数确定：由现有的设备，英格索兰钻机，从实际机械工作效率来看，选用Φ90钻头，然后根据钻孔，以及装卸设备的相率，确定台阶高度为12m，根据岩石的自身坚硬性质并结合经验值，初步确定选用单耗为0.4（2#岩石炸药）kg/m3,由此可以确定最大底盘抵抗线不得超过3.5m，根据以上数据以及2#岩石炸药的实际装药密度，确定爆破的孔间距，具体如下：

3.1边坡预裂爆破

为了保证料场边坡的稳定，保证下层作业的安全，边坡必须用预裂爆破控制。

钻孔直径D：使用液压潜孔钻，Φ90钻头，D=90mm。

装药直径d：使用Φ25管装炸药，d=25mm。

不耦合系数β：β=90÷25=3.6。

钻孔倾角α：按1：0.4放坡，钻孔深度L：L=12.6m。

钻孔间距a：a=1.0m。

线装药密度Q线：根据经验取0.18kg/m。

堵塞长度L0，根据经验取L0=1.2m。

装药长度L1：L1=9.4m。

底部加强装药长度L2，根据经验底部加强装药长度取L2=2.0（m）。

底部加强装药量Q加，底部加强装药量一般增加（2～3）倍的线装药密度。取增加二倍，Q加=2.5×2×0.18=0.9（kg）。装药结构：用导爆索联接，将Φ25三个一捆，连续绑2捆，接着两个一捆，装3捆，间隔40cm，共计装药1kg，装药长度1.9m，然后间隔40cm绑一节Φ25药卷，总装药长度9.4m 单孔装药量Q： Q=L1×Q线+Q加 =2.2kg。

3.2缓冲孔参数

为了避免主爆孔对预裂面产生破环作用，保证预裂面的平整，与预裂面相邻的一排孔必须减小药量，装药单耗为主爆孔的0.6倍。

钻孔直径D：使用液压潜孔钻，Φ90钻头，D=90mm。

装药直径d：使用Φ60管装炸药，d=60mm。

钻孔深度L：L=10.6（m）。

钻孔倾角α：与预裂孔平行。

钻孔间距a：a=2.0（m）。

与预裂孔距离b：b=1.5（m）。

与主爆孔距离c：c=2.5（m）。

单孔装药量Q：Q=20kg。

装药结构：用导爆索联接Φ60药卷，间隔30cm，装一节，一直装到距孔口3m处，然后堵孔。

堵孔长度：堵塞长度3m。

起爆方式：孔口用4段得联接导爆索

3.3主爆孔爆破

钻孔直径D：使用液压潜孔钻，Φ90钻头，D=90mm。

装药直径d：使用散装铵油炸药，d=90mm。

炸药单耗q：使用散装炸药，d=90mm。

底盘抵抗线W:取W=3m。

梯段高度H:取h=12m。

钻孔间距a：取a=3.5m。

钻孔排距b：取b=4m.

超钻深度h：取h=0.6m.

钻孔深度L：取L=12.6m

外边第一排孔离边线的距离B：为保证钻机的安全，B必须满足如下要求：1.5m≤

B≤2.0m;现取1.5m,使得最大抵抗线不超过3.5m.

钻孔角度a;垂直孔

单孔装药量Q：Q=65kg

装药结构：连续耦合装药，用2#岩石硝铵炸药，采用孔底孔口双向起爆。

堵塞长度：为控制飞石，要求装药完后全部堵塞，堵塞长度为3.0m

当孔深小于等于9m时，孔的堵塞长度可以调整为2.5m，则实际装药量为6.5m，单孔装药为（37.7kg)

所有炮孔均按照设计间排距方形布置。另外，根据岩石的情况，假如遇到比较破碎的岩石，可以适当减小孔距，当部分的岩石过硬时，可采取稍微延长孔距，根据岩石的具体情况来调整，但要确保最大抵抗线的值，以及抛掷方向控制。

3.4爆破方量

总的爆破方量约为11800方，所用炸药总量为4730kg。爆破范围见爆破区示意图。

四、钻孔设计

4.1钻孔

根据现有的机械设备（英格索兰液压钻机）的有效利用率上，我部决定用Φ90钻头，然后根据岩石的发育情况，为保证稳定的高边坡，确定开挖边坡的坡比为1:0.4。首先，预裂孔严格按照开挖边线，布置预裂孔，预裂孔采用斜孔倾斜率为1:0.4.对于临空面上的周边孔，为保证专辑的施工安全，以及最大抵抗线不大于3m采用的是打垂直孔。

4.2布孔

炮孔按照矩形的方式进行布孔，确保按照实际控制孔间距。

五、装药堵塞和起爆网络设计

5.1装药、堵塞、连线

5.1.1预裂孔，采用的是导爆索串联捆绑药卷的方式，间隔不耦合装药

5.1.2缓冲孔，结合现有的爆破参数，采用的是连续不耦合药卷装药

5.1.3主爆孔，采用的是2#岩石炸药的连线耦合密实装药。

5.2网络设计

从大沟的实际开采条件来看，采用非电管网络，火雷管起爆方式。根据逐排微差差爆破要求，孔内的用15段（非电雷管）长尾线，用60药卷做起爆体，空外用3—5段得联接，由外到内，逐排起爆。岩体爆破方向应避开被保护对象，严格控制单响药量。（网络见附图1，装药结构见附图2）

六、爆破安全距离计算

对于爆源附近的建筑物来说，它所受到的地震波作用取决于震源的大小、距离及介质条件，而震源的大小则与一次起爆的炸药量有关。按照GB6722-2003《爆破安全规程》规定，房屋的用地面垂直振动速度来衡量爆破振动的强度。我国规定，采用深孔梯段爆破时，土坯房、毛石房屋的安全震动速度为0.7~1.2cm/s，一般砖房非抗震的大型切块建筑物的安全震动速度为2.3~2.8cm/s，本次以最低值2.5cm/s作为控制振速，再取2.5的保证系数，则计算时控制振速可取为2.5cm/s。

爆破时单响最大允许药量可按下列经验公式计算：Q=[R.(V/K)1/a]3.

式中Q-单响最大允许药量（kg)；

R-为爆破点与房屋之间的距离（m);

V-被保护的建筑物允许的最大震动速度（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；根据现场地质情况和我部施工经验，上述公式中系数的取值分别为：K=200；a=1.6。

综合各系数取值后可得Q=[300.(2.5/200)1/1.6]3=580kg既本次爆破时单响最大允许药量为580g。也就是说当单响最大药量为500kg时，民房附近的最大振速为2.5cm/s，远远低于爆破安全规程允许的最大振速。。

为保证料场边坡的稳定，保证下层作业的安全，边坡必须用预裂爆破控制。 七、安全技术与防护措施

为减小爆破的震动的影响，先要在村民的房屋边上，对爆破时产生的爆破振动、爆破飞石、爆破冲击波和声波等危害效应似采取如下措施进行控制：

7.1组织管理措施

1）成立项目部总工为组长的爆破施工领导小组，负责爆破实施过程中的统一管理、指挥、协调工作；

2）对所有参加爆破作业的人员进行安全教育，让每个员工树立保护群众财产安全的责任感；

3）坚持持证上岗，不允许无证人员参加爆破；

4）严格按照设计参数布孔和钻孔，确保抵抗线大小和方向不被改变；

5）严格按照设计参数进行装药、堵塞和联线，确保堵塞长度和起爆顺序不被改变；

7.2技术措施

1）必须采用预爆破。主爆区爆破之前，在爆区边界炸一条裂缝，

可起到减震的作用；线密度为160~180g/m

2)采用低威力、低爆速炸药，以减少炸药爆炸时对岩石的冲击力，如采用铵油炸药等；

3）减小钻孔间排距，以减小单孔装药量，同时孔内分两段起爆；间排距可调整为2.6~2.8m

4）严格控制单响最大药量，根据上面计算，单响最大药量不超过58kg

5)采用孔外微差爆破，实现逐排起爆，时间间隔控制在50~100s左右。由此可知，孔内应装12段以上的非电毫秒雷管，孔外应用3~5段雷管接力；

6）严格控制堵塞质量，要堵严堵实、堵够长度应不低于3m；

7）爆破时应选好起爆点，使爆破临空面背离房屋方向，以防因地质突然变化产生冲击波；

8）在房屋与爆区之间挖一条防震沟，沟深不低于5m，宽为3.5m

9)任何时候都禁止采用裸露药包爆破。

八、爆破施工组织

8.1清基、布孔

由中队值班干部，对操作手进行现场交底，采用CAT330C反铲进行清查，清去表面较厚的碎渣，为英格索兰钻机提供工作面，为保证人员和钻机的施工安全，要清理好边坡上的浮渣和临空边界上的浮渣。

结合现场的开挖面积，由技术部门制定爆破方案，并进行现场技术交底。首先用人工清除表面覆盖层和松散危石，然后进行钻孔作业。所有炮孔均按设计间排距方形布置，预裂孔沿边线布置，且预裂孔要控制孔的角度，保持最后形成1:0.4的坡度。另外，根据岩石的情况，假如遇到比较破碎的岩石，可以适当减小孔距，当部分的岩石过硬时，可采取稍微延长孔距，根据岩石的具体情况来调整，但要确保最大抵抗线的值，以及抛掷方向控制

8.2钻孔

爆破员根据爆破设计参数进行现场布孔，标明孔号、深度、方向，同时向钻机司机交待清楚；

钻孔之前，要开足风力，吹净表面浮土和残渣，然后对准孔位，调好方向，准确下钻；

钻孔时，要根据岩石情况，分别加压，做到软岩慢打，硬岩快打；另外，注意保护成孔情况，做好护孔工作，防止提钻的过程中部分块石调到孔内，形成堵孔。

钻孔深度一定要够，要保证眼底在同一标高上，并且爆破底板平整，与马道在同一标高上，以便下层作业；

孔打好后，要及时用编织袋将孔堵好，以免石块堵塞孔位。

8.4验孔

由质量安全科，负责组织对炮孔的孔深孔间排距进行验收，对不合格的孔，要求重打，对不能成孔的地方，有现场技术负责人确定，对个别孔进行适当的调整。并做好记录，无法补钻的，要调整药量。

8.5装药

在炸药的运输，以及装药的过程中，严格按照操作规程进行操作，严禁任何违规操作，做到轻拿轻放。

（1）主爆孔的装药：主爆孔装药结构如前所述，用60药卷制作起爆体，导爆管连通，每个炮孔装2发相应段位的雷管，注意区分尾线。

（2）堵塞：先用一纸团堵塞，然后粘土堵塞，应分层捣实，堵够设计长度

8.6警戒、起爆、解除警戒

由爆破施工领导小组，发出警戒信号后，相关人员和设备开始撤离现场，停靠在安全地带；当警戒完毕后，在由领导小组发出点火命令，进行点火，等炮响以后，等炮工检查过爆破情况后，再由领导小组确定后并发出解除信号。