爆破有关计算

露天爆破设计计算● 底盘抵抗线距离W 底W 底＝γν⨯⨯⨯D k K 21 K 1：微差爆破时，K 1＝53，齐发爆破时，K 1＝50； K 2：岩石裂隙系数，K 2＝1.0～1.2； D ：炮孔的直径，m ； ν：炸药的密度，T/m 3； γ：岩石的容重，T/m 3。

● 孔距aa ＝底w K ⨯3a ：炮孔间的距离，一般为4～7m ；K 3：钻孔的间距系数（钻孔邻近系数），K 3＝0.7～1.3。

● 排距bb ＝a b 866.060sin 0≈⨯● 孔距h 超h 超＝K 4W 底K 4：系数K 4＝0.15～0.35● 填塞长度L 填L 填≥0.75W 底 ● 单孔装药量QQ ＝q ×h ×a ×W 底q ：单位炸药消耗量，根据矿石的性质进行选择，Kg/m 3。

● 每爆破一次的炸药总消耗量Q 总Q 总＝q ×Vq ：每爆破1m 3岩石所需炸药消耗量，Kg/m 3。

V ：岩石爆破量，m 3。

● 每一个炮眼的平均炸药消耗量Q 孔Q 孔＝N Q 总N ：炮眼数目，个。

岩巷掘进炸药消耗定额(Kg/m 3)备注：● 岩石坚固性系数f100RfR:岩石的抗压强度，kg/cm 2。

洞室爆破（大爆破）设计计算●最小抵抗线WW＝K1×hK1：系数K1＝0.6～0.9；●药室间距a（松动爆破）a＝K2×W平均K2：药室间距系数，K2＝0.8～1.2。

W平均：相邻两药室最小抵抗线的平均值，m。

●每个药室装药量QQ＝K，×W3K，：松动爆破的单位炸药消耗量， Kg/m3。

爆破安全距离设计计算● 爆破振动允许安全距离RR ＝311QVK a⨯⎪⎭⎫⎝⎛R ：爆破振动安全允许距离，m 。

Q ：炸药消耗量，齐发时为总药量，延时爆破时为最大一段药量，Kg ； V ：保护对象所在地质点振动安全允许速度，cm/s ；K,a ：与爆破点至计算保护对象的地形、地质条件有关的系数和衰减指数。

不同岩性的K 、a 值岩石坚硬程度分类应按其饱和单轴抗压强度值进行确定，参见《工程岩体分级标准》和岩土工程勘察和地基基础设计规范中规定。

● 爆破冲击波安全允许距离R KR K ＝31Q K ⨯R Km 。

K 1：系数，若露天爆破大块石，一次爆破药量不超过20Kg ，K 1＝25，其它情况按规定取值；Q ：一次爆破的炸药量，秒延时爆破取最大分段药量，毫秒延时爆破按一次爆破的总药量计算，Kg 。

● 爆破冲击波超压计算△P△P ＝RQR Q R Q 312323 1.14.314⨯+⨯+⨯ △P ：空气冲击波超压值，105Pa ，对人员允许值为0.02×105Pa ；Q ：一次爆破的TNT 炸药当量，秒延时爆破为最大一段药量，毫秒延时爆破为总药量计算，Kg ；P ：装药至保护对象的距离，m 。

● 殉爆距离RR ＝c r ⨯R ：殉爆距离，m 。

c ：主爆药质量，Kg ；r ：c 为1.0Kg 的传爆距离，m 。

● 安全距离RR ＝c K ⨯R ：安全距离，m 。

c ：爆药质量，Kg ；K ：系数，查有关资料。

【案例】露天矿山爆破工程设计1.0 民爆器材库房的选址经XXX公安局核准，该矿山和多家企业共同拟建自有炸药库。

按照《民用爆破器材工程设计安全规范》（GB50089—2007）和《爆破安全规程》（GB6722—2003）等相关规范、规程已确定该矿山的民爆仓库位置。

2.0 炮眼布置与爆破工艺参数的确定（1）炮眼布置该矿山分层设计高度为5m，钻孔设备设计采用YGZ70型导轨式独立回转凿岩机，为保持开采坡面角为70°，炮眼采用与坡面角度一致的斜向钻孔，布置方式为单排布孔方式。

（2）孔径和孔深孔径主要依据爆破高度（分层高度）、钻孔设备、岩石性质、炸药品种和爆破要求确定。

现该矿山采用的是浅孔爆破，孔径为42mm，该矿为倾斜孔布置，炮眼倾角与坡面角一致为70°，炮孔垂直深度与一次爆破的台阶高度一致，即5m，钻孔斜深按下式计算：L=1.15h/sin式中：L——炮孔的倾斜深度，米；1.15——炮孔超深度系数。

取值范围为0.05～0.3，岩石越坚硬，取值越大。

石灰岩矿石较硬，取0.15；h ——小台阶高度，取5；α——台阶坡面角度。

石灰岩可取70°。

将以上取值带入式中，则L=1.2×5/sin70°=6.12≈6.1m （3）最小底盘抵抗距（w 小）因分层台阶高度达到浅孔爆破的极限值5m ，一次爆破的矿岩量较大，消耗的炸药量也较大。

所以应以每个炮孔的装药量条件进行最小抵抗线计算。

即W 小=dmk∆8.5 式中：W 小——最小抵抗线，米；d ——炮孔直径，分米，根据上述取值为42mm=0.42dm ， Δ——装药密度，公斤/分米3，取1.1；m ——炮孔内距参数，0.7～1.4范围内选取，该例取0.85； k ——炸药单耗，公斤/米3。

取0.35公斤/米3。

将上述取值代入公式，得 W 小=0.4235.085.01.18.5⨯⨯=1.945≈1.9m（4）炮孔距离（a ）孔距是指同一排炮孔中相邻炮孔中心线之间的距离。

可按以下经验公式计算，即a=mW 小式中：a ——相邻两炮孔孔距，米；m——炮孔内距系数，一般取0.7～1.4；当使用微差爆破时，m取到1.8～2.0；若岩石极坚硬或要求炸破后形成较大块度时，m取0.8～1.0。

石灰岩矿取1.4。

W小——如上述。

将以上取值代入式中计算，得a=1.4×1.9=2.66m（5）单孔装药量（Kg）q=0.5KV3=0.5×K×W小×a×h=0.5×0.35×1.9×2.66×5=4.422≈4.4kg式中： K—炸药单耗，据经验石灰岩矿石取0.35Kg/m3W小—最小抵抗距，取1.9ma—孔距值，取2.66mh—分层高度，取5m（6）一次起爆炮眼孔数目（n）N=G/W小×a×h×r×n式中；N——一次起爆的炮孔数，个；G——一次爆破的矿岩产量，吨。

G=矿山或采区年生产能力/年生产天数。

若矿山年生产能力为190kt/a，年生产天数为300天，设计矿山每天爆破一次，则G=19×104/300=633.3t/d；r——矿石容重，t/m3。

石灰岩矿石取2.6；h——所有炮孔的平均利用率，%。

取值一般为85～98%之间，软岩取值大值，硬岩取小值。

石灰岩矿取92%W小、a、h的代表意义取值如前述。

将以上取值代入式中计算，得n=633.3/1.9×2.66×5×2.6×0.92=10.47≈11个经以上计算，该矿山一次起爆的炮孔数为11个，若采用一次齐爆，其最大装药量为4.4×11=48.4kg。

（7）炮孔填塞长度（Lt）按有关要求，一般情况下，填塞长度不应小于最小抵抗线的长度。

但当爆孔深度大于1.5m时，填塞长度不小于0.75m。

经验算，该爆破钻孔装药后剩余长度将达到1.0m。

本次设计按炮眼斜深的1/3计算可得：Lt=2m，只要将干、湿相宜的沙、粘土混合物将装药剩余的炮孔填塞紧密是能满足爆破要求的。

（8）作业工序爆破工程的作业工序按以下程序进行：①确定眼孔位置：按设计要求确定炮孔的孔距。

②打眼：打眼时，按坡面角的要求，打眼至设计要求的深度。

③装填：在钻孔爆破施工前，应清理好工作面，查清炮孔数目，清除炮孔内积水和泥渣，才能装药，每个炮孔装药量按设计装药，炮泥填塞长度按设计要求进行，起爆药包放置于孔底第二个药包位置。

雷管聚能穴朝向孔口反向起爆。

装药后的孔眼用砂与粘土的混合物进行填塞。

砂子粘土的比例为3：1，加入20％的水制成炮泥。

④起爆：一般炸药的敏感度比较低，必须由敏感度高的雷管等起爆器材进行起爆。

起爆器方法分为火雷管起爆法、电雷管起爆法、导爆索起爆法和非电导爆管起爆法。

现确定采用两段微差电雷管起爆法。

3.0 爆破安全距离爆破时，将产生爆破地震、空气冲击波、碎石飞散及有毒气体，因而会危及爆区周围的人员、设备及建筑物的安全。

因此，爆破时必须确保一个爆破安全距离。

（1）爆破飞石的安全距离爆破飞石安全距离，按下表的规定。

表爆破时个别飞石对人员的安全距离根据上表所列，该矿山采用深孔爆破，个别飞石最小安全距离，选取应≥200m。

在采场爆破点200m范围内作业人员爆破时应撤离至200m以外。

（2）爆破地震安全距离爆破时产生的地震波一般对人员无较大的影响，但对建筑及露天边坡却有破坏作用，按下式计算：R地=(k/v)1/a·Q m式中：R地――爆破地震安全距离（m）；Q――炸药量（㎏）。

齐发爆破时，取总爆破量；微差爆破或秒差爆破时取最大的一段爆破量；V――地震安全速度，㎝/s，取 1㎝/s；K――与地质等条件有关的系数；a ――衰减系数；m ――药量指数，按规范取1/3k、a取值见下表。

表爆区不同岩性的k 、a值根据表的规定，该矿取K、a分别为200、1.6，鉴于该矿山采用微差控制爆破，根据计算，该矿山爆破地震波安全距离为99m。

（3）空气中冲击波的安全距离R空=k·Q1/3式中：R空――空气中冲击波的安全距离（m）；Q――炸药量（㎏）。

齐发爆破时，取总爆破量；微差爆破或秒差爆破时取最大的一段爆破量；K――与地质等条件有关的系数，有掩体取15，无掩体取30；经计算空气中冲击波的安全距离约为108m。

4.0 起爆器材常用的起爆器材包括各种雷管、用来引爆雷管或传递爆轰波的各种材料。

（1）雷管雷管是用来引爆炸药的器材。

根据点火装置的不同，分为火雷管和电雷管。

前者在帽孔中插入导火索点火引爆，后者由电气点火装置点火引爆正起爆药雷汞或迭氮铅，再激发副起爆药产生爆轰。

正起爆药外用金属加强帽封盖。

电雷管有瞬发、秒延迟和毫秒延迟三种。

常用的即发雷管为6～8号。

毫秒延迟电雷管的构造是在点火装置与加强帽间增设毫秒延迟药，国产毫秒延迟雷管有五个系列产品，其中第五系列被广泛运用。

设计采用瞬发雷管。

（2）起爆器型号主要起爆器型号及参数见下表。

表主要起爆器材型号及参数根据上表，起爆器选用湖南电子仪器厂生产的GM-300S型起爆器。

另设计选用LGS-2A型毫秒雷管测试仪，用于对雷管的测试。

（3）起爆器数量设计采用3台，其中1台备用。

5.0 爆破设计总结炮眼采用平行坡面布置。

（1）炮眼孔径：42mm（2）底盘抵抗距：1.9m（3）炮眼深度：6.1m（斜深）（4）炮眼孔距：2.66m（5）单孔装药量：4.4kg（6）放炮周期：1天（7）炮眼孔数目：11个（8）一次阶段爆破的最大装药量：48.40kg（9）起爆方式：微差电雷管起爆法本《开采设计》所设计的爆破方案仅为该矿山的爆破初设，具体现场爆破施工应以现场施工设计为准。