岩土爆破设计之设计.ppt

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1、岩土爆破设计,2013.12,设计题释义,爆破设计规定（爆破安全规程GB6722201）,爆破设计人员应持有爆破工程技术人员作业证，并只能从事作业证上规定的范围、级别内的爆破工程设计(参加设计的非主要设计人员可以适当放宽)。（填空95）A、B级爆破工程设计及在城区、风景名胜区、距重要设施500m范围内实施的爆破工程设计，应经所在地市级公安机关批准。（填空96）,爆破设计规定（爆破安全规程GB6722201）,爆破设计由设计单位编制，施工组织设计由施工单位编写，由一家专业公司承担设计、施工的中小型爆破工程，工程设计中一般都包含施工组织设计内容，不另编制施工组织设计。（填空97）,爆破设计内容（爆

2、破安全规程GB6722201）,爆破技术设计分说明书和图纸两部分，应包括以下内容：工程概况，即爆破对象、爆破环境概述及相关图纸，爆破工程的质量、工期、安全要求；（由来、对象、环境、要求）爆破技术方案，即方案比较、选定方案的钻爆参数及相关图纸；（工程特点、难点、设计原则）起爆网路设计及起爆网路图；安全设计及防护、警戒图。复杂环境爆破技术设计应制定应对复杂环境的方法、措施及应急预案。,设计1 复杂环境下浅孔爆破,某风景区改建工程中需要对一处山坡进行开挖，待开挖的山坡长22m，宽6.5m，高约7.5m。爆区周围环境复杂，山坡脚距湖1.5m，距开挖区1m处有围墙，距开挖区4m为石碑和凉亭，属于国家重点

3、文物，是重点保护目标。施工中要控制飞石，飞石避免落入湖中，还要控制爆破产生的振动强度。要求采用浅孔分层台阶爆破，开挖边线采用预裂爆破。设计要求内容如下：(1)孔距、排距、孔深、超深、单孔装药量、装药结构、填塞长度。(2)请给出预裂爆破设计：孔径、孔间距、孔深、线密度，单孔药量(可不计导爆索药量)、装药结构、(沿孔深的装药量分布)、填塞长度。(3)起爆网路设计(只说明孔内、孔间、排间雷管段位即可，包含预裂孔)。(4)安全防护措施。,首先应确定开挖程序：(1)确定开挖工作面，应使爆破最小抵抗线指向环境安全及施工条件较好的方位；确定是否分期、分段、分层开挖，这些是编制爆破和施工组织设计的依据；(2)

4、确定一次爆破规模。与爆破方案紧密相关的首要设计参数，是一次爆破允许的最大用药量，即爆破规模。爆破规模受到以下两个方面的制约：爆破振动对临近建筑物及设施的安全影响；允许的坍塌范围，爆破落石不能覆盖、挤压邻近爆破区的建筑物、行车路线、通讯设施等。,在城镇及复杂环境中实施石方浅孔控制爆破如何确定爆破方案?,复杂环境下浅孔爆破设计题,相关知识,7,当爆破振动影响或坍塌宽度不能满足条件要求，则需进一步控制爆破规模，减少一次爆落方量，采取分段毫秒延期爆破、转移坍塌方向或采取其他技术措施。在考虑爆落岩石的坍塌影响时，还应注意到可能产生的飞石和滚石影响，必要时要采取阻石和防护措施。,在城镇及复杂环境中实施石方

5、浅孔控制爆破如何确定爆破方案?（高级54）,复杂环境下浅孔爆破设计题,相关知识,8,设计提示：炮孔直径40mm、单孔药量不大于0.5kg，单位炸药消耗量按0.35kg/m3计算。根据给出条件，首先选用爆破方法，确定炮孔直径、炸药单耗（设计提示已表明采用浅孔台阶爆破方法）；工程的难点和特点在于安全控制（含爆破振动和飞石），根据重点文物保护要求，确定其允许振动值并计算允许单孔药量（应满足设计提示的0.5kg）；采用公式,复杂环境下浅孔爆破设计题,相关知识,爆破安全规程规定：省级以上(含省级)重点保护古建筑与古迹的安全允许质点振速，应经专家论证后选取，并报相应文物管理部门批准；一般古建筑与古迹的安全

6、允许质点振动速度V为：0.30.5cm/s（f20Hz）；（本题取0.3cm/s）如计算不行可考虑开挖减震沟。将减震措施做够。,复杂环境下浅孔爆破设计题,相关知识,爆破振动可能造成什么危害？如何预防？（高34）爆破振动达到一定强度会造成严重的危害：（1）地表建筑物破坏、损伤；（2）地下构筑物、隧道、巷道、地下采矿场区受到破坏；（3）矿山边坡或道路边坡受破坏，发生滑坡；（4）水库大坝等重要设施受损，甚至可引发重大次生灾害；（5）地下油管、水管、气管等国计民生设施受损，可以造成重大损失和影响；（6）大量爆破可以将其临近山体振出裂缝，重者甚至影响山体稳定。,复杂环境下浅孔爆破设计题,相关知识,爆破振

7、动可能造成什么危害？如何预防？（高34）预防方法有三个方面：（1）控制一次爆破量和单响爆破药量，从而控制爆破振动强度和影响范围；（2）对爆区周围建（构）筑物、重要设施在爆前进行全面详细的调查，按其承受能力制约爆破设计，有必要时可事先对建（构）筑物、设施进行支护、加固；（3）在保护建筑物和爆区之间作隔振、减振工程，例如预裂爆破、挖减振沟等。,复杂环境下浅孔爆破设计题,相关知识,由单孔药量可以确定台阶高度；进行浅孔台阶爆破设计和预裂爆破设计；进行防护设计：爆破振动的控制：开挖顺序（最小抵抗线方向、台阶推进方向、从远至近的逐步积累调整措施）；仪器监测与反馈措施；起爆网路和单段药量的控制；开挖防震沟、

8、预裂缝等降振措施等爆破飞石的控制：最小抵抗线方向的控制；地质结构面的调查；减少飞石的施工技术措施；防护措施等,复杂环境下浅孔爆破设计题,相关知识,1.爆破设计原则(1)采用浅孔台阶控制爆破，导爆管毫秒延期爆破和预裂爆破技术；(2)爆破工程量大时采取自上而下，由顶部先行爆破开挖，一次爆破开挖一个台阶，严格控制单响药量和爆破规模；(3)采用松动爆破，加以有效的防护措施，避免产生飞石，降低噪声，确保周围环境安全；(4)采用由远及近、由小及大的原则，从离保护物较远的地方开始开挖，积累经验并反馈到设计中，以求合理选择技术参数，正确预报爆破时保护物处的振动强度；(5)选择合理的最小抵抗线方向，使其指向环境

9、安全及施工条件较好的方位；严格控制段发药量，采用严密有效的防护措施，以控制爆破振动强度和飞石危害；(6)精心设计、精心施工、精细管理，安全、优质、高效、低耗的完成本工程。,复杂环境下浅孔爆破设计题,参考答案,2.爆破技术方案按工程条件及爆破环境，确定采用分层浅孔毫秒延期爆破开挖直至设计深度。为了保护石碑和凉亭（国家重点文物）不受破坏，在爆区和文物之间开挖宽2m，深4m的减震沟，在石碑和凉亭前搭防护排架；为控制飞石避免其落入湖中，在爆区边缘靠近湖区一侧搭设防护排架。爆区采用竹笆片、沙袋等覆盖防护。为了减少爆破对保留边坡的损坏，施工采用严格控制周边轮廓的预裂爆破技术，限制最大一段装药量，以确保开挖

10、边线的完整性。爆区长22m，寛6.5m，高约7.5m，设计采用浅孔台阶爆破，自上而下共分5层，即1.5m一层，炮孔直径取40mm。,复杂环境下浅孔爆破设计题,参考答案,3.爆破参数设计3.1 主爆区参数设计孔径d=40mm，台阶高度H=1.5m；底板抵抗线W1：W1=(0.41.0)H，取W1=0.8m；炮孔间距a：a=(1.02.0)W1，取a=1.0m；炮孔排距b：b=(0.81.0)W1，取b=0.8m；超深h：h(0.100.15)H，取h=0.2m；炮孔深度L：L=H+h，L=1.7m；单位耗药量q：根据经验，取q=0.4kg/m3；单孔装药量Q：Q=qabH=0.410.81.50

11、.48kg，取Q=0.5kg。（以上参数根据实爆结果进行调整）炸药选用直径为32mm的乳化炸药药卷，每支长20cm，重200g，每个炮孔装药长度为0.5m，填塞长度为1.2m。,复杂环境下浅孔爆破设计题,参考答案,3.2 预裂爆破参数设计孔径d=40mm，台阶高度H=1.5m；预裂炮孔深度L：L=1.7m；预裂炮孔间距a：a=(812)d，取a=0.4m；线装药密度q线：根据岩石具体情况取系数q线=180g/m；填塞长度L填=(1220)d，取L填=0.6m。单孔装药量Q预=q线(L-L填)=198g，取Q预=200g（不含导爆索的药量）。缓冲孔与最后一排主炮孔排距，以及缓冲孔与预裂孔的排距均

12、取0.8m，缓冲孔孔距为主爆区孔距的一半，即取0.5m，单孔装药量取主爆区单孔药量的一半，即取250g。,复杂环境下浅孔爆破设计题,参考答案,3.3 预裂爆破装药结构为防止爆破噪声，使用导爆索绑药卷的串联装药，导爆索长度1.2m，底部药包为80g，上部3个40g的药包均匀分布，导爆索上端用1段导爆管雷管起爆。距离孔口0.6m处捣填牛皮纸，上部用炮泥密实充填。,复杂环境下浅孔爆破设计题,预裂爆破炮孔装药示意图,参考答案,4.起爆网路设计起爆网路设计要根据岩石性质、裂隙发育程度、构造特点、对爆堆要求和破碎程序等因素及炮孔布置方式进行选择。本工程采用导爆管毫秒延时起爆网路，主爆区采用孔内高段，孔外低

13、段接力起爆网路，孔内段别为MS10，孔外同排间炮孔用MS3接力、排与排之间用MS5接力。预裂孔要先于主爆区75ms起爆。(1)根据周围环境安全要求，距离国家重点文物远区，每次齐爆孔数不超过5个孔，即一次最大齐爆药量不超过2.5kg。当靠近国家重点文物时，根据爆破振动安全要求减少一次齐发爆破的孔数，直至逐孔起爆。(2)预裂孔内用导爆索，孔外用MS1段雷管与主爆区同网路起爆，此时主爆区第一段前接MS4段雷管。(3)接力雷管采用复式网路。（附起爆网路图）,复杂环境下浅孔爆破设计题,参考答案,5.安全防护设计5.1 爆破振动的控制与防护 爆破振动速度的计算，以国家重点文物保护为例：式中：V质点垂直振动

14、速度，cm/s；Q最大齐爆药量，kg；逐孔起爆时，Q=0.5kg；R爆破中心至被保护目标的距离，m；R=4m；K与地质因素有关的系数，取150；与爆破条件有关的衰减系数，取1.5。代入上述数据计算，得：V=13.26cm/s 0.3cm/s,复杂环境下浅孔爆破设计题,参考答案,5.安全防护设计5.1 爆破振动的控制与防护 由于振速超标，故应采取抗震措施：1.在靠近凉亭与石碑处爆破时，除采用逐孔起爆外，还可采用孔内分段延时爆破，若孔内分2段，最大段药量减为0.25kg，振速V=9.37cm/s。2.在石碑、凉亭与爆区之间开挖减震沟。3.对石碑、凉亭采取加固措施。,复杂环境下浅孔爆破设计题,参考答

15、案,5.安全防护设计5.2 爆破飞石的控制与防护爆破产生的飞石及滚落的石块会对被保护的建筑设施造成破坏，避免飞石落入湖中。具体措施如下：严格按照设计施工，保证填塞长度和填塞质量；临近被保护物的爆区，对爆区表面进行覆盖，采用压一层沙土袋，盖一层竹排（或草垫），再压一层沙土袋，再罩一层尼龙网，最后再压一层沙土袋，形成三层沙土袋，一层竹排（或草垫），一层尼龙网，以保证爆区无飞石；对爆区被保护物（主要是石碑和凉亭），在其朝向爆区方向上搭上排架，排架高度超过被保护物高度，以保证能有效阻挡个别飞石损坏文物；在湖边架设防护排架。,复杂环境下浅孔爆破设计题,参考答案,5.安全防护设计5.3 爆破安全警戒范围爆

16、破安全警戒范围，根据爆破安全规程规定，浅孔台阶爆破为200m，城镇浅孔爆破由设计确定。由于设计采用控制爆破技术，同时对爆区做了多层覆盖，确定安全警戒范围为100m。,复杂环境下浅孔爆破设计题,参考答案,设计2 预裂爆破和光面爆破设计题,预裂爆破和光面爆破已广泛应用于露天工程和地下工程，简述你曾参与过的预裂或光面爆破工程技术设计?爆破后如果出现下列现象，请分析原因并说明如何调整爆破设计?(1)表面未产生裂缝；(2)孔口破坏严重，壁面也有破损；(3)孔口破坏严重，下部壁面质量正常；(4)孔口破坏严重，但下部未形成裂缝；(5)下部壁面很好，但表面未形成裂缝。,设计提示：根据成缝质量，考虑地质条件、爆

17、破参数、施工工艺等进行实际调整。参阅预裂爆破的相关章节进行分析（不耦合系数对壁面的影响；孔距、装药量对壁面的影响；炸药特性对壁面的影响；施工工艺(装药结构)对壁面的影响；地质条件对壁面的影响）。预裂爆破与地质条件的关系参考（高17）。,预裂爆破和光面爆破设计题,相关知识,装药量与孔径的关系：当不耦合系数小于2时，往往会使孔壁受到损坏。适当加大不耦合系数可取得满意的预裂爆破效果。钻孔间距与装药量和孔径的关系：在同一岩石中进行预裂爆破，当固定某一合适装药量和其他参数，而钻孔间距，由大变小时会发生如下情况：地表由不产生裂缝到出现细小裂缝，挖出的壁面质量较差；继续减少间距，表面裂缝宽度增加，能开挖出平

18、整的壁面时，得到最佳间距；间距再继续缩小，裂缝加宽但壁面质量变坏。同样,当固定某一个合适的钻孔间距和其他参数，而装药量由大变小时会出现如下情况：最初裂缝很宽、壁面岩石破坏严重；随着药量减小，必然会出现一个最佳的装药密度，此时裂缝宽度恰当壁面比较平整；药量继续减小，裂缝宽度减小，壁面不平整度增加，一直到不能出现裂缝。,预裂爆破和光面爆破设计题,相关知识,预裂爆破炮孔与前排药包之间的水平距离 距离太小，主炮孔爆破会伤害坡面；距离太大，预裂孔与主炮孔之间岩体不能爆落，形成所谓“贴饼”现象。经验指出：合适的主爆破孔至预裂面的距离应当是其炮眼间距的一半，装药量为正常深孔爆破药量的l/2，最多不超过2/3

19、。炸药特性对预裂爆破的影响 对不同的炸药，都有一个适合于不同岩石的装药量范围。当炸药性能改变时，这个范围随之而变，此时必须重新调整装药量或钻孔间距。根据爆轰波理论，入射压力与炸药密度、炸药爆速、不耦合系数有关。为了减小入射压力对孔壁的破坏，应采用低密度、低爆速炸药，采用适宜的不耦合系数。,预裂爆破和光面爆破设计题,相关知识,地质条件对预裂爆破的影响 一般而言，岩石愈完整均匀，愈有利于预裂爆破；非均质、破碎和多裂隙的岩层则不利于预裂爆破。对于破碎的岩石，预裂壁面的不平整度往往不由爆破参数决定，而由破碎面控制。甚至预裂面也沿裂隙面或破碎面形成。当裂隙率达到5时，预裂爆破有时难以按设计成缝；当裂隙率

20、为1.55时，采用小孔距预裂往往收到良好效果。与预裂垂直的裂隙，往往使预裂缝不能连接起来，构成齿状缝面，形成超欠挖；与预裂面斜交的裂缝，又易使裂缝偏离中心线，顺裂隙延伸一段距离后与其他预裂孔连起来，形成更严重的超欠挖。岩石的非均质性也影响裂缝的形成。某工程试验证明，顺岩层走向易成缝，而垂直岩层走向难成缝。单孔爆破试验表明，顺岩层走向裂缝长度是垂直岩层走向的23倍。,预裂爆破和光面爆破设计题,相关知识,地质条件对预裂爆破的影响 对于水平层状岩石，层厚不大时，预裂爆破经常造成孔口抬动。可通过减少顶部装药量、减小孔距和减少填塞长度予以调整。由上可知，必须在预裂爆破前及实施少数几次爆破后，在弄清地质状

21、况的基础上及时调整预裂爆破参数。不管地质状况如何变化，减小孔距总可以获得较好效果。对于复杂地质条件下的预裂爆破，通过减小孔距、减少装药量，尤其是减少顶部装药量、改变堵塞条件，可以改善其爆破效果。装药结构对预裂爆破的影响 不耦合装药可以改善预裂面效果。底部加药可以改善底部因夹制作用大引起的预裂缝减少，顶部减药可以改善孔口预裂缝破碎问题。,预裂爆破和光面爆破设计题,相关知识,(1)表面未产生裂缝。原因：孔距过大或线装药密度过小，顶部填塞长度过大，预裂缝与岩层走向垂直使裂缝不易形成；措施：缩小孔距或加大线装药密度，减少顶部填塞长度，改变预裂缝与岩层走向的夹角（可能的话）。(2)孔口破坏严重，壁面也有

22、破损。原因：孔距过小或线装药密度过大，不耦合系数过小（小于2），岩层破碎或有水平岩层的存在，装药位置过高；措施：适当加大孔距或减少线装药密度，增加填塞长度和减少装药上部的线装药密度，增加不耦合系数或采用低密度、低威力炸药。,预裂爆破和光面爆破设计题,参考答案,(3)孔口破坏严重，下部壁面质量正常。原因：顶部填塞长度过短、减药段线装药密度仍然较大，顶部存在水平岩层；措施：增加填塞长度，减少装药上部的线装药密度。(4)孔口破坏严重，但下部未形成裂缝。原因：设计线装药密度过小或孔距过大，顶部填塞长度过短、线装药密度仍然较大，顶部存在水平岩层；措施：加大线装药密度或减少孔距，增加填塞长度，减少装药上部

23、的线装药密度。(5)下部壁面很好，但表面未形成裂缝。原因：说明线装药密度和孔距合理，但顶部填塞长度过长、或减药段线装药密度过小；措施：减少填塞长度，增加装药上部的线装药密度。,预裂爆破和光面爆破设计题,参考答案,某露天矿边坡高300m，采用预裂爆破，孔径100mm,台阶高度12m,针对矿区三种不同地质条件：f1012;f810;f58,试分析：不同岩石条件下预裂爆破炮孔间距，延米装药量的变化规律和确定方法。,预裂爆破和光面爆破设计题,课外作业,设计4 沟槽爆破设计题,某住宅小区要修建综合管网配套工程，需开挖沟槽长240m，下挖深度4m，上口宽4m，底宽2.5m。开挖边线距住宅楼仅20m，环境较

24、复杂。岩石为中风化花岗岩。设计要求如下：(1)沟槽爆破的孔径、孔距、排距、孔深、超深、单耗、单孔装药量、装药结构、每次爆破规模；(2)给出主炮孔平面布置图(取一段即可)和剖面图；(3)预裂爆破参数的孔径、孔距、孔斜、孔深、超深、线装药密度、装药结构、填塞长度；(4)起爆网路；(5)安全防护。,对深度小于5m的沟槽，可以采用浅孔爆破方法开挖，槽边需采用边坡控制爆破的，参阅井巷爆破中的光面爆破和预裂爆破技术。对深度超过5m的沟槽，可以采用深孔爆破的方法开挖，钻孔孔径取较小值（不宜大于100mm）。槽边需采用边坡控制爆破的，参阅边坡控制爆破中的光面爆破和预裂爆破技术。,沟槽爆破设计题,相关知识,设计

25、提示：采用预裂爆破、松动爆破和毫秒延期起爆技术，开挖顺序从两端向中间同时推进。1.设计原则：考虑到该沟槽距住宅楼仅20m，采用浅孔控制爆破，钻孔直径d=40mm，开挖顺序从两端向中间同时推进。沟槽深4m，采用对沟槽一次预裂爆破，再分二层开挖，每层开挖深度2m。每次爆破45排，预裂孔超前23m。爆破时爆区上面采用覆盖防护，住宅楼附近开挖减震沟。,沟槽爆破设计题,参考答案,2.预裂爆破参数：预裂炮孔顺沟边钻凿，钻孔直径40mm，钻孔角度79.4；超深0.2m，孔深L=4.070.2=4.27m，取4.3m；线装药密度取q1=150g/m，单孔装药量取Q=600g，底部应加大装药量至300g/m，顶

26、部填塞0.5m。施工过程中应根据爆破效果对以上参数进行调整。,沟槽爆破设计题,参考答案,3.沟槽爆破参数：沟槽爆破分2层开挖，每层高度均为2m。钻孔直径40mm，垂直孔；上层每排布孔3个，中间1孔，两侧各布1孔；孔间距1.1m，排距1m。超深0.3m，孔深2.3m；单耗q取0.45kg/m3，单孔药量按每排炮孔负担体积为：m3，每排孔总药量为3.3kg计算，每孔装药量取Q=1.1kg。采用32mm乳化炸药卷药，装药长度1.1m，填塞长度1.2m。,沟槽爆破设计题,参考答案,3.下层采用梅花形布孔，中间1排与两侧2排炮孔呈梅花状；两侧炮孔距中线0.9m，两侧炮孔间距1.0m。超深0.3m，孔深2

27、.3m；单耗q取0.45kg/m3，单孔药量按每组8个炮孔负担体积为：m3，每组8孔总药量为6.5kg计算，每孔装药量取Q=0.8kg。采用32mm乳化炸药卷药，装药长度0.8m，填塞长度1.5m。炮孔布置见图。,沟槽爆破设计题,参考答案,4.起爆网路：采用孔内导爆管毫秒延时起爆，起爆顺序见图，低于MS6段雷管跳段使用，预裂孔比主爆破孔提前110ms起爆。,沟槽爆破设计题,上层开挖炮孔布置和起爆顺序示意图,下层开挖炮孔布置和起爆顺序示意图,炮孔布置剖面图,预裂孔,预裂孔超前,主炮孔,参考答案,0.9m,0.9m,1.0m,0.9m,5.安全设计：爆破振动：按 计算，最大单段起爆药量为3.3kg

28、，取K=150，=1.6，以R=20m代入，得V=2.35cm/s。根据爆破安全规程，住宅楼的安全允许振动速度为2.53.0cm/s(f50Hz)，爆破时不会对住宅楼产生振动影响。为确保安全，可在住宅楼与爆区中挖防震沟。,沟槽爆破设计题,参考答案,5.安全设计：爆破飞石的控制与防护严格按照设计施工，保证填塞长度和填塞质量；爆区表面进行覆盖，采用压一层沙土袋，盖一层竹排（或草垫），再压一层沙土袋，再罩一层尼龙网，以保证爆区无飞石；爆破安全警戒范围，根据爆破安全规程规定，城镇浅孔爆破由设计确定。由于设计采用控制爆破技术，同时对爆区做了多层覆盖，确定安全警戒范围为100m。,沟槽爆破设计题,参考答案

29、,设计4 沟槽爆破课外设计作业题,某住宅小区要修建综合管网配套工程，需开挖沟槽长800m，下挖深度12m，上口宽12m，底宽6.0m。开挖边线距住宅楼300m，环境较复杂。岩石为中风化花岗岩。设计要求如下：(1)沟槽爆破的孔径、孔距、排距、孔深、超深、单耗、单孔装药量、装药结构、每次爆破规模；(2)给出主炮孔平面布置图(取一段即可)和剖面图；(3)预裂爆破参数的孔径、孔距、孔斜、孔深、超深、线装药密度、装药结构、填塞长度；(4)起爆网路；(5)安全防护。,设计7 爆破治理危岩体设计题,工程概况及环境状况：该危岩体为石灰岩山，在山体外侧被一近似垂直裂隙切割，裂隙贯穿该山东西两侧，自山顶向山脚呈V

30、形开裂延伸，裂隙上部宽度2.1m，延伸长度91m，被切割的岩体向外侧倾斜，经专家现场考察确定为大型的危岩体，建议立即进行治理。危岩体所在的山体为一起伏南北走向的山峰，山顶部高140m，南、西两侧为直立的陡壁，东侧较缓。危岩体位于山体的南侧，为厚层状的石灰岩，山体表面只有零星的灌木杂草。危岩体体积约3.05万立方米。危岩体的西侧和南侧有100多户居民，最近距离2040m。危岩体状况及周边环境见图4.2。,爆破治理危岩体设计题,设计方案：由于危岩体处于不稳定状况，且周边全部是民宅，为了确保施工安全，应采用分阶段、分区块定向崩塌爆破，具体爆破方案如下：(1)由于危岩体正面自山顶至山脚有一闭合裂缝，把

31、危岩体分割为东西两大块，第一次爆破首先清除D块和AB块的东侧危岩体，第二次爆破清除西侧AB块。(2)为了避免爆后整体岩块崩塌触地振动危害民房，中、上部采用扇形密孔崩塌毫秒延期爆破，危岩体下部采取侧向Z形孔毫秒延时爆破方案。(3)爆区下方东南侧有两排民宅，而西侧为民宅的集中区，为减少爆破滚石对民房的损害，采用定向崩塌控制爆破，使破碎岩块向东南方向崩塌。(4)由于危岩体处于不稳定的状态，为了保证施工安全，采用侧向钻孔和自上而下施工顺序。,爆破治理危岩体设计题,设计提示：(1)爆破设计包括：钻孔参数、装药结构与填塞、起爆网路等。(2)起爆顺序为自上而下、从外到里，顺序起爆。用爆破方法治理危岩体的特点

32、：用爆破方法治理危岩体，具有时间快、施工机具简单等优点，但也存在两个不利因素：爆炸震动波的传播容易引起山体重新开裂，以及旧裂缝的进一步扩张；爆破滚石、飞石对周围居民和建筑物容易造成危害。因此，爆破方法处理危岩体爆破次数不能多，钻孔要密，单耗要高，分段数要多。且必须严格控制爆破振动、岩石爆破块度以及爆破飞石。危岩体上钻机工作区域窄小，因此，钻机孔径不宜过大，多采用扇形孔和水平孔以达到危岩各部位。爆破时 应尽量减少危岩体下的建筑物的损坏。,爆破治理危岩设计题,相关知识,钻孔参数：（1）扇形孔：孔径D70mm，孔深L2030m，倾角3075，孔距为始端300mm，末端1.52m。（2）Z形孔：孔径D

33、70mm，孔深L30m，倾角40，孔距600mm。装药结构与填塞：（1）炸药单耗。为了避免飞石的危害，本次爆破炸药单耗选取0.30.4kg/m3，Z形孔炸药单耗取0.40.45kg/m3。（2）装药结构。扇形炮，孔除始端间隔装药外，其余均为连续装药。Z形炮孔，上、下排最外侧炮孔为间隔装药，其余为连续装药。起爆网路：为了达到定向崩塌和降振目的，采用电爆网路起爆，每个台阶210段别毫秒延时，起爆顺序为自上而下、从外到里，顺序起爆。,爆破治理危岩体设计题,参考答案,（广西大新县硕龙镇危岩体）爆破治理效果：这次爆破由于采用了定向崩塌技术，加上毫秒延时合理，经爆后观测，90的爆破碎块顺原设计指定方向崩塌

34、。爆后产生的滚石对民房的冲击面积很小。据统计，原设计圈定的a区17间房屋中有6间遭到不同程度的损坏，其中有1间木架屋被冲击波冲倒，两间泥砖房被冲垮，3间水泥砖房后屋壁被个别滚石冲击穿孔，其余民房均完好无损。由于布孔、装药量及装药结构合理，在两层爆破过程中都没有发生飞石危害。,爆破治理危岩体设计题,参考答案,设计9 露天深孔台阶爆破设计题,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一150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

35、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)露天深孔台阶爆破设计；(2)降低爆破振动的技术措施。,设计提示：爆破安全降振措施主要包括：(1)采用毫秒延期爆破，尽量减少最大一段装药量；(2)实现逐孔起爆，将单响药量降到最低；(3)采用气体间隔器间隔装药。(4)合理布置采场工作线方向。注意：深孔爆破设计的内容：技术设计（参数）、网路设计、防护设计。,露天深孔台阶爆破设计题,相关知识,台阶高度H 钻孔直径d 药卷装药直径d1底盘抵抗线W1：W1=kd W1=(0.60.9)H超深h：h=(0.150.35)

36、W1 h=(0.120.30)H h=(812)d孔距a：a=mW1 m=1.01.25 排距b：b=(0.61.0)W1 b=asin60=0.866a钻孔深度L：L=(H+h)/sin L=L1 L2填塞长度L2：L2=(2040)d L2 0.75W1 L2=（0.71.0）W1装药长度L1：单耗q：查表线装药密度q1：q1=QL1单孔装药量 Q：,露天深孔台阶爆破设计题,相关知识,根据以上参数经验公式对深孔爆破进行设计：H=15m，d=165mm，确定单耗q0.350.45kg/m3，计算W1、a、b、h、L、L2、单孔药量Q和线装药密度q1。如果计算的单孔药量不能满足填塞长度的要求，

37、则要调整W1、a、b等数值，再重新计算调整。一般来说，岩性、炸药和爆破要求确定后，单耗的数值不应变化太大。,露天深孔台阶爆破设计题,相关知识,根据装药药卷直径d1(mm)、装药密度(gcm-3)，计算线装药密度q1(kgm-1)：,根据岩石性质和爆破要求选取（或通过试验确定）单位耗药量 q(kgm-3)根据钻孔孔径 d，单位耗药量 q、爆区周围环境及要求控制飞石的范围确定合理填塞长度 L2(m)：n=2040,露天深孔台阶爆破设计题,相关知识,由 和 或 可得：,露天深孔台阶爆破设计题,相关知识,对不同的底板抵抗线W1或排距b，通过上式计算得到的W1 a值或a b值（炮孔负担面积S）可以计算孔

38、距a。b=a=m b一般情况下，考虑自由面对爆破作用的影响和相邻炮孔爆破时共同的作用效应，孔距应大于抵抗线和排距，即炮孔间距系数m大于1，通常取值范围为1.21.25。当需要通过爆破获取大块岩块时，孔距应小于抵抗线和排距。,露天深孔台阶爆破设计题,相关知识,传统的孔距、排距是在布孔过程中反映炸药在岩体中空间位置的一个概念。在毫秒延时爆破中，孔距应为同时起爆的炮孔之间的距离，排距应为先后起爆炮孔之间的距离（抵抗线），除非是排间起爆，其他起爆模式中的孔、排距已经与空间概念上的孔、排距完全不一样了。ab或W1a称为炮孔负担面积S。在给定的孔径条件下，每个孔都有一个合理的负担面积。,孔距和排距对爆破效

39、果的影响：,露天深孔台阶爆破设计题,相关知识,根据一些难爆岩体的爆破经验，保证最优爆破效果的炮孔负担（孔网）面积（ab或W1a）是孔径断面积（r2）的函数，两者之间比值是一个常数，其值为13001350。按密集系数m=1.2计算，对不同孔径深孔的孔网参数（按1350计算）可见下表。,露天深孔台阶爆破设计题,相关知识,参数设计：H=15m，d=165mm，W1=35d=5.8m，h=1.6m，L=16.6m，a=7m，b=5.8m，确定单耗q0.350.45kg/m3，单孔药量Q=qHab=240kg，采用耦合、连续装药结构，按每m装药量20kg计（装药密度0.95gcm-3），装药高度L1=1

40、2m，填塞长度L2=4.6m。,露天深孔台阶爆破设计题,参考答案,安全设计：由 可得取K=150，=1.5，R=300m处民宅的安全允许振动速度V=1cm/s，代入上式计算得：Q=1200kg。即每次爆破最大段发药量控制在 1200kg以下可以保证民宅的安全，即最大可以5个炮孔齐发。考虑矿山生产时间长、爆破频次高，每次爆破最大段发药量控制在500kg以下，爆破时在民宅处的爆破振动速度可控制在0.65cm/s以下。同时采取以下减振措施（略）,露天深孔台阶爆破设计题,参考答案,设计9 露天深孔台阶爆破课外设计作业题,某年产120万立方米石灰石矿山（f=810），采区离民宅最近距离约500m。该矿山

41、采用露天深孔开采方式，用孔径90mm潜孔钻机穿孔，深孔爆破台阶高度为10m，爆破采用塑料导爆管毫秒雷管分段起爆。请完成露天深孔台阶爆破设计。,设计10 深孔爆破与石方机械配套设计题,某采石场生产规模为30万m3/年石料，有效工作时间为300d，每天二班制，岩石为石灰岩，岩石坚固性系数f=810，岩石松散系数为1.5。选用潜孔钻机的钻进效率为30m/台班。孔径100mm，逐孔起爆。距爆破点100m处有民房屋（砖房）。设计要求：（1）爆破方案：一次爆破规模、爆破岩石量、总药量、总孔数、总延米数；装运机械和钻机机械的数量；工程进度安排；（2）爆破参数：孔径、孔距、排距、孔深、超深、单位炸药消耗量、单

42、孔装药量、装药长度、填塞长度；（3）起爆网路设计；（4）飞石安全距离；（5）爆破振动对民房影响的安全分析。,露天深孔爆破工程选择钻机的因素：选择钻机应考虑的因素有生产规模、岩石可钻性及可爆性、大块标准、环境安全要求、管理水平。在此基础上综合分析钻、爆成本，在满足产量及质量的前提下，选择钻爆成本最低的钻机型号及钻孔孔径。一个工地选用的钻机型号不宜太多。,深孔爆破钻机选型与台数确定：,深孔爆破与石方机械配套设计题,相关知识,钻机数量按下式计算：,钻机选型与台数确定：,或,式中 N所需钻机数量，台；Q设计规模，t/a；p钻机年钻孔效率，m/a；q每米钻孔爆破量，t/m；e废孔率，；p1钻机台班效率，

43、m/台班；L每班需钻孔米数，m。,深孔爆破与石方机械配套设计题,相关知识,单斗挖掘机的生产效率：,式中 Q挖掘机的生产率，m3/h；V铲斗容积，m3；n挖掘机每小时循环作业次数，见表；Kc铲斗的充满系数，见表；Ks土岩的松散系数，对土，取1.11.35，对岩石，取1.41.5。,深孔爆破与石方机械配套设计题,相关知识,深孔爆破与石方机械配套设计题,1.根据爆破实方量，计算爆区面积和孔网参数生产规模为30万m3/年，若按松方计算，实方为20万m3/年，有效工作时间为10个月，则每月采石为2万m3实方。按7天为一周期，包括：钻孔、爆破、出渣，则每次爆破不小于5000m3。若f=810石灰岩，单耗取

44、0.4kg/m3，每次用药量为2000kg。若台阶高度取10m，则每次工作面应不小于500m2。假使工作面为1532m，则相应的爆破参数如下：,参考答案之一,深孔爆破与石方机械配套设计题,爆破参数 孔径d=100mm；底盘抵抗线W1=3m；排距b=3m；孔距a=4m；超深h=1m；孔深L=11m；单耗q=0.4kg/m3；单孔药量Q=34100.4=48kg；装药长度L1。若采用散装药，100mm炮孔每米装药量（当装药密度为0.86）为6.75kg，即装药长度为7m。填塞长度L2=4m。,参考答案之一,深孔爆破与石方机械配套设计题,2.根据爆破虚方量，计算机械配套方案 一次爆破方量（实方）50

45、00m3，总药量为2000kg，总孔数为40个，钻孔延米为440m。按每台钻机每台班30m，每天两个台班钻孔60m，按每周一个循环，每循环钻孔为4 天，则每台钻机应钻孔240m，共需钻机2台。工作安排：钻孔4天，装药起爆1天，出渣4天（其中两天占用钻孔时间）。每次爆破实方5000m3，虚方7500m3。运输机械为20t卡车，岩石密度为2.4t/m3，可运矿约8m3，若按7.5m3计，共需运1000车次。出渣占时4天，每天250车次，按每天运50次，则共需5辆车运送石渣，再配一台装载机即可。,参考答案之一,深孔爆破与石方机械配套设计题,3.起爆网路设计按设计要求逐孔起爆。故采用孔内高段位，孔外低

46、段位的逐孔起爆技术。孔内采用MS10段雷管，孔间用MS2段雷管，排间用MS5段雷管接力。当第一个炮孔起爆时380ms，孔外网路已传过第四排（330ms），飞石不会破坏未爆网路。,参考答案之一,深孔爆破与石方机械配套设计题,4.根据爆破安全规程（GB6722-2003）的规定：深孔台阶爆破个别飞散物对人员的安全允许距离按照设计要求，不小于200m，本工程飞石安全距离按200m控制。5.爆破振动影响分析根据经验，采用萨道夫斯基公式，k值取150，取1.5。在100m和200m处的爆破质点振动速度分别为：一般砖混结构的民房允许的安全振速为2cm/s，本工程爆破施工产生的振动不会危及100m处民房的安

47、全。,参考答案之一,1.石场生产规模为30万m3/年石料，有效工作时间为300d，平均每工作日生产1000m3石料。按7天为一周期，包括：钻孔、爆破、出渣，则每次爆破不小于7500m3石料。按松散系数1.5计算，每次爆破石方（紧方）为5000m3。按单耗0.4kg/m3计算，每次爆破总药量为2000kg。2.深孔爆破设计：取台阶高度H=10m，钻孔直径d=100mm，超钻h=1m，炮孔深度L=11m，线装药密度q1=6.7kg/m(炸药密度=0.85g/cm3)，取填塞长度L2=30d=3m，则装药长度L1=113=8m，单孔装药量Q1=86.7=54kg，按单耗0.4kg/m3计算，台阶高度

48、10m，每个炮孔负担面积为S=13.5m2，取密集系数m=1.2，可得最小抵抗线W（排距b）=3.3m，孔距a=4m。按总药量2000kg计算，每次需爆破38孔。（由单孔负担体积V=132m3也可算出）。,深孔爆破与石方机械配套设计题,参考答案之二,70,3.按每次爆破38个炮孔、孔深按11m、废孔率10计算，每次爆破需钻孔合计465m。按选用潜孔钻机的钻进效率为30m(台班)计算，需16个台班。按每周期钻孔4天8个台班计算，需钻机2台。4.本石灰石矿年产30万方，属中型矿山（10030104t/a），可配斗容1.6m3的挖掘机。按反铲每小时循环135次、充满系数0.8、松散系数1.5计算，其生产效率为每小时115.2m3（紧方）。按每天作业6小时计。日产量为691.2m3（紧方）。每周期中出渣按4天计算，每天出渣1250m3，可选用2台挖掘机（含2班及备用1台）。选用10m3自卸车，每天运输15次，需要自卸车10台。,深孔爆破与石方机械配套设计题,参考答案之二,5.起爆网路设计（略）。6.飞石安全距离（略）。7.爆破振动影响分析（略）。,深孔爆破与石方机械配套设计题,参考答案之二,