爆破设计.pdf

30 1 采石场深孔爆破设计方案的研究 梁明辉 1 陈西动2 田岩平1 石铁工程职业技术学院 1 石家庄 050041 中铁十八局三处2 涿州 072750 摘要针对某石碴场采用深孔爆破技术施工对爆破参数的选择进行探讨并取得了一些经验数 据可供今后施工参考 关键词梯段爆破 底盘抵抗线 超钻 微差爆破 中图分类号 TD235.33 文献标识码B 文章编号1671-8607 2003 02-0030-04 1 问题的提出 深孔爆破技术具有机械化程度高用人少进度快成本低安全质量好等特点它与手工钻 眼爆破相比有其显著的优点如爆出的块度易于控制边坡易于掌握深孔爆破主要用潜孔钻机 深孔爆破技术是发展石方机械化施工的方向随着深孔钻机等机械设备的配套和不断改进发展深 孔爆破技术得到了广泛应用它在石方开采工程中占有越来越重要的地位 鹿泉市位于太行山脚下是生产料石水泥白灰的基地多年来由于没有总体规划管理 不当形成了施工开采比较混乱的局面石井乡有十几个石碴场施工规模小均为手工操作且 生产效率低特别是会造成爆破施工的不安全因素增多矿山资源不能充分利用对空气污染严重 对小型石碴厂进行合并集累资金购买机械进行防污染处理形成较大的开采规模可起到即 增效又便于管理的目的实践证明采用深孔爆破技术起到了良好效果 2 爆破器材的选用 进行深孔爆破必须具备钻孔机械必要仪表及合格的毫秒雷管散装及卷装岩石炸药 爆破器具方面须配备 潜孔钻机 12 台 国产 YQ- 100 型 钻机直径 100mm 钻孔深 17m水平50m 钻杆长1.23m设备重 400kgGFB- 1200 型起爆器一台205电桥供检查电雷管及爆破网络用 爆破器材选用露天铵油散装炸药作为主要用药少量 2岩石露天铵梯卷包炸药用制起爆药卷 用雷管选用 20 段毫秒电雷管 3 爆破参数的确定 所谓深孔爆破是指孔深大于 5m孔径大于 75mm 采用潜孔钻机的爆破作业使用柱状药包炸药 较均匀地分散在岩体中可提高延米爆破量降低炸药单耗量从而减少炸药用量降低工程成本 收稿日期2003-03-14 作者简介梁明辉1962-男汉广西玉林人本科研究方向铁道工程 第2卷 第2期 石家庄铁路工程职业技术学院学报 VOL.2 NO.2 2003 年 6 月 JOURNAL OF SHIJIAZHUANG INSTITUTE OF RAILWAY ENGINEERING JUN .2003 万方数据 31 一般情况下深孔爆破是在一个事先修好的台阶上进行钻孔作业此台阶称梯段故台阶深孔 爆破又称之梯段深孔爆破 台阶要素如图 1台阶高 H前排钻孔底盘抵抗线 W1 超钻 h钻孔深 L堵塞长度l 1 装药长度l 2 台阶坡度α 台阶上部边线至前排孔口距高 c 钻孔间距及排距分别为 a和 b 爆破参数及爆破网络的选择正确与否将直接影响爆破效 果石井地区为中坚石灰岩节理不发育围岩等级为级f 值为 1016该石场日产碎石量为 500800 方据地质及石 碴生产能力综合考虑来确定有关参数 3.1 孔径钻孔形式及布孔方式 孔径选择应从发挥钻机最大效率及爆破经济效果和装药施工难易等情况来考虑孔径越大越 好每延米爆破方量按钻孔直径增加值的平方增加装药也方便而对爆破效果而言孔径小装药在 岩体中分布均匀效果好就岩石而言 风化严重用大孔径坚石用小直径根据石井碴场情况岩石为 中坚石据碎石机能力破石粒径控制在不大于 70110mm 为宜故选用钻孔孔径为 100mm 钻孔形式可分为倾斜和垂直两种各有其优点倾斜钻孔的抵抗线均匀爆破块度均匀人员 设备较安全但操作技术复杂而垂直钻孔有技术简单速度快的优点故采用垂直钻孔形式 为增大一次爆破量采用多排三角形布孔方式将爆破规模由小逐渐增大的原则 图 2 深孔平面布置形式示意图 3.2 台阶高度H H 的确定关系到辅助工作量大小机械设备效率及安全生产等因素总的原则不易过高根据 现场地质情况H 取 12m台阶坡面角7080 之间 3.3 底盘抵抗线W1的确定 底盘抵抗线是由第一排装药中心到台阶坡脚的最短距离W1取值过大会造成大块率增高残留根底 多过小不但浪费炸药还增加钻孔工作量并易产生飞石故 W1确定和炸药的威力岩石可爆性岩 石破碎要求孔径台阶高度坡面角等因素有关一般情况可用公式估算 1从安全角度考虑 W1H COS 〆C 1 式中C 为第一排孔到坡顶线的安全值 C23m 可取 C2.5 m 台阶坡面角取 80 o H12 m 计算得W1 4 m 2按体积公式反推 Hqm L d w ⋅⋅ ⋅⋅∆⋅ τ85. 7 1 2 式中d 为孔径dm 装药密度取1.0kg/dm3 装药长度系数 0.350.6 取0.5 q 单位耗药kg/m3 取 q0.5kg/m3 L 孔深 L 12 m 计算得W1 2.7 m 图 1 台阶要素示意图 石家庄铁路工程职业技术学院学报 2003 年第 2 期 万方数据 32 3按钻孔直径确定W1kd 式中 k 为修正系数一般取 3238d 为钻孔直径这里取 d100mm 计算得W13.23.8m 根据现场实际情况取 W14 m C3 m 3.4 孔距a与排距b 孔距与排距的确定正否对爆破效果会产生重要影响可按下式计算 a mW1 3 式中 m 为炮孔密集系数 m0.81.4 取 m0.8 则计算 a3.2 m am.b b4 m根据现场地质地形实际取值 a3 m b4 m 3.5 超钻h的确定 为克服底盘岩石的夹制作用爆后不留根底炮孔需留超钻 hh 过大浪费炸药不足会产生 根底使底板抬高影响装运一般情况 h812d实际按第一排取 h1 m从第二排起增加 20 考虑 3.6 单孔装药量Q的计算 按公式 Qq.a.W1.H 计算 第一排 式中 q0.5kg/m3 H12 m a3 m W14 m 计算得 Q72kg 第二排 Q7.21.179.2kg 3.7 堵塞长度 足够的堵塞长度可减少飞石及提高爆破效果一般情况堵塞长度l 130 35d 故取l 13 3.5m 3.8 起爆网络 采用毫秒微差电雷管起爆可大大降低爆破引起的地震效应爆岩块度均匀大块度率低爆 堆集中炸药消耗量少能降低爆破而产生的空气冲击波强度和减少碎石飞散 微差间隔时间可按下式计算 tKp.W124-f 4 式中岩石裂隙系数 Kp0.50.9 取 Kp0.8 f岩石坚固性系数 取 f15 W14 m 计算得t28.8ms 按t30403fa 5 算得t1824ms 实际t 取 50ms 爆区共计五排 21 个炮眼串联起爆 4 爆破方案实施 由于手工作业开采原地形未形成整 齐台阶故需要补炮修整在原设计三排 炮孔的基础上多加两排共计按五排炮眼 布置第一二排眼的药量根据地形实际 情况按计算药的三分之一考虑炮眼布 置如图 3 爆破设计参数见表 1 石家庄铁路工程职业技术学院学报 2003 年第 2 期 米15 图 3 炮眼平面布置图 米15 图 3 炮眼平面布置图 万方数据 33 表 1 深孔爆破设计参数表 岩石等级级孔径 d100mm台阶高 H12m单位耗药量 q0.5kg/ m3 排数 项目 第一排第二排第三排第四排第五排备注 孔数个13656 底盘抵抗线 w1 m65444 超钻 hm1.01.21.41.61.8 孔深Hhm1313.213.413.613.8 单孔装药量 Qkg/孔2430728080 装药长度m3.24.09.510.510.5 堵塞长度m3.03.03.03.13.3 电雷管段数12468 钻孔总长 L283.8 m 总装药量 Q1426Kg 5 结语 通过这次深孔爆破的初次实践我们的体会是1梯段爆破与过去的手工操作爆破相比有 利于机械化作业一次爆破方量可达 4800 m 3 提高了劳动生产率降低了炸药消耗量由原来的 0.5kg/ m 3降到了 0.4kg/ m 32碴场的施工由过去的分散型转变为集中型保证了施工安全便 于管理放炮次数大大减少提高了爆破施工的安全度 此次试爆还存在不少问题有待进一步研究解决1钻眼时间过长影响整个施工进度钻 眼速度为 40min/m需钻眼时间近 200h满足不了生产的要求解决的办法是提高钻机手的熟练操 作水平再增加 12 台钻机另外再购置一台装药机可大大加快施工进度2为满足碎石机 的要求岩石块度应控制在 70110mm 以下为宜这就大大增加了爆破难度目前看还达不到这 一指标第二次改炮量超过了 30浪费了人力和炸药解决的办法是将铵油炸药改用铵梯炸药 可提高爆破威力爆破参数有待进一步研究实验确定最大飞石可达 50 米存在不安全因素设 想可将梯段爆破改用挤压爆破并可达到均衡生产的目标3防尘问题还有待解决钻机正常工 作时从孔眼中排出的粉尘较多随机虽有吸尘罩装置但仅能吸收部分粉尘未能达到国家防尘 要求必需将干钻改湿钻来解决这一问题 总之我们的体会是只有经过反复实践改进和研究积累资料模清规律更完善地掌握深 孔爆破的技能将梯段爆破广泛用于採石场施工中为提高採石机械化而努力 参考文献 [1]王海亮.铁路工程爆破.北京中国铁道出版社2001 [2]秦明武.控制爆破.北京冶金工业出版社1993 [3]张国建.实用爆破技术.北京冶金工业出版社1992 [4]何广沂.大量石方松动控制爆破新技术. 北京中国铁道出版社1995 Study on the Long-hole Blasting Design Scheme of a Quarry Liang Minghui1 Chen Xidong2 Tian Yanping1 Shijiazhuang Institute of Railway Engineering 13 Shijiazhuang 050041 The 3rd Engineering Department of the 18th China Railway Construction Bereau2 Zhuozhou 072750 China Abstract The long-hole technology of a quarry is introduced and the selection of blasting perameter is discussed, meanwhile, some reference data for the future construction are given. Key words bench blasting toe burden over drilling differential blasting 石家庄铁路工程职业技术学院学报 2003 年第 2 期 万方数据