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1、岩土爆破设计分析采矿专业岩土爆破设计分析采矿专业设计要点设计要点爆破技术设计分爆破技术设计分说明书和和图纸两部分，应包括以下内两部分，应包括以下内容：容：工程概况工程概况，即爆破对象、爆破环境概述及相，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；关图纸，爆破工程的质量、工期、安全要求；（由由来来、对象对象、环境环境、要求要求）爆破爆破技术方案技术方案，即，即方案方案比较、选定方案的钻比较、选定方案的钻爆爆参数参数及相关及相关图纸图纸；（工程特点工程特点、难点难点、设计原则设计原则）起爆起爆网路设计网路设计及起爆网路图；及起爆网路图；安全设计安全设计及防护、警戒图。及防护
2、、警戒图。与掘进断面、岩石性质、炮孔直径、炮孔深度和炸药性与掘进断面、岩石性质、炮孔直径、炮孔深度和炸药性能等因素有关。能等因素有关。基本原则是在保证爆破效果的前提下，尽可能地减少炮基本原则是在保证爆破效果的前提下，尽可能地减少炮孔数目。孔数目。N=3.3式中式中N炮孔数目，个；炮孔数目，个；f岩石岩石坚坚固性系数；固性系数；S巷道掘巷道掘进进断面，断面，m2。该式没有考虑炸药性能、药卷直径和炮孔深度等因素对该式没有考虑炸药性能、药卷直径和炮孔深度等因素对炮孔数目的影响。炮孔数目的影响。井巷爆破设计题井巷爆破设计题炮孔数量计算相相关关知知识识 炮孔数量也可参考表中数炮孔数量也可参考表中数值值根
3、据开挖面根据开挖面积积和岩石和岩石等等级选级选取。取。岩岩石石等等级级开开挖挖面面积积/m24679101213154043软软石（石（）次次坚坚石（石（）坚坚石（石（）特特坚坚石（石（）1013111612181825151616201724283317191825213037422024233027354338759080100井巷爆破设计题井巷爆破设计题炮孔数量计算相相关关知知识识 1.修正的普氏公式修正的普氏公式：q=1.1k0式中式中q单单位炸位炸药药消耗量，消耗量，/m3；f岩石岩石坚坚固性系数固性系数;S巷道掘巷道掘进进断面，断面，m2；ko考考虑虑炸炸药药爆力的校正系数，爆力的
4、校正系数，ko=525/p，p为为爆爆力力(mL)。（2号岩石乳化炸号岩石乳化炸药药的爆力的爆力p260mL）井巷爆破设计题井巷爆破设计题单耗计算相相关关知知识识 2.定定额额与与经验值经验值：掘掘进进断面面断面面积积m2单单位炸位炸药药消耗量消耗量kgm3f=23f=46f=810f=1214f=1520200.600.861.261.621.80井巷掘进爆破单位炸药消耗量定额标准井巷掘进爆破单位炸药消耗量定额标准井巷爆破设计题井巷爆破设计题单耗计算相相关关知知识识 确定了确定了单单位炸位炸药药消耗量后，根据每一掘消耗量后，根据每一掘进进循循环环爆破的岩石体爆破的岩石体积积，按下式，按下式计
5、计算出算出每循环每循环所使用所使用的的总药量总药量Q=qV=qSL式中式中 V每循每循环环爆破岩石体爆破岩石体积积，m3；S巷道掘巷道掘进进断面，断面，m2；L炮孔炮孔深度深度，m；炮孔炮孔利用率利用率，一般取，一般取0.80.95。井巷爆破设计题井巷爆破设计题装药量计算相相关关知知识识 总总的炸的炸药药量量应应分配到各个炮孔中去，由于各炮分配到各个炮孔中去，由于各炮孔的作用及受到岩石孔的作用及受到岩石夹夹制情况不同，装制情况不同，装药药数量数量亦不同，通常按亦不同，通常按装药系数装药系数进进行分配，行分配，值值可参可参考下表取考下表取值值。围岩类别炮孔名称 、掏槽眼辅助眼周边眼0.50.40
6、.40.550.450.450.600.500.550.650.800.550.700.600.75井巷爆破设计题井巷爆破设计题装药量计算相相关关知知识识 井巷爆破设计题井巷爆破设计题设计范例250040005000200200掏槽孔布置图掏槽孔布置图11223333444445555556666666777778889999101010101010101010101111111111111111111111111112 12 12 1212121212131312炮孔布置及炮孔布置及起爆顺序图起爆顺序图炮孔间距炮孔间距见说明见说明参参考考答答案案 根据岩性，采用全断面开挖，直孔角柱形掏槽。根
7、据岩性，采用全断面开挖，直孔角柱形掏槽。炮孔炮孔间间距距a与数量与数量n：1.掏槽：中空孔掏槽：中空孔1个，个，89mm；掏槽孔按距中空孔；掏槽孔按距中空孔a=20cm布置，布置，n=4；2.周周边边直直墙墙孔：孔：a=65cm，n=62=12；3.底板孔：底板孔：a=50cm，n=11；4.顶顶孔：孔：a=65cm，n=11；5.辅辅助孔：助孔：a=7080cm，n=33。井巷爆破设计题井巷爆破设计题设计范例参参考考答答案案 孔数孔数计计算：算：S=450.5R2=29.8125m2N=3.3=79.980单单耗耗计计算：算：q=1.1k0ko=525/p，p为为爆力爆力(mL)对对2号岩石
8、乳化炸号岩石乳化炸药药，p=260mL，ko=525/260=2.01，代入得，代入得q=1.63kg/m3或或查查表，得表，得q=1.8kg/m3按循按循环进环进尺尺2.5m，炮孔利用率，炮孔利用率80计计算，孔深算，孔深l=3m，掏槽孔和底板孔取，掏槽孔和底板孔取l=3.2m总药总药量量Q=qV=qSL=119.2(134.2)kg。井巷爆破设计题井巷爆破设计题设计范例参参考考答答案案 计计算孔数与算孔数与实际实际布孔数差异不大，故布孔数差异不大，故实际实际布孔是可布孔是可行的。行的。钻钻孔孔总总数及数及总总米数：米数：89mm：l=3.2m，n=1；42mm：n=71，l=222m；每立
9、方米每立方米钻钻孔量孔量为为l/V=2.98m/m3。掏槽孔、掏槽孔、辅辅助孔、周助孔、周边边孔均采用孔均采用连续连续装装药结药结构。构。起爆起爆顺顺序序见图见图。井巷爆破设计题井巷爆破设计题设计范例参参考考答答案案 某地下工程的巷道开挖断面底某地下工程的巷道开挖断面底宽宽4.0m，直，直墙墙高高为为2.0m，顶顶部半部半圆圆拱。岩性拱。岩性为为弱弱风风化花化花岗岗岩，岩石岩，岩石硬而脆，硬而脆，f=10。设计设计要求如下：要求如下：请给请给出开挖爆破出开挖爆破设计设计：掏槽方式、孔深、孔斜、：掏槽方式、孔深、孔斜、孔距、排距、孔距、排距、单单孔孔药药量；量；辅辅助孔的孔距、排距、孔助孔的孔距
10、、排距、孔深、深、单单孔孔药药量、填塞量、填塞长长度；周度；周边边孔的孔距、孔深、孔的孔距、孔深、线线装装药药密度、密度、单单孔孔药药量、填塞量、填塞长长度；起爆网路度；起爆网路图图(起爆起爆顺顺序与雷管段位序与雷管段位)。设计设计提示：一次成型，采用提示：一次成型，采用倾倾斜掏槽，周斜掏槽，周边边采用采用光面爆破。光面爆破。井巷爆破设计题井巷爆破设计题 井巷爆破设计题井巷爆破设计题 倾斜孔掏槽倾斜孔掏槽的特点是掏槽孔与工作面斜交。通常分为的特点是掏槽孔与工作面斜交。通常分为单单向掏槽向掏槽、锥形掏槽锥形掏槽和和楔形掏槽楔形掏槽。楔形掏槽楔形掏槽中，每中，每对对掏槽眼掏槽眼间间距距为为0.20
11、.6m，孔底，孔底间间距距为为0.10.2m。掏槽孔与工作面。掏槽孔与工作面交角交角为为550750。当岩石在中硬以上，断面大于。当岩石在中硬以上，断面大于4m2时时，可，可采用采用下下表所列的参数。当岩石更表所列的参数。当岩石更为坚为坚硬硬时时，宜采用双楔形，宜采用双楔形掏槽。掏槽。相相关关知知识识岩石岩石坚坚固性系数固性系数/f炮孔与工作面炮孔与工作面夹夹角角/（0）两排炮孔孔口两排炮孔孔口间间距距/m炮孔数目炮孔数目/个个26688101012121616207570706565636360605858550.60.50.50.40.40.350.350.300.300.200.2044
12、666668 井巷爆破设计题井巷爆破设计题相相关关知知识识双楔形掏槽双楔形掏槽参数参数单单楔形楔形掏槽掏槽双楔形双楔形掏槽掏槽双与双与单单楔楔形掏槽比形掏槽比较较/%循循环环炮孔数炮孔数/个个循循环环装装药药量量/kg炮孔利用率炮孔利用率/%单单位炸位炸药药消耗量消耗量/kgm-3单单位位体体积积炮孔炮孔长长度度/mm-3249601.767.932713.5901.985.95-12.5-50.030-12.525.0垂直楔形掏槽垂直楔形掏槽水平楔形掏槽水平楔形掏槽单楔形和双楔形掏槽的平均爆破效果比较单楔形和双楔形掏槽的平均爆破效果比较掏槽孔掏槽孔应比其它炮孔加深应比其它炮孔加深0.150.
13、25m。炮孔深度炮孔深度，简简称称孔深孔深，指，指孔底到工作面的垂直距离孔底到工作面的垂直距离。炮孔方向的炮孔方向的实际长实际长度称度称为为炮孔长度炮孔长度。孔深的大小，不孔深的大小，不仅仅影响着掘影响着掘进进工序的工作量和完成各工工序的工作量和完成各工序的序的时间时间，而且影响爆破效果和掘，而且影响爆破效果和掘进进速度。速度。普通型孔径（普通型孔径（4042mm）时时，其孔深，其孔深(m)可按表可按表选选取，取，采用小直径（采用小直径（3435mm）时时，以浅孔，以浅孔为为宜。宜。岩石岩石坚坚固性系数固性系数/f掘掘进进断面断面12m212m21.6346720231.521.21.82.5
14、3.52.22.51.52.2井巷爆破设计题井巷爆破设计题相相关关知知识识 光面爆破主要参数有：光面爆破主要参数有：炮孔直径炮孔直径d孔孔、炮孔间距、炮孔间距a、光爆层厚度光爆层厚度W光光、周边孔的密集系数、周边孔的密集系数m、不耦合系、不耦合系数数D和线装药密度和线装药密度q。一般取：一般取：a=(1216)d孔孔或a=(0.50.7)mW光光=(1525)d孔孔或W光光=(0.60.8)mm=a/W光光或m=0.60.8D=d孔孔/d药药或D=1.252.0q=0.10.2kg/m井巷爆破设计题井巷爆破设计题平巷光面爆破参数相相关关知知识识井巷爆破设计题井巷爆破设计题起爆顺序（参考图）相相
15、关关知知识识 根据根据题题意，岩石取意，岩石取f=10，采用全断面开挖，一次成型。，采用全断面开挖，一次成型。巷道断面巷道断面积积S=24R2/2=14.28m2，取孔深，取孔深L=1.5m。采用。采用双楔形掏槽，取掏槽角双楔形掏槽，取掏槽角为为63，每，每组组掏槽孔掏槽孔间间距距1.7m，掏槽，掏槽孔孔长长1.90m，掏槽孔排距，掏槽孔排距30cm。井巷爆破设计题井巷爆破设计题参参考考答答案案170303019080150单位：cm单单孔装孔装药药量：按装量：按装药药系数系数0.8计计算，外孔装算，外孔装药药量量Q1=1.6kg，内孔装，内孔装药药量量Q1=0.6kg，掏槽孔，掏槽孔总总孔数
16、孔数N=6，总总装装药药量量Q=7.6kg。周周边边孔采用光面爆破，孔采用光面爆破，钻钻孔直径孔直径40mm，孔距，孔距6070cm，线线装装药药密度取密度取q=150g/m，孔深，孔深1.7m，单单孔装孔装药药量量Q=195g，取，取Q=200g，填塞，填塞长长度度0.4m，直，直墙墙部分布孔部分布孔23=6个（不个（不含角孔），半含角孔），半圆圆拱部分布孔拱部分布孔9个；底板布孔个；底板布孔7个（含角孔），个（含角孔），孔距孔距67cm，孔深，孔深1.7m，装，装药药系数系数0.7，单单孔装孔装药药量量Q=1.2kg。辅辅助孔均布在掏槽区和周助孔均布在掏槽区和周边边孔之孔之间间，共布孔，共
17、布孔14个，孔距个，孔距与排距与排距为为6575cm，孔深，孔深L=1.5m，装，装药药系数系数0.6，单单孔装孔装药药量量Q=0.9kg，填塞，填塞长长度度0.6m。合合计总计总孔数孔数42个，开挖体个，开挖体积积V=S1.5=21.42m3，总药总药量量Q=7.6+0.215+1.27+0.914=31.6kg。实际单实际单耗耗为为1.5kg/m3。井巷爆破设计题井巷爆破设计题参参考考答答案案 计计算校核：算校核：孔数孔数计计算：算：S=240.5R2=14.28m2N=3.3=42单单耗耗计计算：算：q=1.1k0，ko=525/p，p为为爆力爆力(mL)q=1.84kg/m3或或查查表
18、得：表得：q=1.63kg/m3井巷爆破设计题井巷爆破设计题参参考考答答案案 起爆起爆顺顺序序见图见图：井巷爆破设计题井巷爆破设计题参参考考答答案案掏槽区掏槽区底板孔底板孔辅助孔辅助孔光面孔光面孔具体段别为：具体段别为：起爆起爆顺序顺序12345段别段别MS1MS3MS6MS7MS8起爆起爆顺序顺序678910段别段别MS9MS10MS11MS12MS13露天深孔台阶爆破设计题露天深孔台阶爆破设计题某石灰石某石灰石矿矿山采区离民宅最近距离山采区离民宅最近距离约约300m。该矿该矿山采用山采用露天深孔开采方式，穿孔用露天深孔开采方式，穿孔用KQGS一一150潜孔潜孔钻钻机穿孔，机穿孔，钻钻孔孔直
19、径均直径均为为165mm，深孔爆破，台，深孔爆破，台阶阶高度高度为为15m，爆破采用塑，爆破采用塑料料导导爆管毫秒雷管分段起爆，主要采用硝爆管毫秒雷管分段起爆，主要采用硝铵铵炸炸药药爆破。随着爆破。随着水泥水泥产销产销量的不断增加，石灰石需求量量的不断增加，石灰石需求量为为年年产产480万吨万吨(矿矿石石200万立方米万立方米)。因此，。因此，为为减小爆破振减小爆破振动动，保，保证证居民的生活居民的生活稳稳定，同定，同时时，又不要影响采，又不要影响采矿矿强强度和度和矿矿山中山中长长期生期生产计产计划。划。设计要求设计要求：(1)露天深孔台露天深孔台阶阶爆破爆破设计设计；(2)降低爆破振降低爆破
20、振动动的技的技术术措施。措施。设计提示设计提示：爆破安全降振措施主要包括：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采用毫秒延期爆破，尽量减少最大一段装药药量；量；(2)实现实现逐孔起爆，将逐孔起爆，将单单响响药药量降到最低；量降到最低；(3)采用气体采用气体间间隔器隔器间间隔装隔装药药。(4)合理合理布置采场工作线方向。布置采场工作线方向。注意注意：深孔爆破设计的内容：技术设计（参数）、网深孔爆破设计的内容：技术设计（参数）、网路设计、防护设计。路设计、防护设计。露天深孔台阶爆破设计题露天深孔台阶爆破设计题相相关关知知识识台台阶阶高度高度H钻钻孔直径孔直径d药药卷装
21、卷装药药直径直径d1底底盘盘抵抗抵抗线线W1：W1=kd(k=3035)W1=(0.60.9)H超深超深h：h=(0.150.35)W1h=(0.120.30)Hh=(812)d孔距孔距a：a=mW1m=1.01.25排距排距b：b=(0.61.0)W1b=asin60=0.866a钻钻孔深度孔深度L：L=(H+h)/sinL=L1L2填塞填塞长长度度L2：L2=(2040)dL2 0.75W1L2=（0.71.0）W1装装药长药长度度L1：单单耗耗q：查查表表线线装装药药密度密度q1：q1=QL1单单孔装孔装药药量量Q：露天深孔台阶爆破设计题露天深孔台阶爆破设计题相相关关知知识识根据以上参数
22、根据以上参数经验经验公式公式对对深孔爆破深孔爆破进进行行设计设计：H=15m，d=165mm，确定，确定单单耗耗q0.350.45kg/m3，计计算算W1、a、b、h、L、L2、单单孔孔药药量量Q和和线线装装药药密度密度q1。如果如果计计算的算的单单孔孔药药量不能量不能满满足填塞足填塞长长度的要求，度的要求，则则要要调调整整W1、a、b等数等数值值，再重新，再重新计计算算调调整。整。一般来一般来说说，岩性、炸，岩性、炸药药和爆破要求确定后，和爆破要求确定后，单单耗耗的数的数值值不不应变应变化太大。化太大。露天深孔台阶爆破设计题露天深孔台阶爆破设计题相相关关知知识识根根据装据装药药药药卷直径卷直
23、径d1(mm)、装、装药药密度密度(gcm-3)，计计算算线线装装药药密度密度q1(kgm-1)：根据岩石性根据岩石性质质和爆破要求和爆破要求选选取（或通取（或通过试验过试验确定）确定）单单位耗位耗药药量量q(kgm-3)根据根据钻钻孔孔径孔孔径d，单单位耗位耗药药量量q、爆区周、爆区周围环围环境境及要求控制及要求控制飞飞石的范石的范围围确定合理填塞确定合理填塞长长度度L2(m)：n=2040露天深孔台阶爆破设计题露天深孔台阶爆破设计题相相关关知知识识由由 和和 或或 可得：可得：露天深孔台阶爆破设计题露天深孔台阶爆破设计题相相关关知知识识 对对不同的底板抵抗不同的底板抵抗线线W1或排距或排距
24、b，通，通过过上式上式计计算得到的算得到的W1a值值或或ab值值（炮孔负担面积炮孔负担面积S）可以）可以计计算孔距算孔距a。b=a=mb一般情况下，考一般情况下，考虑虑自由面自由面对对爆破作用的影响和相爆破作用的影响和相邻邻炮孔爆破炮孔爆破时时共同的作用效共同的作用效应应，孔距，孔距应应大于抵抗大于抵抗线线和排距，即和排距，即炮孔间距系数炮孔间距系数m大于大于1，通常取，通常取值值范范围为围为1.21.25。当需要通过爆破获取大块岩块时，孔距应小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。于抵抗线和排距。露天深孔台阶爆破设计题露天深孔台阶爆破设计题相相关关知知识识传统的传统的孔距、排
25、距孔距、排距是在布孔过程中反映炸药在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），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。已经与空间概念上的孔、排距完全不一样了。ab或或W1a称为称为炮孔负担面积炮孔负担面积S。在给定的在给定的孔径孔径条件下，每个孔都有一个合理的负担面积条件下，每个孔都有一个合理的负
26、担面积。孔距和排距对爆破效果的影响：孔距和排距对爆破效果的影响：露天深孔台阶爆破设计题露天深孔台阶爆破设计题相相关关知知识识 根据一些根据一些难爆岩体难爆岩体的爆破经验，保证最优爆破效果的爆破经验，保证最优爆破效果的的炮孔负担（孔网）面积炮孔负担（孔网）面积（ab或或W1a）是孔径断面是孔径断面积（积（r2）的函数，两者之间比值是一个常数，其值）的函数，两者之间比值是一个常数，其值为为13001350。按密集系数。按密集系数m=1.2计算，对不同孔径计算，对不同孔径深孔的孔网参数（按深孔的孔网参数（按1350计算）可见下表。计算）可见下表。炮孔直径炮孔直径/mm7689101115140炮孔断
27、面炮孔断面积积/cm245.3662.2180.12103.87153.94炮孔炮孔负负担面担面积积S/m26.128.410.814.0220.78W1或或b/m2.32.633.44.2炮孔炮孔间间距距a/m2.73.23.64.15露天深孔台阶爆破设计题露天深孔台阶爆破设计题相相关关知知识识参数设计：参数设计：H=15m，d=165mm，W1=35d=5.8m，h=1.6m，L=16.6m，a=7m，b=5.8m，确定单耗确定单耗q0.350.45kg/m3，单孔药量单孔药量Q=qHab=240kg，采用耦合、连续装药结构，按每采用耦合、连续装药结构，按每m装药量装药量20kg计（装计（
28、装药密度药密度0.95gcm-3），），装药高度装药高度L1=12m，填塞长度，填塞长度L2=4.6m。露天深孔台阶爆破设计题露天深孔台阶爆破设计题参参考考答答案案安全设计安全设计：由由可得可得取取K=150，=1.5，R=300m处民宅的安全允许振动速度处民宅的安全允许振动速度V=1cm/s，代入上式计算得：，代入上式计算得：Q=1200kg。即每次爆破。即每次爆破最大段发药量控制在最大段发药量控制在1200kg以下可以保证民宅的安全，以下可以保证民宅的安全，即最大可以即最大可以5个炮孔齐发。考虑矿山生产时间长、爆破个炮孔齐发。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频次高
29、，每次爆破最大段发药量控制在500kg以下，爆以下，爆破时在民宅处的爆破振动速度可控制在破时在民宅处的爆破振动速度可控制在0.65cm/s以下。以下。同时采取以下减振措施（略）同时采取以下减振措施（略）露天深孔台阶爆破设计题露天深孔台阶爆破设计题参参考考答答案案台阶高度m孔径mm孔深m孔距m底盘抵抗线m排距m单耗kg/m3装药量kg堵塞长度m15.016517/16.57.5650.37220/2104.2/4注：爆破参数注：爆破参数应应根据根据现场试验现场试验及爆区地及爆区地质质条件条件变变化做出修整，以取得良好化做出修整，以取得良好爆破效果爆破效果表表1爆破参数爆破参数汇总汇总表表结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！41