水平扇形中深孔爆破设计说明书

水平扇形中深孔爆破设计说明书狮子山铅锌矿1200水平一号采场水平扇形中深孔爆破设计说明书云南昆润集团狮子山铅锌矿2011/10/11日四、目录五、工程概况.3六、开拓系统及采准方案.3七、爆破设计原则.4/I、爆破设计依据.4九、爆破设计方案.5十、布孔方法6H一、爆破参数的确定7十二、起爆顺序7十三、起爆及起爆网络3 / 18十四、爆破安全校核.10H一、爆破施工流程.10十二、爆破施工的技术要求.10十三、爆破安全措施.11水平扇形中深孔爆破设计说明书三、工程概况设计爆破地点位于狮子山铅锌矿1200水平一号采场内。采场由攀枝花钢城机电承包开采。原设计采用无底柱浅孔留矿法开采。采场内近矿围岩及矿体均为浅变质石灰岩、大理岩、白云岩等。由于采场内围岩及矿体节理裂隙发育（目估平均间距小于5080mm）,顶板破碎，故改为水平层落矿无底柱阶段矿房嗣后充值法采矿（见附图一）。该矿设计日产量为1500吨/日，目前1200水平只有设计爆破地点一处采场，生产能力不足设计要求的250吨/日，其它采场形成生产能力尚需时日。该矿为新投产矿井，严格地说尚处于建井工期之内，生产任务重（要求10月份完成产量3000吨），且此前施工单位大部分员工不熟悉中深孔钻爆作业。因此，本设计的基本要求是：1）一次爆破落矿量应能满足公司对产量及采、掘衔接或早日达产的要求；2）尽可能详细地说明钻爆作业的每一道工序，包括施工设备、施工方法、技术要求、安全措施以及施工组织等。四、开拓系统及采准方案1. 该矿尚未形成完整的开拓及采准系统（设计开拓系统为水平运输大巷加斜坡道开拓系统)，目前只有1200水平运输大巷、1250水平回风大巷以及一号采场外侧连接运输和回风大巷的回风天井组成的开拓及采准系统；2. 该矿设计通风方法为抽出式，矿井通风方式为分区对角式；该矿设计开采方法为浅孔留言矿嗣后充填法，如前述现改为水平层落矿无底柱阶段矿房嗣后充填法。由于现有开拓及通风系统不完善等，所以必须加强爆破以后的排烟工作，避免炮烟中毒事件的发生。三、爆破设计原则1 .在确保钻爆施工安全的前题下，充份兼顾公司对矿井产量的要求;2 .合理确定各爆破参数，使之尽可能符合实际，从设计上保证避免超挖欠挖现象的发生，降低大块率和粉矿率，提高采区回采率，降低贫化率。四、爆破设计依据根据提供的有关资料及现场勘察；国务院：民用爆炸物品安全管理条例(2006.9.1)；国家质量监督检验检疫总局爆破安全规程(GB6722-2003).2003,9(4)城乡建设环境保护部爆破工程施工及验收规范(GBJ201-8)；(5)中国工程爆破协会工程爆破理论与技术冶金工业出版社，2004.02；陈华腾爆破计算手册辽宁科学出版社，1991.9;4 / 18水平扇形中深孔爆破设计说明书五、爆破方案选择根据矿井生产任务重、采场跨度小（平均5米）、顶板破碎等综全合考虑，决定采用水平扇形中深孔为主局部辅以浅孔、非电导爆管微差起爆的爆破方案。采用水平扇形中深孔落矿时，最小抵抗线有三种计算方法：1.按每孔的合理装药量确定7.85Wd=1.172.44（米）1 .mq2 .按最小抵抗线和孔径的比值确定w/d=3o-35（中硬岩石d=68mm时W=2.052.38米）3 .从一些矿山的实际资料中参考确定（见下表）W与d值的相对关系d(m)W(m)50-601.21.660-701.52.070-801.82.5901202.54.0狮子山中深孔凿岩采用YGZ-90型凿岩机，钎头直径65mm,故最小抵抗线应为1.52.0米。综合以上三项结果，钎头直径为65mm时，最小抵抗线介于1.14,2.44米，此时才可取得较为理想的爆破效果。本设计的特别之处在于：为保证一次爆破落矿量，最小抵抗线是给定的，既W=3.3米；同时，由于本次爆破工程对应的自由面所在空间跨度较小（5米），实际抵抗线远大于上述计算所得抵抗线，所以按常规方法设计施工时，预计不能保证理想的爆破效果。为此，决定在扇形布孔不变的条件下，增加三个（左右两侧共六个）沿矿体两端对角线铅垂面内均匀分布的中深孔，并首先起爆，以增加自由面，保证本次爆破工程的成功实施。六、布孔方法1 .按炸药能在待爆岩体内平均分配的原则布孔；2 .铅垂面内扇形孔孔底距：取上述计算值（W=1.172.44米）的中间值，Wi=1.51.7米；水平扇形孔孔底距：因增加一个自由面,所以取W2=2.02.8米；3 .钻孔走向两端界线：考虑有通风及凿岩天井保护矿柱的存在,所以孔底至走向边界（矿柱）取为1米；钻孔倾向两端界线:考虑一号矿体与围岩没有明显界线，既矿体品位是连续变化的，所以孔底至倾向两端边界外侧取为0.35米，内侧取为0.25米；4 .铅垂面内、号钻孔孔底至矿体下部自由面距离（最小抵抗线）因扇形孔布置的自身局限性难以调整，同时，因该两钻孔首先起爆，为保证爆破工程可靠实施，所以取为0.55米。5 .各孔装药或不装药长度的截取：自内侧初升（、号）开始，首先自各孔孔口向内截取二分之一孔底距（可加钻孔直径）做为各孔的不装药长度；之后，自内侧边孔的相邻钻孔（号）孔底做号钻孔的）的铅垂线，取垂足至号孔孔底的二分之一做号钻孔的平行线，该平行线与号钻孔的交点既为号钻孔的装药截止位置。其余依此类推。号钻孔右侧的钻孔(号钻孔)布置与左侧钻孔(号)完全对称。七、爆破参数确定1.装药量计算已知参数如下：(1)最小抵抗线W=3.3米；(2)岩石硬度f=68;(3)岩石基本不含水份，节理裂隙发育；(4)机械装岩时，装药密度4=0.811g/cm3。实际取0.9g/cm3;(5)钻头直径为65mm,钻孔直径d=6870mm。实际取68mm;(6)扇形孔孔底距：水平扇形孔ai=1.21.4米；垂直扇形孔a2=0.61.7米(各孔实际数值参见炮孔布置图)；(7)装药过程中炸药的损失率按b=510%,实际取7.5%;计算所得参数如下:(8)钻孔单位长度装药量C=0.785Xd2XAX0.001=3.27kg/m;(9)钻孔总长度等于各钻孔长度之合：L=131.96米；(10)实际装药长度等于各孔实际装药长度之合L=104.32米；(11)装药系数K=121.41/104.32=0.859;(12)总装药量Q=CXLXKX(1+b)=398.47kg;2.各孔装药量及相关参数见附页钻孔参数一览表。八、起爆顺序7 / 18水平扇形中深孔爆破设计说明书根据本工程的特点，既最小抵抗线大于常规计算所得数值，所以采用分部份设计分部份起爆的方法：（1）首先起爆铅垂面内的扇形炮孔起爆顺序如下；（2）之后起爆水平面内的扇形炮孔起爆顺序如下（注：例如写法表示该四个炮孔同时起爆）；九、起爆及起爆网络1 .首段雷管的段位由于导爆管的传爆速度（不大于2000米/秒）远小于爆轰波在岩石中的传播速度（接近5000米/秒），所以第一个起爆雷管的延迟时间只要大于（33/2）/5000=3.3毫秒，既可避免爆轰波对起爆系统未端导爆管网络的破坏：T首=L（1/V导T/V地）X1000毫秒=7.0125毫秒所以首段雷管选择2段；2 .延迟时间以先爆炮孔不破坏后爆炮孔及其网络，同时最大限度减小爆破地震效应对矿柱的破坏为原则。按炮孔间距和岩体性质确定：T延=（3040）X（a/f）1/3=19.5-26.0毫秒；所以其它各孔雷管段位如钻孔参数一览表。3 .起爆方法采用导爆管加非电毫秒延期雷管起爆法；3. 起爆网络因导爆管数目较少，所以采用簇联网络（有传爆四通时也可采用串联等起爆网络）：既将所有导爆管的未端用胶布捆绑在一发起爆雷管的外面；4. 施工布眼（ 1）钻眼前，必须先由测量人员按爆破设计（修正设计）在凿岩巷道内用红油漆准确绘出各炮眼位置，其误差不超过5cm；（ 2）炮眼、的钻眼精度要求比其他眼要高，开眼误差不允许超过3cm；（ 3） 钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练地操纵凿岩机械，特别是钻、八个炮眼，一定要由经验丰富的老钻工司钻，保证上述各钻孔孔底在设计要求的位置；（ 4） 装药前，要用小直径高压风管向炮眼内输入高压风，将炮眼内的石屑刮出吹净；（ 5） 采用机械连续柱状装药，以增加装药密度或质量；要严格按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，特别是雷管，一定要对号入座；所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不得小于20cm；（ 6） 连结起爆网络时要注意：导爆管和起爆雷管在使用前必须进行认真的外观检查，发现导爆管破裂、断、压扁、变形（接细等）或管腔内存留异物，均应剪断去掉，然后用套管对接；导爆管不得打结和拉细，绝对禁止搭接传爆；起爆雷管要用黑胶布包扎固定在距离各导爆管自由端10cm以上的位置，且导爆管应均匀地敷设在雷管周围;9 / 18水平扇形中深孔爆破设计说明书(7)导爆管网络中不得有死结；炮眼内的导爆管不得有接头；爆破所用雷管、导爆管必须是同厂同批号产品；(8)反向布置起爆雷管：既起爆雷管的聚能穴指向导爆管的未端；(9)安装起爆雷管之前，要停止爆破区域内一切与网路敷设无关的施工作业，无关人员必须撤离爆破区域，防止意外触发起爆雷管；(10)网路联结结束以后，要有专人负责检查验收，合格后方可起爆；十、安全距离校核爆破的危害效应包括爆破地震波、爆破飞石、空气冲击波及噪音。地下工程空气冲击波以及噪音产生的危害可以忽略不计。爆破震动及爆破飞石的控制，则需选择合理的爆破参数，既控制最大一段起爆药量，采取微差爆破方法来解决。本工程最大一段a()起爆药量为88.56公斤。按垂直振速公式v士Q.(k取150,Ra取1.6,V三2.5cm/s)求得最小安全距离R=65.57米。本次爆破为松动爆破，采场内空间窄小，飞石受周围巷道限制，不会对警戒线以外的人员构成安全威协。综合以上考虑，人员只要撤离至距爆源中心100米以上的围岩较坚固(不至因地震波至顶板冒落)的巷道内，既可保证安全。1一、爆破施工流程爆破作业面平整一钻爆设计-测量布孔-钻孔一钻孔验收一申请领取炸药-装药-填塞一联接网络一爆破系统安全检查一安全警戒一起爆一爆后检查处理一收集整理资料。十二、爆破施工的技术措施1. 在钻孔之前，要先对顶板及影响钻孔施工质量的浮石等进行处理（必要时，先用浅眼爆破对炮脚进行修整，使其形成深孔钻眼必备的条件）；2. 测量人员按照设计要求，在现场布置炮孔位置，并向操作人员进行技术交底，使其掌握各项孔网参数（深度、倾斜角度、最小抵抗线等；3. 钻孔时，必须按相关规程、规范和设计标准进行作业，严把质量关，使钻孔的方向、倾角、深度等符合设计的要求；4. 装药前，必须根据设计要求对炮孔逐个检查。全部炮孔符合设计要求以后方可装药。发现不合格的炮孔，要采取相应的补救措施；5. 所有炮孔装药结束以后，都要用炮泥填塞，边填塞边捣实，填塞长度要符合设计要求，确保填塞质量；6. 联线起爆：按设计的起爆网络联线后，派出警戒人员，同时人员撤离现场，并发出爆破信号，确认爆源附近警戒范围内无人员活动以后方可起爆。十三、爆破安全措施13 / 181.水平扇形中深孔爆破设计说明书成立爆破安全小组，爆破负责人任组长，对工程安全负全面责任，组员为爆破技术人员、安全员、爆破作业人员及警戒人员等组成；2. 建立安全规章制度，组织爆破作业人员认真学习国家爆破安全规程、矿山安全规程、矿山安全法及省、市等相关规定，并严格按操作规程及相关规定执行；3. 爆破作业人员必须持证上岗；4. 必须认真做好安全警戒工作。爆破时间要定时，并提前通知所有可能进入爆源附近的人员；5. 安全警戒距离按距离爆源水平距大于100米设置警戒；6. 为防止爆破期间1250水平有人自自通风天井进入警戒区，必须在1250水平内同时设置警戒；7. 加强施工现场爆破器材的安全管理。搬运爆破器材应轻拿轻放，不应冲撞起爆药包。各种爆破作业都应做好装药原始记录。其内容包括装药基本情况、出现问题及其处理措施；8. 爆破后必须进行有效排烟，排烟时间不小于15分钟，待巷道内的有毒有害气体含量低于规范允许最高浓度后方可进入；9. 爆破员要首先进入爆破现场检查爆破效果。因地质情况不明等因素导致爆破欠佳时，应查明原因，总结经验，以便今后调整爆破参数，改进爆破效果；10. 起爆后必须进行盲炮检查，确认安全后才可解除爆破警戒。如发现有盲炮，可做如下处理：1）经检查确认炮孔的起爆线13 / 18水平扇形中深孔爆破设计说明书路完好，且最小抵抗线无变化者，可重新联线起爆，同时加大警戒范围；（2）深孔盲炮，可在距盲炮孔口不小于10倍炮孔直径处另打平行孔起爆；如所用炸药为非抗水硝铵类炸药，且孔壁完好者，可取出部分填塞物，向孔内灌水，使之失效，然后作进一步处理；（3）浅眼盲炮，可打平行眼装药爆破，平行眼距盲炮孔口不得小于0.3m。结束语由于本次设计较为匆忙，除方案设计以外，其它多处细部工程尚欠深思熟虑，所以不足或错误之处在所难免。肯请相关领导及有关人员斧正为盼。狮子山铅锌矿高级采矿工程师张庆晨2011/10/17日参考资料： 1） 深孔微差爆破研究；殷家庆1993.12 2） 2）扇形深孔合理装药长度计算；张铁英等1988.1（3）扇形中深孔装药结构及爆破参数的确定；李洪源1991.413 / 18水平扇形中深孔爆破设计说明书14 / 18附页1.钻孔参数一览表等