爆破设计与施工(露天台阶爆破试题样板)

1、例题 1：浅孔台阶爆破与浅孔预裂爆破设计样题（试题库P90， 4.1）样题题目 ：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6.5 m,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）、药装结构

2、、（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。（5）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。样题爆破设计步骤 ：一、爆破方案选择：根据景区改建工程山坡开挖的环境条件、开挖范围、爆 破设计提示的要求, 对山坡开挖采用浅孔分层台阶爆破, 开挖边线采用预裂爆破。二、根据周围建筑物的分布, 设计钻孔抵抗线方向必须背向保护建筑物。 若 自然地形条件不符合背向条件时,应先开创自由面。三、浅孔台阶爆破设计1、台阶高度选择：根据开挖高度 7.5 米,拟定用 5 个

3、台阶循环开挖,台阶 高度 H=1.5 米；由上而下进行施工作业；2、炮孔直径 40mm；3、根据提示的单孔药量小于0.5kg,单耗0.35kg/m3的条件，确定孔间距a、 排间距b、前排抵抗线w的取值；孔网参数的选择：孔距： a=1.1 米；排距： b=0.8 米4、 前排最小抵抗线的确定：由于爆破环境非常复杂,为防止爆破飞石,故前排炮孔的最小抵抗线选择不宜过大。若山坡自然坡度大于65 度时,炮孔布置应采用斜孔,倾斜度尽量与坡面一致。若山坡自然坡度小于65 度时,则前两排的炮孔布置应采用逐步加大钻孔倾斜度的过度方法,减小前排最小抵抗线的取值。 设计取值： W =（0.41.0） H =0.8米

4、5、钻孔超深。为克服钻孔底部的夹制作用,保持自上而下循环开采台阶的 开采高度不变,钻孔超深： h =（0.100.15） H = 0.15 米式中：h -钻孔超深，m； H -台阶高度，m。6、钻孔孔深。 L = h + H = 0.15 + 1.5 = 1.65 米7、单孔药量计算前排：Q = q (a w H ) = 0.462kg后排：Q = q (a b H) = 0.462kg&装药结构。装药结构共四种：连续装药、分层装药、孔底气垫装药、混 合装药。本次采用钻孔分层装药结构。孔内按两层进行装药。钻孔底部装药262克，中上部装药200克，中间采用空气间隔，间隔段长 25厘米，上

5、下药 包用导爆索连接，在上部装药段设置孔内起爆雷管。9、填塞长度。钻孔装药长度 L1 : 462克/150克卷=3.08卷，3.08卷X 20 厘米卷长+25厘米间隔段=87厘米=0.87米填塞长度：L 2= L - L1 = 1.65 -0.87= 0.78 米填塞长度满足：L2 = (1/3 -/5) L 基本要求。式中：L -孔深，米；L1-装药长度，米；L 2-填塞长度，米。四、边坡预裂爆破设计预裂爆破的实施有两种方法：与主爆区孔一起微差起爆、预裂先行法。本次 设计根据一次起爆药量的限定，采用预裂孔与主爆区孔一起微差起爆的方法。首 先沿山体设计边坡线布置预裂钻孔，钻孔倾斜度与边坡设计一

6、致。1、炮孔孔径： d = 40 mm2、钻孔深度与浅孔相同：L=h+H=1.65m。3、炮孔间距：a = (7 10) d,，取：a = 10 d = 0.4m式中：d -预裂孔孔径，m。0.630 67式中：R压一岩石极限抗压强度，MPa。根据设计要求提示的单耗4、线装药密度计算(采用长科院计算式):Q 线丿034®)d.0.35kg/m3，判断属于软弱岩石类型，抗压强度50 MPa,计算取值R压=10 MPa将设计参数代入经验公式后：0.630 67Q 线=。.034(10)(O.04厂=0.02kg/m5、堵塞长度。采用 L2= (8-10) d = 10d = 0.40米。

7、6、 单孔装药量。钻孔装药长度：L1 = L - L 2 =1.65 -0.4 = 1.25单孔装药：Q= Q 线X 1.25=0.02X 1.25 = 0.25kg = 250g7、装药结构。在预裂孔的装药结构方面，为克服孔底夹制作用、保证预裂缝的效果，本次预裂孔的装药结构采用：孔底部位加强装药、孔中部一般药柱，aba/2预裂孔孔上部用减弱药柱。孔内装32 mm药柱；将250克药柱等分成数节，用导爆索将其串联，串联时孔底部多装药用加强药柱，孔中部用一般药柱，孔上部用减弱药柱。在上部药卷中安放孔内起爆雷管，然后将其放在孔中，孔口用细棍稳固,在药卷上部用纸隔堵后进行填塞。&预裂爆破的缓冲

8、孔布设1）布设原则：在开挖山坡边界部位进行欲裂爆破时，应在主爆孔与预裂孔 之间设置1 -2排的缓冲孔。2）缓冲孔的布设：本次设计因均为浅孔，孔深仅 1.65米，故在主炮区孔与 预裂孔之间设置1排缓冲孔。排距：b 缓=(1/2 -/3) b =0.5b=0.5X 0.8=0.4m（如下图所示）爆区炮孔布置示意图3）缓冲孔的孔网参数：缓冲孔的孔、排间距相应为主爆区孔的1/2 -/3,即:孔距：a 缓=(1/2 -/3) a = 0.5a = 0.5 x 1.1 = 0.55mL> 1m4）缓冲孔的装药量。缓冲孔的装药量为主炮孔的 35 - 40%，即:Q 缓=（35 -40%） Q = 0.

9、4 x 0.462 = 0.185 = 185g9、爆破网路设计。根据提示：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）。单孔药量小于0.5公斤。网路设计采用非电导爆管网路系统;（1）浅孔台阶爆破网路敷设方式采用孔内延时、孔外微差、单孔单响、排间微差传递的方法进行。缓冲孔O O O O O O O主炮孔孔内延时段别采用 MS10 (380ms土 30);孔间微差段别采用 MS3 (50ms土 10);排间微差段别采用 MS5 (110ms土 15)。采用多排炮孔爆破时，一次爆破的排数不易过多；根据排间微差段别单排炮 孔的数量不易超过8个。缓冲孔与主爆孔一起起爆。缓冲孔为 2孔

10、一响，孔内装 瞬发雷管，孔间传递为50ms。(2) 预裂爆破网路设计预裂孔与主爆孔一起爆破时，预裂孔先于主爆孔起爆时差为110ms。预裂孔 为2孔一响，孔内装瞬发雷管，孔间传递为 50mso鉴于爆区周围环境复杂，距开挖区 4m为石碑和凉亭，属于国家重点文物， 在实际爆破工程中，爆破网路的设计必须考虑一下几点： 爆破网路设计的重点就是要控制最大单响药量，使其爆破产生的振动强度 满足保护建筑物的安全允许振动速度。 石碑和凉亭属于国家重点文物，它的安全允许振动速度是多少？ 根据保护建筑物距爆破地点的实际距离、 单段最大一次起爆药量，进行爆 破振动速度计算。通过计算判断是否满足保护建筑物的安全允许振速

11、。(3) 安全允许振动速度计算公式:式中：V -质点垂直振动速度，cm/s； Q -最大齐爆药量，kg； R -爆破 中心至被保护目标的距离，m； K -与地质因素有关的系数；a -与爆破条件有 关的衰减系数；计算振动速度值应满足w保护建筑物的安全允许振动速度值。(4) 降振措施。当不满足安全允许振动速度时，应采取降低最大单响药量 或相应的减震措施。五、安全防护措施(1) 除降低最大单响药量外，还可在靠近凉亭与石碑处开挖减震沟，降低 爆破振动影响。(2) .对石碑、凉亭采取加固措施。(3) 爆破飞石防护措施： 爆破产生的飞石、顺坡滚落石块会对保护建筑设 施造成破坏，还可能落入湖中，防护措施如下

12、：保证填塞长度和填塞质量；对石碑和凉亭，在其朝向爆区方向上搭防护排架， 排架高度超过被保护物高度；在湖边架设防护排架进行防护、遮挡。 对爆区炮孔 口采用压盖竹排(或草垫)或多层沙土袋进行防护。必要时再在沙袋上面罩防护 网，确保爆区无飞石。例题 2：深孔台阶爆破设计样题（ P94，4.10 ）样题题目： 某采石场生产石料规模为 30 万立方米年，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。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

13、；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、爆破振动影响分析。设计提示： 1、根据石料场的开采强度确定一次爆破规模、总药量。根据钻 孔孔径确定总孔数、总延米数和采用的钻机和装运设备数量和工程进度；2、按照一次爆破规模设计相关爆破参数。样题爆破设计1. 工程量分析1.1. 日生产量。 根据采石场生产石料规模为 30万立方米/年， 有效工作时 间为300d，日生产量为1000立方米/日（实方量）。1.2. 台班生产量。每天二班制，台班生产量 500立方米/台班。2

14、. 爆破方案。爆破方案采用露天深孔台阶爆破设计。根据日均生产量，当 设定爆破施工循环按 5 天一周期（包括：钻孔、爆破、出渣运输等）时，则：2.1 一次爆破规模、爆破岩石量：应为 5天X 1000立方米/日=5000m3。2.2 总药量：根据提示的石灰岩坚固系数 f =810，设计单耗取值按前表 取应为 0.64 kg/m3 ，当每个循环爆破岩石 5000m3 时，所用总药量为 3200kg。2.3 总孔数、总延米：若深孔台阶高度取 12m,当拟定钻孔的孔、排距为 3.5X 3 米时，每孔爆破岩石量为： 3.5X3X12 = 126 立方米；每个循环总孔数 为 5000/ 126 = 40 个

15、；总延米 40X12 = 480 米。2.4 工程循环进度安排：当施工循环为 5天一周期时的进度安排为：钻孔 2 天，装药起爆 1 天， 出渣 2 天。2.5 施工机械设备的配置（1）钻孔设备配置：选用潜孔钻机的钻进效率为30m /台班，孔径100mm 钻孔爆方/台班为3.5 X 3X 30= 315m3当1台钻机钻孔施工为2天即4个台 班时，钻孔爆方为： 315 X 4 = 1260m3 。钻孔设备配置： 5000 / 1260m3 = 4 台（2）挖掘机设备配置。设备选型： PC350450 日立挖掘机。挖掘机台班铲 装能力（松方）：平均950 m3/台班。当1台挖掘机施工为2天即4个台班

16、时为：950X 4 = 3800m3。根据每个循环爆破实方 5000m3当虚方系数为1.5时，总 虚方为7500m3挖掘机配置数量： 7500 / 3800m3 = 2 台(3) 运输车辆配备。设备选型：载重量 20T 东风自卸式汽车。台班运输 能力(松方)： 130立方米台班。1 台 2天 4个台班运输的松方量为： 130X4 =520 立方米。运输车辆的配置数量：7500520= 15 辆。3. 爆破设计参数孔径：100mm孔距：3.5米；排距：3米；孔深：L = H + h = 12 +1 = 13.8 米； 超深： h = (0.120.25) H= 0.15 H = 1.8 米；单位

17、炸药消耗量： 0.64 公斤/立方米；单孔装药量计算公式按：Q = q a b H式中：q单位炸药消耗量，kg/m3; H孔深(或台阶高度)，m a孔距， m； b 排距， m；经计算单孔装药量：Q =0.64 X 12X 3.5 X 3=80.64 kg装药长度：钻孔孔径为100mm钻孔延米装药量为7.5公斤左右。故装药长 度为：80.64 - 7.5 =10.75 米填塞长度：L2=L- L1=13.8 - 10.75 = 3.05 米4. 起爆网路设计。 深孔台阶爆破视作业面环境条件、 爆破规模， 一般采用孔内微差起爆方法。 采用孔内微差网路时， 一般孔外采用瞬发电雷管或非电雷管 集簇击

18、爆的混合敷设方法，使其形成孔内微差、排间传递的网路设计形式。 可采 用梯形、小斜线和排间直线形等多种起爆模式。孔间微差t = 2550ms ;排间传递 t = 75 110ms。本次例题网路设计采用非电导爆管网路系统；一次爆破循环 40个钻孔，将 其布置为 3排(第一排 14个，二、三排各 13个) 。根据设计要求逐孔起爆时， 网路设计应采用孔内延时、孔外微差的方法进行：(1) 孔内延时采用MS14g( 760± 55)孔间用MS2g( 25± 10)，排间用MS( 110 ± 15 )接力。(2) 孔、排延时效果：第一排 14 个逐孔微差传递时间为 350ms ；第二排 13个逐孔微差传递时间为325ms;