爆破设计.docx
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1、福建省双旗山矿业有限责任公司井下采掘爆破设计说明书编制单位:生产部井下技术组施工单位:温州建峰矿山工程有限公司驻双旗山金矿工程项目部编制时间:二0一0年七月生产科审批意见:部门经理审批意见:安环科审批意见:总工程师审批意见:目 录1.概述1.1矿山开采概况1.2设计依据1.3地质条件对爆破作业的影响2.爆破方法2.1 爆破方法的选择2.2 爆破工序2.3 设备及材料选择2.4 采掘工作面炮眼布置2.5 爆破参数2.6 装药2.7 填塞2.8 起爆方法选择3.爆破3.1 爆破作业图表的编制3.2 爆破警戒与爆破信号3.3 爆破后安全检查3.4 盲炮处理3.5 爆破记录4.辅助工序4.1 通风4.
2、2 排险4.3 矿岩装运5.辅助设施5.1 避炮硐室6.爆破安全6.1爆破事故及预防6.2 安全距离及预防6.3爆破工程安全管理1.概述1.1开采概况根据矿山地质构造等特征,矿山主要采用平硐和盲斜井联合开拓,空场法采矿。矿山已投产多年,矿井各生产系统已全部形成,各生产工艺已比较成熟。1.2 设计依据1.2.1地质勘探报告1.2.2矿山开采设计1.2.3爆破安全规程1.2.4设计人员现场了解的情况1.2.5金属非金属地下开采安全规程1.2.6其他有关规程、标准等1.3地质条件对爆破作业的影响地质条件对爆破作业的影响,主要涉及岩石性质和爆破参数、岩石和炸药的匹配、地质构造对爆破的作用等三个方面。1
3、.3.1岩石性质和爆破参数有许多爆破设计参数均属“经验参数”,而这些经验参数往往根据设计者对地质条件的掌握和认识,凭设计经验确定。本设计主要依据岩石的f值来确定。具体影响情况见后面章节。1.3.2岩石和炸药的匹配主要涉及经验和炸药的来源及单价等,本矿受炸药来源限制,不考虑。1.3.3地质构造对爆破的作用主要考虑构造断裂、层理、节理裂隙、片理劈理和其它地质构造对爆破作用的影响。由于本矿床工程地质条件和水文地质条件均属简单类型,且该矿山为中小型地下开采矿井,爆破作业均采用浅孔爆破,爆破要求质量不是很高,故地质条件对矿井爆破作业影响不大。但在施工过程中要注意以下几点:(1)断层和裂隙相当于一个完整的
4、自由面,可以阻断冲击波的传播,可以发生气体的突出,使爆破效果严重恶化。因此,在断层和裂隙附近爆破时,可以利用构造,在断层两侧布置药包或把布在断层中的药包改成分集药包布于断层的两侧;并应避免最小抵抗线与断层平行,防止弱面突出;或用多药包齐爆,减弱断层的影响。(2)层理一般对露天爆破影响较大,对井下爆破影响不大。为避免发生顺层冲炮,在布置炮孔时应避免最小抵抗线与层理平行。在本矿剪切带千糜岩、糜棱岩等层理比较发育的岩层作为矿体顶、底板的不稳定围岩中进行爆破作业时,要加强爆破后的排险工作。(3)不同岩层接触面爆破时容易发生崩塌和滑移,尤其是坡积物与原岩的接触面,在爆破作业中要注意预防。(4)在可能存在
5、老硐或溶洞的地方进行爆破作业时,要注意加强探放水工作,防止老硐积水造成灾害。要加强地质工作,探清老硐或溶洞的具体位置,在爆破时尽量避开。(5)要注意地下水对爆破施工带来的不利影响,在具体工作中要加以考虑。2. 爆破方法2.1 爆破方法的选择矿山岩石工程地质岩组主要分为松散、软弱工程地质岩组和坚硬、半坚硬工程地质岩组两大类,其岩石硬度在分别为f=46和f68;矿山采用平巷和盲斜井联合开拓,空场法采矿。根据国内外类似矿山的经验,考虑矿山开采的实际情况及本地区生产设备状况,矿山采掘均采用浅眼爆破法。2.2 爆破工序钻眼爆破法施工一般包括:布孔、钻眼、装药、爆破、通风、装岩、运输、支护等多个工序,是一
6、个多种设备、多工种交叉作业的复杂动态系统。因本矿属于中小型金属矿井,根据国内同类矿山经验,可以进行工序简化和优化。简化后的工序如下:布孔钻孔装药爆破通风排险(支护) 装运。2.3 凿岩设备及爆破材料选择2.3.1凿岩设备根据国内同类矿山经验,一般选择风动凿岩机。由于本矿为中小型金属矿山,可供选择的风动凿岩机有手持式、气腿式、伸缩式(向上式),根据周边类似矿山经验,设计选择气腿式凿岩机YT-27或YT-28型8台、伸缩式(向上式)YSP45型凿岩机2台,凿岩机配备YG10C型一字形钎头,中空六角形B25钎杆。2.3.2 爆破材料根据国内同类矿山经验,炸药选择2号岩石硝铵炸药,采用导爆管、电雷管作
7、为引爆材料。2.4 采掘工作面炮眼布置2.4.1落矿工作面炮眼布置以反台阶(向上钻孔)、水平台阶(钻水平钻孔向下或向上崩矿)爆破为主。炮眼布置以平行排列为主。2.4.2掘进工作面炮眼布置掏槽眼掏槽眼的作用是首先在工作面上将某一部分岩石破碎并抛出,在一个自由面的基础上再崩出第二个自由面来,为其他炮眼的爆破创造有利条件。根据本矿岩石硬度条件和巷道规格,我们选用直眼掏槽方式的五星掏槽法(如图1)。在软岩层(f =46),a取200mm,b取250300mm;在中硬岩层(f68)a取160mm,b取250mm。用分秒导爆管延时起爆。 4 b 7 6 3 1 2 9 8 a 5图1 五星掏槽示意图 装药
8、眼 空眼 辅助眼辅助眼又称为崩落眼,是大量崩落岩石和继续扩大掏槽的炮眼,要均匀布置在掏槽眼和周边眼之间。根据本矿实际条件,以512m中段平巷为例:主运输平巷规格要求为2m2m的三心拱形断面,在中硬岩层时,眼距取500mm,装药系数取0.60;在软岩中,眼距取700mm,装药系数取0.45。探矿平巷规格要求为1.8m1.8m的三心拱断面,在中硬岩层时,眼距取600mm,装药系数取0.55,在软岩中,眼距取700mm,装药系数取0.45。周边眼周边眼是爆落巷道周边岩石,最后形成巷道断面设计轮廓的炮眼。考虑巷道成型的规整与顶板的安全,我们按光爆要求对周边眼进行布置。炮眼密集系数K在中硬岩层中取0.8
9、,在软岩中0.6,并超挖100mm左右。装药集中度取:中硬岩层200g/m,在软岩中70g/m。底眼眼口高出巷道底板180mm,眼底低于底板标高100180mm,眼距取500mm,装药系数取0.6。2.5 爆破参数2.5.1落矿工作面爆破参数确定2.5.1.1炮眼直径和深度矿山采场工作面落矿采用浅孔爆破,药卷直径约为32mm,故炮眼直径一般为3842mm。炮眼深度与矿石和围岩性质、厚度及赋存状态有关,一般为1.52.5m。根据周边类似矿山经验,工作面落矿炮眼深度设计采用2.53.0m,在松软岩层中取小值,在中硬岩层中取大值。2.5.1.2最小抵抗线W和炮眼间距a、排距bW=(2530)5555
10、555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555d a =(11.5)W bW式中:W炮眼最小抵抗线(m); d炮眼直径(m),取3842 mm;a炮眼间距(m); b炮眼排距(m)。则:W =(2530)d=9501260 mm a =(11.5)W=9501890mm取W=1000mm或1100mm;a=1100mm或1200mm;b=1000mm或1100mm。其中,在松软岩层中取小值,在中硬
11、岩层中取大值。2.5.1.3 单位炸药消耗qq= q1SU(e1)d式中:q单位体积炸药消耗量,kg/m3;S岩石构造系数,取1.1;q1在标准抛掷爆破时,依岩石性质确定的单耗,kg/m3;取1.1U岩石夹制系数,取1.1;e1炸药爆力换算系数;e1=1.7320装药密度系数;取0.9d填塞系数;取0.36320标准炸药爆力cm3;所用炸药的爆力cm3;取330则:q1.11.11.1(3201.73300.9)0.361.1 kg/m32.5.1.4 炮眼数目N的确定N=A (qH)式中:N炮眼数目,个; A每一工作循环内落矿量(每天一工作循环),取260t; q每米炮眼崩矿量,取2.8t/
12、m; H落矿分层高度,取1.8m;则:N = 260(2.81.8)= 51.6(个)因矿石稳固,且矿体形态相对较规则,故炮眼应相应多些。根据实际需要,设计选用60个炮眼。2.5.2掘进工作面爆破参数确定2.5.2.1炸药消耗量q和导爆管用量炸药单耗和导爆管、电雷管用量取决于岩石性质、井巷断面、炮眼深度、掏槽方式等多种因素,尚无完善的计算方法。在掘进工作中,主要根据有关定额或按工程类比法选取。本矿爆破采用2号岩石硝铵炸药及分秒导爆管、电雷管。根据1981年颁发的矿山井巷工程预算定额规定的岩巷掘进炸药消耗量及我矿的具体实践:当f=46,巷道断面4.0m2时,q取2.24kg/m3,分秒导爆管管3
13、.57个/m3 ,巷道断面4.0m2时,q取2.74kg/m3,分秒导爆管3.70个/m3;当f68时,巷道断面4.0m2时,q取2.51kg/m3,分秒导爆管4.92个/m3,巷道断面4.0 m2时,q取2.94kg/m3,分秒导爆管5.42个/m3。2.5.2.2炮眼直径本矿山采用浅孔爆破,药卷直径多为32mm,故炮眼直径一般为3842mm。2.5.2.3炮眼深度炮眼深度与巷道断面尺寸和掏槽方法,岩石的物理力学性质,凿岩设备等有关,目前我国巷道掘进中眼深以1.52.5m用得最多。考虑到矿山的实际施工条件,为保证较高的爆破效率,并使每班尽可能完成整循环,根据周边类似矿山经验,设计钻眼深度为1
14、.82.2m。2.5.2.4 炮眼数目NN=qSm/aP式中:N炮眼总数,个;q单位炸药消耗量,kg/m3;S巷道掘进断面积,m2;炮眼利用率,取90%;m每个药卷的长度,本矿用0.2m;a炮眼的平均装药系数,一般取0.50.7;P每个药卷的重量,取0.15kg。以f68,巷道断面积3.8m2为例:N = 2.513.80.90.20.60.15=19(个)。根据掏槽方法、掘进水沟及实际调整等,炮眼数应为1824个。2.6 装药2.6.1装药设备由于本矿为中小型金属矿山,装药工作量较小,故设计采用人工装药。2.6.2装药结构矿山采掘爆破均采用反向连续装药,起爆药卷放在眼底,导爆管与所有药卷的聚
15、能穴均朝向眼底。具体见图2 1 2 3 4图2 反向连续装药结构示意图1炮泥;2脚线;3药卷;4导爆管管为了保证装药质量,装药前必须将炮眼中的岩粉和水用高压气体吹洗干净。2.7 填塞炮眼的填塞质量对提高爆破效率和减少有害气体有很大作用。因此,装药结束后必须充填以符合安全要求长度的炮泥并捣实。常用1:3的泥沙混合炮泥,湿度为1820%。禁止使用易燃材料填塞炮眼,堵塞时不得破坏起爆线路。2.8 起爆方法选择起爆方法、起爆时差和起爆系统的稳定性是影响起爆安全和爆破效果的重要因素。在矿山采掘爆破作业中一般可采用导火索(火雷管)起爆法、导爆索起爆法、电力起爆法和非电导爆管起爆法。考虑到矿山生产规模较小、
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