爆破工程技术人员培训(岩土爆破设计题参考答案).docx

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1、第一局部设计题参考答案设计1，总体方案：采用露天浅孔台阶松动爆破，边坡部位采用预裂爆破。将7.5m高的开挖体分5层进行爆破，每个台阶高度为H=L5mo(1)由于是浅孔爆破，所以选择炮孔直径为40mm。为了控制爆破振动，确定单孔装药量Q=0.45kgcAcAqA预裂孔d*o*o*o*o*b主炮孔(4)平安防护措施严格控制最大同段药量不超过0.5kg,预裂爆破和台阶爆破时都采用单孔顺序起爆。为了防止爆破时产生飞石，在每个炮孔孔口位置用沙袋压盖。另外在被保护的石碑和凉亭上采用草帘或帆布进行防护,以防个别飞石飞溅到石碑和凉亭上时对他们造成损伤。设计2：简述你曾参与过的预裂或光面爆破工程技术设计?提示：

2、从以下几个方面说明：(结合实例)实施预裂或光面爆破地段的地质脩况；如在公路路堑开挖时采用了预裂爆破，岩体为花岗岩，巩固性系数f=12T6,中等风化，解理裂隙发育，无水。控用爆破蓼的,预裂爆破参数应包括：孔径、孔间距、钻孔长度、钻孔角度、线装药密度、单孔装药量、装药结构、填塞长度等。光面爆破参数应包括：孔径、光爆破层厚度(抵抗线)、孔间距、钻孔长度、钻孔角度、线装药密度、单孔装药量、装药结构、填塞长度等。起爆方式。注意预裂爆破时，可以先于主爆区单独起爆，也可以与主爆区同一次起爆，但比主爆区要提前90-IlOmS起爆。光面爆破时，光面孔与主爆区炮孔同次起爆时，光面孔在主爆区起爆后再起爆，时差IOo

3、mS左右，光面孔也可以在主爆区起爆后单独起爆，主爆区爆破后的砧堆清运后再实施光面爆破，那么光面爆破的效果会更好。爆破效果,说明预裂爆破或光面爆破后的效果如何，从半孔率、壁面的平整度，观感等方面进行描述。爆破设计的调整,根据爆破效果，对爆破方案进行调整情况及调整后的爆破效果。某地石方开挖，岩体为花岗岩，巩固性系数f=12T6,中等风化，解理裂隙发育，无水。主体石方开挖采用从上而下台阶，多点进行。采用光爆方法。光爆参数：1、孔网参数：炮孔直径d=70mm,孔距a=1.2T.3,光爆层厚度1.5-2.0m。钻孔方向与边坡方向一致。钻孔神父与梯段高度吻合，斜边坡孔深L=14.2m(超深0.3m)。2、

4、装药参数：采用直径32mm乳化炸药，不耦合系数2.3,线装药密度为O5kgm,光爆层底部1.3m为加强装药，线装药密度为1.0kgm.3、填塞：填塞长度为1.5mo4、起爆网络：采用导爆索非电起爆系统同时起爆。起爆顺序依次为主炮孔、光爆层、光爆孔。段间隔时间差不小于50mso爆破效果：所有的光爆部位均沿光爆炮孔连线方向切开，石质坚硬的口部几乎无破坏。边坡半孔率到达90%以上，围岩稳定、平整。爆破后出现以下现象,请分析原因并说明如何调整爆破设计?(1) 外表未产生裂缝；可能的原因：孔间距大、装药量缺乏、岩石坚硬。调整爆破设计的方法:缩小孔间距、增加线装药密度。(2) 孔口破坏严重，壁面也有破损；

5、可能的原因：线装药密度大、填塞长度小、岩体完整性差(如解理裂隙很发育)。调整爆破设计的方法：降低线装药密度，孔口部位的线装药密度降低得多些，增加填塞长度。(3) 孔口破坏严重，下部壁面质量正常；可能的原因：上部线装药密度大，填塞长度小。调整爆破设计的方法：增大填塞长度，减小上部装药密度。(4) 孔口破坏严重，但下部未形成裂缝；可能的原因：孔口部位岩体解理裂隙发育或线装药密度高了或填塞长度缺乏，下部线装药密度低了。调整爆破设计的方法：减小孔口线装药密度、增加填塞长度，增大下部线装药密度。(5) 下部壁面很好，但外表未形成裂缝；可能的原因：下部药量缺乏。调整爆破设计的方法：增加下部线装药密度。设计

6、3：根据题意，可以绘出隧道断面形状如图I所示。经计算断面的面积S=29.8111,总体方案：采取全断面开挖。选用垂直孔掏槽，中间钻一个孔径为89mm的空孔，在空孔的四周均匀布置4个掏槽孔。周边孔使用光面爆破。图1隧道断面图2掏槽孔布置图(1)掏槽孔数目Nl=4个(不含空孔)，辅助孔数目N2=32个，周边孔数目N3=30个，炮孔总数N=66个。掏槽孔的布置图如图2所示，6个掏槽孔均匀地布置在半径为200mm的圆上，中心点为直径89mm的空孔，所有掏槽孔都是垂直孔，孔深均为3m。炮孔布置图如图3所示，在每个炮孔附近的数字表示起爆顺序。周边孔间距，拱顶部位0.55m,立墙部位0.65m,底眼0.6m

7、辅助孔间距0.75m,光爆层厚度为0.61m,周边孔的炮孔密集系数m=0.9。周边孔距开挖轮廓线0.1m,并向外倾斜4。，使孔底在轮廓线外0.1m。图3炮孔布置图(单位：mm)(2)利用下述公式估算出总钻孔数：实际布置炮孔数为66个(不包含空孔)，与计算结果相近，比拟合理。设炮孔利用率为90%,每循环进尺Li=25m,所以炮孔深度为L=2.590%=2.8m,掏槽孔深度比其他孔加深0.2m,即掏槽孔的深度为3.0m。总钻孔量Lg=4X3.0+(66-4)X2.8=185.6m(不包括空孔)每次循环爆破方量V=SL进=23.6X2.5=59m3每立方米钻孔量=LV=185.659=3.15mm

8、3取掏槽孔填塞长度为装药长度的0.25倍，辅助孔和周边孔的填塞长度为装药长度的0.3倍，那么有:掏槽孔填塞长度Lll=3.0X0.25/(1+0.25)=0.6m掏槽孔装药长度Lcl=3-0.6=2.4m辅助孔和周边孔的填塞长度Ll2=2.8X0.3/(1+0.3)=0.6m辅助孔和周边孔的装药长度Lc2=2.8-0.6=2.2m掏槽孔和辅助孔都采用32X2OOmm,质量150g的药卷。周边孔线装药密度取值为0.3kgm.掏槽孔装药量为QI=NIXLcI/0.2X0.15=4X2.4/0.2X0.15=7.2kg辅助孔装药量为Q2=N2Lc20.2X0.15=32X2.2/0.2X0.15=5

9、2.8kg周边孔装药量为Q3=N3Lc20.25=30X2.2X0.3=19.8kg为了将爆破后的岩磴抛出，每个底眼中增加1卷药，9个底眼共增加1.35kg炸药。总装药量Q=Q1+Q2+Q3+1.35=7.2+52.8+19.8+1.35=81.15kg单位体积炸药消耗量q=QV=81.15/59=1.38kgm3(3)掏槽孔、辅助孔和周边孔的装药结构分别见图4、图5和图6.I-导爆管2-填塞物3-32X200Inm药卷4-导爆管雷管图4掏槽孔装药结构I-导爆管2-填塞物3-中32X20OnIm药卷4-导爆管雷管图5辅助孔装药结构I-导爆管2-填塞物3-导爆管雷管4-导爆索5-中22药卷6-3

10、2药卷图6周边孔装药结构(4)起爆网路图每个炮孔内装一发导爆管雷管，段别与图3中炮孔顺序号一致。孔外使用瞬发导爆管雷管进行网路连接，采用“大把抓”的方式，将每8-10个左右的导爆管绑扎在1个连接雷管上，再将连接雷管连接在1个总起爆雷管上即可。(图略)设计4：总体方案：为了保证在沟槽开挖过程中，爆破时在住宅楼产生的振动不超过爆破平安规程允许标准(一般砖房v=2.5cms),所以，采用预裂爆破、松动爆破和毫秒延期起爆技术。为了加快开挖进度，开挖顺序从两端向中间同时推进，但两端不能同时起爆。开挖时，延深方向一次爆破高度4m,即台阶高度H=4mo3/5-v%由公式V=K(3更导出QmaX二R一，爆区岩

11、石为中风化花岗岩，属硬岩，K和分别Ra取100和1.4,R=20m,将数据代入公式，计算得，八251%4八f由计算结果分析可知，一次开挖深度为4m是可行Q=R3=203=2.95必IKJUJ的。(1)沟槽爆破参数采用垂直浅孔松动爆破，爆破参数选取如下：孔径d,选取炮孔直径40mm；超深：h=(0.1-0.15)H=0.4-0.6m,h=0.5m;孔深：L=H+h=4+0.5=4.5m单耗：岩石为中风化花岗岩，f应在16左右,炸药单耗q=0.5-1.2kgm3,0.9kgm3,采用三角形布置炮孔，m=1.15填塞长度：Ll=(20-30)d=0.8-1.2m:为了控制飞石，取Ll=Llm,用炮泥

12、进行填塞；装药长度：LC=L-Ll=4.5-1.1=3.4m；单孔装药量Q：为了充分利用炮孔，每个炮孔除了保证填塞长度以外，其余全部用于装药。采用中32X20Omm,质量为150g的药卷，那么每个孔的装药量为Q=LC/0.2X0.15=3.4/0.2X0.15=2.55kg;排间距:由Q=qabH=1.15qb2H,将数据代入求得b=0.80m;孔间距:a=mb=1.15b=1.150.8=0.9m;注：布置炮孔时，保证主炮孔孔底与预裂孔之间保持0.2m的距离。装药结构：连续装药；每次爆破规模：由于单孔装药量与最大允许同段药量接近，所以采用单孔起爆，考虑到导爆管段别和起爆网路的平安问题，所以每

13、次起爆最多为30个孔。(2)主炮孔平面布置图和剖面图如图1所示。I-主炮孔2-预裂孔图1主炮孔平面布置图和剖面图(包括预裂孔)(3)预裂爆破参数：孔径：d=40mm;孔距：a=(8-10)d,取10d,a=0.4m;预裂孔倾角：与开挖沟槽边坡的角度一致，与水平的夹角为80；超深：与主炮孔的超深一样，即为0.5m；预裂孔深度：L=H+h=4.5m,预裂孔长度LHi=Lsin80=4.6m线装药密度：q线取250gm;填塞长度：Lt=0.75-1.0m,取LI=O.9m；预裂单孔装药量：Qfii=(Lfs-Lt)qa=(4.6-0.9)0.25=0.925kg;由于允许的最大同段药量为2.95kg

14、所以预裂孔同段孔数为2.95/0.925=3个；装药结构：采用不耦合装药，将药卷捆绑在导爆索上，用孔内导爆管雷管引爆导爆索，导爆索的长度与装药长度一样长。(4)起爆网路：沟槽开挖时，每一开挖段内先起爆预裂炮孔，3个预裂孔为一段顺序起爆。之后，起爆主炮孔，主炮孔单孔起爆，最多不超过30个，考虑到每排炮孔为4个，所以，每次起爆以7排为宜。图略。(5)平安防护：为了保证爆破时住宅楼的平安，减小爆破振动和飞石的危害，采取预裂爆破和微差爆破技术，填塞时保证填塞的长度和填塞质量，使用炮泥进行填塞。并采取以下防护措施：采用汽车外胎覆盖爆区，并用沙袋压盖在轮胎上面。注：沟槽开挖时，也可采用直线掏槽方式进行布

15、置炮孔，在沟槽的中心线上钻一排稍密的炮孔，其它炮孔参数正常。起爆时，预裂孔起爆之后，中心线的主炮孔先起爆，之后中心线两侧的炮孔依次起攀。设计5：此题与设计3类似，只是掏槽方式改用斜孔掏槽，所以这里只讲掏槽孔的布置，其它计算略去。总体方案：全断面开挖，采用复式楔形掏槽，周边采用光面爆破。掏槽炮孔的布置如图1所示。掏槽孔比其他炮孔深0m-0.2m,所以辅助孔和周边孔的深度应为l.l-1.2m.周边孔间距，拱顶部位0.55m,立墙部位0.65m,底眼0.6m,辅助孔间距0.75m,光爆层厚度为0.61m,周边孔的炮孔密集系数m=0.90周边孔距开挖轮廓线0.1m,并向外倾斜4,使孔底在轮廓线外0.1

16、m。(2)利用下述公式估算出总钻孔数：实际布置炮孔数为45个，与计算结果相近，比拟合理。设炮孔利用率为90%,每循环进尺La=1.2m,所以周边和辅助炮孔深度为L=Llm。取掏槽孔填塞长度为装药长度的0.25倍，辅助孔和周边孔的填塞长度为装药长度的0.3倍，那么有:掏槽孔填塞长度Lt度1.3X0.25/(1+0.25)=0.2m掏槽孔装药长度Lc1=1.2-0.2=LOm辅助孔和周边孔的填塞长度Ll2=LlX0.3/(1+0.3)=0.25m辅助孔和周边孔的装药长度Lc2=l.l-0.25=0.85m掏槽孔和辅助孔都采用中32X200mm,质量150g的药卷。周边孔线装药密度取值为0.3kgm

17、掏槽孔单孔装药量为QI=LO0.75=0.75kg辅助孔装药量为Q2=0.850.75=0.6kg周边孔装药量为Q3=0.850.3=0.26kg为了将爆破后的岩磴抛出，每个底眼中增加1卷药，9个底眼共增加1.35kg炸药。单位体积炸药消耗量q=lkgm3(4)起爆网路图每个炮孔内装一发导爆管雷管，段别与图中炮孔顺序号一致。孔外使用瞬发导爆管雷管进行网路连接，采用“大把抓”的方式，将每8-10个左右的导爆管绑扎在】个连接雷管上，再将连接雷管连接在1个总起爆雷管上即可。(图略)设计6：按照题意的要求，开挖的区域为第二层中间的槽挖部位，为了保护岩锚梁岩台，两侧保护层留3-4m,那么槽挖部位的宽度

18、为33.4m-2X3.5m=26.4m,高度为7m。总体开挖方案：采用垂直深孔台阶松动爆破，在开挖连线设置预裂爆破炮孔。(1)梯段爆破参数设计：孔距a,由于每排布置12个炮孔，所以，a=26.422=2.2m;排距b,采用正方形布孔，m=l,b=am=2.21=2.2m;孔径d,按照b=w=(25-45)d,岩性中等硬度，所以，取b=35d,那么d=b35=2235=63mm,选用HCR-CI80型潜孔钻机，钻孔直径d=65mm;超深h,h=(8-d,取9d,那么h=9X65mm=0.6m;孔深，L=H+h=7+0.6=7.6m;填塞长度Li,Lt=(20-30d=2565=1.6m;装药长度

19、Lc,Lc=L-Lt=7.6-1.6=6m炸药种类，由于炮孔直径较小，选用改性铁油炸药药卷，药卷密度为Ig化m3,药卷直径为58mm,药卷长度为400mm,那么每个药卷质量为1kg；每孔装药量，Q=Lc0.4l=15kg;炸药单耗，q=Q(abH)=6/(2.22.27)=0.44kgm爆破区段为软硬相间的砂岩和泥岩，所以炸药单耗应介于0.4-0.5kgm3之间，因此，q=0.44kgm3比拟适宜；装药结构：不耦合连续装药，炮孔直径65mm,药卷直径58mm。(2)爆破网路设计采用逐孔起爆，选用OriCa高精度导爆管雷管。孔内采用20OmS延期的导爆管雷管。孔外主控排(第一排)中间孔先起爆，相

20、邻孔之间保持17ms延期间隔，排间延期时间间隔为25ms。起爆网路如图1所示。图中每个孔口位置的数字表示地表延期到该孔时所用的时间，单位为ms。/-83用8毕；85；68严Y0【9【26【43EO【77【9431*11Ol34,3-。4/工17丁2匆/2./100工00工5R94早j41#6加工6印工43川83-8,#0工35JO月5、工77_42/702Q44M11预裂孔2-主炮孔3-自由面起爆网路图设计7：总体方案：采用定向崩塌控制爆破，采用台阶中深孔（必要时采用浅孔）松动爆破处理危岩体E块和D块，采用扇形中深孔定向崩塌危岩体A块和B块。钻孔时，防止站在AB块的上方直接钻孔，以防危岩滚落。

21、处理危岩体的顺序是：从上向下，逐层处理。具体地讲，在任何一个南北垂直剖面上，保存A块不动，先处理E块和D块的上部，当处理到A块的中部时（此时A块已高出DE块），在A块北侧上部的岩壁上钻垂直扇形孔。然后，再次降低D、E块高度，再在A块北侧下部的岩壁上钻垂直扇形孔。将D、E块处理完后，在B块上钻扇形炮孔，将B块一次处理掉。处理顺序如以下图所示。1-7岩体处理顺序黑实线表示最终边坡危岩体处理顺序剖面图扇形孔爆破参数设计：根据题意，孔径D=60mm,孔深L=IO20m,钻孔的倾斜角度取为30，60。布孔图如书图所示。炸药单耗：为了防止飞石的危害，本次爆破炸药单耗选取0.40.5kgm。装药结构：孔开始

22、端采用间隔装药，其余均为连续装药。起爆网络：为了到达定向崩塌和降振目的，采用电爆网络起爆，每个台阶28段毫秒延时，起爆顺序为自上而下，从外到内，顺序起爆。设计8:总体方案：采用钻孔爆破作业船进行钻孔、装药。(1)爆破器材的选择由于在水下爆破，所以选用抗水型的乳化炸药震源药柱，直径90mm,长度600mm,每个药卷质量为4kg,选用导爆管雷管进行爆破网路的连接和起爆。(2)爆破参数确实定由题意可知，H=2.2m,q=2.0kgm3;钻孔直径d：选用潜孔钻机进行钻孔，d=115mm;超深h,h=(8-12)d,取IOd,得h=L2m;孑策L=H+h=2.2+1.2=3.4m;装药长度Lc,每个炮孔

23、装4卷炸药，Lc=40.6=2.4m;每孔装药量Q=44=16kg;孔距a和排距b,采用三角形布孔，a=mb=1.15b0由Q=q50万I,属于中型矿山。由于岩石是石灰石，f=8-10,属于中硬岩石，炸药单耗q=0.4-0.5kgm3左右，根据爆破参数计算得炸药单耗q=0.46kgm30选取台阶高度H=Iom,每次爆破所需总药量Q总=qV次=0.46X7500=345Okg每次爆破所需总孔数n总=ViIaXbXH)=7500/(4.03.510)=54个;每次爆破所需总延米数L=nL=54ll=594m;潜孔钻机所需数量N牯：N钻=班知pl(l-e)式中L班-每班需钻孔米数，m；L班=V天/I

24、aXbXH)L2=l000/(4.03.510)ll2=39.3m;PL钻机台班效率，m/(台班)；p=30m(台班)；e-废孔率，一般为3%-6%,取5%。将数据代入上式，得N后1.38台，取2台。根据矿山的规模，选用2n?的单斗挖掘机用于铲装，其生产效率可用下式计算：式中，V蚣挖掘机生产率，m3h;V铲斗容积，m3,取值为211n一一挖掘机每小时循环次数，取值为160次；Kc一一铲斗充满系数，对于岩石取0.5-09取值为0.7；Ks松散系数，1.5。将数据代入上式，计算得V归149h.挖掘机的台班效率，按下式计算：式中，ML挖掘机台班实际生产能力，m3(台班)；V-一挖掘机技术生产能力，m

25、3h;J班工作时间，h,取值为8；班工作时间利用系数，即铲装时间占班工作时间的比例，取值60%。将数据代入上式得，=715.2m3(三).所需挖掘机的数量N挖二V2=10002715.2=0.7台，取1台。选用自卸汽车进行运输，车箱的容积与铲斗的容积比选为5,得车箱的容积为5X2=10?,所以,选用载重量为20t的汽车。自卸汽车的需求量可用下式计算：N=(1)fnNhQky式中N自卸汽车需求台数，台；Qv露天矿年运输量，ta,Qy=30万m32.6tm3=78万t；Qb一一自卸汽车的台班生产能力，U(台班)；Nb每日工作班数，Nb=2;m矿山工作日总数，d；m=300d:k2自卸汽车不均衡系数

26、k2=l.l-1.15;取1.1：k3自卸汽车的出车率；取0.75。QB用下式计算：Qb=W式在q自卸汽车载重量，t;20t;T自卸汽车的班工作时间，h；取8h；k1自卸汽车的载重系数，取0.85；n一一自卸汽车的班工作时间利用系数，取0.75t一一自卸汽车的运输周期，min；该值对汽车需求量影响很大，主要取决于装车时间，行驶时间，卸车时间，等待装车时间；行驶时间取决于运输距离和行车速度。假设运输距离为3km,汽车平均运行速度为30kmh,那么I=15-2Omii1,取t=18min0将数据代入公式(1),计算得：Q=340t/(台班)。再将数据代入公式(1),计算得：N=5.6台，取N=6

27、台。(2)爆破参数孔径：d=100mm；超深：h=(10-12)d,取IOd,得h=lm；孔深：L=H+h=10+l=llm;填塞长度：LI=(20-30)d,取28d,得Ll=2.8m;装药长度：Lc=L-Lt=11-2.8=8.2m无水的条件下可以采用核油炸药，装药密度P药=0.8c11A那么每米长炮孔可装药7.85kg；单孔装药量Q=7.85XLc=7.858.2=64.37kg;排距b=w=(25-45)d,取35d,那么b=3.5m;采用三角形布置炮孔，a=mb=1.153.5=4.0m;单位炸药消耗量q=Q(abH)=0.46kgm3;(3)起爆网路设计每个爆区包括54个炮孔，分3

28、排，每排18个炮孔，采用孔内、外毫秒微差斜线起爆(大孔距、小抵抗线)，起爆网路如以下图所示。采用高精度导爆管雷管起爆。孔内采用40OmS延期的导爆管雷管。孔外相邻孔之间统一使用25ms延期雷管连接，连接方法如上图所示。图中每个孔口位置的数字表示地表延期到该孔时所用的时间，单位为mso(4)飞石平安距离按照爆破平安规程的规定，露天深孔爆破时，个别飞散物对人员的最小平安距离为200m。露天爆破个别飞石平安距离可以参考嗣室爆破个别飞石的平安距离计算公式：Rf=20Kf112W式中Kf平安系数，一般取1.0-1.5；取KF=I.25；n一一爆破作用指数；该露天爆破是松动爆破，n值应小于1,但由于起爆时

29、采用的是宽孔距、小抵抗线方式，所以n值应适当增大，取1；W最小抵抗线，m；W=3.5m将数据代入公式，计算得：RF=87.5m200mo所以平安警戒距离可确定为200m,飞石不会超出该范围。(5)爆破振动影响分析从起爆网路图可以看出，最大同段孔数有3个，最大同段药量为QmaX=64.37X3=193kg考虑石灰石矿岩性属于中等硬度，所以爆破振动公式中的k和取值分别为200和1.65,警戒线位置距爆区的距离为3ZnR=200m,代入公式V=K(3空/，计算得g0577cms计算结果说明，在警戒范围以外任何位置所R产生的爆破振动都小于06cms,而平安规程规定-般民宅最小的允许振动速度也在1.0cms,所以该矿山的爆破不会对周围的民宅及其他建(构)筑物产生破坏性影响，距离稍远时，甚至都感觉不到爆破振动。