编制人员
姓 名 职称 签名 李井印 地质工程师 李红军 测量工程师 刘 海 韩鸿彬 卢成艺 张和平
卢成艺
林 文
洪江勇
采矿工程师 采矿高级工程师 爆破工程师 安全工程师
审核人员
项目经理
项目部常务副经理
项目部安全经理
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舞阳矿业公司铁山矿-160水平十六号矿房
深孔爆破设计
温州建设集团驻河南安钢集团舞阳矿业项目部
2013 3 22
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目 录
一、 工程概况…………………………………………..…3 二、 开拓系统及采准方案……………………………..…5 三、 爆破设计原则…………………………………..…....5 四、 爆破设计依据…………………………………..……5 五、 凿岩设备的选择…………………………………..…6 六、 切割天井的选择……………………………………..6 七、 最小抵抗线的确定…………………………..………9 八、 布孔方法……………………………………..………12 九、 爆破参数确定………………………….…..……...…12 十、 起爆顺序……………….……………………..……...13 十一、施工布眼、装药、连线…………………..……….13 十二、安全距离校核…………………………..……...…..14 十三、爆破施工流程…………………………..… ………14 十四、爆破施工的技术措施…………………..… ………14 十五、爆破安全措施…………………………..… ……15 十六、附图…………………………..… ………………...12
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一、 工程概况
本次设计为舞阳矿业公司铁山矿-160水平十六号矿房，设计采矿方法为VCR嗣后充填法,设计资料来源于现场实测和地质编录资料。
温州建设集团驻河南安钢集团舞阳矿业项目部负责施工。十六号矿房矿层（带）底板岩性为含铁铝榴更长角闪片麻岩，顶板岩性为花岗质条带混合岩，主要矿物为磁铁矿，次要矿物角闪石、大理石(粗粒)，该矿房-160水平揭露矿层有两层夹岩，上层夹岩为12米闪长岩，下一层夹岩为8米厚条带状混合岩，矿层厚度约72米，矿体倾角为45度，矿体上盘围岩破碎，可能会有部分岩石混入，岩石混入率相对其它矿房较高，矿房垂直矿体走向布置。矿块划分为矿房和矿柱，采场宽度为15米，长度为矿体厚度，阶段高60米，底部拉底高度为15米，采场底部结构为平底结构。矿块总体布置见-160中段首采区矿块布置图。先采矿房，嗣后全尾砂胶结充填，充填体达到设计要求后可采矿柱。目前施工-160米水平设计首采中段，K16矿房为温建项目部施工第二个矿房，因首采矿房K08停工时间较长，正在修孔，该矿房参数仍在实验阶段，员工也在适应阶段。因此，本设计的基本要求是：
1）开始爆破矿量由少到多，逐渐增加矿量，直到每次爆矿量既安全有经济且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。
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二、 开拓系统及采准方案
1. 该矿设计开拓系统为水平运输大巷加斜坡道开拓系统，目前出矿-160水平运输大巷或上盘回风巷、-100水平回风大巷正在掘进，估计2个月可以贯通，满足生产需要；
2. 该矿设计通风方法为中央对角式通风，爆破地点西风井出风，斜坡道进风。 三、爆破设计原则
1.在确保钻爆施工安全的前题下，充份兼顾矿山对施工单位产量的要求;
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
⑴ 根据提供的有关资料及现场勘察；
⑵ 国务院：《民用爆炸物品安全管理条例》（2006.9.1）；
⑶ 国家质量监督检验检疫总局《爆破安全规程》（GB6722-2011）； (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；
（6）郭进平《新编爆破工程实用技术大全》光明日报出版社，2002年11月；
（7） 陈华腾《爆破计算手册》辽宁科学出版社，1991.9；
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五、凿岩设备的选择
本次爆破所用的深孔凿岩设备为TYQ-150型潜孔钻机，钻头直径165mm。
附助加强孔的设备为YT-28气腿式风动凿岩机，钎头直径40mm。 六、切割天井的选择
1、切割天井设计，因切割天井开凿深度大，工期长的特点，本次爆破所用的切割天井采用深孔爆破法掘进。即采用深孔钻机自上而下一次钻完全部平行钻孔，然后分段爆破成井，切槽中布置一个中心孔，围绕中心孔布置6个掏槽孔，外围的8个孔为周边孔，控制成井后的天井形状，切割孔位设计时，先确定溜井中心孔，然后围绕中心孔布置其余炮孔。力求炮孔的位置在断面内分布均匀，孔间距要相等，孔网参数见图。
2、切割天井施工爆破段高为3m，分段爆破的总装药量360kg，最大单响45kg。爆破采用非电毫秒微差导爆管，掏槽孔间隔时间25ms—50ms，周边孔的间隔时间取150ms以上为宜。每孔沿孔深敷设一根导爆索，采用非电毫秒微差导爆管，导爆管连结必须正向连结。每班的爆破次数视通风情况而定，装药结构图见图一：
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图一 装药结构图
1～4—9kg药包；5—导爆索；6—孔口横棍 7—水泥塞；8—孔底堵塞；9—吊孔铁丝；10—炮孔 6.2.1.装药量计算
1.掏槽孔的每米炮孔装药量Q1:
D Q1=1.6(sinα1)(L1-) 2-
32式中Q1—每米炮孔装药量，kg/m； α1—装药孔中心至空孔切线夹角之半，（°）； L1—装药孔至空孔距离，m。 2.其它炮孔装药量Q2：
Q2=0.6(sinα2) -2 L2 式中Q2每米炮孔装药量，kg/m；
α2—装药孔中心至槽腔切线夹角之半，（°）； L2—装药孔至槽腔自由面的距离，m。 5.2.2. 装药注意事项
天井断面小，布孔近，爆破易发生使相邻炮孔变形。装药时要确保炸药装到孔底。装药时药卷应与孔口成90度，避免碰到孔口使药卷变形，影响药卷在孔内的下落。装药人员一定要确认前一卷药下落到孔底后方可投放下一卷药。
6.2.3. 溜井堵塞处理
经对比爆破效果后，假如爆破段高不合理或装药量过大极易造
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成溜井井筒爆破分段部分井筒收缩，爆落物在收缩段挤死，使溜井堵塞。溜井堵塞对后面的爆破工作影响极大，处理这种问题，可利用外围的周边孔。外围周边孔的爆破进度一般要滞后于掏槽孔。通过精确测孔后，确认“问题段”的具体高度。把在相对外围周边孔“问题段”的高度连续耦合装药爆破，使问题段挤压破坏，从而解决溜井堵塞问题。 6.2.4.孔口清理：
每次爆破进场后，首先组织人员把爆破孔口反冲形成的碎石从孔口周围清理干净，如铁丝、碎石、竹篾。防止杂物落入孔内，堵塞炮孔，造成无法装药的后果。影响爆破孔的选择，使爆破孔不能在溜井断面内等距分布。 5.2.5.测孔：
爆破过程中技术人员一定要认真完成每一遍测孔工作，并且要求记录详细、数据对比直观。每次分段爆破应测三遍孔，第一遍测孔在孔口清理之后，作用是掌握所有孔的情况，分析炮孔数据后，选择合理的爆破装药孔；第二遍测孔在完成炮孔下部堵塞工作后，作用是检查堵塞的高度。每次爆破后会在炮孔下部形成喇叭口，孔底高度不等。这步工序对吊塞人员的吊塞技术要求很高，要有丰富的经验和敏锐的感觉，保证水泥塞能准确吊在孔底。技术人员要严格要求施工人员吊塞准确度，并检测下部堵塞的高度；第三遍测孔在每孔装入设计装药量的60%之后，然后对比其他炮孔装药高度，把所有炮孔装药高度统一在一个高度上。
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这三遍测孔应由同一人完成，中间不要换人。由于孔口反冲，会在孔口造成爆破漏斗，每人确定孔口的标准不一样，会直接影响其它测孔数据。 6.2.6.连线：
导爆管与起爆网络连接过程中作业人员要将导爆管的脚线拉紧且保持一定角度，最佳角度为20°-60°，其捆扎长度不得小于15cm，要求用力捆紧扎牢，严禁打结或随意连接。要统一、有序、且保持与传爆方向相同的方向。 6.2.7.堵塞：
结合矿房爆破掏槽施工经验，切槽爆破的孔底堵塞高度应不超过30cm，孔口堵塞在100cm—150cm。爆破参数根据情况合理调整。 6.2.8.破顶的段位设计：
破顶的段位选择要根据炮孔之间的位置关系灵活确定。段位间隔即不能大，又不能同时起爆。溜井断面小，夹制性大，假如同时起爆，破碎岩石体积在松散系数下陡然突跃1.6倍，很有可能在井口挤死；如果段位间隔较大，先爆孔的冲击波夹带大量废石杂物向四周溅射，有可能崩断其它未爆炮孔，影响其他未爆孔的传爆。
破顶不宜采用逐孔爆破，较成熟做法是，中间4个掏槽孔使用同一段位，周边孔使用同一段位。掏槽孔与周边孔的延期在50ms为宜。
七、最小抵抗线的确定
1、采用垂直深孔落矿时，最小抵抗线有三种计算方法：
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① 1. 按每孔的合理装药量确定 Wd0.78 =1.5~3.79（米）
mq② 2．按最小抵抗线和孔径的比值确定
W/d＝３０～３５ (中硬岩石d=165mm时W=4.95～5.78米)
③ 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） 50～60 70 60～W（m） 1.2～1.6 1.5～2.0 1.8～2.5 2.5～4.0 70～80 90～120 深孔凿岩采用TYQ-150型凿岩机，钻头直径165mm根据我国大直径深孔采矿的经验，其孔（排）间距可按下式计算：
B(1.2~1.4)RjQ 式中：B——孔（排）间距（m）； Rj——最佳比例半径（m.kg-1/3）； Q——分层装药量，kg。
其计算参数选取参照安徽霍邱草楼铁矿的经验参数。最佳比例半径Rj取0.71；分层装药量Q取30 kg。计算结果：
B=2.7～3.1(m)
综合以上三项结果，本次设计选取最小抵抗线W=2.8米。 2 回采爆破
采场采用侧向崩矿，炮孔采用多层球状药包空气间隔装药结构，
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分层装药量一般为30～40kg。最下层药包进置深度1.6～2.0m，其下部堵塞料为岩粉，堵塞长度0.5～0.8m，最上层药包上堵塞料为岩粉或河砂，堵塞长度1.2～1.4m。示意图如下
图二：回采炮孔装药结构
采场破顶爆破：破顶层的合理厚度根据类似矿山经验选取，一般为8～14m。采场破顶爆破有两种方式，其一为全断面破顶爆破；其二为局部破顶爆破。两种方式在技术上均可行，都有成功的先例。
采场全断面破顶爆破按孔内不同起爆方式来分，可划分为掏槽区和侧崩区两个区域。掏槽区采用长脚线非电毫秒雷管实行分层起爆，侧崩区采用孔内双导爆索孔口非电毫秒雷管延时起爆 侧向崩矿：
采场侧向崩矿有两种方式，一种是小段高倒梯段侧向崩矿，一种是全段高侧向崩矿，具体采用哪种方式回采可根据采场施工实际情况
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在爆破中不断总结经验灵活采用，以达到安全、高效、和节约爆破成本的目的。 八、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.拉槽的布孔：因拉槽时自由面较小，爆破时岩石的夹持力较大，因此采用矩形的布孔方式。如附图
3.根据16#矿房的现状，本次采用距形步孔方式。 九、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=2.8米； (2) 岩石硬度f=8～10；
(3) 岩石基本不含水份，节理裂隙发育； (4) 钻头直径为165mm，钻孔直径d=180mm。 (5) 排距：b=2.8米；
(6) 孔距：孔口距根据巷道现状确定在：2.1～2.8米，孔底距为3米
（8）每段装药高度：h=1.0～1.1米； （9）药柱间隔：L间＝1.2～2米。
（10）堵塞长度：每次堵塞长度为L堵≥3米。
（11）炸药单耗K：根据铁山矿矿石硬度和参照其它矿山实际参数，炸药单耗K=0.65kg/m3。
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十、起爆系统
采用导爆索-非电导爆管毫秒雷管系统起爆。 十一、施工布眼、装药、连线
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. 天井爆破法所用平行炮孔，偏斜度要控制在1%以内； 3钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练地操纵凿岩机械，特别是钻有倾斜度的炮眼时，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。
（3） 装药前，要仔细检查炮孔有无堵塞，并记录好孔深。 （4） 炮孔底部封堵按每每次爆破前的爆破设计要求进行封堵。 （5） 连结起爆网络时要注意：导爆索、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，均不能使用；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。
（6） 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。
（7） 正向布置起爆雷管：既起爆雷管的聚能穴指向导爆管的传爆
方向。
（8） 安装起爆器之前，要停止爆破区域内一切与网路敷设无关的
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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。
十二、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。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。考虑到深孔爆破一次爆破装药量大，爆破空气冲击波和噪声对人体危害较大，综合考虑，人员只要撤离至地表，并在地表起爆，以保证安全。 十三、爆破施工流程
爆破作业面平整→钻爆设计→测量布孔→钻孔→钻孔验收→申请领取炸药→装药→填塞→联接网络→爆破系统安全检查→安全警戒→起爆→爆后检查处理→收集整理资料。 十四、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
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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，都要用岩粉填塞，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。 十五、爆破安全措施
1.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.每次爆破前必须由专人负责指挥，根据爆破设计确定爆破安全允许距离，在危险去边设置境界岗哨和标志，禁止无关人员进入，实
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施爆破过程应有严谨的操作程序和信号规定，爆破前应上报铁山矿，并按要求通知有关单位。
5.必须认真做好安全警戒工作。爆破时间确定时，并提前通知所有在地下作业人员撤出爆破危险区域，在警戒点设栅栏或拉警戒绳并在警戒点挂爆破危险严禁入内的警示牌。
6.安全警戒距离： 按铁山矿实际要求设置警戒，但水平距离不小于1000米。各警戒点必须有爆破负责人指派2人去进行警戒，在确认爆破危险范围内无人后，一人警戒，一人回起爆点向爆破负责人汇报，只有所有警戒点都向负责人（爆破）汇报，确认爆破危险区域内无人后，爆破负责人方可下令放炮。
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120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，前提是有经验的人员，等待爆破岩体、残架塌落稳定后，才准进入工作面。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.爆破员、排险工、值班经理同时进入工作面，从外向里进行撬毛排险，排除帮顶浮石后，在确认安全的情况下逐步的有外向里到达爆破现场。
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11.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0.3米。
（4）发现有盲炮或尚未塌落岩体及爆破体时，应立即划分危险范围，设置标志，并派专人看守，无关人员不得接近，同时报告爆破负责人制定处理方法，指导专人处理。
（5）发现有残留爆破器材时，应指派有经验爆破员处理，按《爆破安全规程》规定集中销毁。
12、深孔施工完毕后即可开始回采爆破作业，期间底部适量出矿配合回采工作，每次爆破后出矿量应控制在落矿量的40%左右，确保爆破所需补偿空间的同时减弱采场爆破对矿岩稳定性及底部结构的破坏，从而保证回采过程中采场的稳定
2013/03/20日
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