巖土爆破設(shè)計(jì)與案例分析詳解

2024/11/7巖土爆破設(shè)計(jì)與案例分析

詳解東北大學(xué)陳慶凱設(shè)計(jì)1-問題

某風(fēng)景區(qū)改建工程中需要對(duì)一處山坡進(jìn)行開挖，待開挖的山坡長(zhǎng)22m，寬6.5m，高約7.5m。爆區(qū)周圍環(huán)境復(fù)雜，山坡腳距湖1.5m，距開挖區(qū)1m處有圍墻，距開挖區(qū)40m為石碑和涼亭，屬于國(guó)家重點(diǎn)文物，是重點(diǎn)保護(hù)目標(biāo)。施工中要控制飛石，飛石避免落入湖中，還要控制爆破產(chǎn)生的振動(dòng)強(qiáng)度。要求采用淺孔分層臺(tái)階爆破，開挖連線采用預(yù)裂爆破。設(shè)計(jì)要求內(nèi)容如下：（1）孔距、排距、孔深、超深、單孔裝藥量、裝藥結(jié)構(gòu)、填塞長(zhǎng)度。（2）請(qǐng)給出預(yù)裂爆破設(shè)計(jì)：孔徑、孔間距、孔深、線密度，單孔藥量（可不計(jì)導(dǎo)爆索藥量）、裝藥結(jié)構(gòu)、沿孔深的裝藥量分布、填塞長(zhǎng)度。2024/11/73設(shè)計(jì)1-問題

（3）起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)（只說(shuō)明孔內(nèi)、孔間、排間雷管段位即可，包含預(yù)裂孔）。（4）安全防護(hù)措施。設(shè)計(jì)提示：炮孔直徑40mm、單孔藥量不大于0.5kg，單位炸藥消耗量按0.35kg/m3計(jì)算。2024/11/74設(shè)計(jì)1-解答

總體方案：采用露天淺孔臺(tái)階松動(dòng)爆破，邊坡部位采用預(yù)裂爆破。將7.5m高的開挖體分5層進(jìn)行爆破，每個(gè)臺(tái)階高度為H=1.5m。（1）由于是淺孔爆破，所以選擇炮孔直徑為40mm。假設(shè)巖性為中硬巖，單位炸藥消耗量q可取0.35kg/m3。由公式導(dǎo)出，爆區(qū)巖性屬中硬巖，K和α分別取200和1.65，R=40m，國(guó)家重點(diǎn)文物允許質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度取V=0.3cm/s。將已知數(shù)據(jù)代入公式，計(jì)算得Qmax=0.47kg。為了控制爆破振動(dòng)，確定單孔裝藥量Q=0.45kg<Qmax。采用藥卷直徑為32mm，長(zhǎng)度為200mm，單卷藥量150g的炸藥。2024/11/75爆區(qū)不同巖性的K、α值巖性Kα堅(jiān)硬巖石50～1501.3～1.5中硬巖石150～2501.5～1.8軟巖石250～3501.8～2.0

某一個(gè)露天采場(chǎng)，中硬巖石中進(jìn)行中深孔爆破作業(yè)，平均單孔裝藥量120kg，采用排間微差爆破，同排孔數(shù)為22個(gè)，距離爆區(qū)200m處有一臨時(shí)性建筑（土坯房），能否安全？如不安全，怎樣調(diào)整爆破方案？2024/11/76Q=2640kg，不同距離處，V=?巖性10m100m200m500m1000m堅(jiān)硬巖石1576.262.370.6580.249中硬巖石341.67.642.430.5360.171軟巖石554.76.981.870.3280.088爆破振動(dòng)安全允許標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)保護(hù)對(duì)象類別安全允許振速/cm·s-1<10Hz(10～50)Hz(50～100)Hz1土窯洞、土坯房、毛石房屋a0.5～1.00.7～1.21.1～1.52一般磚房、非抗震的大型砌塊建筑物a2.0～2.52.3～2.82.7～3.03鋼筋混凝土框架房屋a3.0～4.03.5～4.54.2～5.04一般古建筑與古跡b0.1～0.30.2～0.40.3～0.55水工隧道c7～156交通隧道c10～207礦山巷道c15～308水電站及發(fā)電廠中心控制室設(shè)備0.59新澆大體積混凝土d齡期0～3d2.0～3.0齡期3～7d3.0～7.0齡期7～28d7.0～12注1：表列頻率為主振頻率，系指最大振幅所對(duì)應(yīng)波的頻率。注2：頻率范圍可根據(jù)類似工程或現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)波形選取。選取頻率時(shí)亦可參考下列數(shù)據(jù)：硐室爆破<20Hz；深孔爆破10Hz～60Hz；淺孔爆破40Hz～100Hz。a選取建筑物安全允許振速時(shí)，應(yīng)綜合考慮建筑物的重要性、建筑質(zhì)量、新舊程度、自振頻率、地基條件等因素。b省級(jí)以上（含省級(jí)）重點(diǎn)保護(hù)古建筑與古跡的安全允許振速，應(yīng)經(jīng)專家認(rèn)證選取，并報(bào)相應(yīng)文物管理部門批準(zhǔn)。c選取隧道、巷道安全允許振速時(shí)，應(yīng)綜合考慮構(gòu)筑物的重要性、圍巖狀況、斷面大小、深埋大小、爆源方向、地震振動(dòng)頻率等因素。d非擋水新澆大體積混凝土的安全允許振速，可按本表給出的上限值選取。2024/11/78設(shè)計(jì)1-解答

裝藥長(zhǎng)度：Lc=3×200=600mm=0.6m

抵抗線：W=（25-45）d或W=（0.4-1.0）HW=0.6H=0.6×1.5=0.9m

超深：h=(0.1-0.15)H=0.15-0.225,取0.2m。炮孔深度：L=H+h=1.5+0.2=1.7m

采用等邊三角形布孔方式，炮孔密集系數(shù)：m=1.15，即a=1.15b，由題已知單耗：q=0.35kg/m3

由于Q=q·V=q·a·b·H=1.15b2·q·H，將已知數(shù)據(jù)代入，計(jì)算得排距：b=0.85m，孔距：a=1.15b=1.15×0.85=1.0m。2024/11/79設(shè)計(jì)1-解答

填塞長(zhǎng)度：Lt=L-Lc=1.7-0.6=1.1m

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算填塞長(zhǎng)度：Lt=（20-30）d=0.8-1.2m，為了滿足控制飛石的要求，取大值，所以Lt取1.1m是合適的。裝藥結(jié)構(gòu)：采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，即每個(gè)炮孔從孔底向上連續(xù)裝入3個(gè)藥卷，裝藥長(zhǎng)度為0.6m，其余1.1m全部用于填塞。

2024/11/710裝藥結(jié)構(gòu)裝藥長(zhǎng)度L1=0.6m填塞長(zhǎng)度L2=1.1m1232024/11/711設(shè)計(jì)1-解答

（2）預(yù)裂爆破參數(shù)設(shè)計(jì)孔徑：d取40mm；孔間距：S=（8-12）d，取10d，S=10×40=0.4m；預(yù)裂孔采用垂直孔，孔深等于臺(tái)階爆破時(shí)的淺孔深度，L=1.7m；線裝藥密度：取L線=250-350g/m，由于炮孔較淺，所以取小值，按L線=250g/m計(jì)算；填塞長(zhǎng)度：Lt=（10-20）d，取15d=0.6m；裝藥長(zhǎng)度：Lc=L-Lt=1.7-0.6=1.1m；

2024/11/712設(shè)計(jì)1-解答單孔裝藥量：Q=Lc×L線=1.1×250=275g；裝藥結(jié)構(gòu)：采用不耦合裝藥，底部0.2m采用加強(qiáng)裝藥（線裝藥密度400g/m，裝藥量80g），中間0.6m采用正常裝藥（線裝藥密度250g/m，裝藥量150g），上部0.3m采用減弱裝藥（線裝藥密度150g/m，裝藥量45g）。沿全孔深使用普通導(dǎo)爆索，采用導(dǎo)爆管雷管孔底起爆。2024/11/713設(shè)計(jì)1-解答

（3）起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)在每個(gè)臺(tái)階爆破時(shí)，預(yù)裂孔提前起爆，由于受同段最大藥量的限制，預(yù)裂孔起爆時(shí)按單孔起爆。正常臺(tái)階淺孔爆破時(shí)也采用單孔起爆。主炮孔在預(yù)裂縫形成的條件下，按單孔順序起爆。

2024/11/714起爆網(wǎng)路100150200275500圖4單孔起爆網(wǎng)路示意圖MS225751251752253003253502024/11/715設(shè)計(jì)1-解答

（4）安全防護(hù)措施嚴(yán)格控制最大同段藥量不超過(guò)0.5kg，預(yù)裂爆破和臺(tái)階爆破時(shí)都采用單孔順序起爆。為了防止爆破時(shí)產(chǎn)生飛石，在每個(gè)炮孔孔口位置用沙袋壓蓋。另外在被保護(hù)的石碑和涼亭上采用草簾或帆布進(jìn)行防護(hù)，以防個(gè)別飛石飛濺到石碑和涼亭上時(shí)對(duì)他們?cè)斐蓳p傷。爆破拋擲方向與石碑和涼亭相平行，即可防止飛石直接沖向他們，同時(shí)爆破振動(dòng)也比較小。在石碑和涼亭周圍掘防振溝。

設(shè)計(jì)2-問題

預(yù)裂爆破和光面爆破已廣泛應(yīng)用于露天工程和地下工程，簡(jiǎn)述你曾參與過(guò)的預(yù)裂或光面爆破工程技術(shù)設(shè)計(jì)？爆破后如果出現(xiàn)下列現(xiàn)象，請(qǐng)分析原因并說(shuō)明如何調(diào)整爆破設(shè)計(jì)？（1）表面未產(chǎn)生裂縫；（2）孔口破壞嚴(yán)重，壁面也有破損；（3）孔口破壞嚴(yán)重，下部壁面質(zhì)量正常；（4）孔口破壞嚴(yán)重，但下部未形成裂縫；（5）下部壁面很好，但表面未形成裂縫。設(shè)計(jì)提示：根據(jù)成縫質(zhì)量，考慮地質(zhì)條件、爆破參數(shù)、施工工藝等進(jìn)行實(shí)際調(diào)整。2024/11/717設(shè)計(jì)2-解答

提示：從以下幾個(gè)方面說(shuō)明：（結(jié)合實(shí)例）

1）實(shí)施預(yù)裂或光面爆破地段的地質(zhì)情況；如在公路路塹開挖時(shí)采用了預(yù)裂爆破，巖體為花崗巖，堅(jiān)固性系數(shù)f=12-16，中等風(fēng)化，節(jié)理裂隙發(fā)育，無(wú)水。

2）控制爆破參數(shù)。預(yù)裂爆破參數(shù)應(yīng)包括：孔徑、孔間距、鉆孔長(zhǎng)度、鉆孔角度、線裝藥密度、單孔裝藥量、裝藥結(jié)構(gòu)、填塞長(zhǎng)度等。光面爆破參數(shù)應(yīng)包括：孔徑、光爆破層厚度（抵抗線）、孔間距、鉆孔長(zhǎng)度、鉆孔角度、線裝藥密度、單孔裝藥量、裝藥結(jié)構(gòu)、填塞長(zhǎng)度等。

2024/11/718設(shè)計(jì)2-解答3）起爆方式。注意預(yù)裂爆破時(shí)，可以先于主爆區(qū)單獨(dú)起爆，也可以與主爆區(qū)同一次起爆，但比主爆區(qū)要提前90-110ms起爆。光面爆破時(shí)，光面孔與主爆區(qū)炮孔同次起爆時(shí)，光面孔在主爆區(qū)起爆后再起爆，時(shí)差100ms左右，光面孔也可以在主爆區(qū)起爆后單獨(dú)起爆，主爆區(qū)爆破后的碴堆清運(yùn)后再實(shí)施光面爆破，則光面爆破的效果會(huì)更好。

4）爆破效果，說(shuō)明預(yù)裂爆破或光面爆破后的效果如何，從半孔率、壁面的平整度，觀感等方面進(jìn)行描述。

5）爆破設(shè)計(jì)的調(diào)整，根據(jù)爆破效果，對(duì)爆破方案進(jìn)行調(diào)整情況及調(diào)整后的爆破效果。

2024/11/719設(shè)計(jì)2-解答

爆破后出現(xiàn)下列現(xiàn)象，請(qǐng)分析原因并說(shuō)明如何調(diào)整爆破設(shè)計(jì)？

(1)表面未產(chǎn)生裂縫；可能的原因：填塞長(zhǎng)度大、孔間距大、裝藥量不足、巖石堅(jiān)硬。調(diào)整爆破設(shè)計(jì)的方法：減小填塞長(zhǎng)度、縮小孔間距、增加線裝藥密度。

(2)孔口破壞嚴(yán)重，壁面也有破損；可能的原因：線裝藥密度大、填塞長(zhǎng)度小、巖體完整性差（如節(jié)理裂隙很發(fā)育）。調(diào)整爆破設(shè)計(jì)的方法：降低線裝藥密度，孔口部位的線裝藥密度降低得多些，增加填塞長(zhǎng)度。

2024/11/720設(shè)計(jì)2-解答

（3）孔口破壞嚴(yán)重，下部壁面質(zhì)量正常；可能的原因：上部線裝藥密度大，填塞長(zhǎng)度小。調(diào)整爆破設(shè)計(jì)的方法：增大填塞長(zhǎng)度，減小上部裝藥密度。（4）孔口破壞嚴(yán)重，但下部未形成裂縫；可能的原因：孔口部位巖體解理裂隙發(fā)育或線裝藥密度高了或填塞長(zhǎng)度不足，下部線裝藥密度低了。調(diào)整爆破設(shè)計(jì)的方法：減小孔口線裝藥密度、增加填塞長(zhǎng)度，增大下部線裝藥密度。（5）下部壁面很好，但表面未形成裂縫；可能的原因：填塞長(zhǎng)度大、上部裝藥量不足。調(diào)整爆破設(shè)計(jì)的方法：減小填塞長(zhǎng)度、增加上部線裝藥密度。設(shè)計(jì)3-問題

某道路工程需在花崗巖中開挖一個(gè)隧洞，巖石堅(jiān)固性系數(shù)f=16，裂隙中等發(fā)育。隧道斷面為直墻半圓形，半徑3.5m。邊墻高4m，底寬5m。鉆孔直徑42mm，空孔直徑89mm。爆破開挖循環(huán)進(jìn)尺2.5m。設(shè)計(jì)計(jì)算要求：（1）繪出炮孔布置圖，標(biāo)出各部位孔位間距，起爆順序號(hào)；掏槽孔布置圖。（2）計(jì)算總鉆孔量，每立方米鉆孔量，單位體積炸藥消耗量。（3）繪出掏槽孔、輔助孔、周邊孔的裝藥結(jié)構(gòu)圖。（4）繪出起爆網(wǎng)路圖。設(shè)計(jì)提示：采用全斷面開挖，垂直孔掏槽。2024/11/722設(shè)計(jì)3-解答

根據(jù)題意，可以繪出隧道斷面形狀圖1所示。經(jīng)計(jì)算斷面的面積S=23.62m2?？傮w方案：采取全斷面開挖。選用垂直孔掏槽，中間鉆一個(gè)孔徑為89mm的空孔，在空孔的四周均勻布置4個(gè)掏槽孔。周邊孔使用光面爆破。圖1隧道斷面圖2掏槽孔布置圖2024/11/723

（1）掏槽孔數(shù)目N1=4個(gè)（不含空孔），輔助孔數(shù)目N2=32個(gè)，周邊孔數(shù)目N3=30個(gè)，炮孔總數(shù)N=66個(gè)。掏槽孔的布置圖如圖2所示，4個(gè)掏槽孔均勻地布置在半徑為200mm的圓上，中心點(diǎn)為直徑89mm的空孔，所有掏槽孔都是垂直孔，孔深均為3m。炮孔布置圖如圖3所示，在每個(gè)炮孔附近的數(shù)字表示起爆順序。周邊孔間距，拱頂部位0.55m，立墻部位0.65m，底眼0.6m，輔助孔間距0.75m，光爆層厚度為0.61m，周邊孔的炮孔密集系數(shù)m=0.9。周邊孔距開挖輪廓線0.1m，并向外傾斜4°，使孔底在輪廓線外0.1m。設(shè)計(jì)3-解答圖3炮孔布置圖（單位：mm）2024/11/725設(shè)計(jì)3-解答

（2）利用下述公式估算出總鉆孔數(shù)：

實(shí)際布置炮孔數(shù)為66個(gè)（不包含空孔），與計(jì)算結(jié)果相近，比較合理。設(shè)炮孔利用率為90%，已知每循環(huán)進(jìn)尺L進(jìn)=2.5m，所以炮孔深度為L(zhǎng)=2.5/90%=2.8m，掏槽孔深度比其他孔加深0.2m，即掏槽孔的深度為3.0m?？傘@孔量L總=4×3.0+（66-4）×2.8=185.6m（不包括空孔）每次循環(huán)爆破方量V=S×L進(jìn)=23.6×2.5=59m3

每立方米鉆孔量=L總/V=185.6/59=3.15m/m32024/11/726設(shè)計(jì)3-解答取掏槽孔填塞長(zhǎng)度為裝藥長(zhǎng)度的0.25倍，輔助孔和周邊孔的填塞長(zhǎng)度為裝藥長(zhǎng)度的0.3倍，則有：掏槽孔填塞長(zhǎng)度Lt1=3.0×0.25/（1+0.25）=0.6m掏槽孔裝藥長(zhǎng)度Lc1=3-0.6=2.4m輔助孔和周邊孔的填塞長(zhǎng)度Lt2=2.8×0.3/（1+0.3）=0.6m輔助孔和周邊孔的裝藥長(zhǎng)度Lc2=2.8-0.6=2.2m掏槽孔和輔助孔都采用Φ32×200mm，質(zhì)量150g的藥卷。周邊孔線裝藥密度取值為0.3kg/m。2024/11/727設(shè)計(jì)3-解答掏槽孔裝藥量為Q1=N1×Lc1/0.2×0.15=4×2.4/0.2×0.15=7.2kg輔助孔裝藥量為Q2=N2×Lc2/0.2×0.15=32×2.2/0.2×0.15=52.8kg光爆孔裝藥量為Q3=N3×Lc2×0.25=11×2.2×0.3=7.26kg底孔和幫孔裝藥量Q4=19×2.2/0.2×0.15=31.35kg為了將爆破后的巖碴拋出，每個(gè)底眼中增加1個(gè)卷藥，9個(gè)底眼共增加1.35kg炸藥?？傃b藥量Q=Q1+Q2+Q3+Q4+1.35=7.2+52.8+7.26+31.35+1.35=99.96kg單位體積炸藥消耗量q=Q/V=99.96/59=1.69kg/m32024/11/728設(shè)計(jì)3-解答（3）掏槽孔、輔助孔和周邊孔的裝藥結(jié)構(gòu)分別見圖4、圖5和圖61-導(dǎo)爆管；2-填塞物；3-Φ32×200mm藥卷；4-導(dǎo)爆管雷管圖4掏槽孔裝藥結(jié)構(gòu)2024/11/729設(shè)計(jì)3-解答1-導(dǎo)爆管;2-填塞物;3-Φ32×200mm藥卷;4-導(dǎo)爆管雷管圖5輔助孔裝藥結(jié)構(gòu)1-導(dǎo)爆管;2-填塞物;3-導(dǎo)爆管雷管;4-導(dǎo)爆索;5-Φ22藥卷;6-Φ32藥卷圖6周邊孔裝藥結(jié)構(gòu)2024/11/730設(shè)計(jì)3-解答

（4）起爆網(wǎng)路圖每個(gè)炮孔內(nèi)裝一發(fā)導(dǎo)爆管雷管，段別與圖3中炮孔順序號(hào)一致。孔外使用瞬發(fā)導(dǎo)爆管雷管進(jìn)行網(wǎng)路連接，采用“大把抓”的方式，將每8～10個(gè)左右的導(dǎo)爆管綁扎在1個(gè)連接雷管上，再將連接雷管連接在1個(gè)總起爆雷管上即可。（圖略）設(shè)計(jì)4-問題

某住宅小區(qū)要修建綜合管網(wǎng)配套工程，需開挖溝槽長(zhǎng)240m，下挖深度4m，上口寬4m，底寬2.5m。開挖邊線距住宅樓僅20m，環(huán)境較復(fù)雜。巖石為中風(fēng)化花崗巖。設(shè)計(jì)要求如下：（1）溝槽爆破的孔徑、孔距、排距、孔深、超深、單耗、單孔裝藥量、裝藥結(jié)構(gòu)、每次爆破規(guī)模；（2）給出主炮孔平面圖（取一段即可）和剖面圖；（3）預(yù)裂爆破參數(shù)的孔徑、孔距、孔深、超深、線裝藥密度、裝藥結(jié)構(gòu)、填塞長(zhǎng)度；（4）起爆網(wǎng)路；（5）安全防護(hù)。設(shè)計(jì)提示：采用預(yù)裂爆破、松動(dòng)爆破和毫秒延期起爆技術(shù)，開挖順序從兩端向中間同時(shí)推進(jìn)。2024/11/732設(shè)計(jì)4-解答總體方案：為了保證在溝槽開挖過(guò)程中，爆破時(shí)在住宅樓產(chǎn)生的振動(dòng)不超過(guò)《爆破安全規(guī)程》允許標(biāo)準(zhǔn)（一般磚房v=2.5cm/s），所以，采用預(yù)裂爆破、松動(dòng)爆破和毫秒延期起爆技術(shù)。為了加快開挖進(jìn)度，開挖順序從兩端向中間同時(shí)推進(jìn)，但兩端不能同時(shí)起爆。開挖時(shí)，延深方向一次爆破高度4m，即臺(tái)階高度H=4m。2024/11/733設(shè)計(jì)4-解答由公式導(dǎo)出，爆區(qū)巖石為中風(fēng)化花崗巖，屬硬巖，K和α分別取100和1.4，R=20m。將已知數(shù)據(jù)代入公式，計(jì)算得，

由計(jì)算結(jié)果分析可知，一次開挖深度為4m是可行的。2024/11/734設(shè)計(jì)4-解答（1）溝槽爆破參數(shù)采用垂直淺孔松動(dòng)爆破，爆破參數(shù)選取如下：孔徑d，選取炮孔直徑40mm；超深：h=(0.1-0.15)H=0.4-0.6m,取h=0.5m；孔深：L=H+h=4+0.5=4.5m單耗：巖石為中風(fēng)化花崗巖，f應(yīng)在16左右，炸藥單耗q=0.5-1.2kg/m3，取0.9kg/m3，采用三角形布置炮孔，m=1.15。填塞長(zhǎng)度：Lt=（20-30）d=0.8-1.2m：為了控制飛石，取Lt=1.1m，用炮泥進(jìn)行填塞；裝藥長(zhǎng)度：Lc=L-Lt=4.5-1.1=3.4m；2024/11/735設(shè)計(jì)4-解答單孔裝藥量Q：為了充分利用炮孔，每個(gè)炮孔除了保證填塞長(zhǎng)度以外，其余全部用于裝藥。采用Φ32×200mm，質(zhì)量為150g的藥卷，則每個(gè)孔的裝藥量為

Q=Lc/0.2×0.15=3.4/0.2×0.15=2.55kg；排間距:由Q=qabH=1.15qb2H，將已知數(shù)據(jù)代入求得b=0.80m；孔間距：a=mb=1.15×b=1.15×0.8=0.9m；注：布置炮孔時(shí)，保證主炮孔孔底與預(yù)裂孔之間保持0.2m的距離。裝藥結(jié)構(gòu)：連續(xù)裝藥；每次爆破規(guī)模：由于單孔裝藥量與最大允許同段藥量接近，所以采用單孔起爆，考慮到導(dǎo)爆管段別和起爆網(wǎng)路的安全問題，所以每次起爆最多為30個(gè)孔。2024/11/736設(shè)計(jì)4-解答（2）主炮孔平面布置圖和剖面圖

1-主炮孔2-預(yù)裂孔2024/11/7372024/11/738設(shè)計(jì)4-解答（3）預(yù)裂爆破參數(shù)孔徑：d=40mm；孔距：a=（8-10）d，取10d，a=0.4m；預(yù)裂孔傾角：與開挖溝槽邊坡的角度一致，與水平面夾角為80°；超深：與主炮孔的超深一樣，即為0.5m；預(yù)裂孔深度：L=H+h=4.5m，預(yù)裂孔長(zhǎng)度L預(yù)=L/sin80°=4.6m線裝藥密度：q線取250g/m；填塞長(zhǎng)度：Lt=0.75-1.0m，取Lt=0.9m；單孔裝藥量：Q預(yù)=（L預(yù)-Lt）q線=（4.6-0.9）×0.25=0.925kg；由于允許的最大同段藥量為2.95kg，所以預(yù)裂孔同段孔數(shù)為2.95/0.925=3個(gè)；裝藥結(jié)構(gòu)：采用不耦合裝藥，將藥卷捆綁在導(dǎo)爆索上，用孔內(nèi)導(dǎo)爆管雷管引爆導(dǎo)爆索，導(dǎo)爆索的長(zhǎng)度與裝藥長(zhǎng)度一樣長(zhǎng)。2024/11/739設(shè)計(jì)4-解答（4）起爆網(wǎng)路

溝槽開挖時(shí)，每一開挖段內(nèi)先起爆預(yù)裂炮孔，3個(gè)預(yù)裂孔為一段順序起爆。之后，起爆主炮孔，主炮孔單孔起爆，最多不超過(guò)30個(gè)，考慮到每排炮孔為4個(gè)，所以，每次起爆以7排為宜。圖略。2024/11/740設(shè)計(jì)4-解答（5）安全防護(hù)

為了保證爆破時(shí)住宅樓的安全，減小爆破振動(dòng)和飛石的危害，采取預(yù)裂爆破和微差爆破技術(shù)，填塞時(shí)保證填塞的長(zhǎng)度和填塞質(zhì)量，使用炮泥進(jìn)行填塞。并采取以下防護(hù)措施：采用汽車外胎覆蓋爆區(qū)，并用沙袋壓蓋在輪胎上面。注：溝槽開挖時(shí)，也可采用直線掏槽方式進(jìn)行布置炮孔，在溝槽的中心線上鉆一排稍密的炮孔，其它炮孔參數(shù)正常。起爆時(shí)，預(yù)裂孔起爆之后，中心線的主炮孔先起爆，之后中心線兩側(cè)的炮孔依次起爆。2024/11/741設(shè)計(jì)5-問題

某地下工程的巷道開挖斷面底寬4.0m，直墻高為2.0m，頂部半圓拱。巖性為弱風(fēng)化花崗巖，巖石硬而脆，經(jīng)試爆單位耗藥量約為1.0kg/m3。設(shè)計(jì)要求如下：請(qǐng)給出開挖爆破設(shè)計(jì)：掏槽方式、孔深、孔斜、孔距、排距、單孔藥量；輔助孔的孔距、排距、孔深、單孔藥量、填塞長(zhǎng)度；周邊孔的孔距、孔深、線裝藥密度、單孔藥量、填塞長(zhǎng)度；起爆網(wǎng)路圖（起爆順序與雷管段位）。設(shè)計(jì)提示：一次成型，采用斜孔掏槽，周邊采用光面爆破。設(shè)計(jì)5-解答此題與設(shè)計(jì)3類似，只是掏槽方式改用斜孔掏槽，所以這里只講掏槽孔的布置，其它計(jì)算略去?？傮w方案：全斷面開挖，采用復(fù)式楔形掏槽，周邊采用光面爆破。掏槽炮孔的布置如圖所示。掏槽孔比其他炮孔深0.1m-0.2m，所以輔助孔和周邊孔的深度應(yīng)為1.1-1.2m。2024/11/743圖5Ⅲ級(jí)圍巖臺(tái)階法光面爆破炮眼布置圖2024/11/7442024/11/7452024/11/746設(shè)計(jì)6-問題

某水電站地下廠房開挖尺寸：長(zhǎng)×寬×高=255.4m×33.4m×88.2m，巖性為軟硬相間的緩傾角砂巖和粉砂質(zhì)泥巖。地下廠房在不同高程與硐群貫通。先挖通與地下廠房貫通的硐室，后挖地下廠房巖體。地下廠房共分9層施工，分層高度為7～11.38m，頂拱層采用中導(dǎo)硐先行，后兩側(cè)擴(kuò)挖。第2～3層先中部施工，形成臺(tái)階后進(jìn)行梯段爆破開挖，其中第二層的臺(tái)階開挖高度為7m。地下廠房開挖程序如圖4-1所示。2024/11/747設(shè)計(jì)6-問題

設(shè)計(jì)要求如下（只針對(duì)第二層）：（1）梯段爆破設(shè)計(jì)參數(shù)：孔徑、孔距、排距、孔深、裝藥結(jié)構(gòu)、填塞長(zhǎng)度、單耗（按巖性考慮）、每孔裝藥量。（2）每次爆破5排孔，每排12個(gè)炮孔、共計(jì)60個(gè)孔、要求逐孔起爆。設(shè)計(jì)提示：（1）梯段爆破應(yīng)注意減小對(duì)圍巖的擾動(dòng)；（2）采用孔內(nèi)、外毫秒延期接力起爆網(wǎng)路，孔內(nèi)為高段別，孔外為低段位。2024/11/748設(shè)計(jì)6-解答

按照題意的要求，開挖的區(qū)域?yàn)榈诙又虚g的槽挖部位，為了保護(hù)巖錨梁巖臺(tái)，兩側(cè)保護(hù)層留3～4m，則槽挖部位的寬度為33.4m-3.5m×2=26.4m，高度為7m?？傮w開挖方案：采用垂直深孔臺(tái)階松動(dòng)爆破，在開挖連線設(shè)置預(yù)裂爆破炮孔。2024/11/749設(shè)計(jì)6-解答

（1）梯段爆破參數(shù)設(shè)計(jì)孔距a，由于每排布置12個(gè)炮孔，所以，a=26.4/12=2.2m；排距b，采用正方形布孔，m=1，b=a/m=2.2/1=2.2m；孔徑d，按照b=w=（25-45）d，巖性中等硬度，所以，取b=35d，則d=b/35=2.2/35=63mm，選用HCR-C180型潛孔鉆機(jī)，鉆孔直徑d=65mm；超深h，h=（8-12）d，取9d，則h=9×65mm=0.6m；孔深，L=H+h=7+0.6=7.6m；填塞長(zhǎng)度Lt，Lt=（20-30）d=25×65=1.6m；裝藥長(zhǎng)度Lc，Lc=L-Lt=7.6-1.6=6m2024/11/750設(shè)計(jì)6-解答炸藥種類，由于炮孔直徑較小，選用改性銨油炸藥藥卷，藥卷密度為1g/cm3，藥卷直徑為58mm，藥卷長(zhǎng)度為400mm，則每個(gè)藥卷質(zhì)量為1kg；每孔裝藥量，Q=Lc/0.4×1=15kg；炸藥單耗，q=Q/（a×b×H）=6/（2.2×2.2×7）=0.44kg/m3，爆破區(qū)段為軟硬相間的砂巖和泥巖，所以炸藥單耗應(yīng)介于0.4～0.5kg/m3之間，因此，q=0.44kg/m3比較合適；裝藥結(jié)構(gòu)：不耦合連續(xù)裝藥，炮孔直徑65mm，藥卷直徑58mm。2024/11/751設(shè)計(jì)6-解答

（2）爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)采用逐孔起爆，選用Orica高精度導(dǎo)爆管雷管。孔內(nèi)采用400ms延期的導(dǎo)爆管雷管?？淄庵骺嘏牛ǖ谝慌牛┲虚g孔先起爆，相鄰孔之間保持17ms延期間隔，排間延期時(shí)間間隔為25ms?？组g微差時(shí)間：Δt1=k1×W=（3～8）×2.2=6.6~17.6ms排間微差時(shí)間：Δt2=k2×W=（10～16）×2.2=22~35.2ms

起爆網(wǎng)路如圖1所示。圖中每個(gè)孔口位置的數(shù)字表示地表延期到該孔時(shí)所用的時(shí)間，單位為ms。預(yù)裂孔先于主炮孔100ms起爆。1-預(yù)裂孔2-主炮孔3-自由面圖1起爆網(wǎng)路圖設(shè)計(jì)6-解答2024/11/753設(shè)計(jì)7-問題

爆破治理某地的危岸體2024/11/754設(shè)計(jì)7-解答

總體方案：采用定向崩塌控制爆破，采用臺(tái)階中深孔（必要時(shí)采用淺孔）松動(dòng)爆破處理危巖體E塊和D塊，采用扇形中深孔定向崩塌危巖體A塊和B塊。鉆孔時(shí)，避免站在AB塊的上方直接鉆孔，以防危巖滾落。處理危巖體的順序是：從上向下，逐層處理。具體地講，在任何一個(gè)南北垂直剖面上，保留A塊不動(dòng)，先處理E塊和D塊的上部，當(dāng)處理到A塊的中部時(shí)（此時(shí)A塊已高出DE塊），在A塊北側(cè)上部的巖壁上鉆垂直扇形孔。然后，再次降低D、E塊高度，再在A塊北側(cè)下部的巖壁上鉆垂直扇形孔。將D、E塊處理完后，在B塊上鉆扇形炮孔，將B塊一次處理掉。處理順序如下圖所示。2024/11/7551-7巖體處理順序黑實(shí)線表示最終邊坡危巖體處理順序剖面圖扇形孔爆破參數(shù)設(shè)計(jì)：參見教材304-306頁(yè)。2024/11/756設(shè)計(jì)8-問題

航道整治炸礁工程。某航道整治工程需炸掉河中的石灘，疏通河道，以滿足Ⅳ級(jí)航道建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。（1）整治方案及工程措施。針對(duì)本灘的形成原因和礙航狀況，為了達(dá)到Ⅳ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)，采用疏、炸、導(dǎo)相結(jié)合的方案進(jìn)行整治，具體措施為：

1）以疏、炸相結(jié)合的方法拓寬加深右汊航槽，并將航槽左側(cè)適當(dāng)加寬；

2）在洲頭筑4號(hào)分流壩引導(dǎo)水流，調(diào)整兩汊分流比；

3）灘中右岸筑5號(hào)順壩封灣，平順右岸岸線。（2）炸礁工程施工方法——炸暗礁工程。該石灘炸礁工2024/11/757設(shè)計(jì)8-問題程量7200m3左右，炸礁平面范圍為30m×40m，巖層平均厚度2.2m。水深普遍在4.0m左右，河床質(zhì)為原生石盤。采用潛孔鉆鉆孔爆破，用挖石船配合運(yùn)石船進(jìn)行清渣。設(shè)計(jì)要求：（1）爆破器材的選擇；（2）爆破參數(shù)的確定；（3）起爆體（或起爆雷管）和電爆網(wǎng)路（4）爆破施工工藝流程（說(shuō)明水下爆破施工的特點(diǎn)）。提示：（1）爆破參數(shù)包括：孔距、排距、孔徑、超深等；（2）根據(jù)本工程地質(zhì)及水文條件并結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，炸藥單耗q0值取為2.0kg/m3.2024/11/758設(shè)計(jì)8-解答

總體方案：采用鉆孔爆破作業(yè)船進(jìn)行鉆孔、裝藥。（1）爆破器材的選擇由于在水下爆破，所以選用抗水型的乳化炸藥震源藥柱，直徑90mm，長(zhǎng)度600mm，每個(gè)藥卷質(zhì)量為4kg，選用導(dǎo)爆管雷管進(jìn)行爆破網(wǎng)路的連接和起爆。2024/11/759設(shè)計(jì)8-解答

（2）爆破參數(shù)的確定由題意可知，H=2.2m，q=2.0kg/m3；鉆孔直徑d：選用潛孔鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，d=115mm；超深h，h=（8-12）d，取10d，得h=1.2m；孔深L=H+h=2.2+1.2=3.4m；裝藥長(zhǎng)度Lc，每個(gè)炮孔裝4卷炸藥，Lc=4×0.6=2.4m；每孔裝藥量Q=4×4=16kg；孔距a和排距b，采用三角形布孔，a=mb=1.15b。由Q=q×a×b×H，得Q=1.15×q×b2×H，將數(shù)據(jù)代入，解得b=1.8m，a=1.15b=2.1m。填塞方式：由于礁石在水下4m，所以炮孔上面的水可以起到填塞的作用，不用其它填塞材料進(jìn)行填塞了。2024/11/760設(shè)計(jì)8-解答

（3）起爆體和起爆網(wǎng)路每個(gè)炮孔中采用兩發(fā)高段別的導(dǎo)爆管雷管進(jìn)行起爆，孔外（水面）相鄰孔之間采用短延期雷管連接，以實(shí)現(xiàn)逐孔起爆。（4）爆破施工工藝流程（參見教材375-378頁(yè)）鉆孔平臺(tái)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)——確定孔位——下套管——鉆孔——裝炸藥——拔套管——連接爆破網(wǎng)路——鉆孔平臺(tái)撤離——施爆——移動(dòng)鉆孔平臺(tái)至新的位置。2024/11/761設(shè)計(jì)9-問題

露天深孔臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)。某石灰石礦山采區(qū)離民宅最近距離約300m。該礦山采用露天深孔開采方式，穿孔用KQGS-150潛孔鉆機(jī)穿孔，鉆孔直徑均為165mm，深孔爆破，臺(tái)階高度為15m，爆破采用塑料導(dǎo)爆管毫秒雷管分段起爆，主要采用硝銨炸藥爆破。隨著水泥產(chǎn)銷量的不斷增加，石灰石需求量為年產(chǎn)480萬(wàn)噸（礦石200萬(wàn)立方米）。因此，為減小爆破振動(dòng)，保證居民的生活穩(wěn)定，同時(shí)，又不要影響采礦強(qiáng)度和礦山中長(zhǎng)期生產(chǎn)計(jì)劃。設(shè)計(jì)要求：（1）露天深孔臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)；（2）降低爆破振動(dòng)的技術(shù)措施。2024/11/762設(shè)計(jì)9-問題

設(shè)計(jì)提示：爆破安全降振措施主要包括：（1）采用毫秒延期爆破，盡量減少最大一段裝藥量；（2）實(shí)現(xiàn)逐孔起爆，將單響藥量降到最低；（3）采用氣體間隔器間隔裝藥。（4）合理布置采場(chǎng)工作線方向。2024/11/763設(shè)計(jì)9-解答爆破方案：露天深孔臺(tái)階松動(dòng)爆破，為了降低爆破振動(dòng)，采用逐孔起爆。（1）露天深孔臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)已知：H=15m，d=165mm設(shè)礦山工作制度是300d/a，每天兩班制。每天生產(chǎn)規(guī)模：200×10000/300=6667m3/d每次爆破量滿足5-10晝夜鏟裝要求，取6天。每次爆破規(guī)模：V總=6667×6=40000m3選取單位炸藥消耗量q=0.4kg/m3（f=8左右）抵抗線：W=（25-45）d=30d=5m排間距：b=W=5m2024/11/764設(shè)計(jì)9-解答采用正三角形布孔：m=a/b=1.15孔距：a=1.15b=5.8m超深：h=（8-12）d=10d=1.65m，取1.6m。炮孔深度：L=H+h=16.6m（垂直深孔）填塞長(zhǎng)度：Lt=（20-30）d=25×165mm=4.1m單孔裝藥量：Q=q×V=q×a×b×H=0.4×5.8×5×15=174kg假設(shè)采場(chǎng)無(wú)水，所以選擇銨油炸藥，裝藥密度為：0.8g/cm3每米炮孔裝藥量：Q1=（d/2）2×3.14×100×0.8/1000=17.1kg/m裝藥長(zhǎng)度：Lc=Q/Q1=174/17.1=10.2m2024/11/765設(shè)計(jì)9-解答可間隔長(zhǎng)度：L3=L-Lt-Lc=16.6-4.1-10.2=2.3m單孔爆破方量：V=a×b×H=5.8×5×15=435m3一次應(yīng)起爆的總孔數(shù)：n=V總/V=40000/435=92個(gè)求出最大同段藥量Qmax：由公式導(dǎo)出，式中R=300m，V=1.0cm/s，對(duì)于中硬巖石，K=200，α=1.65，將已知數(shù)據(jù)代入上式，計(jì)算得。最多同段孔數(shù)n同=Qmax/Q=1769/174=10個(gè)。2024/11/766

（2）降低爆破振動(dòng)的技術(shù)措施①采用毫秒延期爆破，盡量減少最大同段裝藥量，將其控制在1769kg以內(nèi)，即最多同段孔數(shù)控制在10個(gè)以內(nèi)。②每次起爆4排，每排23個(gè)炮孔，總孔數(shù)為92個(gè)。這些炮孔采用高精度導(dǎo)爆管雷管進(jìn)行網(wǎng)路連接：孔內(nèi)統(tǒng)一采用400ms延期間隔，孔外主控排相鄰孔之間采用25ms等間隔，排間采用50ms等間隔，實(shí)現(xiàn)逐孔起爆，使最多同段炮孔數(shù)降低到4個(gè)，最大同段藥量降低為696kg。設(shè)計(jì)9-解答2024/11/767

（2）降低爆破振動(dòng)的技術(shù)措施③采用氣體間隔器進(jìn)行中間間隔裝藥，底部裝藥高度6.2m，上部裝藥4m，中間間隔2.3m。這樣可以降低炸藥爆炸時(shí)產(chǎn)生的峰值壓力，從而進(jìn)一步降低爆破振動(dòng)。④合理布置采場(chǎng)工作線方向。爆破時(shí)，抵抗線的方向與工作線方向垂直或斜交。抵抗線方向產(chǎn)生的爆破振動(dòng)最小，相反方向產(chǎn)生的振動(dòng)最大，而兩側(cè)產(chǎn)生的振動(dòng)居中。但由于抵抗線方向易產(chǎn)生飛石，不該直接對(duì)著保護(hù)對(duì)象。所以，布置工作線時(shí)，應(yīng)使民宅處于工作線的端部，即爆區(qū)的側(cè)面，以降低爆破振動(dòng)對(duì)其產(chǎn)生的影響。設(shè)計(jì)9-解答2024/11/768設(shè)計(jì)10-問題

某2024/11/769設(shè)計(jì)10-解答總體方案：露天深孔臺(tái)階松動(dòng)爆破。（1）爆破方案已知石灰石的松散系數(shù)Ks=1.5，年產(chǎn)量30萬(wàn)m3（實(shí)方）；每天爆破方量V天=30萬(wàn)m3/300d=1000m3/d；（實(shí)方）每次爆破量滿足5-10晝夜鏟裝要求，取7.5天，則一次爆破規(guī)模為V次=V天×7.5=7500m3；每次爆破巖石量Q次：設(shè)石灰石的密度為ρ巖=2.6t/m3，則有：Q次=V次×ρ巖=7500×2.6=19500t；年產(chǎn)量Q年=30萬(wàn)m3×ρ巖=78萬(wàn)t>50萬(wàn)t，屬于中型礦山。由于巖石是石灰石，f=8-10，屬于中硬巖石，炸藥單耗q=0.4-0.5kg/m3左右，根據(jù)爆破參數(shù)計(jì)算得炸藥單耗q=0.46kg/m3。選取臺(tái)階高度H=10m，每次爆破所需總藥量Q總=qV次=0.46×7500=3450kg2024/11/770設(shè)計(jì)10-解答每次爆破所需總孔數(shù)n總=V次/（a×b×H）=7500/（4.0×3.5×10）=54個(gè)；每次爆破所需總延米數(shù)L總=n總×L=54×11=594m；潛孔鉆機(jī)所需數(shù)量N鉆：式中L班-每班需鉆孔米數(shù)，m；L班=V天/（a×b×H）×L/2=1000/(4.0×3.5×10)×11/2=39.3m；p1-鉆機(jī)臺(tái)班效率，m/（臺(tái)班）；p1=30m/（臺(tái)班）；e-廢孔率，一般為3%-6%，取5%。將數(shù)據(jù)代入上式，得N鉆=1.38臺(tái)，取2臺(tái)。2024/11/771

根據(jù)礦山的規(guī)模，選用2m3的單斗挖掘機(jī)用于鏟裝，其生產(chǎn)效率可用下式計(jì)算：式中，V挖——挖掘機(jī)生產(chǎn)率，m3/h；

V——鏟斗容積，m3，取值為2m3；

n——挖掘機(jī)每小時(shí)循環(huán)次數(shù)，取值為160次；

Kc——鏟斗充滿系數(shù)，對(duì)于巖石取0.5-0.9，取值為0.7；

Ks——松散系數(shù)，1.5。將數(shù)據(jù)代入上式，計(jì)算得V挖=149m3/h。設(shè)計(jì)10-解答2024/11/772挖掘機(jī)的臺(tái)班效率，按下式計(jì)算：

式中，VB

挖掘機(jī)臺(tái)班實(shí)際生產(chǎn)能力，m3/(臺(tái)·班)；V挖

挖掘機(jī)技術(shù)生產(chǎn)能力，m3/h；T

班工作時(shí)間，h，取值為8；

班工作時(shí)間利用系數(shù)，即鏟裝時(shí)間占班工作時(shí)間的比例，取值60%。將數(shù)據(jù)代入上式得，Vb=715.2m3/(臺(tái)·班).所需挖掘機(jī)的數(shù)量N挖=V天/2/Vb=1000*1.5/2/715.2=1.05臺(tái)，取2臺(tái)。設(shè)計(jì)10-解答2024/11/773設(shè)計(jì)10-解答選用自卸汽車進(jìn)行運(yùn)輸，車箱的容積與鏟斗的容積比選為5，得車箱的容積為5×2=10m3，所以，選用載重量為20t的汽車。自卸汽車的需求量可用下式計(jì)算：（1）式中N——自卸汽車需求臺(tái)數(shù)，臺(tái)；

Qy——露天礦年運(yùn)輸量，t/a，Qy=30萬(wàn)m3×2.6t/m3=78萬(wàn)t；

QB——自卸汽車的臺(tái)班生產(chǎn)能力，t/（臺(tái)班）；

NB——每日工作班數(shù)，NB=2；

m——礦山工作日總數(shù)，d；m=300d；

k2——自卸汽車不均衡系數(shù)，k2=1.1-1.15；取1.1；

k3——自卸汽車的出車率；取0.75。QB用下式計(jì)算：（2）式在q——自卸汽車載重量，t；20t；

T——自卸汽車的班工作時(shí)間，h；取8h；

k1——自卸汽車的載重系數(shù)，取0.85；

η——自卸汽車的班工作時(shí)間利用系數(shù)，取0.75t——自卸汽車的運(yùn)輸周期，min；該值對(duì)汽車需求量影響很大，主要取決于裝車時(shí)間，行駛時(shí)間，卸車時(shí)間，等待裝車時(shí)間；行駛時(shí)間取決于運(yùn)輸距離和行車速度。假設(shè)運(yùn)輸距離為3km，汽車平均運(yùn)行速度為30km/h，則t=15-20min，取t=18min。將數(shù)據(jù)代入公式（1），計(jì)算得：QB=340t/（臺(tái)班）。再將數(shù)據(jù)代入公式（1），計(jì)算得：N=5.6臺(tái)，取N=6臺(tái)。設(shè)計(jì)10-解答2024/11/775設(shè)計(jì)10-解答（2）爆破參數(shù)孔徑：d=100mm；超深：h=（10-12）d，取10d，得h=1m；孔深：L=H+h=10+1=11m；填塞長(zhǎng)度：Lt=（20-30）d，取28d，得Lt=2.8m；裝藥長(zhǎng)度：Lc=L-Lt=11-2.8=8.2m無(wú)水的條件下可以采用銨油炸藥，裝藥密度ρ藥=0.8/cm3,則每米長(zhǎng)炮孔可裝藥6.28kg；單孔裝藥量Q=7.85×Lc=6.28×8.2=64.37kg；排距b=W=（25-45）d，取35d，則b=3.5m；采用正三角形布置炮孔，a=m×b=1.15×3.5=4.0m；單位炸藥消耗量q=Q/（a×b×H）=0.37kg/m3;2024/11/776設(shè)計(jì)10-解答

（3）起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)每個(gè)爆區(qū)包括54個(gè)炮孔，分3排，每排18個(gè)炮孔，采用孔內(nèi)、外毫秒微差斜線起爆（大孔距、小抵抗線），起爆網(wǎng)路如下圖所示。采用高精度導(dǎo)爆管雷管起爆?？變?nèi)采用400ms延期的導(dǎo)爆管雷管?？淄庀噜徔字g統(tǒng)一使用25ms延期雷管連接，連接方法如上圖所示。圖中每個(gè)孔口位置的數(shù)字表示地表延期到該孔時(shí)所用的時(shí)間，單位為ms。2024/11/7772024/11/778設(shè)計(jì)10-解答（4）飛石安全距離按照《爆破安全規(guī)程》的規(guī)定，露天深孔爆破時(shí)，個(gè)別飛散物對(duì)人員的最小安全距離為200m。露天爆破個(gè)別飛石安全距離可以參考硐室爆破個(gè)別飛石的安全距離計(jì)算公式：

RF=20KFn2W式中KF——安全系數(shù)，一般取1.0-1.5；取KF=1.25；

n——爆破作用指數(shù)；該露天爆破是松動(dòng)爆破，n值應(yīng)小于1，但由于起爆時(shí)采用的是寬孔距、小抵抗線方式，所以n值應(yīng)適當(dāng)增大，取n=1；

W——最小抵抗線，m；W=3.5m。將數(shù)據(jù)代入公式，計(jì)算得：RF=87.5m<200m。所以安全警戒距離可確定為200m，飛石不會(huì)超出該范圍。（5）爆破振動(dòng)影響分析從起爆網(wǎng)路圖可以看出，最大同段孔數(shù)有3個(gè)，最大同段藥量為Qmax=64.37×3=193kg?？紤]石灰石礦巖性屬于中等硬度，所以爆破振動(dòng)公式中的k和α取值分別為200和1.65，警戒線位置距爆區(qū)的距離為R=200m，代入公式，計(jì)算得V=0.577cm/s。計(jì)算結(jié)果表明，在警戒范圍以外任何位置所產(chǎn)生的爆破振動(dòng)都小于0.6cm/s，而安全規(guī)程規(guī)定一般民宅最小的允許振動(dòng)速度也在1.0cm/s，所以該礦山的爆破不會(huì)對(duì)周圍的民宅及其他建（構(gòu)）筑物產(chǎn)生破壞性影響，距離稍遠(yuǎn)時(shí)，甚至都感覺不到爆破振動(dòng)。設(shè)計(jì)10-解答2024/11/780案例1-問題提高我國(guó)巖巷掘進(jìn)速度的技術(shù)措施有哪些？巖巷掘進(jìn)在煤礦建設(shè)和生產(chǎn)中，占有重要的地位，在新井建設(shè)中，巷道掘進(jìn)工程量一般約占總工程量的40%～50%，施工工期占35%～50%；在生產(chǎn)礦井中占總工程量的25%左右。國(guó)有重點(diǎn)煤礦每年巖巷掘進(jìn)進(jìn)尺約為1250～1550km。但巖巷掘進(jìn)平均月進(jìn)度較低，裝載機(jī)械化程度也僅達(dá)84%，平均工效為0.125m/工。大多數(shù)局（礦）掘進(jìn)速度低于《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的指標(biāo)。試問：以你所從事過(guò)的工程為例，說(shuō)明提高我國(guó)巖巷掘進(jìn)速度的技術(shù)措施有哪些？2024/11/781案例1-分析提高我國(guó)巖巷掘進(jìn)速度的技術(shù)措施有：（1）采用中深孔光面爆破技術(shù)：在巖巷掘進(jìn)過(guò)程中，尤其是在大斷面巖巷掘進(jìn)時(shí)，采用中深孔爆破技術(shù)，可以減少鉆孔數(shù)目，提高鉆孔效率，增大一次進(jìn)尺量，加快掘進(jìn)速度。采用光面爆破技術(shù)，可以提高巖巷壁面質(zhì)量，減少超挖、欠挖量，減少支護(hù)量，加速施工進(jìn)度，提高掘進(jìn)速度。將中深孔爆破技術(shù)和光面爆破技術(shù)結(jié)合起來(lái)，運(yùn)用到巖巷掘進(jìn)中，可以大大提高掘進(jìn)速度。2024/11/782（2）影響巖巷掘進(jìn)中深孔爆破速度和質(zhì)量的技術(shù)因素。巖巷的巖性是決定中深孔鉆進(jìn)速度和鉆孔質(zhì)量的決定性因素。所以，在施工之前必須做好地質(zhì)調(diào)查工作，掌握巖體的物理力學(xué)性質(zhì)以及天然的斷層、解理、裂隙等情況。根據(jù)巖性，選擇適合特定巖性的鉆機(jī)（臺(tái)車）進(jìn)行鉆孔，提高鉆孔精度和速度，保證鉆孔的質(zhì)量。爆破參數(shù)對(duì)巖巷中深孔爆破速度有很大影響，所以應(yīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，尤其是設(shè)計(jì)好掏槽孔的相關(guān)參數(shù)，掏槽效果的好與壞，直接影響到每循環(huán)進(jìn)尺量。其次選擇正確的光面孔參數(shù)及裝藥結(jié)構(gòu)、裝藥量、起爆順序等，并根據(jù)巖性，選擇合適的炸藥，以達(dá)到滿意的爆破效果，加快施工速度和質(zhì)量。案例1-分析2024/11/783（3）設(shè)備因素，采用大型鉆眼臺(tái)車和重型鑿巖機(jī)具。采用中深孔進(jìn)行巖巷掘進(jìn)時(shí)，由于炮孔直徑加大，鉆孔時(shí)的阻力加大，所以應(yīng)研制新型大型鉆眼臺(tái)車和重型鑿巖機(jī)具，并應(yīng)用到實(shí)際鉆進(jìn)工作中，以便加大鉆進(jìn)動(dòng)力，以適應(yīng)實(shí)際需要，加快鉆進(jìn)速度，縮短鉆孔時(shí)間，提高掘進(jìn)速度。案例1-分析2024/11/784（4）加強(qiáng)施工組織管理。在巷道掘進(jìn)過(guò)程中，通常要經(jīng)過(guò)鉆孔、裝藥、連線起爆、通風(fēng)除塵、撬頂除碴等工藝環(huán)節(jié)，有的還需要支護(hù)。由于工藝環(huán)節(jié)繁多，所以施工組織管理工作顯得尤為重要。施工組織得好，各環(huán)節(jié)之間銜接得好，可以節(jié)省時(shí)間，縮短每循環(huán)周期，加快施工進(jìn)度。反之，不但施工進(jìn)度慢，而且會(huì)造成巨大的時(shí)間和資金浪費(fèi)。所以，在施工之前，應(yīng)制定出嚴(yán)格的施工組織圖；施工時(shí)，責(zé)任到人，協(xié)調(diào)好各環(huán)節(jié)之間人員、設(shè)備的調(diào)配，認(rèn)真按施工組織圖施工。并在施工過(guò)程中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況靈活應(yīng)變，將安全、效率、效益集中體現(xiàn)出來(lái)，最大限度地提高施工進(jìn)度。案例1-分析2024/11/785案例2-問題

平巷掘進(jìn)爆破參數(shù)的確定。某工程需要在f=14，均質(zhì)花崗巖中掘進(jìn)一條巷道，巷道掘進(jìn)斷面寬3900mm，墻高為1700mm，拱高為掘進(jìn)寬度的一半，即1950mm，平巷掘進(jìn)斷面積為12.16m2.

鑿巖機(jī)鉆孔直徑為40mm，孔深2.1m。炮孔布置如圖4-3所示。分為掏槽孔、輔助孔、周邊孔（頂孔、幫孔、底孔），炮孔總孔數(shù)41個(gè)。使用2號(hào)巖石炸藥，炸藥單耗1.2kg/m3.

試問：確定合理的炮孔深度的根據(jù)是什么？用計(jì)算法驗(yàn)證孔深（2.1m）和炮孔數(shù)目（41個(gè)）的合理性，條件不足時(shí)自己補(bǔ)充。2024/11/786案例2-分析

可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法確定炮孔深度。當(dāng)斷面面積S>12m2，巖石堅(jiān)固性系數(shù)f=7-20時(shí)，炮孔深度L=1.5-2.2m。本題中S=12.16m2，f=14，所以選擇炮孔深度為2.1m是合理的。在已知巷道斷面面積和巖石堅(jiān)固性系數(shù)的前提下，可以用下述公式計(jì)算出合理的炮孔數(shù)目：實(shí)際共布置41個(gè)炮孔，與計(jì)算值接近，所以布置41個(gè)是合理的。2024/11/787案例3-問題

深圳市某開挖山體原始地貌為丘陵地帶，地形變化大，山體開挖部分已露出風(fēng)化石和表土，下部為微風(fēng)化花崗巖，節(jié)理發(fā)育，f=14.爆區(qū)周圍環(huán)境極為復(fù)雜，北在交通繁忙的北環(huán)大道；南有瀝青廠和電廠；東側(cè)為工業(yè)園區(qū)，距開挖邊界僅為15m。從1999年到2009年完成了爆破方量2400萬(wàn)m3，鉆孔米數(shù)324m，使用炸藥近9620t。（1）在露天臺(tái)階爆破采用了分區(qū)接力和多排毫秒延期起爆網(wǎng)路，有效地降低爆破振動(dòng)效應(yīng)；（2）在緊靠建（構(gòu)）筑物，且高于建（構(gòu)）筑物山體，采取預(yù)留巖墻和立體防護(hù)措施有效地防止了爆破飛石和滾石；2024/11/788

（3）采用多排毫秒延期擠壓爆破和孔口加壓砂包減少填塞長(zhǎng)度降低了大塊率。試問：根據(jù)你的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，除上述措施外還有哪些方法和技術(shù)措施，可有效降低爆破振動(dòng)效應(yīng)，防止飛石滾石和確保爆破塊度均勻，取得滿意的爆破效果。答案提示：從控制爆破規(guī)模、單響藥量、爆破參數(shù)、起爆網(wǎng)路、炮孔填塞及必要的安全防護(hù)進(jìn)行分析。案例3-問題2024/11/789案例3-分析為了有效降低爆破振動(dòng)效應(yīng)、防止飛石滾石和確保爆破塊度均勻，取得滿意的爆破效果，還可以采取以下措施：（1）控制爆破規(guī)模。在滿足生產(chǎn)需要的基礎(chǔ)上，盡量縮小每次爆破規(guī)模，減小爆破振動(dòng)。（2）控制最大同段藥量。爆破振動(dòng)的強(qiáng)度與最大同段藥量成正比，所以通過(guò)采用逐孔起爆，甚至是單孔起爆，可以有效地減少最大同段藥量，達(dá)到降低爆破振動(dòng)的目的。（3）優(yōu)化爆破參數(shù)?？赡芡ㄟ^(guò)減小爆破參數(shù)（縮小直徑，減小孔網(wǎng)參數(shù)），改善爆破效果，避免大塊的產(chǎn)生。同時(shí)，可以降低同段藥量，達(dá)到降低爆破振動(dòng)的目的，并控制飛石的產(chǎn)生。（4）起爆網(wǎng)路。采用逐孔起爆技術(shù)或單孔起爆，控制最大同段藥量和拋擲方向，控制飛石和爆破振動(dòng)的強(qiáng)度。2024/11/790（5）炮孔填塞。采用大密度物質(zhì)作為炮孔的填塞物，減小填塞長(zhǎng)度，提高裝藥高度，降低炮孔口部位產(chǎn)生大塊的幾率。（6）間隔裝藥。適當(dāng)?shù)夭捎瞄g隔裝藥結(jié)構(gòu)，使炸藥在炮孔中分布得更均勻，改善爆破質(zhì)量，降低大塊率，減小爆破振動(dòng)。（7）工作線的布置方向。通常爆區(qū)的抵抗線方向產(chǎn)生的個(gè)別飛石最遠(yuǎn)，所以抵抗線方向應(yīng)朝向正西，以減少飛石滾石對(duì)周圍環(huán)境和建筑物的影響。（8）安全防護(hù)。在開挖區(qū)和保護(hù)對(duì)象之間采用預(yù)裂爆破，事先形成預(yù)裂縫，從而可以大大降低主爆區(qū)爆破時(shí)對(duì)保護(hù)對(duì)象的振動(dòng)影響。案例3-分析2024/11/791案例4-問題

中國(guó)南部某大型采石場(chǎng)日產(chǎn)成品規(guī)格石3.5萬(wàn)m3，月平均爆破石方量80萬(wàn)m3

。采區(qū)高差180m、面積為40萬(wàn)m2?？偙品搅考s1000萬(wàn)m3

。爆破生產(chǎn)的石料按塊度規(guī)格10～2000kg分選為15個(gè)品種，其巖石級(jí)配相當(dāng)嚴(yán)格，10kg以下塊石不得大于10%。爆破作業(yè)區(qū)巖石為閃長(zhǎng)花崗巖，f=8～14，節(jié)理、裂隙、風(fēng)化溝、破碎帶十分發(fā)育。采場(chǎng)統(tǒng)一為15m高臺(tái)階，每天爆破3～4個(gè)臺(tái)階，爆破排數(shù)不超過(guò)3排，寬度100～150m，炮孔為140mm垂直孔。試問：如果你接手這個(gè)工程，采用哪些方法可以控制塊度級(jí)配和降低粉礦率？影響因素：裝藥結(jié)構(gòu)、線裝藥密度、單位炸藥消耗量、炸藥爆速、抵抗線和孔間距。2024/11/792案例4-分析采用以下方法可以控制塊度級(jí)配和降低粉礦率：（1）裝藥結(jié)構(gòu)。采用空氣間隔裝藥，可以降低炮孔中炸藥爆炸時(shí)在孔壁上產(chǎn)生的峰值壓力，減小壓縮圈半徑，降低粉礦率。（2）線裝藥密度。通過(guò)采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，適當(dāng)減小線裝藥密度，降低孔壁峰值壓力，同樣可以降低粉礦率。（3）單位炸藥消耗量。適當(dāng)?shù)販p小單位炸藥消耗量，可以增大爆破后巖塊的塊度，減少粉礦率。（4）炸藥爆速。采用低爆速的炸藥，同樣可以降低孔壁上的峰值壓力，減小粉礦的產(chǎn)出率，增加塊石的產(chǎn)出率。（5）抵抗線和孔間距。為了增大礦石的塊度，可以通過(guò)增大抵抗線和孔間距，達(dá)到弱松動(dòng)爆破的效果，從而增加塊石的產(chǎn)出率。以上的措施應(yīng)綜合考慮，統(tǒng)一實(shí)施，以達(dá)到生產(chǎn)對(duì)塊度的要求，同時(shí)又要考慮施工的方便性和生產(chǎn)成本。2024/11/793案例5-問題

精細(xì)爆破就是通過(guò)定量化的爆破設(shè)計(jì)、精心的爆破施工和精細(xì)化的爆破管理，進(jìn)行炸藥爆炸能量釋放與介質(zhì)破碎、拋擲等過(guò)程的控制，既達(dá)到預(yù)期的爆破效果，又實(shí)現(xiàn)爆破有害效應(yīng)的控制，最終實(shí)現(xiàn)安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、綠色環(huán)保及經(jīng)濟(jì)合理的爆破作業(yè)。精細(xì)爆破不僅局限于傳統(tǒng)控制爆破，精細(xì)爆破的概念適用于土巖、拆除及特種爆破等工程爆破的方方面面。試問：在實(shí)際爆破工程設(shè)計(jì)與施工中，如何體現(xiàn)精細(xì)爆破這一理念？提示：（1）精細(xì)爆破的關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計(jì)、施工和管理；（2）精細(xì)爆破對(duì)有害效應(yīng)的控制；（3）精細(xì)爆破面臨的問題與展望。2024/11/794案例5-分析

（參見220-221頁(yè)）在實(shí)際爆破工程設(shè)計(jì)與施工中，通過(guò)以下幾個(gè)方面體現(xiàn)精細(xì)爆破理念：（1）定量化的爆破設(shè)計(jì)。包括：爆破設(shè)計(jì)理論和方法；爆破效果的預(yù)測(cè)；爆破負(fù)面效應(yīng)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。（2）精心施工。包括：精確地測(cè)量放樣與鉆孔定位；基于現(xiàn)場(chǎng)爆破條件的反饋設(shè)計(jì)與施工優(yōu)化；精心的裝藥、填塞、聯(lián)網(wǎng)和起爆作業(yè)等。（3）精細(xì)化管理。包括兩個(gè)方面，一是實(shí)時(shí)監(jiān)控，二是科學(xué)管理。實(shí)時(shí)監(jiān)控包括：爆破塊度和堆積范圍的快速量測(cè)；爆破影響深度的及時(shí)檢測(cè)；爆破振動(dòng)、沖擊波、噪聲和粉塵的跟蹤監(jiān)測(cè)與信息反饋；炸藥與起爆器材性能參數(shù)的檢測(cè)；爆破監(jiān)控信息的及時(shí)反饋等。科學(xué)管理的內(nèi)容包括：建立考慮爆破工程類型、規(guī)模、重要性、影響程度和工程復(fù)雜程度等因素的爆破工程分級(jí)管理辦法；爆破工程設(shè)計(jì)與施工的方案審查與監(jiān)理制度；爆破技術(shù)人員的分類管理與培訓(xùn)體系；爆破作業(yè)與爆破安全的管理與獎(jiǎng)懲制度等。2024/11/795案例6-問題

某采石工程總方量1300萬(wàn)m3，采用臺(tái)階爆破，臺(tái)階高度15m，巖石堅(jiān)固性系數(shù)f=8～12，傾斜孔超深1.0m。在管理和技術(shù)上采取了兩項(xiàng)強(qiáng)有力的措施，將平均單耗由0.45kg/m3降到0.35kg/m3

，整個(gè)工程節(jié)省鉆爆費(fèi)用1000萬(wàn)元以上，這兩項(xiàng)技術(shù)措施是：（1）將鉆孔施工允許的偏斜率由3%降到1%，140mm鉆孔孔網(wǎng)由4m×5m擴(kuò)大到4.3m×5.4m；（2）采用分段裝藥，在確保爆破質(zhì)量的前提下，每孔少裝藥50kg左右；底部6.0m全耦合裝藥，延米裝藥量15kg/m，上部堵3.0m，中部7.0m裝?100mm藥卷，延米裝藥量7.5kg/m。2024/11/796案例6-問題

試問：（1）怎樣控制全耦合裝藥長(zhǎng)度？（2）上部延米裝藥量減半，對(duì)爆破效果有何影響？（3）還有什么裝藥結(jié)構(gòu)可以達(dá)到同樣的效果？提示：（1）一般底部全耦合裝藥段的長(zhǎng)度不大于1.3倍底盤抵抗線；（2）結(jié)合炮孔不同部位的受約束條件差異，爆巖運(yùn)動(dòng)情形不同進(jìn)行論述；（3）圍繞炸藥品種、裝填密度和裝藥結(jié)構(gòu)三個(gè)方面論述。2024/11/797案例6-分析（1）控制全耦合裝藥長(zhǎng)度的方法：首先確定全耦合裝藥長(zhǎng)度。通常底部全耦合裝藥段的長(zhǎng)度不小于1.3倍底盤抵抗線，即1.3×4=5.2m，選取為6m。其次根據(jù)炮孔直徑、裝藥密度、裝藥長(zhǎng)度計(jì)算出裝藥量。第三采用散裝炸藥。第四在裝藥過(guò)程中控制裝藥量，并實(shí)時(shí)測(cè)量藥高，控制全耦合裝藥長(zhǎng)度。（2）上部裝藥量減半，對(duì)爆破效果影響如下：在炮孔不同深度對(duì)應(yīng)部位的巖體受到的約束是不一樣的。在底盤抵抗線附近，巖體受到的夾制作用最大，阻力也高，所以應(yīng)加大裝藥量，通常采用全耦合裝藥。而在中上部的巖體，由于臺(tái)階坡面的存在，提供了自由面，巖體受到的阻力較小，所以需要的炸藥能量較低，因此應(yīng)降低裝藥量，避免爆破后，該部位的巖塊過(guò)分粉碎和過(guò)分前拋。適當(dāng)減少中上部裝藥量，可以降低炸藥爆炸時(shí)炮孔中的峰值壓力，降低對(duì)巖塊的破碎和推移作用，使巖塊的移動(dòng)速度與底部巖塊的移動(dòng)速度基本一致，塊度破碎更均勻。2024/11/798案例6-分析（3）為了達(dá)到同樣的效果，可以采取以下措施：一是選擇低威力炸藥，即選擇爆速低、密度小的炸藥，降低炸藥爆炸時(shí)的威力。二是減小炸藥裝填密度，在炸藥威力一定的情況下，減小裝藥密度，同樣可以降低炮孔中峰值壓力，達(dá)到同樣的爆破效果。三是采用空氣間隔裝藥和全長(zhǎng)不耦合裝藥。根據(jù)破碎巖體所的裝藥量，確定空氣間隔裝藥的間隔長(zhǎng)度，或是確定不耦合裝藥的不耦合系數(shù)，分別采用空氣間隔裝藥和不耦合裝藥，都可以達(dá)到降低炮孔孔壁峰值壓力的目的，從而減小單孔裝藥量，確保爆破質(zhì)量。2024/11/799案例7-問題

鷹廈鐵路進(jìn)行路塹開挖時(shí)，某工地采用深孔爆破?；緱l件是：巖石為厚層砂巖；炮孔孔徑?150mm；孔深從0.6m到5.6m不等；孔間距為2.3m，排距2.0m；炸藥單耗1.2kg/m3；總藥量22.7t，炮孔1436個(gè)，采用導(dǎo)爆索齊發(fā)起爆，共消耗導(dǎo)爆索9600m（地表敷設(shè)4000m），爆后造成附近民房受損，承重墻出現(xiàn)裂縫，室內(nèi)抹灰大量脫落，門窗玻璃大部分損壞。試問：試分析設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤？提示：從單孔藥量、單耗、孔網(wǎng)參數(shù)與孔深及藥量的相互關(guān)系，地表導(dǎo)爆索起爆網(wǎng)路造成的振動(dòng)與空氣沖擊波過(guò)大的原因分析。2024/11/7100案例7-分析

本設(shè)計(jì)中存在的不中之處有以下幾點(diǎn)：一是孔網(wǎng)參數(shù)過(guò)小：采用直徑150mm鉆機(jī)，孔距為2.3m，排距2.0m，爆破對(duì)象是砂巖，屬于中硬及以下巖體，孔網(wǎng)參數(shù)明顯太小。二是炸藥單耗過(guò)高：對(duì)于中硬巖體，進(jìn)行露天淺孔爆破時(shí)，單位炸藥消耗量應(yīng)控制在0.4kg/m3為宜，而該設(shè)計(jì)選為1.2kg/m3，高出太多。三是單孔裝藥量高：對(duì)于孔深從0.6m到5.6m的炮孔，平均每孔裝藥22.7t/1436=15.8kg，炸藥單耗又高，所以單孔裝藥量也高，致使爆破地震效應(yīng)等有害效應(yīng)突出。四是起爆器材選用導(dǎo)爆索：爆破時(shí)共消耗導(dǎo)爆索9600m，其中地表敷設(shè)4000m，導(dǎo)爆索本身具有很強(qiáng)的起爆能力，所以敷設(shè)在地表，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波和爆破噪聲以及爆破振動(dòng)。五是齊發(fā)起爆，同段藥量過(guò)大：該次爆破共消耗22.7t炸藥，使用導(dǎo)爆索連接網(wǎng)路，屬于齊發(fā)起爆，同段藥量過(guò)大，造成民房受損等爆破危害。2024/11/7101案例8-問題

河北某水庫(kù)溢洪道采用深孔爆破進(jìn)行開挖。巖性為灰?guī)r，前沿坡面上陡下緩，地表起伏不平，高差約2.0m。爆破參數(shù)為：鉆孔直徑90mm，全部為垂直孔，孔深10m，孔距3m，排距2.5m，單耗為0.4kg/m3.為加快裝藥進(jìn)度，工人用整包裝散藥直接倒入