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文檔簡介
2024/11/7巖土爆破設計與案例分析
詳解東北大學陳慶凱設計1-問題
某風景區(qū)改建工程中需要對一處山坡進行開挖,待開挖的山坡長22m,寬6.5m,高約7.5m。爆區(qū)周圍環(huán)境復雜,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,屬于國家重點文物,是重點保護目標。施工中要控制飛石,飛石避免落入湖中,還要控制爆破產(chǎn)生的振動強度。要求采用淺孔分層臺階爆破,開挖連線采用預裂爆破。設計要求內(nèi)容如下:(1)孔距、排距、孔深、超深、單孔裝藥量、裝藥結(jié)構(gòu)、填塞長度。(2)請給出預裂爆破設計:孔徑、孔間距、孔深、線密度,單孔藥量(可不計導爆索藥量)、裝藥結(jié)構(gòu)、沿孔深的裝藥量分布、填塞長度。2024/11/73設計1-問題
(3)起爆網(wǎng)路設計(只說明孔內(nèi)、孔間、排間雷管段位即可,包含預裂孔)。(4)安全防護措施。設計提示: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計算。2024/11/74設計1-解答
總體方案:采用露天淺孔臺階松動爆破,邊坡部位采用預裂爆破。將7.5m高的開挖體分5層進行爆破,每個臺階高度為H=1.5m。(1)由于是淺孔爆破,所以選擇炮孔直徑為40mm。假設巖性為中硬巖,單位炸藥消耗量q可取0.35kg/m3。由公式導出,爆區(qū)巖性屬中硬巖,K和α分別取200和1.65,R=40m,國家重點文物允許質(zhì)點振動速度取V=0.3cm/s。將已知數(shù)據(jù)代入公式,計算得Qmax=0.47kg。為了控制爆破振動,確定單孔裝藥量Q=0.45kg<Qmax。采用藥卷直徑為32mm,長度為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
某一個露天采場,中硬巖石中進行中深孔爆破作業(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,距離爆區(qū)200m處有一臨時性建筑(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爆破振動安全允許標準序號保護對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,系指最大振幅所對應波的頻率。注2:頻率范圍可根據(jù)類似工程或現(xiàn)場實測波形選取。選取頻率時亦可參考下列數(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,應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省級以上(含省級)重點保護古建筑與古跡的安全允許振速,應經(jīng)專家認證選取,并報相應文物管理部門批準。c選取隧道、巷道安全允許振速時,應綜合考慮構(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設計1-解答
裝藥長度: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,計算得排距:b=0.85m,孔距:a=1.15b=1.15×0.85=1.0m。2024/11/79設計1-解答
填塞長度:Lt=L-Lc=1.7-0.6=1.1m
根據(jù)經(jīng)驗公式計算填塞長度: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),即每個炮孔從孔底向上連續(xù)裝入3個藥卷,裝藥長度為0.6m,其余1.1m全部用于填塞。
2024/11/710裝藥結(jié)構(gòu)裝藥長度L1=0.6m填塞長度L2=1.1m1232024/11/711設計1-解答
(2)預裂爆破參數(shù)設計孔徑:d取40mm;孔間距:S=(8-12)d,取10d,S=10×40=0.4m;預裂孔采用垂直孔,孔深等于臺階爆破時的淺孔深度,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計算;填塞長度:Lt=(10-20)d,取15d=0.6m;裝藥長度:Lc=L-Lt=1.7-0.6=1.1m;
2024/11/712設計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爆索,采用導爆管雷管孔底起爆。2024/11/713設計1-解答
(3)起爆網(wǎng)路設計在每個臺階爆破時,預裂孔提前起爆,由于受同段最大藥量的限制,預裂孔起爆時按單孔起爆。正常臺階淺孔爆破時也采用單孔起爆。主炮孔在預裂縫形成的條件下,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設計1-解答
(4)安全防護措施嚴格控制最大同段藥量不超過0.5kg,預裂爆破和臺階爆破時都采用單孔順序起爆。為了防止爆破時產(chǎn)生飛石,在每個炮孔孔口位置用沙袋壓蓋。另外在被保護的石碑和涼亭上采用草簾或帆布進行防護,以防個別飛石飛濺到石碑和涼亭上時對他們造成損傷。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,同時爆破振動也比較小。在石碑和涼亭周圍掘防振溝。
設計2-問題
預裂爆破和光面爆破已廣泛應用于露天工程和地下工程,簡述你曾參與過的預裂或光面爆破工程技術(shù)設計?爆破后如果出現(xiàn)下列現(xiàn)象,請分析原因并說明如何調(diào)整爆破設計?(1)表面未產(chǎn)生裂縫;(2)孔口破壞嚴重,壁面也有破損;(3)孔口破壞嚴重,下部壁面質(zhì)量正常;(4)孔口破壞嚴重,但下部未形成裂縫;(5)下部壁面很好,但表面未形成裂縫。設計提示:根據(jù)成縫質(zhì)量,考慮地質(zhì)條件、爆破參數(shù)、施工工藝等進行實際調(diào)整。2024/11/717設計2-解答
提示:從以下幾個方面說明:(結(jié)合實例)
1)實施預裂或光面爆破地段的地質(zhì)情況;如在公路路塹開挖時采用了預裂爆破,巖體為花崗巖,堅固性系數(shù)f=12-16,中等風化,節(jié)理裂隙發(fā)育,無水。
2)控制爆破參數(shù)。預裂爆破參數(shù)應包括:孔徑、孔間距、鉆孔長度、鉆孔角度、線裝藥密度、單孔裝藥量、裝藥結(jié)構(gòu)、填塞長度等。光面爆破參數(shù)應包括:孔徑、光爆破層厚度(抵抗線)、孔間距、鉆孔長度、鉆孔角度、線裝藥密度、單孔裝藥量、裝藥結(jié)構(gòu)、填塞長度等。
2024/11/718設計2-解答3)起爆方式。注意預裂爆破時,可以先于主爆區(qū)單獨起爆,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,光面孔與主爆區(qū)炮孔同次起爆時,光面孔在主爆區(qū)起爆后再起爆,時差100ms左右,光面孔也可以在主爆區(qū)起爆后單獨起爆,主爆區(qū)爆破后的碴堆清運后再實施光面爆破,則光面爆破的效果會更好。
4)爆破效果,說明預裂爆破或光面爆破后的效果如何,從半孔率、壁面的平整度,觀感等方面進行描述。
5)爆破設計的調(diào)整,根據(jù)爆破效果,對爆破方案進行調(diào)整情況及調(diào)整后的爆破效果。
2024/11/719設計2-解答
爆破后出現(xiàn)下列現(xiàn)象,請分析原因并說明如何調(diào)整爆破設計?
(1)表面未產(chǎn)生裂縫;可能的原因:填塞長度大、孔間距大、裝藥量不足、巖石堅硬。調(diào)整爆破設計的方法:減小填塞長度、縮小孔間距、增加線裝藥密度。
(2)孔口破壞嚴重,壁面也有破損;可能的原因:線裝藥密度大、填塞長度小、巖體完整性差(如節(jié)理裂隙很發(fā)育)。調(diào)整爆破設計的方法:降低線裝藥密度,孔口部位的線裝藥密度降低得多些,增加填塞長度。
2024/11/720設計2-解答
(3)孔口破壞嚴重,下部壁面質(zhì)量正常;可能的原因:上部線裝藥密度大,填塞長度小。調(diào)整爆破設計的方法:增大填塞長度,減小上部裝藥密度。(4)孔口破壞嚴重,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度不足,下部線裝藥密度低了。調(diào)整爆破設計的方法:減小孔口線裝藥密度、增加填塞長度,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:填塞長度大、上部裝藥量不足。調(diào)整爆破設計的方法:減小填塞長度、增加上部線裝藥密度。設計3-問題
某道路工程需在花崗巖中開挖一個隧洞,巖石堅固性系數(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)進尺2.5m。設計計算要求:(1)繪出炮孔布置圖,標出各部位孔位間距,起爆順序號;掏槽孔布置圖。(2)計算總鉆孔量,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。設計提示:采用全斷面開挖,垂直孔掏槽。2024/11/722設計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,中間鉆一個孔徑為89mm的空孔,在空孔的四周均勻布置4個掏槽孔。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(不含空孔),輔助孔數(shù)目N2=32個,周邊孔數(shù)目N3=30個,炮孔總數(shù)N=66個。掏槽孔的布置圖如圖2所示,4個掏槽孔均勻地布置在半徑為200mm的圓上,中心點為直徑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。設計3-解答圖3炮孔布置圖(單位:mm)2024/11/725設計3-解答
(2)利用下述公式估算出總鉆孔數(shù):
實際布置炮孔數(shù)為66個(不包含空孔),與計算結(jié)果相近,比較合理。設炮孔利用率為90%,已知每循環(huán)進尺L進=2.5m,所以炮孔深度為L=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。總鉆孔量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=23.6×2.5=59m3
每立方米鉆孔量=L總/V=185.6/59=3.15m/m32024/11/726設計3-解答取掏槽孔填塞長度為裝藥長度的0.25倍,輔助孔和周邊孔的填塞長度為裝藥長度的0.3倍,則有:掏槽孔填塞長度Lt1=3.0×0.25/(1+0.25)=0.6m掏槽孔裝藥長度Lc1=3-0.6=2.4m輔助孔和周邊孔的填塞長度Lt2=2.8×0.3/(1+0.3)=0.6m輔助孔和周邊孔的裝藥長度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設計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,每個底眼中增加1個卷藥,9個底眼共增加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設計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-導爆管;2-填塞物;3-Φ32×200mm藥卷;4-導爆管雷管圖4掏槽孔裝藥結(jié)構(gòu)2024/11/729設計3-解答1-導爆管;2-填塞物;3-Φ32×200mm藥卷;4-導爆管雷管圖5輔助孔裝藥結(jié)構(gòu)1-導爆管;2-填塞物;3-導爆管雷管;4-導爆索;5-Φ22藥卷;6-Φ32藥卷圖6周邊孔裝藥結(jié)構(gòu)2024/11/730設計3-解答
(4)起爆網(wǎng)路圖每個炮孔內(nèi)裝一發(fā)導爆管雷管,段別與圖3中炮孔順序號一致??淄馐褂盟舶l(fā)導爆管雷管進行網(wǎng)路連接,采用“大把抓”的方式,將每8~10個左右的導爆管綁扎在1個連接雷管上,再將連接雷管連接在1個總起爆雷管上即可。(圖略)設計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)境較復雜。巖石為中風化花崗巖。設計要求如下:(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)、填塞長度;(4)起爆網(wǎng)路;(5)安全防護。設計提示:采用預裂爆破、松動爆破和毫秒延期起爆技術(shù),開挖順序從兩端向中間同時推進。2024/11/732設計4-解答總體方案:為了保證在溝槽開挖過程中,爆破時在住宅樓產(chǎn)生的振動不超過《爆破安全規(guī)程》允許標準(一般磚房v=2.5cm/s),所以,采用預裂爆破、松動爆破和毫秒延期起爆技術(shù)。為了加快開挖進度,開挖順序從兩端向中間同時推進,但兩端不能同時起爆。開挖時,延深方向一次爆破高度4m,即臺階高度H=4m。2024/11/733設計4-解答由公式導出,爆區(qū)巖石為中風化花崗巖,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,計算得,
由計算結(jié)果分析可知,一次開挖深度為4m是可行的。2024/11/734設計4-解答(1)溝槽爆破參數(shù)采用垂直淺孔松動爆破,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:巖石為中風化花崗巖,f應在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。填塞長度:Lt=(20-30)d=0.8-1.2m:為了控制飛石,取Lt=1.1m,用炮泥進行填塞;裝藥長度:Lc=L-Lt=4.5-1.1=3.4m;2024/11/735設計4-解答單孔裝藥量Q:為了充分利用炮孔,每個炮孔除了保證填塞長度以外,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,保證主炮孔孔底與預裂孔之間保持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個孔。2024/11/736設計4-解答(2)主炮孔平面布置圖和剖面圖
1-主炮孔2-預裂孔2024/11/7372024/11/738設計4-解答(3)預裂爆破參數(shù)孔徑:d=40mm;孔距:a=(8-10)d,取10d,a=0.4m;預裂孔傾角: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;預裂孔深度:L=H+h=4.5m,預裂孔長度L預=L/sin80°=4.6m線裝藥密度:q線取250g/m;填塞長度:Lt=0.75-1.0m,取Lt=0.9m;單孔裝藥量:Q預=(L預-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,所以預裂孔同段孔數(shù)為2.95/0.925=3個;裝藥結(jié)構(gòu):采用不耦合裝藥,將藥卷捆綁在導爆索上,用孔內(nèi)導爆管雷管引爆導爆索,導爆索的長度與裝藥長度一樣長。2024/11/739設計4-解答(4)起爆網(wǎng)路
溝槽開挖時,每一開挖段內(nèi)先起爆預裂炮孔,3個預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30個,考慮到每排炮孔為4個,所以,每次起爆以7排為宜。圖略。2024/11/740設計4-解答(5)安全防護
為了保證爆破時住宅樓的安全,減小爆破振動和飛石的危害,采取預裂爆破和微差爆破技術(shù),填塞時保證填塞的長度和填塞質(zhì)量,使用炮泥進行填塞。并采取以下防護措施: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,也可采用直線掏槽方式進行布置炮孔,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,預裂孔起爆之后,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設計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。巖性為弱風化花崗巖,巖石硬而脆,經(jīng)試爆單位耗藥量約為1.0kg/m3。設計要求如下:請給出開挖爆破設計: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、填塞長度;周邊孔的孔距、孔深、線裝藥密度、單孔藥量、填塞長度;起爆網(wǎng)路圖(起爆順序與雷管段位)。設計提示:一次成型,采用斜孔掏槽,周邊采用光面爆破。設計5-解答此題與設計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,其它計算略去。總體方案:全斷面開挖,采用復式楔形掏槽,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為1.1-1.2m。2024/11/743圖5Ⅲ級圍巖臺階法光面爆破炮眼布置圖2024/11/7442024/11/7452024/11/746設計6-問題
某水電站地下廠房開挖尺寸:長×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,頂拱層采用中導硐先行,后兩側(cè)擴挖。第2~3層先中部施工,形成臺階后進行梯段爆破開挖,其中第二層的臺階開挖高度為7m。地下廠房開挖程序如圖4-1所示。2024/11/747設計6-問題
設計要求如下(只針對第二層):(1)梯段爆破設計參數(shù):孔徑、孔距、排距、孔深、裝藥結(jié)構(gòu)、填塞長度、單耗(按巖性考慮)、每孔裝藥量。(2)每次爆破5排孔,每排12個炮孔、共計60個孔、要求逐孔起爆。設計提示:(1)梯段爆破應注意減小對圍巖的擾動;(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設計6-解答
按照題意的要求,開挖的區(qū)域為第二層中間的槽挖部位,為了保護巖錨梁巖臺,兩側(cè)保護層留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:采用垂直深孔臺階松動爆破,在開挖連線設置預裂爆破炮孔。2024/11/749設計6-解答
(1)梯段爆破參數(shù)設計孔距a,由于每排布置12個炮孔,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,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;填塞長度Lt,Lt=(20-30)d=25×65=1.6m;裝藥長度Lc,Lc=L-Lt=7.6-1.6=6m2024/11/750設計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,藥卷長度為400mm,則每個藥卷質(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設計6-解答
(2)爆破網(wǎng)路設計采用逐孔起爆,選用Orica高精度導爆管雷管。孔內(nèi)采用400ms延期的導爆管雷管??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,排間延期時間間隔為25ms??组g微差時間:Δt1=k1×W=(3~8)×2.2=6.6~17.6ms排間微差時間:Δt2=k2×W=(10~16)×2.2=22~35.2ms
起爆網(wǎng)路如圖1所示。圖中每個孔口位置的數(shù)字表示地表延期到該孔時所用的時間,單位為ms。預裂孔先于主炮孔100ms起爆。1-預裂孔2-主炮孔3-自由面圖1起爆網(wǎng)路圖設計6-解答2024/11/753設計7-問題
爆破治理某地的危岸體2024/11/754設計7-解答
總體方案:采用定向崩塌控制爆破,采用臺階中深孔(必要時采用淺孔)松動爆破處理危巖體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,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,在任何一個南北垂直剖面上,保留A塊不動,先處理E塊和D塊的上部,當處理到A塊的中部時(此時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)設計:參見教材304-306頁。2024/11/756設計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級航道建設標準。(1)整治方案及工程措施。針對本灘的形成原因和礙航狀況,為了達到Ⅳ級航道標準,采用疏、炸、導相結(jié)合的方案進行整治,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)適當加寬;
2)在洲頭筑4號分流壩引導水流,調(diào)整兩汊分流比;
3)灘中右岸筑5號順壩封灣,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設計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,用挖石船配合運石船進行清渣。設計要求:(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(說明水下爆破施工的特點)。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)合工程實踐經(jīng)驗,炸藥單耗q0值取為2.0kg/m3.2024/11/758設計8-解答
總體方案:采用鉆孔爆破作業(yè)船進行鉆孔、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,長度600mm,每個藥卷質(zhì)量為4kg,選用導爆管雷管進行爆破網(wǎng)路的連接和起爆。2024/11/759設計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:選用潛孔鉆機進行鉆孔,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;裝藥長度Lc,每個炮孔裝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行填塞了。2024/11/760設計8-解答
(3)起爆體和起爆網(wǎng)路每個炮孔中采用兩發(fā)高段別的導爆管雷管進行起爆,孔外(水面)相鄰孔之間采用短延期雷管連接,以實現(xiàn)逐孔起爆。(4)爆破施工工藝流程(參見教材375-378頁)鉆孔平臺進入施工現(xiàn)場——確定孔位——下套管——鉆孔——裝炸藥——拔套管——連接爆破網(wǎng)路——鉆孔平臺撤離——施爆——移動鉆孔平臺至新的位置。2024/11/761設計9-問題
露天深孔臺階爆破設計。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潛孔鉆機穿孔,鉆孔直徑均為165mm,深孔爆破,臺階高度為15m,爆破采用塑料導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)480萬噸(礦石200萬立方米)。因此,為減小爆破振動,保證居民的生活穩(wěn)定,同時,又不要影響采礦強度和礦山中長期生產(chǎn)計劃。設計要求:(1)露天深孔臺階爆破設計;(2)降低爆破振動的技術(shù)措施。2024/11/762設計9-問題
設計提示: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)合理布置采場工作線方向。2024/11/763設計9-解答爆破方案:露天深孔臺階松動爆破,為了降低爆破振動,采用逐孔起爆。(1)露天深孔臺階爆破設計已知:H=15m,d=165mm設礦山工作制度是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設計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假設采場無水,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裝藥長度:Lc=Q/Q1=174/17.1=10.2m2024/11/765設計9-解答可間隔長度: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=435m3一次應起爆的總孔數(shù):n=V總/V=40000/435=92個求出最大同段藥量Qmax:由公式導出,式中R=300m,V=1.0cm/s,對于中硬巖石,K=200,α=1.65,將已知數(shù)據(jù)代入上式,計算得。最多同段孔數(shù)n同=Qmax/Q=1769/174=10個。2024/11/766
(2)降低爆破振動的技術(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個以內(nèi)。②每次起爆4排,每排23個炮孔,總孔數(shù)為92個。這些炮孔采用高精度導爆管雷管進行網(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,實現(xiàn)逐孔起爆,使最多同段炮孔數(shù)降低到4個,最大同段藥量降低為696kg。設計9-解答2024/11/767
(2)降低爆破振動的技術(shù)措施③采用氣體間隔器進行中間間隔裝藥,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產(chǎn)生的峰值壓力,從而進一步降低爆破振動。④合理布置采場工作線方向。爆破時,抵抗線的方向與工作線方向垂直或斜交。抵抗線方向產(chǎn)生的爆破振動最小,相反方向產(chǎn)生的振動最大,而兩側(cè)產(chǎn)生的振動居中。但由于抵抗線方向易產(chǎn)生飛石,不該直接對著保護對象。所以,布置工作線時,應使民宅處于工作線的端部,即爆區(qū)的側(cè)面,以降低爆破振動對其產(chǎn)生的影響。設計9-解答2024/11/768設計10-問題
某2024/11/769設計10-解答總體方案:露天深孔臺階松動爆破。(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m3(實方);每天爆破方量V天=30萬m3/300d=1000m3/d;(實方)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m3×ρ巖=78萬t>50萬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)計算得炸藥單耗q=0.46kg/m3。選取臺階高度H=10m,每次爆破所需總藥量Q總=qV次=0.46×7500=3450kg2024/11/770設計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;每次爆破所需總延米數(shù)L總=n總×L=54×11=594m;潛孔鉆機所需數(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-鉆機臺班效率,m/(臺班);p1=30m/(臺班);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,取2臺。2024/11/771
根據(jù)礦山的規(guī)模,選用2m3的單斗挖掘機用于鏟裝,其生產(chǎn)效率可用下式計算:式中,V挖——挖掘機生產(chǎn)率,m3/h;
V——鏟斗容積,m3,取值為2m3;
n——挖掘機每小時循環(huán)次數(shù),取值為160次;
Kc——鏟斗充滿系數(shù),對于巖石取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,計算得V挖=149m3/h。設計10-解答2024/11/772挖掘機的臺班效率,按下式計算:
式中,VB
挖掘機臺班實際生產(chǎn)能力,m3/(臺·班);V挖
挖掘機技術(shù)生產(chǎn)能力,m3/h;T
班工作時間,h,取值為8;
班工作時間利用系數(shù),即鏟裝時間占班工作時間的比例,取值60%。將數(shù)據(jù)代入上式得,Vb=715.2m3/(臺·班).所需挖掘機的數(shù)量N挖=V天/2/Vb=1000*1.5/2/715.2=1.05臺,取2臺。設計10-解答2024/11/773設計10-解答選用自卸汽車進行運輸,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算:(1)式中N——自卸汽車需求臺數(shù),臺;
Qy——露天礦年運輸量,t/a,Qy=30萬m3×2.6t/m3=78萬t;
QB——自卸汽車的臺班生產(chǎn)能力,t/(臺班);
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用下式計算:(2)式在q——自卸汽車載重量,t;20t;
T——自卸汽車的班工作時間,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間利用系數(shù),取0.75t——自卸汽車的運輸周期,min;該值對汽車需求量影響很大,主要取決于裝車時間,行駛時間,卸車時間,等待裝車時間;行駛時間取決于運輸距離和行車速度。假設運輸距離為3km,汽車平均運行速度為30km/h,則t=15-20min,取t=18min。將數(shù)據(jù)代入公式(1),計算得:QB=340t/(臺班)。再將數(shù)據(jù)代入公式(1),計算得:N=5.6臺,取N=6臺。設計10-解答2024/11/775設計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;填塞長度:Lt=(20-30)d,取28d,得Lt=2.8m;裝藥長度:Lc=L-Lt=11-2.8=8.2m無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設計10-解答
(3)起爆網(wǎng)路設計每個爆區(qū)包括54個炮孔,分3排,每排18個炮孔,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。采用高精度導爆管雷管起爆。孔內(nèi)采用400ms延期的導爆管雷管??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。圖中每個孔口位置的數(shù)字表示地表延期到該孔時所用的時間,單位為ms。2024/11/7772024/11/778設計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,個別飛散物對人員的最小安全距離為200m。露天爆破個別飛石安全距離可以參考硐室爆破個別飛石的安全距離計算公式:
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);該露天爆破是松動爆破,n值應小于1,但由于起爆時采用的是寬孔距、小抵抗線方式,所以n值應適當增大,取n=1;
W——最小抵抗線,m;W=3.5m。將數(shù)據(jù)代入公式,計算得:RF=87.5m<200m。所以安全警戒距離可確定為200m,飛石不會超出該范圍。(5)爆破振動影響分析從起爆網(wǎng)路圖可以看出,最大同段孔數(shù)有3個,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,計算得V=0.577cm/s。計算結(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速度也在1.0cm/s,所以該礦山的爆破不會對周圍的民宅及其他建(構(gòu))筑物產(chǎn)生破壞性影響,距離稍遠時,甚至都感覺不到爆破振動。設計10-解答2024/11/780案例1-問題提高我國巖巷掘進速度的技術(shù)措施有哪些?巖巷掘進在煤礦建設和生產(chǎn)中,占有重要的地位,在新井建設中,巷道掘進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。國有重點煤礦每年巖巷掘進進尺約為1250~1550km。但巖巷掘進平均月進度較低,裝載機械化程度也僅達84%,平均工效為0.125m/工。大多數(shù)局(礦)掘進速度低于《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》規(guī)定的指標。試問:以你所從事過的工程為例,說明提高我國巖巷掘進速度的技術(shù)措施有哪些?2024/11/781案例1-分析提高我國巖巷掘進速度的技術(shù)措施有:(1)采用中深孔光面爆破技術(shù):在巖巷掘進過程中,尤其是在大斷面巖巷掘進時,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,增大一次進尺量,加快掘進速度。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,減少支護量,加速施工進度,提高掘進速度。將中深孔爆破技術(shù)和光面爆破技術(shù)結(jié)合起來,運用到巖巷掘進中,可以大大提高掘進速度。2024/11/782(2)影響巖巷掘進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(臺車)進行鉆孔,提高鉆孔精度和速度,保證鉆孔的質(zhì)量。爆破參數(shù)對巖巷中深孔爆破速度有很大影響,所以應優(yōu)化設計參數(shù),尤其是設計好掏槽孔的相關(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)設備因素,采用大型鉆眼臺車和重型鑿巖機具。采用中深孔進行巖巷掘進時,由于炮孔直徑加大,鉆孔時的阻力加大,所以應研制新型大型鉆眼臺車和重型鑿巖機具,并應用到實際鉆進工作中,以便加大鉆進動力,以適應實際需要,加快鉆進速度,縮短鉆孔時間,提高掘進速度。案例1-分析2024/11/784(4)加強施工組織管理。在巷道掘進過程中,通常要經(jīng)過鉆孔、裝藥、連線起爆、通風除塵、撬頂除碴等工藝環(huán)節(jié),有的還需要支護。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)省時間,縮短每循環(huán)周期,加快施工進度。反之,不但施工進度慢,而且會造成巨大的時間和資金浪費。所以,在施工之前,應制定出嚴格的施工組織圖;施工時,責任到人,協(xié)調(diào)好各環(huán)節(jié)之間人員、設備的調(diào)配,認真按施工組織圖施工。并在施工過程中根據(jù)現(xiàn)場實際情況靈活應變,將安全、效率、效益集中體現(xiàn)出來,最大限度地提高施工進度。案例1-分析2024/11/785案例2-問題
平巷掘進爆破參數(shù)的確定。某工程需要在f=14,均質(zhì)花崗巖中掘進一條巷道,巷道掘進斷面寬3900mm,墻高為1700mm,拱高為掘進寬度的一半,即1950mm,平巷掘進斷面積為12.16m2.
鑿巖機鉆孔直徑為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。使用2號巖石炸藥,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?用計算法驗證孔深(2.1m)和炮孔數(shù)目(41個)的合理性,條件不足時自己補充。2024/11/786案例2-分析
可根據(jù)經(jīng)驗法確定炮孔深度。當斷面面積S>12m2,巖石堅固性系數(shù)f=7-20時,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固性系數(shù)的前提下,可以用下述公式計算出合理的炮孔數(shù)目:實際共布置41個炮孔,與計算值接近,所以布置41個是合理的。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化石和表土,下部為微風化花崗巖,節(jié)理發(fā)育,f=14.爆區(qū)周圍環(huán)境極為復雜,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m3,鉆孔米數(shù)324m,使用炸藥近9620t。(1)在露天臺階爆破采用了分區(qū)接力和多排毫秒延期起爆網(wǎng)路,有效地降低爆破振動效應;(2)在緊靠建(構(gòu))筑物,且高于建(構(gòu))筑物山體,采取預留巖墻和立體防護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度降低了大塊率。試問:根據(jù)你的工程實踐經(jīng)驗,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效應,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進行分析。案例3-問題2024/11/789案例3-分析為了有效降低爆破振動效應、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)需要的基礎上,盡量縮小每次爆破規(guī)模,減小爆破振動。(2)控制最大同段藥量。爆破振動的強度與最大同段藥量成正比,所以通過采用逐孔起爆,甚至是單孔起爆,可以有效地減少最大同段藥量,達到降低爆破振動的目的。(3)優(yōu)化爆破參數(shù)??赡芡ㄟ^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,可以降低同段藥量,達到降低爆破振動的目的,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的強度。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?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。(7)工作線的布置方向。通常爆區(qū)的抵抗線方向產(chǎn)生的個別飛石最遠,所以抵抗線方向應朝向正西,以減少飛石滾石對周圍環(huán)境和建筑物的影響。(8)安全防護。在開挖區(qū)和保護對象之間采用預裂爆破,事先形成預裂縫,從而可以大大降低主爆區(qū)爆破時對保護對象的振動影響。案例3-分析2024/11/791案例4-問題
中國南部某大型采石場日產(chǎn)成品規(guī)格石3.5萬m3,月平均爆破石方量80萬m3
。采區(qū)高差180m、面積為40萬m2??偙品搅考s1000萬m3
。爆破生產(chǎn)的石料按塊度規(guī)格10~2000kg分選為15個品種,其巖石級配相當嚴格,10kg以下塊石不得大于10%。爆破作業(yè)區(qū)巖石為閃長花崗巖,f=8~14,節(jié)理、裂隙、風化溝、破碎帶十分發(fā)育。采場統(tǒng)一為15m高臺階,每天爆破3~4個臺階,爆破排數(shù)不超過3排,寬度100~150m,炮孔為140mm垂直孔。試問:如果你接手這個工程,采用哪些方法可以控制塊度級配和降低粉礦率?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。通過采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu),適當減小線裝藥密度,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?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,可以通過增大抵抗線和孔間距,達到弱松動爆破的效果,從而增加塊石的產(chǎn)出率。以上的措施應綜合考慮,統(tǒng)一實施,以達到生產(chǎn)對塊度的要求,同時又要考慮施工的方便性和生產(chǎn)成本。2024/11/793案例5-問題
精細爆破就是通過定量化的爆破設計、精心的爆破施工和精細化的爆破管理,進行炸藥爆炸能量釋放與介質(zhì)破碎、拋擲等過程的控制,既達到預期的爆破效果,又實現(xiàn)爆破有害效應的控制,最終實現(xiàn)安全可靠、技術(shù)先進、綠色環(huán)保及經(jīng)濟合理的爆破作業(yè)。精細爆破不僅局限于傳統(tǒng)控制爆破,精細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:在實際爆破工程設計與施工中,如何體現(xiàn)精細爆破這一理念?提示:(1)精細爆破的關(guān)鍵技術(shù),設計、施工和管理;(2)精細爆破對有害效應的控制;(3)精細爆破面臨的問題與展望。2024/11/794案例5-分析
(參見220-221頁)在實際爆破工程設計與施工中,通過以下幾個方面體現(xiàn)精細爆破理念:(1)定量化的爆破設計。包括:爆破設計理論和方法;爆破效果的預測;爆破負面效應的預測預報。(2)精心施工。包括:精確地測量放樣與鉆孔定位;基于現(xiàn)場爆破條件的反饋設計與施工優(yōu)化;精心的裝藥、填塞、聯(lián)網(wǎng)和起爆作業(yè)等。(3)精細化管理。包括兩個方面,一是實時監(jiān)控,二是科學管理。實時監(jiān)控包括:爆破塊度和堆積范圍的快速量測;爆破影響深度的及時檢測;爆破振動、沖擊波、噪聲和粉塵的跟蹤監(jiān)測與信息反饋;炸藥與起爆器材性能參數(shù)的檢測;爆破監(jiān)控信息的及時反饋等。科學管理的內(nèi)容包括:建立考慮爆破工程類型、規(guī)模、重要性、影響程度和工程復雜程度等因素的爆破工程分級管理辦法;爆破工程設計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體系;爆破作業(yè)與爆破安全的管理與獎懲制度等。2024/11/795案例6-問題
某采石工程總方量1300萬m3,采用臺階爆破,臺階高度15m,巖石堅固性系數(shù)f=8~12,傾斜孔超深1.0m。在管理和技術(shù)上采取了兩項強有力的措施,將平均單耗由0.45kg/m3降到0.35kg/m3
,整個工程節(jié)省鉆爆費用1000萬元以上,這兩項技術(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度?(2)上部延米裝藥量減半,對爆破效果有何影響?(3)還有什么裝藥結(jié)構(gòu)可以達到同樣的效果?提示:(1)一般底部全耦合裝藥段的長度不大于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,爆巖運動情形不同進行論述;(3)圍繞炸藥品種、裝填密度和裝藥結(jié)構(gòu)三個方面論述。2024/11/797案例6-分析(1)控制全耦合裝藥長度的方法:首先確定全耦合裝藥長度。通常底部全耦合裝藥段的長度不小于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、裝藥長度計算出裝藥量。第三采用散裝炸藥。第四在裝藥過程中控制裝藥量,并實時測量藥高,控制全耦合裝藥長度。(2)上部裝藥量減半,對爆破效果影響如下:在炮孔不同深度對應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,因此應降低裝藥量,避免爆破后,該部位的巖塊過分粉碎和過分前拋。適當減少中上部裝藥量,可以降低炸藥爆炸時炮孔中的峰值壓力,降低對巖塊的破碎和推移作用,使巖塊的移動速度與底部巖塊的移動速度基本一致,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,達到同樣的爆破效果。三是采用空氣間隔裝藥和全長不耦合裝藥。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
鷹廈鐵路進行路塹開挖時,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,采用導爆索齊發(fā)起爆,共消耗導爆索9600m(地表敷設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:試分析設計中的錯誤?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,地表導爆索起爆網(wǎng)路造成的振動與空氣沖擊波過大的原因分析。2024/11/7100案例7-分析
本設計中存在的不中之處有以下幾點:一是孔網(wǎng)參數(shù)過?。翰捎弥睆?50mm鉆機,孔距為2.3m,排距2.0m,爆破對象是砂巖,屬于中硬及以下巖體,孔網(wǎng)參數(shù)明顯太小。二是炸藥單耗過高:對于中硬巖體,進行露天淺孔爆破時,單位炸藥消耗量應控制在0.4kg/m3為宜,而該設計選為1.2kg/m3,高出太多。三是單孔裝藥量高:對于孔深從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,致使爆破地震效應等有害效應突出。四是起爆器材選用導爆索:爆破時共消耗導爆索9600m,其中地表敷設4000m,導爆索本身具有很強的起爆能力,所以敷設在地表,會產(chǎn)生強烈的沖擊波和爆破噪聲以及爆破振動。五是齊發(fā)起爆,同段藥量過大:該次爆破共消耗22.7t炸藥,使用導爆索連接網(wǎng)路,屬于齊發(fā)起爆,同段藥量過大,造成民房受損等爆破危害。2024/11/7101案例8-問題
河北某水庫溢洪道采用深孔爆破進行開挖。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.為加快裝藥進度,工人用整包裝散藥直接倒入
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