课程设计隧道光面爆破优化设计

爆破工程课程设设设计题目隧隧隧道光面爆爆破破优化设设计 目录2012.1目录HYPERLINK\l"_Toc313921961"爆破工程课程设设设计任务务书爆破工程课程设设设计任务务书一、课程设计的的的任务根据交通土建工工工程爆破破工程程师手册册、爆爆破安全全规程程(GB67722--20003)、简明爆爆破破工程设设计手手册等要要求，进进行某隧隧道光光面爆破破优化化设计。二、课程设计内内内容及要要求(1)熟悉任任任务书提提供的的有关设设计资资料，认认真仔仔细分析析和研研究各种种相关关文件及及工程程资料；；(2)掌握爆爆爆破参数数设计计，装药药结构构设计；；(3)掌握爆爆爆破网络络敷设设，爆破破效果果预测，爆爆破破工程量量计算算，爆破破设计计感想；；(4)按时独独独立完成成，字字迹清楚楚、工工整，章章节顺顺序安排排合理理；(5)设计图图图用CAD绘制(A4)，图纸包包括括：孔网网参数数图，装装药结结构图，网网络络敷设图图；(6)胶装订订订整齐、美美观观，全班班统一一封面设设计，字字数不低低于1万字。三、设计步骤(1)审题(2)环境描描描绘。绘出出爆爆破示意意图及及安全注注意事事项。(3)设备选选选型。根据据爆爆破规模模及爆爆破条件件选定定供风设设备及及穿孔设设备类类型。(4)确定穿穿穿孔爆破参参数数。包括括孔位位、孔径径、孔孔深、孔孔角、超超深、孔孔间距距、排间间距等等。(5)确定装装装药结构。确确定装药结构构类型，装药药长度、充填填长度及偶合合系数等。(6)网络敷敷敷设。确定定起起爆方式式、网网络敷设设形式式、雷管管段数数、采用用电雷雷管爆破破需计计算电阻阻值，绘绘出爆破破网络络敷设图图。(7)计算爆爆爆破工程量量。计计算爆破破体积积、爆破破工程程量、炸炸药量量、爆破破进尺尺、炸药药单耗耗、雷管管消耗耗量、延延米爆爆破量等等(8)计算安安安全距离。计计算地震波、冲冲击波安全距距离。(9)预测爆爆爆破效果。(10)确定定定警戒距离离。由由爆破安安全规规程及爆爆破实实际确定定安全全警戒距距离，设设置相应应的岗岗哨。(11)施工工工及安全组组织织。组织织爆破破施工及及安全全警戒工工作，成成立相应应的管管理机构构，明明确岗位位职责责、建立立安全全网络，负负责责爆破全全过程程的施工工与安安全管理理工作作。四、课程设计题题题目设计题目某隧道光光面面爆破优优化设设计某隧道采用矿山山山法开挖挖，其其横断面面形状状如图所所示，围围岩坚固固性系系数为f，围岩密密度度为2.600tt/m3，炸药单单耗耗为q，每次爆爆破破长度约约为L米(详见附表表一)，则应如如何何进行爆爆破设设计才能能满足足要求。五、设计进度安安安排(1)本学期期期18-119周(2011年12月26——2012年1月6日)(2)201112年1月6日答辩及及设设计成绩绩评。六设计说明书书格格式要求(1)严格按按按科研论论文的的排版格格式，包包括参考考文献献格式；；(2)页面设设设置：页页边距距：上2厘米，下2厘米，左2.5厘米，右2厘米，页页眉1.5厘米，页页脚1.75厘米间距：段段前0行，段后0行行距：1.5倍行距；；(3)字体和和和字号一级标题：四号号号，宋体体和TimeessNeewRommann字体，加加粗粗，靠左左顶格格；二级或三级标题题题：小四四号，宋宋体和TimeessNeewRommann字体，加加粗粗，靠左左顶格格；正文部分：五号号号，宋体体和TimeessNeewRommann字体；希希腊腊字母用Symbbool字体；图题、表题：小小小五号，加加粗粗，宋体体和TimeessNeewRommann字体；图、表中文字用用用：小五五号TimeessNeewRommann字体，量量与与单位之之间用用“/”间隔；图注与说明、表表表注与说说明：：小五号TimeessNeewRommann字体。图1第一组组组隧道断面面形形状图2第二组组组隧道断面面形形状图3第三组组组隧道断面面形形状某隧道光面爆破破破优化设设计一、工程概况、环环境与技术要要求1.1设计依据据据根据交通土建工工工程爆破破工程程师手册册、爆爆破安全全规程程(GB67722--20003)、简明爆爆破破工程设设计手手册等要要求，进进行某隧隧道光光面爆破破优化化设计。某隧道采用矿山山山法开挖挖，其其断面形形状设设计如图1-1所示，围围岩岩坚固性性系数数为f=1155~200，围围岩密度度为2.600tt/m3，R1=2.22m，R2=3m，每次爆爆破破长度约约为L=2..88m。周围围岩岩稳稳定，无无大量量的地表表水，地地下涌水水量也也不是很很大。采用全断断面面开挖方方式。图1-1隧道道道断面形状状1.2技术要求求求(1)该隧道道道周围围岩岩稳稳定，无无大量量的地表表水，地地下涌水水量不不大。所所穿过过的岩层层坚硬硬稳定，可可以以预计隧隧道要要承受较较大的的地压。据据此此可采用用喷射射混凝土土支护护。(2)炮眼的的的装药量和和封封泥量及及封泥泥材料必必须满满足《安安全规规程》的的求。装装药前和和放炮炮前，必必须检检查放炮炮地点点20米以内风风流流中的瓦瓦斯浓浓度，当当达到到1%时，禁止止放放炮。(3)防止盲盲盲炮及残炮炮的的产生,雷管受潮潮或或有其他他缺陷陷，使其其起爆爆能力降降低及及不同厂厂家不不同类型型的雷雷管不得得混用用。连线线后检检查整个个网络络查看有有无连连错或漏漏连，进进行爆破破网络络准爆电电流的的计算，起起爆爆前用专专用爆爆破电桥桥测量量网路的的电阻阻，测定定值与与计算值值之间间不应相相差10%以上。检检查查放炮电电源并并对电源源的起起爆能力力进行行计算，炸炸药药避免捣捣得很很紧，充充分接接触及可可。(4)预防杂杂杂散电流，装装药前应该检检测爆区内的的杂散电流，当当杂散电流超超过30mA时，应该采采用抗杂散电电流的电雷管管或采用防杂杂散电流的电电爆网络，正正确安装电器器设备装置的的接地装置，防防止加线牵引引网络漏电。确确保电爆网络络的质量，爆爆破导线不准准有裸露接头头，防止损伤伤导线的绝缘缘包皮，检查查雷管接线，检检查是否已与与雷管连接的的导线两端。1.3工程地质质质条件由普氏岩石分级级级表可知知岩石石坚固系系数115~220的的岩石主主要为为坚硬、致致密密、强韧韧的石石英岩、花花岗岗岩及玄玄武岩岩，非常常坚实实的其他他岩石石等，为为Ⅶ级。1.4爆破规模模模及爆破破周边边环境该隧道断面的岩岩岩石坚固固性系系数为15~220，为特坚坚硬硬岩石。计计算算出爆破破该断断面所需需的炸炸药量为为611.7119kkg，由于于大大于50kg，则该该爆爆破属于于中等等规模的的爆破破。某隧道采用矿山山山法开挖挖，围围岩密度度为2.600tt/m3，爆破面面积积为9.822mm2，爆破周周长长为11.5533m，爆破体体积积为27.44996mm3。在爆破破区区四周几几乎为为荒地，没没有有居民区区，树树木稀少少，降降水量少少，主主要在7～8月。1.5安全注意意意事项安全，是爆破工工工程永恒恒的主主题。纵纵观种种种爆破破安全全事故，一一类类是外界界因素素致使药药包早早爆或拒拒爆，另另一类是是爆破破产生的的飞散散物、振振动、冲冲击波、毒毒气气等效应应造成成对周围围环境境和人员员的安安全影响响。而而分析爆爆破事事故产生生的原原因，或或是由由于爆破破管理理的疏漏漏，未未能遵守守爆破破安全规规程的的要求；；或是是由于爆爆破技技术的失失误以以及对客客观规规律认识识的不不够而造造成的的。二、设备选型2.1钻孔设设设备的选选择凿岩机是冲击式式式穿孔法法使用用的钻孔孔机械械，它的的种类类很多，按按动动力分为为风动动凿岩机机、电电动凿岩岩机、液液压和内内燃凿凿岩机。其其中中风动凿凿岩机机又分为为手持持式、气气腿式式伸缩式式(向上式)和导轨式式几几种。(1)手持持持式凿岩岩机：：一般重重量在在30kg以下，适适用用于钻凿凿垂直直或倾斜斜向下下的炮孔孔，如如用于竖竖井掘掘井、破破碎大大块、浅浅眼采采矿等。手手持持操作，劳劳动动强度大大，可可钻各种种方向向的较小小直径径，较浅浅深度度的炮眼眼，如如01-330型钻眼直直径34-4422mm孔深4米。(2)气腿式式式凿岩机机：重重量一般22~330千克，带带有有起支撑撑作用用的气腿腿，如如YT-223、YT-224、YT25、YTP226型等凿岩岩机机等已被被广泛泛使用。它它们们一般能能钻凿凿深度2-5m，直径为34-4422mm或带一定定倾倾角的炮炮孔。(3)向上式式式凿岩机机：该该机带有有轴向向起腿，专专用用于钻凿60°--990°的向上炮炮孔孔。重量量一般般为40千克左右右，钻钻孔深度度一般般为2-5mm,孔径为36-4488mm。有YSP--445及01-445型凿岩机机等等。(4)导轨式式式凿岩机机：该该机较重重，达达35-11000Kg，一般装装在在凿岩台台车或或柱架的的导轨轨上工作作。有有YG-440、YG-665、YG-880及YG-990型等。根据岩石硬度、巷巷道断面、钻钻眼深度以及及直径等因素素选择气腿式式凿岩机比较较好，由于本本例中巷道断断面较大、岩石属中等等强度的岩石石穿爆长度为为2.8m相对较大，由由此选YT-23型气腿式凿凿岩机较好。气气腿式凿岩机机便于组织多多台凿岩设备备凿岩，易于于实现凿岩与与装岩平行作作业，机动性性强，辅助工工时短、利于于组织快速施施工等优点，所所以现场广为为使用。2.2供风设设设备的选选择2.2.1供风风风设备选选择的的原则(1)供风机机机必须安装装在在地面；；装有有供风机机的井井口必须须封闭闭严密，其其外外部漏风风率在在无提升升设备备时不得得超过过5%，有提升升设设备时不不得超超过15%。(2)必须保保保证主要供供风风机连续续运转转。(3)必须安安安装2套同等能能力力的主要要供风风机装置置，其其中1套作备用用，备备用供风风机风风机必须须能在在10miin内开动。在在在建井期期间可可安装1套供风机机和1部备用电电动动机。生生产矿矿井现有有的2套不同能能力力的主要要供风风机，在在满足足生产要要求时时，可继继续使使用。(4)严禁采采采用局部通通风风机或风风机群群作为主主要通通风机使使用。(5)装有主主主要通风机机的的出风井井口应应安装防防爆门门，防爆爆门每每6个月检查查维维修1次。(6)至少每每每月检查1次主要供供风风机。改改变供供风机转转数或或叶片角角度时时，必须须经矿矿技术负负责人人批准。(7)新安装装装的主要供供风风机投入入使用用前，必必须进进行1次供风机机性性能测定定和试试运转工工作，以以后每5年至少进进行1次性能测测定定。(8)生产矿矿矿井主要供供风风机必须须装有有反风设设施，并并能在10miin内改变巷巷道道中的风风流方方向；当当风流流方向改改变后后，主要要通风风机的供供给风风量不应应小于于正常供供风量量的40％。2.2.2通风风风设备的的选择择地下工程掘进时时时，一般般只有有一个出出口，其其通风方方式有有以下几几种：：(1)总风压通通通风：这种通风风方方法是借借助于于风障或或风筒筒等设施施，将将主扇或或辅扇扇造成的的新鲜鲜风流引引入独独立工作作面，以以稀释或或排出出其中的的污浊浊空气。它它的的最大优优点是是通风可可靠、管管理方便便，但但要求有有一定定的总风风压，以以克服引引风风风道的阻阻力。因因此在选选择这这种通风风方法法时要注注意作作用于该该处的的总风压压能否否满足局局部通通风的要要求，同同时也要要考虑虑在工程程上是是否可行行。(2)扩散通风风风：扩散通风风方方法不需需要任任何辅助助设施施，主要要是靠靠新鲜风风流的的紊流扩扩散作作用清洗洗工作作面，它它只适适用于短短距离离(10~1155m)的独立工工作作面。(3)引射器通通通风：引射器通通风风方法的的原理理，是利利用高高压水或或压缩缩空气为为动力力，经过过喷嘴嘴(喷头)高速射出出。在在喷出射射流周周围造成成负压压区而吸吸入空空气，并并经混混合管混混合整整流继续续推动动被吸入入的空空气，造造成风风筒内风风流流流动。若若流经经喷嘴的的是压压缩空气气，常常称作压压气引引射器。以以高高压水为为动力力的引射射器，常常称作水水风机机。这种种通风风适用于于掘进进硐室或或与局局扇配合合使用用。(4)局扇通风风风：这是目前前地地下工程程最常常用的一一种通通风方法法。按按照局扇扇的工工作方式式，局局扇通风风又分分为压入入式通通风、抽抽出式式通风和和混合合式通风风。1)压入式通风风风是指通通过扇扇风机把把新鲜鲜风流经经风筒筒压送到到工作作面，而而将污污浊空气气沿巷巷道排出出。采采用这种种通风风方式，工工作作面的通通风时时间短，但但全全巷道的的通风风时间长，因因因此适用用于较较短巷道道掘进进的通风风。2)抽出式通风风风是指工工作面面的污浊浊空气气经风筒筒用扇扇风机抽抽至回回风道，新新鲜鲜风流由由巷道道流至工工作面面，巷道道处于于新鲜风风流中中。它适适用于于较长巷巷道的的掘进通通风，但但工作面面的通通风效果果不好好。3)混合式通通通风是指指安装装两台扇扇风机机，一台台向工工作面压压送新新风，一一台把把污风抽抽回至至风道。这这种种通风方方法具具备了压压入式式通风和和抽出出式通风风各自自的优点点，而而避免了了它们们各自的的缺点点，通风风效果果良好，多多用用在大断断面长长距离巷巷道掘掘进时的的通风风。本项目掘进巷道道道较短，综综合合以上各各种供供风方式式的优优缺点，采采用用压入式式通风风。2.3装载设设设备的选选择平巷掘金中装岩岩岩与转运运使最最繁重最最费时时的工序序，一一般情况况下它它占据进进循环环时间35%～50%，因此选选用用恰当的的装岩岩机能有有效提提高掘进进机械械化水平平，加加快掘进进速率率，提高高劳动动效率，减减轻轻工人劳劳动强强度及降降低成成本。目目前，国国产和进进口的的装载机机械类类型很多多，且且都向大大型化化发展。主主要要有以下下两种种：一、前端式装载载载机：前端式装装载载机在露露天施施工中得得到广广泛的应应用。通通常情况况下，前前端式装装载机机是一种种重要要的辅助助设备备，用以以清理理岩堆，从从工工作面搬搬运大大块岩石石，筑筑路，排排土，松松散土岩岩和运运输重型型部件件及材料料等。在在一定条条件下下，如装装运相相距不远远而又又分散的的岩土土，以及及在中中小型工工程项项目中，前前端端式装载载机可可代替电电铲作作为主要要的生生产设备备。井井下隧道道、矿矿山的岩岩石搬搬运和出出渣，在在中、短短运距距条件下(小于200mm)单人单机机独独立进行行装运运卸作业业。在在长距离离运输输条件下(大于200mm)为装载设设备备，配合合各类类地下自自卸矿矿车进行行工作作。前端端式装装载机是是一种种灵活、机机动动，生产产费用用低的高高效能能装载设设备。二、带转载设备备备的铲斗斗式装装载机：带转载设设备备的铲斗斗式装装载机是是在工工作机构构后面面安装了了一台台转载运运输机机，工作作时，碎碎石经运运输机机转载到到矿车车里。它它是地地下工程程的主主要清运运设备备之一。我我国国目前生生产的的这类装装载机机主要有ZCY--330和ZCY--660型两种，主主主要用在在铁路路、公路路隧道道和水工工隧洞洞的施工工，及及井下大大断面面水平巷巷道的的掘进工工作中中。由巷道断面尺寸寸寸，且需需适用用于巷道道掘进进工作，故故可可选用带带转载载设备的的铲斗斗式装载载机。三、爆破参数设设设计本工程采用的是是是平巷掘掘进爆爆破，平平巷掘掘进的特特点是是只有一一个自自由面，同同时时炮眼深深度受受到限制制，一一般只有1.5mm~~3.00m。平巷掘掘进进中的炮炮眼，按按其位置置和作作用不同同，可可分为掏掏槽眼眼、辅助助眼、周周边眼。周周边边眼又可可分为为顶眼，底底眼眼，帮眼眼。三三种炮眼眼起的的作用不不同,其孔径的的大大小、孔孔深、孔孔角、孔孔间距距、排间间距也也不同。3.1炸药选择择择岩石的坚固系数数数为f=155~~20，为特坚坚硬硬岩，工工程中中最常使使用的的炸药为2号岩石炸炸药药、乳化化炸药药、水胶胶炸药药等工业业炸药药。(1)硝酸铵铵铵(NH4NO3)本身是一一种种爆炸材材料，在在适当条条件下下可以产产生爆爆炸。硝硝酸铵铵本身感感度低低、具有有较强强的吸湿湿性和和结块性性，在在爆炸反反应后后产生H2O、N2及一些对对人人体有害害并且且吸收能能量的的N-O化合物，因因因此常常常作为为氧化剂剂与燃燃烧剂及及其它它成分组组成混混合猛性性炸药药。这类类炸药药通称硝硝铵类类炸药。目目前前市场供供应的的95%以上属于于这这类炸药药。硝硝铵类炸炸药可可分为铵铵油炸炸药、铵铵梯炸炸药、露露天铵铵梯炸药药、铵铵松蜡炸炸药、含含水炸药药等系系列。(2)乳化炸炸炸药具有较较高高的炮轰轰感度度和良好好的爆爆炸性能能，其其具有如如下的的特点：：1))爆炸性性能能好；2))抗水性能能强强；3)安全性性能好；；4))环境污污染染小；5))原料来源源广广泛，加加工工工艺较简简单；；6)生产产成成本较低低，爆爆破效果果好。(3)水胶炸炸炸药采用水水溶溶性的甲甲胺硝硝酸盐作作为敏敏化剂，而而且且水胶炸炸药的的爆轰敏敏感度度比普通通浆状状炸药高高，具具有抗水水性强强、密度度高、爆爆炸威力力较大大、原料料来源源广、成成本低低和安全全等优优点，可可以在在露天有有谁深深孔爆破破中广广泛应用用。以上炸药进行对对对比此次次选用用2号岩石炸炸药药。3.2炮眼孔径径径炮眼直径的大小小小直接影影响钻钻眼速度度、工工作面的的炮眼眼数目、单单位位岩石炸炸药消消耗量、爆爆落落岩石的的块度度和巷道道轮廓廓的平整整性。炮炮眼直径径的增增加，有有利于于爆炸稳稳定性性的提高高、爆爆速的增增大。但但是，炮炮眼直直径过大大不仅仅钻速降降低，而而且因炮炮眼数数目减少少药量量的均匀匀分布布，使岩岩石破破碎质量量变差差。对于掏槽眼，空空空眼直径径可与与装药眼眼直径径相同，直直径径可取75~11000mm，本次取100mmm。由于选用了YTTT-23型气腿式式凿凿岩机，由由新新编爆破破工程程实用技技术规规范可知知钻孔孔直径为Φ34mm~Φ42mm的浅眼爆爆破破。本次次爆破破中，对对于掏掏槽眼中中的装装药炮眼眼，辅辅助眼和和周边边眼的炮炮眼直直径取422mm，装药直直径径取35mm。3.3循环进尺尺尺根据钻眼机械的的的最大钻钻进深深度，钻钻眼的的效率，及及与与之相配配套的的装运机机械设设备的装装运能能力，岩岩体所所能承受受的爆爆破地震震强度度，循环环作业业能力，地地质质条件等等综合合考虑，本本次次循环进进尺选选定为每每次爆爆破长度L=2..88m。3.4炮眼布置置置3.4.1周边边边眼的布布置周边眼控制爆破破破后的巷巷道断断面形状状、大大小和轮轮廓，使使之符合合设计计要求。巷巷道道中的周周边眼眼按其所所在位位置分为为顶眼眼、帮眼眼和底底眼。周周边眼眼沿着轮轮廓线线均匀布布眼，既既要充分分利用用炸药能能量，又又要保证证岩石石按设计计轮廓廓线崩落落。隧隧道采用用光面面爆破，由由交交通土建建工程程爆破工工程师师手册可可知：：周边眼的的间间距为0.3~~00.7mm((软岩是用用小小值，硬硬岩时时用大值值)，由于围围岩岩坚固性性系数数为f=1155~20属于坚硬硬岩岩石故周周边眼眼间距为0.7m，且最小小抵抵抗线Wmin为0.9m。周边眼距距通通常布置置在距距开挖断断面边边缘0.155m左右处。周边眼的个数===周长/孔距=17(个)3.4.2掏槽槽槽眼的布布置一、掏槽眼的布布布置原则则为：：(1)掏槽眼眼眼位置一一般应应布置在在开挖挖断面的的中部部或中下下部；；(2)炮眼方方方向，在在岩层层层理明明显时时，应尽尽量垂垂直于岩岩层的的层理面面；(3)小型断断断面的掏掏槽眼眼数一般般为6~10个，大型型断断面要根根据开开挖方式式的不不同确定定掏槽槽眼的部部位和和数量。二、根据巷道断断断面、岩岩石性性质和地地质构构造等条条件，掏掏槽眼的的排列列形式种种类繁繁多，归归纳起起来共有3种：倾斜斜眼眼掏槽、平平行行空眼直直线掏掏槽和混混合式式掏槽。(1)倾斜眼眼眼掏槽：：适用用于掘进进断面面积大于4m2的各类井井巷巷。掏槽槽体积积大，充充分利利用了自自由面面，掏槽槽眼数数、炸药药消耗耗量、使用用雷雷管段数数相对对减少。掏掏槽槽眼深度度手巷巷道宽度度限制制。易产产生大大块岩石石，岩岩石抛掷掷距离离远，易易崩倒倒支架或或损坏坏设备。(2)平行空空空眼直线线掏槽槽：适用于于无无瓦斯工工作面面，岩石石整体体性好、中中硬硬以上。所所有有掏糟眼眼都垂垂直于工工作面面，深度度不受受井巷断断面大大小的限限制，有有利于深深孔爆爆破。工工作面面炮眼相相互平平行，有有利于于多台凿凿岩机机同时作作业，有有利于采采用掘掘进凿岩岩台车车，实现现钻眼眼机械化化。爆爆破率高高，岩岩石块度度均匀匀，岩石石抛掷掷不远，不不易易崩倒支支架及及损坏设设备。掏掏槽体积积小，需需要掏槽槽眼和和雷管的的段数数较多。岩岩石石越坚硬硬，对对掏槽眼眼的间间距、钻钻眼质质量、装装药等等要求越越严格格，往往往由于于设计或或施工工不当等等导致致失败。(3)混合式式式掏槽：：直眼眼掏槽与与斜眼眼掏槽相相结合合，改善善直眼眼掏槽的的不足足，但也也带来来了斜眼眼掏槽槽的缺点点。比比直眼掏掏槽抛抛渣能力力强、爆爆破效率率高、掏掏槽体积积大。使使用于断断面较较大的巷巷道三、综合考虑各各各种因素素，本本次爆破破采用用单螺旋旋大直直径中空空直眼眼掏槽较较为合合适，如如图3-1所示。共4个炮眼，一一一个空眼眼。图3-1掏槽槽槽眼的布置置3.4.3辅助助助眼的布布置辅助眼的作用是是是将槽腔腔进一一步扩大大，为为后续炮炮眼的的爆破提提供良良好的临临空面面条件；；为保保证爆破破效果果，扩槽槽眼应应适当加加密。辅辅助眼要要根据据设计的的炮眼眼数目，均均匀匀地布置置在掏掏槽眼与与周边边眼之间间的范范围内，钻钻眼眼方向则则垂直直于隧道道开挖挖面。新新编爆爆破工程程实用用技术大大全规规定辅助助眼的的间距为0.4~~00.6m。根据交通土建工工工程爆破破工程程师手册册可以以用下公公式算算出掏槽槽眼和和辅助眼眼的个个数:N=(KSLQq)/(ηrL)式中：N——辅辅辅助眼和和掏槽槽眼总数数；KKK——单位岩石石体体积耗药药量，kg/mm3；SSS——开挖断面面积积，m2；ηηη——各类炮眼眼装装药系数(查表3-1取平均值)；rrr——炸药的线线装装药密度(查表3-2)；LLL——炮眼深度度，m；QQQq——周边光爆爆药药量，kg。即N=(2.3332×9..882×22.88-7..4997)//(00.75×1.38866×2.88))=20个，故辅辅助助眼为20-4=116个。表3-1炮眼眼装装药系数n值岩石f值炮眼名称10~208~107~85~63~41~2掏槽眼0.80.700.650.600.550.50辅助眼0.70.600.550.500.450.40周边眼0.750.650.600.550.450.40表3-2二号号号岩石硝铵铵炸炸药每米米重量量r值药卷直径(mmmm)323538404550r值(kg/mm)0.780.961.101.251.591.903.5炮眼深度度度炮眼深度是指炮炮炮眼底到到工作作面的垂垂直距距离。炮炮眼深深度的大大小，影影响着爆爆破效效果和掘掘进速速度。所所谓合合理的炮炮眼深深度，应应根据据施工组组织要要求、技技术条条件和循循环工工作能力力确定定。为了了实现现快速掘掘进，在在提高机机械化化程度、改改善善循环技技术和和改进施施工组组织的前前提下下，应力力求加加大孔深深并增增多循环环次数数。对于于岩石石坚固系系数在在15~220，掘进面面积积为9.822m2，爆破破进进尺为2.8m的爆破，取取取炮眼深深度为为2.8m，由于掏掏槽槽眼比一一般炮炮眼深0.155~~0.225mm，故取掏掏槽槽眼深度度为3.0m。各炮眼深深度度如表3-3所示。表3-3各炮炮炮眼深度炮眼炮眼深度/mmmm炮眼总深掏槽眼28003000辅助眼28002800周边眼280028003.6炮眼密集集集系数炮孔密集系数即即即孔距与与排距距之比。它它是是评价相相邻两两炮孔间间距关关系的系系数，对对于优化化爆破破参数，充充分分利用爆爆破能能量开裂裂、破破碎岩石石，改改善爆破破效果果，具有有实际际意义。一一般般m=1..22~1..5。本项目目取1.5。四、确定装药结结结构4.1装药结构构构类型装药在炮孔内的的的安置方方式称称为装药药结构构，它是是影响响爆破效效果的的重要因因素，因因此在爆爆破工工作中不不能轻轻视这项项工作作。最常用的装药结结结构形式式有：：耦合装药——药药药包直径径与炮炮孔直径径相同同，药包包与炮炮孔壁之之间不不留间隙隙。不耦合装药————药包直径径小小于炮孔孔直径径，药包包与炮炮孔壁之之间留留有间隙隙。连续装药——炸炸炸药在炮炮孔内内连续装装填，不不留间隙隙。间隔装药——炸炸炸药在炮炮孔内内分段装装填，装装药之间间由炮炮泥、木木垫或或空气柱柱隔开开。装药结结构构如图4-1。由于不耦合装药药药对爆破破威力力小于耦耦合装装药，而而岩石石坚固系系数为为15~220的特坚硬硬岩岩，则：：掏槽槽眼采用用耦合合装药，周周边边眼和辅辅助眼眼采用不不耦合合装药。因因为为爆破断断面为为特坚硬硬岩，每每个炮孔孔所需需的炸药药量较较大，所所以采采用连续续装药药。即掏掏槽眼眼采用耦耦合连连续装药药，周周边眼和和辅助助眼采用用不耦耦合连续续装药药。(a)((bb)(c))((d)图4-1装药药药结构(a)耦合装装装药；(b)不耦合装装药药；(c)连续装药药；(d)间隔装药药。4.2不耦合系系系数药包与孔壁的不不不耦合程程度常常用不耦耦合系系数K来表示，即即即炮孔直直径与与药包直直径的的比值。不不耦耦合系数K=1，表示炮炮孔孔直径和和药卷卷直径完完全耦耦合，炮炮孔全全部被炸炸药装装满，药药卷与与孔壁之之间没没有空隙隙，此此时爆轰轰压力力对孔壁壁作用用明显。K>1，表示炮炮孔孔直径与与药卷卷直径不不耦合合，药卷卷与孔孔壁之间间有空空隙，K越大，则则空空隙也越越大。合合理的不不耦合合系数应应使炮炮孔压力力低于于岩壁动动抗压压强度而而高于于动抗拉拉强度度。本次次爆破破中，各各炮眼眼的不耦耦合系系数见表4-1。表4-1各炮炮炮孔的不耦耦合合系数表表炮孔名称掏槽孔辅助眼周边眼不耦合系数1.01.01.2炮孔直径/mmmm424242装药直径/mmmm424235实际装药直径///mm4242354.3装药长度度度待准备工作完毕毕毕并确认认炮眼眼合格后后，即即可进行行装药药工作。装装药药时一定定要严严格按照照预先先计算好好的每每个炮眼眼装药药量装填填。装装药结构构可以以是连续续装药药，也可可以是是间隔装装药。4.3.1装药药药量的计计算(1)掏槽眼眼眼和辅助助眼装装药量的的确定定1)辅助眼和和和掏槽眼眼的总总药量的确确定定在确定了单位岩岩岩石炸药药消耗耗量后，可可根根据每一一掘进进循环爆爆破的的体积，按按下下式计算算出每每循环所所使用用的总药药量:Q=qV=qSSSLη式中：Q——每每每循环爆爆破总总装药量量；q——单位岩石石炸药药消耗量量；V——每循环岩岩石爆爆破体积积；η——炮眼利用用用率，一一般取取0.8~~00.95，本次设设计计取0.855。掏槽眼和辅助眼眼眼的总炸药药量Q=2..332×99.882×22.88×0..855=544.2222kg。2)由于单个个个掏槽眼眼的装装药量是是单个个辅助眼眼装药药量的1.1~~11.2倍，本次次设设计取1.2倍。可算算得得单个掏掏槽眼眼的装药药量为为3.12288kg，单个辅辅助助眼的装装药量量为2.6077kg。(2)周边眼眼眼装药量量的确确定单个周边眼装药药药量按下下式计计算：Qq=qaLWWmmin式中：Qq————单个周边边眼眼的装药药量；；qqq——炸药单耗(kg/mm3),周边眼眼的的q一般取0.155~~0.225kkg/mm3，软岩取取小小值，硬硬岩取取大值，本本次次设计取0.255kg//m33。a——周边眼孔孔距；；LLL——孔深；Wmin——最最最小抵抗线线。故Qq=0..255×0..7×22.88×0..9==0.44411kg，由于一一共共有17个，可知知周周边眼总总药量量为Q=0..4441××177=7..4997kg。(3)布眼后后，所有有炮眼眼药量总和Q=7.44997+3.12288×4+2.60077×16=61.77221kg4.3.2各炮炮炮眼的装装药长长度已知各炮孔装药药药量，由由公式式Q=πR2Lρ可求出各各种种炮孔的的装药药长度，一一般般辅助眼眼和掏掏槽眼ρ=9500~~11000kkg/mm3，硬岩取大大值值，本次次爆破破中掏槽槽眼取取10000kkg/mm3，辅助眼眼取11000kkg/mm3；一般周周边边眼的线线装药药长度硬硬岩是是0.200~~0.335kkg/m，本次爆爆破破中取0.200kkg/m。对于掏槽眼L===3.12288÷(π×0.004222÷4)÷÷10000=2.266m对于辅助眼L===2.60077÷(π×0.003882÷4)÷÷11100=1..771m对于周边眼L===0.44411÷0.225=1.76644m4.4合理的空空空气柱长长度由于此次爆破中中中掏槽眼眼装药药长度为为炮眼眼长度的75.33%%，则没有有空空气柱；而而周边眼和和辅助眼眼需加加空气柱柱。在通常采用的装装装药条件件下，不不同岩石石适用用的空气气柱长长度与装装药长长度的比比值见见表4-2。表4-2合理的的的空气柱长长度度岩石名称软岩中等坚固多裂隙隙隙岩石(f=8~~110)中等坚固块体岩岩岩石(f=8~~110)多裂隙的坚固岩岩岩石(f=8~~110)坚固、坚韧且具具具有微裂裂隙的的岩石空气柱长度与装装装药长度度之比比0.35~0...40.3~0.33320.21~0...270.15~0...20.15~0...2由表4-2可知知，周周边眼空空气主长长为1.76644×0.188==0.332mm；辅助眼眼空空气柱长1.711×0.166==0.228mm五、网络设置5.1起爆方式式式5.1.1起爆爆爆方法的的比较较我国工业炸药现现现行的起起爆方方法，主主要分分为两大大类：：非电起起爆发发和电起起爆发发。其中中，非非电起爆爆发又又分为火火花起起爆发，导导爆爆索起爆爆法和和导爆管管起爆爆法等。(1)火花起起起爆法：：使用用的器材材主要要是导火火索，火火雷管和和点火火材料。起起爆爆原理：：点燃燃导火索索，利利用导火火索燃燃烧产生生的火火焰引爆爆火雷雷管，再再由雷雷管的爆爆炸能能引起炸炸药爆爆炸。优优点：：操作简简单易易行，要要求不不高，机机动灵灵活，点点火容容易，不不要敷敷设复杂杂的电电气线路路，成成本低，易易于于爆破工工人掌掌握。缺缺点：：劳动条条件差差，点火火人员员紧靠工工作面面，安全全性较较差，无无法在在起爆前前检查查准备工工作质质量，不不能精精确控制制爆破破时间，能能同同时起爆爆炸药药量有限限，导导火索燃燃烧存存在有毒毒气。(2)导爆索索索起爆法法：导导爆索起起爆法法，利用用一种种导爆索索爆炸炸时产生生的能能量去引引爆炸炸药的一一种方方法，导导爆索索首先用用雷管管将其引引爆。由由于在爆爆破作作业中，从从装装药，堵堵塞到到联机等等施工工程序上上都没没有雷管管，而而是在一一切准准备就绪绪，实实施爆破破之前前才接上上起爆爆管，因因此，施施工的安安全性性要比其其它方方法好。此此外外，导爆爆索起起爆法还还有操操作简单单，容容易掌握握，节节省雷管管，不不受杂散散电流流的影响响，在在炮孔内内实施施分段装装药爆爆破简单单等优优点，因因而在在爆破工工程中中广泛应应用。缺缺点：成成本高高，噪音音大。(3)导爆管管管起爆法:导爆管起起爆爆法的主主体是是塑料导导爆管管，起爆爆网络络由激发发组件件，传爆爆组件件，连接接组件件和起爆爆组件件所组成成。起起爆原理理：主主导管被被激发发产生冲冲击波波，最后后引爆爆起爆雷雷管，起起爆炮孔孔内的的装药。优优点点：操作作简单单轻便，使使用用安全，准准确确；可靠靠，能能抗杂散散电流流、静电电；雷雷管的原原料是是塑料，金金属属和棉纱纱，用用量少；；导爆爆管运输输安全全。缺点点：不不能用仪仪表检检测网络络连结结的质量量，爆爆炸时产产生冲冲击破，不不适适用有瓦瓦斯或或矿尘爆爆炸危危险的矿矿山。(4)电力起起起爆发:电力起爆爆法法是利用用电雷雷管通电电后起起爆产生生的爆爆炸能力力引爆爆炸药的的方法法。其有有许多多其它起爆爆法法所不及及的优优点。优优点：：在准备备到整整个施工工过程程中，从从挑选选雷管到到连接接起爆网网络等等所有工工序，都都能用仪仪表进进行检测测，并并能按设设计计计算数据据，从从而保证证了爆爆破的可可靠性性和准确确性；；能在安安全隐隐蔽的地地点远远距离起起爆药药包群，是是爆爆破工作作在安安全条件件下顺顺利；准准确的的控制起起爆时时间和药药包群群之间的的爆炸炸顺序，因因而而可保证证良好好的爆破破效果果；可同同时的的起爆大大量的的药包等等。缺缺点：普普通电电雷管不不具备备抗杂散散电流流和抗静静电的的能力，在在杂杂散电流流的地地点或露露天爆爆破，有有雷管管时，危危险性性较大；；准备备工作量量大，操操作复杂杂，作作业时间间长，电电爆网络络的设设计计算算，敷敷设、连连接要要求高；；操作作人员必必须要要有一定定的技技术水准准；需需要可靠靠性的的电源和和必要要的仪表表设备备等。5.1.2起爆爆爆方法的的选择择根据以上利弊的的的对比，只只要要认真克克服导导爆管起起爆法法的缺点点，塑塑料导爆爆管起起爆法可可以达达到良好好的爆爆破效果果，据据此选择择导爆爆管起爆爆法作作为本设设计的的起爆方方法。5.2网络敷设设设形式一、导爆管起爆爆爆法的连连接形形式很多多，基基本上可可分成成3类：(1)簇连法法法:将炮孔内内引引出的导导爆管管分成若若干束束，每束束导爆爆管捆连连在一一发(或多发)导爆管传传爆爆雷管上上，将将这些导导爆管管传爆雷雷管再再集束捆捆连在在上一级级传爆爆雷管上上，直直至用一一发或或一组起起爆雷雷管击发发即可可以将整整个网网路起爆爆。网网路连接接示意意见图5-1这种网路路简简单、方方便、多多用于炮炮孔比比较密集集和采采用孔内内微差差起爆的的网路路连接中中。图5-1导爆爆爆管簇联网网路路连接示示意图图(图中数字字为为炮孔内内雷管管段数)(2)并串联联联连接法:从击发点点出出来的爆爆轰波波通过导导爆管管、导爆爆管继继爆管、传传爆爆元件或或分流流式连接接元件件逐级传传递下下去并引引爆装装在药包包中的的导爆管管雷管管使网路路的药药包起爆爆。(3)闭合网网网路连接接法:闭合网路路与与上述导导爆管管网路不不同，它它的连接接元件件是塑料料套管管接头(或塑料四四通通接头)和导爆管管。利利用这种种反射射式连接接元件件，通过过连接接技巧，吧吧导导爆管连连接成成网格状状多通通道的起起爆网网路，可可以确确保网路路传爆爆的可靠靠性。二、导爆管毫秒秒秒爆破网网路又又可分为为孔内内微差爆爆破网网路，孔孔外微微差爆破破网路路和孔内内外微微差爆破破网路路2类微差模模式式。(1)所谓孔孔孔内毫秒秒起爆爆网路是是指网网路中各各个炮炮孔内的的起爆爆雷管采采用不不同段别别的雷雷管依序序起爆爆的网路路。炮炮孔间爆爆破作作用的时时间是是由孔内内起爆爆雷管断断别毫毫秒延期期时间间(延时量)决定的。孔孔孔外传爆爆器件件(瞬发雷管管或或连接块)仅起传爆爆作作用，不不起延延时作用用。(2)孔内外外外毫秒起起爆网网路又称称为导导爆管接接力起起爆网路,可采用所所有有孔内装装同一一段雷管,孔外进行行毫毫秒延期期起爆爆(亦称“延时起爆”)，或孔内内外外同时采采用不不同段雷雷管毫毫秒延时时起爆爆两种形形式，这这又称为为孔内内外微差差起爆爆网路。通过综合的对比比比考虑，本本次次爆破采采用簇簇连法连连接的的孔内毫毫秒起起爆网路路。5.3联接起爆爆爆网络注注意事事项连线应按爆破说说说明书规规定的的连线方方式连连接。连连线由由专门训训练过过的班、组组长长协助放放炮员员进行。检检查查线路和和导通通工作，只只准准放炮员员一个个人操作作。与与联线无无关的的人员都都要撤撤离到安安全地地点。六、计算爆破工工工程量6.1爆破体积积积爆破进尺L=222.8m，爆破面面积S=9..882m2，所以爆爆破破体积V为：V=L××SS=2..8××9.882==27..4996m3。6.2爆破进尺尺尺此次爆破中对于于于岩石坚坚固系系数在15~220，掘进面面积积为9.822m2的炮眼眼深深度为2.8m的爆破，掏掏掏槽眼比比一般般炮眼深0.155~~0.225mm。故此次次爆爆破周边边眼和和辅助眼眼的爆爆破进尺尺为2.8m，掏槽眼眼的的爆破进进尺为为3.0m。6.3炸药量及及及炸药单单耗6.3.1掏掏掏槽眼和和辅助助眼装药药量的的确定(1)掏槽眼和和辅助助眼的总总药量的确确定定在确定了单位岩岩岩石炸药药消耗耗量后，可可根根据每一一掘进进循环爆爆破的的体积，按按下下式计算算出每每循环所所使用用的总药药量:Q=qV=qSSSLη式中：Q——每每每循环爆爆破总总装药量量；q——单位岩石石炸药药消耗量量；V——每循环岩岩石爆爆破体积积；η——炮眼利用用用率，一一般取取0.8~~00.95，本次设设计计取0.855。掏槽眼和辅助眼眼眼的总炸药药量Q=2..332×99.882×22.88×0..855=544.2222kg。(2)由于单单单个掏槽眼眼的的装药量量是单单个辅助助眼装装药量的1.1~~11.2倍，本次次设设计取1.2倍。可算算得得单个掏槽眼的装装药药量为3..1128kg，单个辅辅助助眼的装装药量量为2.6077kg。6.3.2周边边边眼装药药量的的确定单个周边眼装药药药量按下下式计计算：Qq=qaLWWmmin式中：Qq————单个周边边眼眼的装药药量；；qqq——炸药单耗(kg/mm3),周边眼眼的的q一般取0.155~~0.225kkg/mm3，软岩取取小小值，硬硬岩取取大值，本本次次设计取0.255kg//m33。a——周边眼孔孔距；；LLL——孔深；Wmin——最最最小抵抗线线。故Qq=0..255×0..7×22.88×0..9==0.44411kg，由于一一共共有17个，可知知周周边眼总总药量量为Q=0..4441××177=7..4997kg。6.3.3总装装装药量的的确定定布眼后，所有炮炮炮眼药量总总和Q=7.44997+3.12288×4+2.60077×16=61.77221kg。6.3.4炸药药药单耗单耗即导坑爆破破破单位炸炸药消消耗量，在在本本项目中中，周周边眼采采用的的炸药单单耗值值为一般般取0.155～0.255kg//mm3，软岩取取较较小值，硬硬岩岩取较大大值，故q取0.24kkg/m33。对于掏槽眼和周周周边眼，岩岩石石坚固系系数为为15~220，掘进面面积积为9.822m2的炮眼眼深深度为2.8m的爆破，由由由表6-1可知选用用炸炸药单耗耗为2.322kg//m3的炸药。表6-1平平平巷掘进单单位位岩石炸药消消耗耗量定额（kg/mm3）掘进断面（m222）岩石坚固性系数数数ƒ2~34~66~1012~1415~164~61.051.502.152.642.936~80.891.281.892.332.598~100.781.121.692.042.3210~120.721.011.511.902.1012~150.660.921.361.781.9715~200.640.901.311.671.856.4雷管消耗耗耗此次爆破所需雷雷雷管的个个数根根据雷管管网络络敷设图图，所所需的雷雷管个个数为433个。七、预测爆破效效效果及安安全距距离7.1爆破效果果果预测爆破效果好，主主主体岩石爆破块块度度适中；；对围围岩的扰扰动小小，渣堆堆较集集中，抛抛渣距距离小，可可提提高出渣渣效率率；炮眼利用用率率能达到80%以上；超挖的部部分分少，开开挖轮轮廓整齐齐，地地震动强强度小小。7.2确定最终终终爆破安安全距距离7.2.1爆破破破地震安安全距距离爆破振动是爆破破破公害之之一，在在爆区一一定范范围内，它它会会造成各各种破破坏作用用，如如建筑物物的震震裂、边边坡的的滑塌等等，给给环境带带来损损害，因因此爆爆破地震震的安安全距离离，是是爆破安安全设设计和安安全评评价的重重要内内容。对爆破震动的测测测试是预预防爆爆破事故故的重重要措施施，我我国爆破破安全全规程采采用保保护对象象所在在地质点点峰值值振动速速度作作为爆破破振动动判据的的主要要物理指指标，其其计算大大多使使用工程程爆破破测试数数据推推导的经经验公公式。常常用的的萨道夫夫斯基基公式：：式中：v——介介介质质点点振动动速度(cm/ss)；R——观察((计算))点到爆源源的的距离(m)；K，α——与爆爆破破条件、岩岩岩石特征征等有有关系数数，不不同岩石石的取取值可见见表7-1；Q——炸药量((kgg)，齐发爆爆破破时取总总装药药量，延延迟爆爆破为最最大一一段的装装药量量。表7-1爆爆爆区不同岩岩性性的K、α值岩石Kα坚硬岩石50~1501.3~1.555中硬岩石150~250001.5~1.888软岩石250~350001.8~2.000根据爆破震动安安安全允许许标准准，交通通隧道道爆破振振动安安全允许许标准准安全允允许振振速为10-2200cm//s，取18cmm//s，Q=61..7719kg，查表K=150，α=1.5，代入式中中有R=(150/188))1/1..55×61.772211/33=16.2255m在本工程中，采采采用毫秒秒爆破破后，与与齐发发爆破相相比，平平均降震震率为为50%，微差段段数数越多，降降震震效果越越好，限限制一次次爆破破的最大大用药药量也可可以起起到减震震的效效果。7.2.2爆破破破地震强强度计计算爆破地震波在产产产生和传传播过过程中，受受到到多种复复杂因因素的影影响。其其中，药药量、距距离、传传播介介质的特特性以以及测点点处土土质条件件的影影响更为为显著著，因此此，国国内外在在根据据实测数数据寻寻找爆破破地震震波衰减减规律律的经验验公式式时，一一般采采用下列列形式式的公式式：式中：x——地地地面运动动物理理量（速速度、加加速度、位位移移或其它它参数数）；Q——药量；R——距爆源的的距离离；K，m，n———待定常数，代代代表传播介介质质特性及及测点点处土质质条件件、药量量、距距离的影影响因因素。7.2.3冲击击击波安全全距离离计算冲击波是炸药爆爆爆炸时的的又一一种外部部作用用效应。在在靠靠近爆源源处，由由于爆炸炸冲击击波的作作用，可可引起爆爆炸材材料的爆爆轰和和燃烧。在在离离爆源一一定范范围内，爆爆炸炸冲击波波对人人员具有有杀伤伤力，对对建(构)筑物、设设备备也可造造成破破坏。不不同类类型、不不同条条件、不不同规规模的爆爆破作作业，所所产生生的爆破破冲击击波得强强度可可相差很很大。在离爆源一定范范范围内，爆爆炸炸冲击波波对人人员具有有杀伤伤力，对对建筑筑物、构构筑物物、设备备也可可造成破破坏，不不同类型型、不不同条件件、不不同规模模的爆爆破作业业，所所产生的的爆破破冲击波波的强强度可相相差很很大。炸炸药爆爆炸时产产生空空气冲击击波的的破坏强强度，随随着与爆爆源距距离的增增大而而逐渐衰衰减。爆爆破时空空气冲冲击波的的安全全距离可可按下下式计算算：Rk=25Q11//3式中：Q——最最最大一次次爆破破消耗炸炸药量量(kg)；Rk——空气冲冲击波对对掩体体内避炮炮人员员的安全全距离离(m)。本次爆破空气冲冲冲击波的的安全全距离计计算得得98.8800m。.八、警戒距离、施施工及安全组组织8.1爆破警戒戒戒爆破施工前，应应应疏散现现场施施工人员员，按按照安全全规程程要求划划定警警戒范围围，用用红旗和和彩带带设立警警戒标标志，放放炮前前20分钟派出出专专人负责责警戒戒，严禁禁任何何人员进进入警警戒范围围。在在进行爆爆破