大唐取水涵洞爆破设计方案.doc
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1、林州大唐2300MW级热电机组工程取水涵洞工程爆破作业说明书编制单位:安阳市宇豪爆破工程有限公司时 间: 二零一四年三月一日一、 工程概况林州大唐2300MW级热电机组工程取水涵洞工程位于林州市任村镇、姚村镇区域内。取水涵洞长3787m ,进口底高程471.70m,出口底高程469.25m,纵坡0.0007,设计净尺寸为2.5m3.0m城门洞形涵洞(毛为3m3.5m)。主要用途为:大唐林州2300MW级热电机组备用水源和林州市生活用水。1. 工程地质条件(1) 区域地质概况工程区位于太行山余华北平原的交接地带,大地构造上,工程区在大地构造位置上处于华北断块区内的太行断和冀鲁断块的交接地带,按照
2、地震带划分,位于河北平原地震带与汾渭地震带交际处,工程区周围三百公里范围内历史地震对本区的影响裂度为度,工程区地震动峰值加速度为0.15g,相应的地震基本裂度为7度,反应谱特征同期为0.40s。(2) 本工程取水涵洞总长为3.79km,经过侵蚀中低山峡谷区的洞长约3.41km,经过山前冲积,洪积倾斜平原区的洞长约0.38km,根据围岩的评分结果,可以将取水涵洞的围岩划分为、等四种类型。(3) 根据引水线路工程区地形地貌、地层岩性、地质构造特点,取水涵洞分为六段。 第一段:koooo-ko+o52取水涵洞进口为一高约30m的垂直峭壁,岩性为元古界冲流汝阳群的硕岩,石英质砂岩等,岩体强弱化,裂隙较
3、发育,岩体完整性较差,节理裂隙发育,涵洞围岩局部稳定性差,总体上以类围岩为主局部为类。 第二段:ko+o52ko+36o涵洞埋深48m110m,围岩岩性注意为元古界中流汝阳群的硕岩,含硕石英砂岩;该段岩石完整性差,节理裂隙发育,局部稳定性差,总体上为类围岩,左风化壳处为类。 第三段:ko+36ok3+216涵洞埋深80m580m,围岩岩性以太古界登封群下区群石牌河组的花岗麻岩,角闪斜长片麻岩为主,该洞段发育23组裂隙,裂隙多闭合,岩体完整性较好,围岩基本稳定和局部稳定性差,为类围岩。 第四段:k3+216k3+300取水涵洞垂直埋深70m70m,围岩岩性为大古界登封群下亚群石牌河组的花岗片麻岩
4、,岩石走向与涵洞轴线夹角20左右。该段岩体完整性差至破碎,岩石主要为类,次为类,涵洞围岩局部稳定性差-不稳定。 第五段:k3+300k3+459取水涵洞垂直埋深57m70m。围岩岩性以大古界登封群石牌河组的花岗片麻岩,角闪斜长方麻岩为主。该段受风化影响,节理裂隙发育,岩体较破碎围岩主要为类,局部为类,涵洞围岩不稳定。 第六段:k3+459k3+790该段地形较平坦,略向东倾,取水涵洞垂直埋深由70m逐渐降为10m左右,围岩为第四段冲洪积形成的粘性上夹碎石等松散堆积物。(4) 围岩为V类,围岩松散,极不稳定,块石多,需采取特殊施工措施和及时的支护措施。2、设备与爆破器材的选择(1) 钻孔设备的选
5、择国产凿岩设备型号分析比较:手持式气动凿岩机:手持式气动凿岩机冲击功和扭矩都较小,凿岩速度低,劳动强度大,可主要用于孔径不大于40mm、孔深不大于3米,可用于软,中,硬岩石,型号有Y18、Y24、Y26等。气腿式凿岩机:气腿式凿岩机的劳动强度比手持式气动凿岩机低,钻孔参数与手持式气动凿岩机相类似,但凿岩速度要比手持式气动凿岩机快,该机的最大特点是凿岩过程中的定向支撑和施加推进均依靠气腿完成,适宜于钻水平孔或小倾度的炮孔,型号有YT24、YT28等。向上式凿岩机:向上式凿岩机适用于打向上6090度角的炮孔,一般用于采场和天井中凿岩作业,钻孔深度25米,孔径以3648为宜,由上面几种凿岩机相比较得
6、知,宜采用型号为YT24气腿式凿岩机。钎头直径为3840mm。钎头形式为一字型,此设备重量轻,冲击动力高,冲击频率大,扭力矩大,凿岩效果好,方便快利,辅助作业时间相对短,有快于加快工作进程。3、供风设备的选择供风机必须安装在地面,装有供风机的井口必须封闭严密,其外部漏风率在无提升设备时不得超过5%,有提升设备时不得超过15%。必须保证主要供风机连续运转。必须安装2套同等能力的主要供风机装置,其中1套作备用,备用供风机风机必须能在10min内开动。在建井期间可安装1套供风机和1部备用电动机。生产矿井现有的2套不同能力的主要供风机,在满足生产要求时,可继续使用。严禁采用局部通风机或风机群作为主要通
7、风机使用。生产矿井主要供风机必须装有反风设施,并能在10min内改变巷道中的风流方向;当风流方向改变后,主要通风机的供给风量不应小于正常供风量的40。4、 爆破器材的选择 起爆器材选择选用普通秒导爆管延期雷管,起爆电源采用MFB-100型发爆器。炸药的选择此工程的围岩属于中硬性岩石,故采用二号岩石乳化炸药进行此次的爆破作业。运用药卷直径的方式,已取得良好的效果。二、 设计依据:2.1大唐林州2300MW级热电机组工程施工设计。2.2爆破安全规程2.3现场勘测的资料2.4施工地段的地质报告2.5以往类似涵洞的爆破安全经验三、爆破参数的计算选择:(1)掏槽方式: 平巷掘进中的炮孔,按其位置和作用的
8、不同,分为掏槽孔、辅助孔和周边孔。周边孔又可分为顶孔、底孔和帮孔。掏槽眼用于爆出新的自由面,为其他后爆炮眼创造有利的爆破条件。平巷掘进中只有一个自由面,四周的岩石夹制力很大,爆破条件困难,因此,掏槽眼的布置极为重要。掏槽方式根据岩石和地质构造等条件种类繁多归纳起来有倾斜掏槽、平行空直线掏槽和混合式掏槽。其中平行空直线掏槽又称直孔掏槽,所有掏槽孔均垂直于工作面,且相互平行,其中几个孔不装药,作为装药孔爆破时的辅助自由面和破碎的补偿空间。通常分为龟裂掏槽,桶形掏槽和螺旋形掏槽。桶形掏槽又称角柱掏槽,各掏槽孔相互平行且呈对称形式,掏槽孔由47个炮孔组成,其中14个空孔,桶形掏槽应用范围广泛,大、中、
9、小断面均可采用。如果岩石较硬,也可采用直径为75100mm的大直径空孔。结合适用条件和工程特点,以及提高施工进度的目的,采取直眼掏槽的方式。(2)炮孔直径炮眼直径的大小直接影响钻眼速度、工作面的炮眼数目、单位岩石炸药消耗量、爆落岩石的块度和巷道轮廓的平整性。炮眼直径的增加,有利于爆炸稳定性的提高、爆速的增大。但是,炮眼直径过大不仅钻速降低,而且因炮眼数目减少药量的均匀分布,使岩石破碎质量变差。对于掏槽眼,空眼直径可与装药眼直径相同,直径可取50 mm。对于其他的炮眼(辅助眼、周边眼、底眼),由于用的是普通径型钻机,炮眼直径取40mm。装药直径为32mm。(2) 炮孔深度炮孔深度(简称眼深)是指
10、孔底到工作断面的垂直距离。孔深的大小不仅影响掘进工序的工作量和完成各工序的工作时间,而且影响爆破效果和掘进速度。它是决定没办掘进循环次数的主要因素。为了实现快速掘进,在提高机械化程度、改进循环技术和改进施工组织的前提下,应力求加大孔深并增多循环次数。由于本工程采用小直径炮眼,且岩石坚固性系数为1012,掘进面积小,以浅眼为宜。在同样岩石条件下,巷道断面积大的炮眼深度可取大一些,实验证明:眼深在1.5m时,炮眼利用率达90%以上:眼深在1.8m以上时,炮眼利用率仅80%左右。掏槽眼应比一般的炮眼深0.150.25m,岩石坚硬时取大值。我们按循环进尺2.5米,炮孔利用率仅80%计算,孔深l=3m,
11、 掏槽孔取l=3.2m(3) 炮孔数量:炮孔的数量与掘进断面,岩石性质、炮孔直径、炮孔深度和炸药的性能等因素有关,基本原则是在保证爆破效果的前提下,尽可能地减少炮孔数。可按公式估算N=3.3式中:N炮孔的数量,个f岩石坚固素数s涵洞面积,m孔数计算:s=32+0.5R=9.532N=3.3=33.634个掏槽孔:中空孔1个;掏槽孔按距中空孔a=20cm布置n=4周边直墙孔a=65cm,n=32=6底板孔:a=50cm,n=7顶孔: a=65cm,n=6辅助孔a=7980cm,n=16炮孔数量可参考表中数据值开挖面积和岩石等级选取岩石等级开挖面积/米24679101213154043软岩()次坚
12、岩()坚岩()特坚岩()1013111612181825151616201724283317191825213037422024233027354338759080100(4) 单位炸药消耗量:单位炸药消耗量的大小取决于炸药的性能、岩石性质、巷道断面、炮孔直径和炮孔深度等因素。根据公式:q=1.1K0 K0 =525/p,p为爆力(mL)对2号岩石乳化炸药p=260 mLK0 =525/260=2.01代入公式得q=1.63 kg/m,或查表得q=2.04kg/m式中:q单位炸药消耗量kg/mf岩石坚固素数s涵洞面积,mK0考虑炸药爆力的校正系数K0 =525/p,p为爆力(mL)对2号岩石乳
13、化炸药p=260 mL井巷掘进爆破单位炸药消耗量定额标准掘进断面面积/米2单位炸药消耗量/kg.m-3f=23f=46f=810f=1214f=1520200.60.861.261.621.80(5) 单孔装药量每循环所用的总药量Q=qV=qsL=52.7kgV每循环爆破岩石的体积,ms涵洞面积,mL炮孔深度,m炮孔利用率,一般取0.80.9爆破参数表起爆顺序炮孔名称炮孔数量炮孔深度(m)雷管段别装药参数备 注药量(kg)1掏槽孔23.2151.每循环进尺2.5m,爆破效率80%,每循环方量9.532m3。2.炸药单耗2.06kg/m3;2掏槽孔23.2253辅助孔 43310.083辅助孔
14、634 15.124辅助孔435 10.085辅助孔366顶孔6377周边孔6388底孔7392.52合计炮孔布置及起爆顺序图(6) 装药结构:装药在炮孔内的安置方式称为装药结构,它是影响爆破效果的重要因素。本次爆破采用连续反向起爆装药结构。顶孔、周边孔装药结构:严格控制装药量,采用合理的装药结构,尽量使炸药孔深均匀分布,辅助孔、底板孔的装药结构:均采用连续装药结构。装药结构图耦合连续反向起爆装药结构32mm药卷炮泥导爆管此图为掏槽眼、辅助眼、底眼装药结构(7)起爆顺序掏槽眼辅助孔顶孔周边孔底板眼。(8) 堵塞长度:堵塞长度是保证爆破效果的一个重要因素,本次爆破堵塞长度J=0.2米四、 爆破网
15、路的设计由于我们采用的是普通秒导爆管雷管,孔内延时起爆,故采用簇联法就是将炮孔内引出的导爆管分成若干束,每束导爆管捆联在一发(或多发)导爆管传爆雷管上。(详图如下)五、爆破安全设计与防护措施控制爆破主要危害为三个因素:爆破震动、飞石、空气冲击波。众所周知,人们采用爆破技术来有效地破碎岩石,是提高施工质量、加快施工进度的重要措施。但是,由于人们的非安全行为(失误)和爆破物质环境的非安全状态(故障)作用的结果,易形成爆破公害。这不仅消耗了大量有用功,而且对人、畜、建筑物、设施和生产产生有害作用。为了充分利用爆破能量,防止爆破公害的发生或削弱其危害程度,应严格控制爆破能量的意外转移,从而做到爆破公害
16、的主动控制和被动控制。1、爆破地震安全距离爆破振动是爆破公害之一,在爆区一定范围内,它会造成各种破坏作用,如建筑物的震裂、边坡的滑塌等,给环境带来损害,因此爆破地震的安全距离,是爆破安全设计和安全评价的重要内容。爆破地震强度计算对爆破震动的测试是预防爆破事故的重要措施,我国爆破安全规程采用保护对象所在地质点峰值振动速度作为爆破振动判据的主要物理指标,其计算大多使用工程爆破测试数据推导的经验公式。常用的计算公式有:萨道夫斯基公式爆破地面振动速度公式:V=K( )a式中:V地面质点峰值振动速度,单位为厘米每秒(/s)。Q炸药量,(齐发爆破为总药量,延时爆破为最大一段药量,。)R观察点到爆源的距离,
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