1 工程概况
1.1 原始条件
某露天矿山开采闭坑后，拟转入地下开采，需要在露天底形成20～50m的覆盖层。露天采场底部走向长约450m，露天底平均宽30m。露天采场实际最高标高为305m，最低标高为-33m，封闭标高为117m，露天采场上口尺寸为：900m×630m，下口尺寸为410m×20m。原台阶高度12m，现已并段。
1.2 地质条件
矿石类型简单，矿石物质组成也较简单，矿石属于中硫、低磷、贫磁铁矿石。矿体围岩主要为石榴黑云斜长片麻岩和混合花岗岩。岩体稳定性中等，岩石坚固性系数f=8～10，节理裂隙发育，岩石一般比较破碎，强度较低。
1.3 设计任务
利用硐室爆破的方法在加10和加11两条勘探线之间形成高度为30m的覆盖层。
2 爆破方案
2.1 爆破类型的确定
硐室爆破按爆破作用程度和结果分为抛掷爆破，松动爆破和加强松动爆破。 按爆破的目的和要求，抛掷爆破分为定向爆破、扬弃爆破和抛散爆破。定向爆破要求爆破的岩土按预定的方向运动并堆积在设定的范围之内。当只要求将爆破的岩土抛掷一定的距离，而不要求有固定的方向及堆积范围时，称为抛散爆破，扬弃爆破是在地面平坦或坡度小于 30°的地形条件下，将开挖的沟渠、路堑、河道等各种沟槽或基坑内的挖方部分或大部分扬弃到设计开挖范围以外，使被开挖的工程通过爆破基本成型。
根据抛掷作用的方向不同抛掷爆破又可分为单侧抛掷爆破，双侧抛掷爆破，多向抛掷爆破和上向抛掷爆破等类型。一次爆破也可以同时具有多种性能，可一侧抛掷，另一侧松动。
松动爆破仅将土岩松动和破碎，破碎的岩石不产生抛掷。适用于对周围破坏小，不允许有抛掷的地方，一般抵抗线小于15～20m。炸药单耗小，爆堆集中，
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能有效地控制飞石距离，爆破有害效应小。当地表自然坡度大于60°时，采用松动爆破将岩石松动，破碎的岩石在重力作用下塌落，此时又称为崩塌爆破。
加强松动爆破是介于松动爆破和抛掷爆破之间（0.75 本次硐室爆破目的是在露天坑内形成覆盖层，因此选用单侧抛掷爆破。 2.2 爆破范围的确定 以平面图为依据绘制加10，加11两条勘探线处的剖面图，见附图1，附图2。 2.3 装药形式的确定 硐室爆破装药形式有集中装药和条形装药两种。用装药集中系数来划分，装药集中系数按下式计算： 3??0.62式中：VQ——装药体积，VQ?Q——装药重量，t； Δ——装药密度，t/m3； VQR （1） Q，m3； ?R——装药中心至药包最远点的距离，m。 当装药集中系数Φ≥0.41时，为集中装药，Φ<0.41时为条形装药。 集中装药的特点是药室布置较灵活，适用于地形地质条件及地质构造较复杂的爆区。与集中装药相比，条形装药爆破时在岩体中的炸药分布比较均匀，因而岩石破碎效果优于集中装药。在抛掷爆破时，堆积体比较集中，药室的开挖跨度和高度比集中药室小，施工比较容易，但装药结构、起爆技术比较复杂。 在可以布置条形药包的地方，宜布置条形药包。 该硐室爆破是单向抛掷爆破，宜采用条形药包。 2.4 药包布置规划 2.4.1 药包与药室的布置 第2页 共18页 爆区内为斜坡地形，采用单侧抛掷爆破，抵抗线不是太大，布置单排药包即可；量取剖面图中的角度可知爆区地形较缓，采用单层药包布置即可满足要求。 2.4.2 特殊条件药室布置 药室应避开断层，溶洞、破碎带或软夹层等特殊的地质构造地带，必要时可增加辅助药包以满足工程的要求。在边坡附近，考虑保护边坡的需要，在药室和边坡之间应留有足够的保护层，如图1所示。 保 护层边坡WBR1M 图1 边坡保护层 3 爆破参数计算与选择 药包布设参数包括最小抵抗线W，爆破作用指数n及药包间距a。 3.1 最小抵抗线的确定 3.1.1 抛掷方量的确定 在附图1和附图2中量取30m覆盖层岩石的面积，得S1?1570.2822m， 2S2?1266.1663m2（松方）； 据：S1??S1S S2??2 KK2式中：S1?、S2?—覆盖层面积的实方，m； K—岩石的碎胀系数，取K=1.5（见文献1第96页，表5-2）。 代入数据得： S1??1570.2822?1046.85m2 1.5第3页 共18页 S2??1266.1663?844.11m2 1.5则覆盖层处的面积为： S?(S1??S2?)/2?(1046.85?844.11)/2?945.48m2（实方）。 3.1.2 爆破作用指数的确定 斜坡地形单侧抛掷爆破，设定抛掷率E=60%，可根据地形坡面角?的不同选取。 由附图1和附图2中可量取加10和加11勘探线上的坡面角分别为： ?1?58?，?2?51?。所以选取n?1.3（见文献1第181页，表7-2）。 3.1.3 最小抵抗线W的确定 一般最小抵抗线在5～50m范围内，常用20～30m，初步选取W=30m。 3.1.3.1 爆破漏斗的确定 由最小抵抗线得上、下破裂半径为： R?1?n2W R??1??n2W 式中：R—下破裂半径，m； R?—上破裂半径，m； ??? ? —岩石破坏系数，取??1?0.016??。 ?10?则： 3????58? ?1?1?0.016?1??1?0.016????4.12 ?10??10? ?2?1?0.016?233??2??51??1?0.016?????3.12 ?10??10?33 R?1?1.3?30?49.20m ??1?4.12?1.3?30?84.66m R1??1?3.12?1.3?30?75.14m R2第4页 共18页 22 3.1.3.2 爆破方量的确定 由上面所确定的最小抵抗线及上、下破裂半径，在附图1和附图2上画出破碎漏斗，量取爆破方量为： S1???1772.96m2 S2???1497.92m2 结合抛掷率E=60%，得落入覆盖层处得爆破方量为： S1????1772.96?60%?1063.78m2?S1??1046.85m2 S2????1497.92?60%?898.75m2?S2??844.11m2 由此可知落入覆盖层处的爆破方量稍大于覆盖层处的的面积，即当最小抵抗线W?30m满足要求，因此确定最小抵抗线为W?30m。 3.2 药包间距的确定 3.2.1 同排药包间距 同排药包间距应使爆破后药包之间不留岩埂，最大限度地提高炸药利用率。药包间距过大，各药包之间分别作用，形成相互孤立的爆破漏斗，药包之间留有岩埂，达不到群药包共同作用的目的。药包间距过小，则相当于一个药包作用，抛掷作用加强。 药包间距通常以间距系数m来表示，m?a，a?mW，W为两相邻药包最小W抵抗线平均值。一般情况下，可按m?3(0.4?0.6n3)计算。其中n为两相邻药包爆破作用指数平均值，即n?1.3。代入数据计算得： m?3(0.4?0.6?1.33)?1.20 4 装药量计算 4.1 确定炸药单耗 单位炸药消耗量，与炸药性能、岩石性质有关，可以通过查阅定额、采用工程类比法或通过模拟爆破实验来确定。由于矿体围岩主要为石榴黑云斜长片麻岩和混合花岗岩。岩体稳定性中等，岩石坚固性系数f=8～10，节理裂隙发育，岩石一般比较破碎，强度较低，选1号铵油炸药，其做功能力为330ml（文献1第55页，表3-9）。 第5页 共18页