设计任务书
题目二：巷道掘进爆破设计
某地下工程的巷道开挖断面底宽4.0m，直墙高为2.0m，顶部半圆拱。
岩性为弱风化花岗岩，岩石硬而脆，坚固性系数f=10。
设计要求如下：
请给出开挖爆破设计：单位体积炸药消耗量；掏槽方式、孔深、孔距、排距、单孔药量；辅助孔的孔距、排距、孔深、单孔药量、填塞长度；周边孔的孔距、孔深、线装药密度、单孔药量、填塞长度；绘出炮孔布置图及掏槽孔布置图，标出各部位孔位间距，起爆顺序号与雷管段别；绘出掏槽孔、辅助孔和周边孔的装药结构图；绘出起爆网路图。
设计提示：一次成型，采用倾斜掏槽，周边采用光面爆破。
设计
一、工程概况
某地下工程为改善通风及联络方便开挖一条平巷。
该工程的岩性为弱风化花岗岩，岩石硬而脆，坚固性系数f=10，水纹地质条件良好，无地下水影响。
爆破采用一次成型，周边采用光面爆破，尽量控制不要出现超挖欠挖情况。
二、断面设计
该巷道为永久性巷道，服务年限长。
要求采用半圆弧拱，加强其承压能力，提高安全性。
三、断面尺寸
根据设计要求:
平巷掘进宽度：B=4000mm
平巷掘进侧墙高度：h1=2000mm
拱高：h
2
=B/2=4000/2=2000mm
平巷掘进高度：H
1=h
1
＋h
2
=2000+2000=4000mm
四、爆破参数
1、炮孔布置
（1）掏槽形式及掏槽孔参数：因
为掘进面积较大，为了取得较好的掏槽
效果及较大的炮孔利用率，采用锥形掏
槽，掏槽孔4 个，因为一次掘进长度较
小，且为成本考虑，决定不布置空孔（炮
孔布置图如图六，掏槽孔布置如图七）。
（2）掏槽孔参数：
炮孔与工作面夹角=69°
炮孔长度=1.3m
相邻炮孔间距离：
孔口距离：850mm
孔底距离：200mm
（3）辅助孔参数：孔间距取650mm
（4）顶孔参数：孔间距取580mm
（5）底孔参数：孔间距取500mm
（6）周边孔参数：孔间距取600mm
2、掘进断面面积
由巷道断面尺寸可知:S=B×h
1
+ 0.5π
h
2
2=4×2+0.5×3.14×22=14.28m2
3、炮孔深度：l=1.3sin69°=1.21m
4、总装药量的估算
(1)炸药单耗：q=1.36kg/m3
(2)V =lS=1.21×14.28=17.33m3
(3)Q= qV=1.36×17.33=22.53kg
5、爆破参数的确定
凿岩机钻孔直径为38mm，掏槽孔孔深
1.21m。
据计算，炮孔数量为42个，使用2号岩石炸药，炸药单耗1.36kg/m3，每循环炸药总消耗量为2
2.53kg，爆破各项参数见表一。
表一 平巷掘进的各项参数
五、装药结构，起爆方式和起爆网路
1、装药结构
掏槽孔、辅助孔采用连续装药结构(如图八），周边孔采用不耦合分段装药（如图九）；
炮孔名称
孔数
/个
与工
作面夹角 / ° 炮孔长/m 炮孔
深/m
装药量
起爆顺序 连线方式 装药结构
周边孔起爆
单孔
小计 重量/kg 重量
/kg 掏槽孔 4 69 1.3 1.2 0.85 3.4 Ⅰ 毫秒雷管一次引爆
连续反向装药
周边孔为间隔装药
辅助孔 14 90
1.1
1.1 0.7 9.8 Ⅱ 顶孔 11 向外7 1.1 1.092 0.2 3 Ⅲ 周边孔 4 向外7 1.1 1.092 底孔 9 向外7 1.1 1.092 6.3 Ⅳ 总计
42
48.2
46.4
22.5
2、起爆方式和起爆网路
孔内采用延时导爆管雷管，采用塑料导爆管传爆及2号岩石炸药，起爆网路设计设计成并联网路，掏槽孔先引爆，辅助孔其次，随后是顶孔、周边孔，底孔最后引爆(如图十）。
六、安全防护措施
1、安全注意事项
（1）爆破前应发出预爆信号和爆破信号，确保所有人都撤出到安全距离以外，才能进行爆破；
（2）爆破后应等炮烟排除干净后，才能前去进行清理工作；
（3）由于采用炸药为岩石炸药，因此发生盲炮后，必须由专职爆破
员进行处理。
处理方法为：
a、能够重新引爆的，加大警戒范围，重新加入起爆体引爆。
b、不能重新引爆的炮孔，采用高压风吹出堵塞炮渣，取出起爆雷管，并将炸药取出。
c、严禁采用木棍硬捣起爆药卷。
2、有害气体的防护措施
（1）采用水封爆破或放炮喷雾
炸药爆炸时会形成高温高压环境，水封爆破时产生的水雾，在高温高压下与一氧化碳发生反应生成二氧化碳和氢气，可以有效地降低炮烟中的一氧化碳浓度。
由于爆破产生的某些有毒气体易溶于水，因此在放炮时，采用自动喷雾设施进行喷雾，既能起到降尘作用，又能有效地减少有毒气体含量，使炮烟毒性降低。
（2）保证炮孔堵塞长度和堵塞质量
保证炮孔堵塞长度和堵塞质量，能够使炸药发生爆炸时，介质在碎裂之前，装药孔洞内保持高温、高压状态，有利于炸药充分反应，减少有毒气体生成量。
而且足够的堵塞长度和良好的堵塞质量，还会减少未反应或反应不充分的炸药颗粒从装药表面抛出反应区，也会降低空气中的有毒气体含量。
（3）采用反向起爆方式
采用反向起爆方式时，炮泥开始运动的时间比正向起爆推迟，间接地起到了增加炮孔堵塞长度的效果，使炸药反应完全程度提高，从而降低有毒气体生成量。
（4）控制炸药的外壳材料重量
为了防潮，粉状炸药通常采用涂蜡纸壳包卷，由于纸和蜡均为可燃物质，夺取炸药中的氧，易使炸药在爆炸时成分负氧平衡反应。
在氧量不充裕的情况下，将会产生较多一氧化碳气体，因此，限定每100g炸药的纸壳重量和涂蜡量分别不超过2g和2.5g。
（5）局部通风
掘进工作面一般靠装在地面的通风机是得不到足够的新鲜空气的，为了使掘进工作面有足够的新鲜空气，在距掘进工作面一定距离的巷道内安装局部通
风机，并在局部通风机的出风口接上风筒，以便将风送到掘进工作面。