無限分段起爆網(wǎng)路技術(shù)在土石方爆破中應(yīng)用

楊 明

[摘要]結(jié)合案例,按照土石方工程爆破中無限分段理念,采用改進后的起爆網(wǎng)路,提高爆破網(wǎng)路傳爆的可靠性,較好地解決爆破施工中的難題。使爆破開挖工程擴大規(guī)模,相應(yīng)地減少爆破次數(shù),可以更合理地安排爆破作業(yè)時間,降低爆破安全風(fēng)險。此項技術(shù)的應(yīng)用,具有明顯的經(jīng)濟效益及社會效益。

[關(guān)鍵詞]土石方爆破振動起爆網(wǎng)路無限分段

中圖分類號:TJ5文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1120106-01

一、工程概況——都江堰拉法基水泥有限公司礦山

三期擴建工程三期擴建生產(chǎn)線的石灰石資源與己投入使用的一、二期共用都江堰市虹口鄉(xiāng)大尖包石灰?guī)r礦。新礦山位于己采礦山東采區(qū)的北側(cè),西采區(qū)的東北側(cè),距正開采的西采區(qū)平面距離約700m,整個礦區(qū)位于都江堰市虹口鄉(xiāng),距都江堰市直線距離8.5km,距水泥工廠直距5km,現(xiàn)有317國道從礦石附近經(jīng)過。有原有一、二期上山道路直達(dá)東西礦區(qū)。

本次三期礦山擴建工程的設(shè)計生產(chǎn)能力為1300t/h,喂料尺寸最大1000mm,出料尺寸95%<75mm。

礦區(qū)為一南西～北東向的中～低山地形,海拔標(biāo)高1060～1606.9m,相對高差546.9m,山勢陡峻,溝谷發(fā)育,地勢以中部及東西部高,南側(cè)為鐵鋁質(zhì)頁巖侵蝕成的溝谷,谷向為南東向,北側(cè)為石灰?guī)r和砂頁巖侵蝕成的溝谷,谷向為北東向。

灰?guī)r中溶洞和落水洞均有發(fā)育,溶溝發(fā)育。根據(jù)勘探結(jié)果,礦區(qū)地表共發(fā)現(xiàn)13個溶洞及落水洞,其中溶洞2個,落水洞11個,溶洞和落水洞內(nèi)均未見地下水。部分溶洞在資源儲量估算范圍之內(nèi),部分在資源儲量估算之外。礦區(qū)內(nèi)巖溶不發(fā)育,規(guī)模小,受巖性和高程控制。溶洞分布在南部P1q+m頂部1260m標(biāo)高,說明古侵蝕基準(zhǔn)面在該標(biāo)高附近時,地下水活動劇烈。落水洞分布在礦區(qū)北部,可能為地表水沿節(jié)理裂隙與地層層面交匯處侵蝕所致,從平面分布來看:開采范圍內(nèi)僅一個溶洞,六個落水洞,其規(guī)模不大,但對開采有一定影響。

巖溶率:按地表出口寬≥0.1m,深度≥0.3m,長度≥1m的原則計入巖溶,對地表長165m溶蝕裂隙地段進行統(tǒng)計,溶隙一般長1.0～2.10m,寬0.20～0.50m,裂隙均有表土充填,經(jīng)用鋼釬探測,溶隙深一般0.60～1.50m。地表面巖溶率3.56%。深部22個鉆孔巖溶率統(tǒng)計結(jié)果為1.86%,礦區(qū)地表巖溶率大于深部巖溶率,地表與深部平均巖溶率2.71%,對開采影響小。

二、爆破施工方案選擇

由于該工程工期緊迫、任務(wù)重,鉆孔爆破必須與整體施工進度安排相匹配,同時還要保證保留邊坡的穩(wěn)定與平順,因此在工程爆破施工中,路塹中間采用直徑115mm大孔徑深孔、兩側(cè)采用直徑90mm中孔徑深孔的爆破方案。

1.爆破振動難題。由于該爆破點距離既有線最近32m、離民房最近35m,而且部分民房年久失修,按照《爆破安全規(guī)程》(GB6722-2003)中規(guī)定:在主振頻10～50Hz時,土窯洞、土坯房、毛石房地面質(zhì)點的安全振動速度為0.7～1.2cm/s;一般磚房、非抗震的大型砌塊建筑物為2.3～2.8cm/s。按照一般土巖爆破裝藥及網(wǎng)路連接方法施工,引起的爆破振動,必定會不同程度破壞民房,引起村民投訴,處理不好甚至?xí)钃鲜┕?影響整個工程進度。

2.無限分段非電爆破網(wǎng)路技術(shù)的研究。為了更好地控制爆破振動危害、保證建筑物安全、使施工順利進行,必須精心進行爆破設(shè)計、改進爆破網(wǎng)路、降低單段爆破藥量,達(dá)到控制爆破振動危害的目的。

3.確保安全振動一次齊發(fā)起爆藥量計算根據(jù)《爆破安全規(guī)程》規(guī)定,爆破振動安全允許藥量,可按式(1)計算:

Q=(v/K)3/αR3(1)

式中:Q為炸藥量,齊發(fā)爆破為總藥量,延時爆破為最大單段起爆藥量,kg;R為爆破振動安全允許距離,m;v為保護對象所在地質(zhì)點振動安全允許速度,cm/s;K、α為與爆破點至計算保護對象間的地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù),根據(jù)實際地質(zhì)情況,借鑒相近地質(zhì)數(shù)據(jù),分別選取K=250、α=2。根據(jù)實際環(huán)境及房屋狀況,按《爆破安全規(guī)程》選取控制振動速度v為2.8cm/s,距離R為35m,則計算的最大藥量Q=50.8kg。根據(jù)本次鉆孔深度,該藥量僅滿足單個炮孔裝藥,而在爆破中要實現(xiàn)每個炮孔一個段別起爆,同時起爆方向避開被保護物,才能保證爆破振動對建筑物的危害降到最低,不會對民房造成損壞。

4.初步常規(guī)爆破網(wǎng)路設(shè)計。為了達(dá)到每一個炮孔一響、并且一次能起爆較大規(guī)模藥量的要求,只有采用非電導(dǎo)爆管爆破網(wǎng)路起爆并形成炮孔內(nèi)外結(jié)合延時,才能達(dá)到該效果。由于非電起爆網(wǎng)路起爆前無法使用儀器設(shè)備檢查,為了保證起爆網(wǎng)路傳爆的準(zhǔn)確性,孔外采用連側(cè)網(wǎng)路傳導(dǎo),每排炮孔之間孔外連接一個4段雷管,延時75ms起爆后面網(wǎng)路;孔內(nèi)采用不同高段別雷管延時起爆孔內(nèi)炸藥。

各排炮孔起爆時間沒有重疊,依此可以推出以后的各排孔起爆也沒有時間重疊發(fā)生,達(dá)到了各孔之間單孔單響的效果。設(shè)計起爆網(wǎng)路的實際效果:采用此爆破起爆網(wǎng)路,達(dá)到了單孔單響起爆的目的,爆破振動引起的一系列問題都得到了有效的解決。但是由于網(wǎng)路準(zhǔn)爆性較差,爆破施工中多次出現(xiàn)盲炮。當(dāng)網(wǎng)路中距離起爆站近的孔外接力延時雷管中斷傳爆,其同一側(cè)后面的雷管全部拒爆,形成單側(cè)一條主網(wǎng)路傳爆。如果兩側(cè)都出現(xiàn)一個點中斷傳爆,后面的炮孔會形成盲炮。

5.爆破網(wǎng)路的改進。上面的爆破網(wǎng)路滿足了爆破振動的要求,但容易出現(xiàn)盲炮,因此我們在網(wǎng)路改進時,采用復(fù)式網(wǎng)路起爆;雖然改善了傳爆性能,但在實際作業(yè)中操作復(fù)雜程序繁瑣,而且加大了工程成本。通過研究試驗,形成最后的爆破網(wǎng)路。經(jīng)過改進的爆破網(wǎng)路,不是采用接力雷管,而是通過四通傳導(dǎo)器把爆轟波傳導(dǎo)到支路中。即使一側(cè)孔外接力延時雷管拒爆、中斷傳爆,也可從另一側(cè)通過四通傳導(dǎo)器傳導(dǎo)爆轟波過來,激發(fā)該側(cè)傳爆網(wǎng)中下一發(fā)孔外延時雷管起爆,從而不影響后面接力延時雷管的傳爆。實踐證明,采用改進后的爆破網(wǎng)路,施工中很少出現(xiàn)盲炮。

三、工程實踐及實際效果

經(jīng)過爆破網(wǎng)路設(shè)計及改進,某次土石方爆破施工參數(shù)如下:孔徑兩側(cè)為90mm、中間115mm,孔深8.0～9.5m,孔數(shù)196個,90mm炮孔填塞長度為3m,115mm炮孔填塞長度為3.5m,邊孔裝藥量控制在50kg以下,中間孔最大單孔裝藥量為60kg?？偣惭b藥量為10t,爆破土石方量約33000m3,該次爆破無一例盲炮出現(xiàn)。這次爆破距離保護建筑物45m,通過振動監(jiān)測,最近民房最大振速為2.76cm/s,爆破振動僅使房屋內(nèi)極少量抹灰掉落,沒有產(chǎn)生較大的損壞,村民未向施工單位及有關(guān)部門進行投訴。

參考文獻:

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