光面爆破在石灰石礦山邊坡開挖中的應用
2012-12-31 00:00:00王國慶
【摘要】介紹了光面爆破技術在石灰石礦山邊坡開挖中的應用，根據(jù)礦山實際情況，選取合理的爆破參數(shù)，并用該參數(shù)指導現(xiàn)場爆破設計和現(xiàn)場施工質(zhì)量控制。
【關鍵詞】光面爆破；爆破參數(shù)；邊坡
高邊坡的爆破開挖首先要保證邊坡的穩(wěn)定性，避免和減少炸藥對邊坡保留巖石的影響。實際爆破中，為了實現(xiàn)邊坡的安全穩(wěn)定，在綜合地質(zhì)地形條件、成本等因素的基礎上，選取合理的爆破方案。由于受到地形地貌的限制，特別是在礦山道路的開挖中，為了滿足工程進度和安全等方面的要求，需要在一段道路中進行一次爆破實現(xiàn)邊坡的穩(wěn)定，避免多次爆破，如華潤水泥k1標段運礦道路邊坡開挖。
1.工程概況
華潤水泥（封開）有限公司擬在封開建設6×5000t/d生產(chǎn)線，廠區(qū)所需的石灰石資源將取自大旺塘和蓮都礦區(qū)，為了滿足廠區(qū)首期投產(chǎn)的生產(chǎn)線的需要，需在大旺塘石灰石礦山進行運礦道路修建和表層揭頂剝離（k1標段），從而為礦山后續(xù)大方量開采創(chuàng)造條件。
需要進行邊坡開挖的運礦道路全長3.114km，開挖方量約200萬m3，最高邊坡120m，邊坡比率1：0.2。為了實現(xiàn)邊坡的平整度和穩(wěn)定性，從而保證邊坡的安全，邊坡開挖采用光面爆破，礦區(qū)屬低山丘陵地貌，海拔標高50～288m，相對高差238m，地形切割厲害，為典型巖溶地貌，巖石發(fā)育較為復雜，巖石硬度系數(shù)在8～13之間。
2.光面爆破參數(shù)設計
光面爆破屬于控制爆破，其目的就是為了使爆破面光滑平整，從而確保邊坡安全。在礦山開挖中為了提高進度和實現(xiàn)成本的最大化，本項目采用一次開挖的形式，即采用光面爆破，首先通過角度控制一次將主炮孔和光爆孔布設完畢，然后通過爆破網(wǎng)絡時間的控制，實現(xiàn)主炮孔先爆、光爆孔后爆，從而達到壁面光滑、平整。
2.1邊坡開采光面爆破要點
（1）保證邊坡壁面平整和半孔率。
（2）保證孔口不被破壞或少被破壞。
（3）保證巖石有一定的破碎度，以利于挖運作業(yè)，避免出現(xiàn)巖石“貼鍋”現(xiàn)象，保證無根底。
2.2炮孔直徑d和鉆機設備
根據(jù)實際情況，由于石灰石山體地形切割厲害，山體較為陡峭，大型鉆機設備作業(yè)，采用QZJ-100B快速鉆進行鉆孔作業(yè)，孔徑90mm。
2.3炮孔間距a
根據(jù)實際情況，在保證邊坡面質(zhì)量的情況下，可以適當增大炮孔間距，炮孔間距可取到2.5m。
2.4最小抵抗線w
光面爆破炮孔與主炮區(qū)最后一排炮孔間的巖石厚度即光面爆破的最小抵抗線w，他直接影響光面爆破的效果。最小抵抗線過大，巖石對爆破的抵抗力越大，為達到目的必須增加藥量，藥量的增加勢必會影響邊坡的質(zhì)量。
根據(jù)經(jīng)驗公式，光面爆破最小抵抗線可表示為：w=1.0a～1.3a。由于采用一次爆破成型，光爆孔與相鄰主炮孔距離2.8m，主炮孔爆后剝離的范圍在1.5m～2.0m，所以光爆孔最小抵抗線一般在0.8m～1.3m。
2.5不耦合系數(shù)k
不耦合系數(shù)是指炮眼直徑d與藥包直徑d1的比值，也稱緩沖系數(shù)。研究表明，若藥包直徑不變而加大炮孔直徑，則爆破產(chǎn)生的高壓力急劇下降，在巖石中形成應力疊加、應力集中以及拉伸裂隙，當炮孔直徑加大到一定程度時，破壞區(qū)減少甚至消失。根據(jù)經(jīng)驗，不耦合系數(shù)采用2～3之間，由于采用直徑32mm炸藥綁接較為繁瑣，故采用長度為0.4m、直徑50mm的乳化炸藥，耦合系數(shù)為1.8，接近正常范圍。
2.6正常段線裝藥密度q
為了達到良好的光面爆破效果，保證邊坡平整，應嚴格控制光爆孔裝藥量。裝藥量過大會破壞炮孔的孔壁導致邊坡巖石損傷，造成邊坡不平甚至邊坡失穩(wěn)；過小則不能實現(xiàn)相鄰光爆孔之見的貫穿，從而出現(xiàn)“貼鍋”現(xiàn)象，嚴重影響爆破質(zhì)量。因為合理的控制線裝藥密度既能克服巖石抵抗阻力，又不會造成邊坡巖石的損傷失穩(wěn)。
為了保證光爆孔底部不留根底，底部約1m的范圍內(nèi)藥量必須增加，理論上其裝藥量為正常段裝藥量的2～3倍時，效果較好，通過反復試驗，由于采用一次爆破的方式，孔距較大，這樣就產(chǎn)生了大量根底，為了克服根底可將底部藥量加大至正常段藥量的4～6倍，這樣就壁面了根底的產(chǎn)生。同時由于光爆孔孔距較大，孔內(nèi)藥量較多，為了防止對孔口的破壞，在堵塞段2m以下1.5～2m段減弱藥量，減弱到正常段的一半。
3.光面爆破施工
3.1裝藥結(jié)構
底部1m為三支直徑為70的乳化炸藥，正常段為線密度為1kg/m的Φ50炸藥，減弱段長度1.5m，堵塞2m。裝藥時，底部加強藥直接投入孔內(nèi)，然后將Φ50炸藥藥卷綁扎在導爆索上形成藥串，并固定在毛竹片上，再送入孔內(nèi)，毛竹片應放置在靠邊坡的內(nèi)側(cè)。
3.2起爆網(wǎng)絡
3.3.2鉆孔保護
鉆孔完成經(jīng)檢驗合格后，使用編織袋將孔口塞緊，防止人為移動鉆機時破壞鉆孔和地表水或雜物落入孔內(nèi)，造成堵塞。
4.結(jié)語
1）在石灰石礦山中采用光面爆破開挖取得了良好的效果，選擇合理的孔網(wǎng)參數(shù)是此類爆破達到理想效果的關鍵，在爆破施工中還要根據(jù)巖石及地質(zhì)條件的變化及時調(diào)整各項參數(shù)。
2）施工過程中嚴格控制鉆孔質(zhì)量，做到放線定位準確，鉆孔角度誤差滿足要求、裝藥結(jié)構及起爆網(wǎng)絡復合設計要求、控制好裝藥量。通過以上嚴格要求，光爆孔半孔率可達到百分之八十以上，爆破后坡面穩(wěn)定，底部根底較少，取得了良好的爆破效果。 [科]
【參考文獻】
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