德興銅礦一地下鐵運(yùn)地坪的爆破拆除

黃 明,余金勇,柯新華

(江西銅業(yè)公司德興銅礦， 江西 德興市 334224)

0 引 言

地坪是用人工材料筑成的路面或場(chǎng)地，一般都敷設(shè)在夯實(shí)的墊層上，采用的材料有三合土、混凝土、片石或塊石加水泥砂漿抹面和瀝青等。多數(shù)地坪厚度為30～40 cm，用做地坪的材料強(qiáng)度和水泥標(biāo)號(hào)比較高，人工破碎難度大，一般厚度大于20 cm的地坪應(yīng)選擇爆破法拆除[1]。

德興銅礦采礦場(chǎng)鐵運(yùn)工段一地下車間的電機(jī)車鐵軌枕木因使用年限長(zhǎng)，無(wú)法固定鐵軌，需對(duì)一段長(zhǎng)約800 m的鐵軌進(jìn)行修繕，擬采用爆破的方法對(duì)支撐地坪連同枕木一起拆除。

1 爆破區(qū)域概況

爆破區(qū)域位于德興銅礦采礦場(chǎng)鐵運(yùn)工段的地下車間內(nèi)，爆破體為電機(jī)車鐵軌下方的地坪連同枕木(鐵軌已移除)。爆破體的材質(zhì)為高強(qiáng)度混凝土，爆破體長(zhǎng)×寬×高為70 m×1.8 m×0.4 m，地坪內(nèi)鑲有混凝土枕木(枕木內(nèi)有鋼絲)，枕木長(zhǎng)1.15 m，寬0.20 m，高0.25 m，枕木間距0.53 m。地坪兩側(cè)上方2.8 m處有6臺(tái)放礦漏斗，正上方約5 m處有一排照明燈，放礦漏斗后方距離爆破區(qū)域11 m處為放礦工值班室，距爆破區(qū)域約15 m處是鐵運(yùn)地下調(diào)車場(chǎng)巷道。

爆破體有兩個(gè)自由面：一個(gè)為地坪西側(cè)的水溝，一個(gè)為北側(cè)的臨空面。爆破區(qū)環(huán)境及爆破剖面結(jié)構(gòu)如圖1所示。由圖1可以看出，爆破區(qū)地理環(huán)境復(fù)雜，需要實(shí)行控制爆破。爆破要求為：爆破后塊度均勻，便于人工搬運(yùn)；控制爆破振動(dòng)和飛石，避免損壞周邊設(shè)備和設(shè)施。

圖1爆破區(qū)環(huán)境及爆破體剖面結(jié)構(gòu)示意

2 爆破設(shè)計(jì)

2.1 爆破參數(shù)

(1) 最小抵抗線W。最小抵抗線W的確定主要根據(jù)拆除對(duì)象的材質(zhì)、幾何形狀、結(jié)構(gòu)尺寸、布筋情況、周圍環(huán)境、爆破塊度要求以及清碴能力等綜合考慮。一般鋼筋混泥土的最小抵抗線W取0.3～0.5 m[2]，此次爆破因在室內(nèi)，無(wú)法采用機(jī)械，需采用人工清碴方式，因此取W為中間值0.4 m。

(2) 炮孔直徑d和炮孔深度L。本次爆破采用鉆頭直徑為38 mm的風(fēng)鉆鉆孔，d=38 mm。鉆鑿垂直孔，一般L=(0.7～0.8)H[ 3]，其中H為爆破體厚度，0.4m，L=(0.7～0.8)×0.4，取為0.3 m。

(3) 炮孔間距a和排距b。采用梅花形布孔方式，孔距a=(0.8～1)L，取為0.4 m。排距b=0.87 a，取為0.35 m。

(4) 單孔裝藥量。單孔裝藥量采用體積法公式計(jì)算：Q=qabH，其中，Q為單孔裝藥量，g；H為爆破體厚度，0.4 m；a為孔距，0.4 m；b為排距，0.35 m；q為單位炸藥消耗量，對(duì)混凝土取值800～900 g/m3，取為900 g/m3。計(jì)算得Q=50.4 g，取50 g。

2.2 炮孔布置和裝藥結(jié)構(gòu)

(1) 炮孔布置。炮孔布置的原則是力求炮孔排列規(guī)則整齊，使藥包均勻分布于爆破體中，以保證爆后破碎的塊度均勻。采用多排三角形布孔，總孔數(shù)約1000個(gè)。

(2) 裝藥結(jié)構(gòu)。采用多段毫秒延期電雷管加工乳化藥卷單層裝藥，孔口部分用炮泥加強(qiáng)堵塞，裝藥結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

圖2 裝藥結(jié)構(gòu)

2.3 起爆順序

采用毫秒延期電雷管網(wǎng)絡(luò)連接，電雷管各段別延期25 m/s，為了降低爆破振動(dòng)和便于施工管理，計(jì)劃分3次起爆，每次起爆約300個(gè)炮孔，分15個(gè)段別，每段別10～20個(gè)孔，單段齊發(fā)藥量為50×20=1000 g，各孔起爆順序見(jiàn)圖3。

圖3起爆順序

2.4 安全防護(hù)

2.4.1 爆破振動(dòng)

根據(jù)《爆破安全規(guī)程》(GB6722—2003)及國(guó)內(nèi)外研究成果，爆破振動(dòng)速度一般采用薩道夫斯基經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算[4]：

v=K(Q1/3/R)a

式中:v—爆破引起的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度, cm/s;

Q—單段響藥量，1 kg；

R—藥柱中心到周邊設(shè)施的距離，m；

K—系數(shù)，此為與爆破點(diǎn)地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)，查表取K=116.4；

a—爆破振動(dòng)衰減指數(shù), 查表取a=1.74。

為降低爆破振動(dòng)，采用微差爆破。大量工程實(shí)踐表明，采用微差爆破與齊發(fā)爆破相比，平均降振率約為50%，分段越多，降振效果越好[5]。

將各參量的取值代入公式計(jì)算,結(jié)果見(jiàn)表1。從表1可以看出，爆破振動(dòng)對(duì)周邊各設(shè)施不會(huì)造成破壞。

2.4.2 爆破飛石

《爆破安全規(guī)程》規(guī)定：淺眼爆破時(shí)，個(gè)別飛散物對(duì)人員的安全距離應(yīng)大于300 m，對(duì)設(shè)備或建筑物的安全距離，應(yīng)由計(jì)算確定[6]。

表1 爆破振動(dòng)計(jì)算結(jié)果

本次爆破是加強(qiáng)松動(dòng)爆破，因爆破環(huán)境復(fù)雜，為避免爆破飛石對(duì)人員和設(shè)備造成傷害，在地表網(wǎng)絡(luò)敷設(shè)完畢后，擬采用兩層草袋外加一層橡膠墊覆蓋爆破體，覆蓋完畢后再用砂袋壓實(shí)，值班室的玻璃用木板遮擋。

2.4.3 安全警戒

為了確保人員和設(shè)備安全，起爆時(shí)應(yīng)充分做好安全警戒工作。爆破前地下車間內(nèi)設(shè)施都要停止運(yùn)轉(zhuǎn)，人員要全部撤離，爆破警戒范圍見(jiàn)圖4。

3 爆破效果

圖4 爆破警戒范圍

本次爆破由于工期很緊，為達(dá)到滿意的爆破效果和保證爆破安全的目的，在正式爆破前先打了4個(gè)孔進(jìn)行試爆，后在15 d內(nèi)進(jìn)行了3次爆破，爆破振動(dòng)控制合理，未發(fā)生飛石傷害事故。爆破后，爆堆隆起0.8 m左右，爆破塊度不大于30 cm，便于人工清碴，為鐵運(yùn)工段鐵軌修繕的順利進(jìn)行贏得了時(shí)間。

參考文獻(xiàn)：

[1]于亞倫.工程爆破理論與技術(shù)[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2004.

[2]汪旭光.爆破設(shè)計(jì)與施工[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2012.

[3]汪旭光.爆破手冊(cè)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2010.

[4]顧毅成.爆破工程施工與安全[M].北京:人民交通出版社,2004.

[5]文 淵.工程爆破常用數(shù)據(jù)手冊(cè)[M].北京:人民交通出版社,2002.

[6]黎劍強(qiáng).爆破工程施工安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)使用手冊(cè)[M].安徽：安徽文化音像出版社，2004.