普通毫秒導爆管雷管實現(xiàn)的逐孔起爆技術(shù)探討

丁林敏，王茂玲，陳穎鋒，杜建科

(長沙礦山研究院有限責任公司， 湖南 長沙 410012)

隨著國家城鎮(zhèn)化政策的不斷深入，中深孔爆破技術(shù)越來越多的應(yīng)用于城市中工程建設(shè)項目。爆破開挖對周邊民眾、建筑物、建筑設(shè)施將帶來一定的危害，如爆破飛石、爆破地震波、空氣沖擊波、爆破粉塵、爆破噪音等，而其中爆破飛石和爆破地震波危害尤其明顯。如何在保證工程進度和質(zhì)量的前提下，利用有限的爆破器材，控制爆破效果、降低爆破危害成為爆破從業(yè)者需要思考和解決的問題。

1 逐孔起爆技術(shù)

國外礦山建設(shè)、城市建設(shè)中深孔臺階爆破普遍采用逐孔爆破技術(shù)來提高爆破效果，降低爆破振動。

逐孔爆破是利用高強度、高精度的導爆管雷管控制地表、孔內(nèi)延時，爆區(qū)每個炮孔在空間和時間上都按一定的順序單獨延時起爆，通過減少最大單響藥量來降低爆破振動，同時先爆炮孔為后爆炮孔提供提供自由面，通過控制起爆時間差實現(xiàn)爆破擠壓來提高爆破質(zhì)量的一種爆破技術(shù)[1-4]。

近些年來，澳大利亞澳瑞凱(Orica)公司經(jīng)過大量的理論研究和實驗，認為逐孔起爆技術(shù)同排孔間最佳延期時間為3～8 ms/m，排間8～15 ms/m[2-3]。因此，國內(nèi)外目前使用的逐孔起爆技術(shù)大部分采用澳瑞凱公司生產(chǎn)的Exel系列地表延期雷管，其延期時間見表1。

然而，在國內(nèi)，由于高精度導爆管雷管成本高，且國產(chǎn)普通導爆管雷管延時精度控制不夠，因此逐孔爆破技術(shù)在國內(nèi)應(yīng)用不是很廣泛。隨著國家基礎(chǔ)工業(yè)的發(fā)展進步，國產(chǎn)導爆管雷管延時控制精度的提高，利用普通導爆管雷管替代高精度導爆管雷管實現(xiàn)逐孔起爆達到提高爆破效果、降低爆破振動的方法將成為可行，具體情況見表2。

表1 澳瑞凱Exel系列地表延期雷管延期時間表

表2 普通毫秒導爆管雷管延期時間表

2 基于普通雷管的逐孔起爆網(wǎng)路

在只具備普通毫秒延期雷管的情況下，為了實現(xiàn)提高爆破效果，降低爆破振動危害，嘗試使用普通毫秒延期雷管替代高精度雷管，實現(xiàn)逐孔起爆的目的。

孔間全部選取MS3段，延期時間50 ms；孔內(nèi)選取MS13，延期時間650 ms；排間選取MS5，延期時間110 ms。為了方便網(wǎng)路連接并減少延時誤差，統(tǒng)一使用7 m長導爆管雷管，并確保每次使用雷管為同一廠家生產(chǎn)的同批次產(chǎn)品。網(wǎng)路連接和炮孔延期時間見圖1～圖2。

3 工程實例

孔亭山采石工程采場位于福建省莆田市城廂區(qū)。采場東北面約100 m處為一廟宇，西北面距莆田市看守所約150 m，西南面約150 m處為莆田市交管局員工宿舍。爆區(qū)周邊建筑物多，需考慮爆破地震波對周邊建筑影響。爆破環(huán)境情況見圖3。

圖1 網(wǎng)路連接

圖2 炮孔延期時間

圖3 爆破環(huán)境

孔亭山采場設(shè)計爆破參數(shù)：孔徑Φ=115 mm，最小抵抗線W=3.5 m，孔距a=4.7 m，排距b=3.6 m，孔深h=14 m，堵塞長度l≥3.5 m，單位炸藥消耗量q=0.35 kg/m3，單孔裝藥量Q單=abhq=83 kg。選取Φ90 mm二號巖石乳化炸藥，根據(jù)現(xiàn)場實驗，1箱25 kg炸藥裝藥高度約為3 m，參考設(shè)計單孔裝藥量，可知單孔需裝藥約3.5箱，采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，得出總裝藥高度為10.5 m，堵塞3.5 m。經(jīng)驗證，與設(shè)計相符。

采用普通毫秒導爆管雷管實現(xiàn)的逐孔起爆網(wǎng)路進行爆破。為保證網(wǎng)路可靠性，采用雙發(fā)雷管傳爆。爆破最大單響藥量即為單孔裝藥量。

根據(jù)爆破地震波質(zhì)點震動速度公式：

v=K·Qα/3/Rα

式中，R—爆破安全允許距離，取R=100 m；

Q—最大單響藥量，Q=83 kg；

K，α—與爆破巖石性質(zhì)相關(guān)的系數(shù)，取K=200，α=1.5。

計算得出v=1.822 cm/s,小于《爆破安全規(guī)程》規(guī)定的爆破地震波安全允許標準2.5 cm/s。因此，采用普通毫秒導爆管雷管實現(xiàn)的逐孔起爆網(wǎng)路爆破方式對孔亭山周邊建筑設(shè)施是安全的。

通過孔亭山采石工程大量實踐發(fā)現(xiàn)，采用普通毫秒導爆管雷管實現(xiàn)的逐孔起爆技術(shù),爆破后爆破質(zhì)量、爆破震動相較于“V”型起爆網(wǎng)路、排間起爆網(wǎng)路爆破質(zhì)量好、爆破震動小，且無后裂現(xiàn)象。實踐證明此方法是可行的。

4 結(jié) 論

本文雖然未從巖石破碎的理論出發(fā)，研究炸藥爆炸后應(yīng)力波作用到巖石上的響應(yīng)時間對巖石破碎效果的影響，從而未能給普通毫秒導爆管雷管實現(xiàn)的逐孔起爆網(wǎng)路孔間、排間的延期時間提供足夠的理論依據(jù)，但從工程實際應(yīng)用中看到，普通毫秒導爆管雷管實現(xiàn)的逐孔爆破技術(shù)對改善爆破效果、提高爆破質(zhì)量、降低爆破震動危害同樣能起到應(yīng)有的作用。

參考文獻：

[1]肖志武,王小平,陳志陽,等.逐孔起爆技術(shù)實驗研究[J].采礦技術(shù),2011,11(5):129-131.

[2]趙 根.臺階爆破精確起爆振動特性研究[J].爆破,2010,27(2):14-17,35.

[3]張志呈,熊 文,吝曼卿.淺談逐孔起爆技術(shù)時間間隔的選取[J].爆破,2011,28(2):45-48,71.

[4]張智宇,殷志強,欒龍發(fā),等.逐孔起爆技術(shù)在白登磷礦的應(yīng)用[J].采礦技術(shù),2008,8(3):128-130.

[5]羅德丕,池恩安,張修玉,等.復(fù)雜環(huán)境下城市淺埋隧道爆破震動控制技術(shù)[J].礦業(yè)研究與開發(fā),2012，32(4):105-107..