導(dǎo)爆管爆破網(wǎng)絡(luò)在較高溫環(huán)境下的應(yīng)用

廖武王 龍昌軍

(廣西金建華爆破工程有限公司)

導(dǎo)爆管爆破網(wǎng)絡(luò)在較高溫環(huán)境下的應(yīng)用

廖武王 龍昌軍

(廣西金建華爆破工程有限公司)

高溫爐底殘留物溫度高、硬度大，周邊環(huán)境復(fù)雜，其拆除爆破屬于特種爆破，對導(dǎo)爆管爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)技術(shù)要求高。通過某冶煉廠錳鋁礦高溫爐渣拆除爆破，取得了較滿意的爆破效果，同時(shí)也考察了導(dǎo)爆管在高溫下的使用效果，擴(kuò)大了導(dǎo)爆管爆破網(wǎng)絡(luò)的使用范圍。

爐渣爆破 導(dǎo)爆管 高溫

目前國內(nèi)在高溫爆破領(lǐng)域中，一般用電雷管或者電子雷管等作為起爆器材。但金屬爐瘤導(dǎo)電性良好，如果采用電雷管起爆受環(huán)境的影響較大，而且爆破點(diǎn)周邊環(huán)境極為復(fù)雜，考慮鍋爐結(jié)構(gòu)和爐瘤的性質(zhì)要求，只有微差爆破才能達(dá)到控制拆除的目的。在微差延時(shí)精度方面，導(dǎo)爆管雷管比電雷管有更高的精度，另外，通過導(dǎo)爆管爆破網(wǎng)絡(luò)在爐內(nèi)高溫下的使用效果，達(dá)到既提高爆破精度和安全性，又?jǐn)U大了導(dǎo)爆管的使用范圍的目的。

某冶煉廠1#爐位于廠區(qū)內(nèi)，底層呈圓柱形，高約2 m、直徑約10 m，熱爐爐底凝結(jié)物厚度約 2.5 m，以灰口鐵為主要成分，爐渣的單軸抗壓強(qiáng)度為80～160 MPa，屬較難爆破介質(zhì)[1]，鍋爐周圍環(huán)境復(fù)雜，需進(jìn)行控制爆破。

1 爐底拆除爆破

為確保礦熱爐爐底凝結(jié)物拆除工程安全、快速，爐體不受破壞，根據(jù)周圍環(huán)境、礦熱爐結(jié)構(gòu)、凝結(jié)物性質(zhì)及工期要求，確定采用淺孔梯段劈裂法控制爆破方案。由于爐底殘留物溫度比較高，為達(dá)到預(yù)期爆破效果，預(yù)防炸藥早爆，鉆深約0.8 m，孔徑為40 mm 的孔。鍋底殘留物的鍋爐剖面如圖1所示。

圖1 鍋爐剖面

1.1 爆破設(shè)計(jì)

1.1.1 爆破參數(shù)

(1)最小抵抗線。根據(jù)爆破經(jīng)驗(yàn)，最小抵抗線與孔徑存在如下關(guān)系：W=(20-40)D,取W=0.8～1.6 m?？紤]鍋爐爐垢堅(jiān)固系數(shù)大，取W為0.5 m。

(2)炸藥單耗。根據(jù)爆破介質(zhì)性質(zhì)、爆破體臨空面以及爆破裝藥方式的不同炸藥單耗有較大差異，淺孔爆破爐渣單耗為q=1.0～2.0 kg/m3，為保證順利清除爐底殘留物又不損壞設(shè)備，取q=1 kg/m3.

(3)孔距、排距和孔徑。采用環(huán)形爆破網(wǎng)絡(luò)時(shí)，孔距a=1 m，環(huán)形距離b=0.6 m。結(jié)合本次爆破機(jī)械設(shè)備情況，并考慮爆破技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，采用淺孔直徑D=40 mm為宜。

(4)孔深。根據(jù)最小堵塞長度0.5 m和單孔裝藥長度0.3 m計(jì)算，孔深h=0.5 m+0.3 m。為降低爆破震動對爐襯的影響[2]，鉆孔深度為0.8 m。

(5)單孔裝藥量。根據(jù)現(xiàn)場爆破試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，便于更能有效控制單次爆破藥量。根據(jù)單孔裝藥量計(jì)算Q=0.4 kg，為了控制爆破飛石取0.3 kg，藥卷總長度為0.3 m[3]。

(6)裝藥結(jié)構(gòu)與堵塞。為降低爆破沖擊震動，采用不偶合裝藥結(jié)構(gòu)[4]，不耦合系數(shù)為1.14。堵塞長度為孔深和裝藥長度差，為0.5 m。

在裝好藥的炮孔中，用黏性很大的黃泥或鉆屑向下充填炮孔，并用木質(zhì)炮棍送至裝藥位置，輕輕充填，不能用力沖擊裝有雷管的起爆藥包，填滿為止。

1.1.2 爆破網(wǎng)絡(luò)

1.1.2.1 環(huán)形爆破網(wǎng)絡(luò)

在爆區(qū)設(shè)計(jì)多個(gè)環(huán)狀炮孔分布，采用類似掘進(jìn)爆破的炮孔分布從內(nèi)至外分段爆破。由于最小抵抗線一直指向中心，不會產(chǎn)生太多飛向四周的飛石。此方法需要設(shè)計(jì)好各環(huán)間距和孔距，爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)連接較為復(fù)雜。見圖2。

圖2 環(huán)形爆破網(wǎng)絡(luò)

Ms-X為孔內(nèi)延期雷管，延期時(shí)間應(yīng)該大于Ms-2段雷管延期時(shí)間和分段數(shù)目的乘積，以保證孔外分段雷管有足夠的時(shí)間完全點(diǎn)燃孔內(nèi)雷管，確?？淄獗凭W(wǎng)絡(luò)在完全起爆前不被破壞。

1.1.2.2 三角形爆破網(wǎng)絡(luò)

三角形炮孔爆破網(wǎng)絡(luò)連接采用單排起爆的方式，從排渣口處向里逐排起爆，有利于將爐渣直接拋出排渣口，便于清渣。但需要做好飛石防護(hù)。爆破網(wǎng)絡(luò)見圖3。

圖3 三角形爆破網(wǎng)絡(luò)

綜合以上兩個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，為避免爆破飛石的破壞，選擇采用環(huán)形爆破網(wǎng)絡(luò)。

1.2 爆破施工

(1)鉆孔。清除爆區(qū)的碎渣和破碎層，避免鉆孔時(shí)碎渣回填導(dǎo)致卡鉆；根據(jù)設(shè)計(jì)方案布置炮孔位置，用石灰標(biāo)記，不得隨意改變炮孔位置；如遇到卡鉆時(shí)應(yīng)該在旁邊另鉆炮孔，應(yīng)注意最小抵抗線的變化；鉆孔時(shí)應(yīng)控制好各個(gè)炮孔的深度，根據(jù)工作面的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整；炮孔注水降溫，堵塞炮孔口，避免礦渣落入。

(2)裝藥堵塞。裝藥前將炮孔內(nèi)的水用高壓氣體吹出，測量炮孔內(nèi)溫度，確保溫度控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)；裝入預(yù)先設(shè)計(jì)好的藥量；對裝入炮孔內(nèi)的導(dǎo)爆管進(jìn)行熱防護(hù)，裝入起爆藥包；用黃泥土堵塞炮孔，堵塞時(shí)避免用力過大把導(dǎo)爆管沖斷。

(3)爆破網(wǎng)絡(luò)連接。爆破網(wǎng)絡(luò)連接總用時(shí)不大于30 min，盡量減少導(dǎo)爆管長時(shí)間受熱。對孔外的延時(shí)導(dǎo)爆管雷管做好熱防護(hù)，同時(shí)做好雷管尾部聚能流破壞爆破網(wǎng)絡(luò)的防護(hù)。

(4)熱防護(hù)。首先進(jìn)行隔熱試驗(yàn)，將炸藥包用隔熱膠布包扎好后放入炮孔內(nèi)，30 min后取出測量炸藥溫度，保證炸藥溫度不超過80°，否則繼續(xù)注水降溫[5]；當(dāng)炮孔溫度達(dá)到要求后，裝入炸藥和起爆藥包，孔內(nèi)部分的導(dǎo)爆管應(yīng)進(jìn)行隔熱處理。

高爐爐結(jié)屬高溫?zé)崮Y(jié)構(gòu)，不停爐的情況下爐內(nèi)溫度高達(dá)500 ℃，停爐后短時(shí)間內(nèi)也難以降到藥包允許的80 ℃[6]。因此，施工過程中一定做好孔內(nèi)降溫及藥包耐高溫處理，并做耐高溫試驗(yàn)，預(yù)防炸藥早爆。同時(shí)采用高壓水槍對炮孔進(jìn)行沖水降溫，沖水降溫時(shí)施工人員嚴(yán)禁面對炮孔，防止被高溫水蒸氣燙傷。降溫的同時(shí)，使用紅外測溫儀測量孔內(nèi)實(shí)際溫度，預(yù)防早爆[7]。

2 爆破效果分析

本次爆破一次爆破爐渣方量50 m3，實(shí)際炸藥單耗為0.5 kg/m3。爐渣爆破效果良好，爆破飛石沒有對周邊的人員和建筑造成危害，耐火磚少部分被損壞，鍋爐的爐壁沒有變形痕跡。

裝藥連線爆破總用時(shí)為2 h，環(huán)境溫度最高為55 ℃，無啞炮盲炮出現(xiàn)。爆破后對殘留的導(dǎo)爆管進(jìn)行檢查，沒有發(fā)現(xiàn)導(dǎo)爆管有爆穿情況。實(shí)踐證明：此類導(dǎo)爆管爆破網(wǎng)絡(luò)可以在55 ℃溫度環(huán)境下，2 h內(nèi)能正常起爆。

3 結(jié) 語

通過此次爆破，更加深入了解了導(dǎo)爆管爆破網(wǎng)絡(luò)的特性，在此類特種爆破中，導(dǎo)爆管爆破網(wǎng)絡(luò)在延時(shí)精度和抗拒雜散電流方面的應(yīng)用比電雷管有更大優(yōu)勢，在方案設(shè)計(jì)方面更多的選擇性，同時(shí)為爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)累積了更多的寶貴經(jīng)驗(yàn)。

[1] 璩世杰，孟海利，高克林，等．高爐殘鐵爆破法劈裂破壞試驗(yàn)研究[J]．工程爆破，2005，11(2)：1-5．

[2] 史秀志，李山存，謝本賢．高溫爐結(jié)快速拆除的爆破工藝及其應(yīng)用[J]．工程爆破，2006，12(1)：48-51．

[3] 吳幼成，朱順官.工程爆破技術(shù)講義[R].南京：南京理工大學(xué)，2008.

[4] 史秀志，羅周全，陳壽如.保護(hù)爐襯的諾蘭達(dá)爐爐結(jié)的高溫控制爆破拆除[J].工程爆破，2002,8(3)：29-31.

[5] 史秀志，宋光明，周志國．諾蘭達(dá)爐爐結(jié)爐襯控制爆破拆除[J]．礦業(yè)研究與開發(fā)，2001，21(3)：35-37．

[6] 史秀志，謝本賢，鮑俠杰．高溫控制爆破工藝及新型隔熱材料的試驗(yàn)研究[J]．礦業(yè)研究與開發(fā)，2005，25(1)：68-71.

[7] 史秀志，楊志強(qiáng)，陳壽如，等．聚能隔熱藥包爆破高溫?zé)焿m結(jié)焦實(shí)驗(yàn)研究[J]．爆破器材，2007，36(4)：17-19．

2014-11-17)

廖武王(1988—)，男，工程師，533000 廣西百色市建華路8號。