采場邊幫爆破開挖處理施工技術

郭大勝

(安徽江南爆破工程有限公司,安徽 寧國 242300)

1 工程概況

長九(神山)灰?guī)r礦項目位于安徽省池州市西南方約37 km處,池州神山北麓山腳,隸屬池州市貴池區(qū)牌樓鎮(zhèn)青山村、神山村、濟公村管轄。礦體東西總長4 500 m,最寬處1 536 m,礦區(qū)面積為5.14 km2。礦山為獨立礦體,相對高差較大,山體呈北東-南西向展布,總體特征為中部高,周邊逐漸降低,礦區(qū)內最高點為礦區(qū)中東部神山山頂,標高為+408.63 m,從最高點至開采標高(+40 m)相對高差368.63 m,采用露天爆破開采。

長九(神山)灰?guī)r礦項目采場東西側邊坡較緩,坡度為15°～34°；南北側邊坡較陡,坡度為30°～80°。其中,1#溜井A2采區(qū)北側大部分邊坡坡角在65°～80°,邊坡中間部位多處存在倒懸體,已形成2個平臺多臺階開采。

根據神山礦區(qū)一期1.33 km2規(guī)劃林地征收范圍,礦山一期(1#溜井及2#溜井采區(qū))南側標高約280 m,北側標高約250 m。礦山南側及北側紅線范圍內均有部分居民尚未搬遷,部分民房距離礦權范圍線僅69 m,且部分房屋近乎危房,不具備基本的抗震能力。一旦發(fā)生滾石、飛石等事故,將會激化礦民矛盾,對礦山生產不利[1-3]。

2 現階段施工措施及存在問題

2.1 施工措施

邊幫滾石產生的原因主要有2個:主爆區(qū)大規(guī)模爆破時將原邊坡上天然滾石振動脫落；邊幫爆破時直接產生的滾石。為避免爆破滾石、飛石對下部未征收林地及未拆遷居民產生影響,臨近邊幫部位采用控制爆破措施。首先,將邊幫部位預留2排炮孔的寬度(滿足鉆機設備通行),與主爆區(qū)分離,以降低主爆區(qū)大規(guī)模爆破對邊幫的影響。同時,將邊幫部位分上下2層進行爆破,以降低每個臺階開挖高度(針對標準15 m梯段)。然后,在保證臨空面良好的情況下,針對預留邊幫單獨實施爆破,在爆破過程中,適當減少前排抵抗線,擴大兩排孔之間的微差時間以減少爆破后沖的影響。最后,針對未處理到位的部位分多次小規(guī)模松動爆破,具體施工處理如圖1所示。此種方案針對邊坡坡腳較緩的部位實施效果較好,針對1#溜井A2采區(qū)較陡部位及倒懸部位邊幫,不能完全解決滾石問題。

圖1 現階段邊幫處理措施

2.2 存在的問題

紅線范圍內三合組未拆遷房屋距離1#溜井A2采區(qū)北側部位較近,對邊幫開挖過程中產生的滾石及其帶來的揚塵極其敏感,可能會激化礦民矛盾,帶來礦山環(huán)保問題。同時,該部位一旦出現滾石,將會毀壞礦區(qū)一期征收以外的生態(tài)林地,給整個工程帶來法律風險。

3 邊幫爆破優(yōu)化措施

為了消除邊幫開挖過程中產生的滾石,針對邊幫較陡或倒懸、爆破無法控制的部位,采用爆破和機械處理(挖機+破碎錘)相結合的方式。

在邊幫部位預留3～4排炮孔的寬度,將該預留邊幫與主爆區(qū)單獨進行爆破。主爆區(qū)靠近邊坡部位采用光面爆破,減少主爆區(qū)爆破對邊坡穩(wěn)定性的擾動,控制邊坡穩(wěn)定性。為減小爆破規(guī)模,將預留邊幫分上下兩部分單獨爆破。考慮到陡坡部位邊幫表面未進行覆蓋層剝離,表層孤石、風化巖體較多,巖體結構較為松散,為減少爆破后沖對預留邊幫的影響,根據現場地質巖層條件,適當增加臨空面?zhèn)鹊念A留邊幫寬度。對于巖層不穩(wěn)定、裂隙較多的部位,采用1.5倍炮孔間距寬度預留；對于巖層相對穩(wěn)定部位,采用1.2倍炮孔間距寬度預留。爆破完成后對邊幫剩余部位采用破碎錘、挖機處理[4-5]。處理時整體上按照從內側向外側,從上部往下部的方式,破碎錘處理一層,挖機清理一層,兩者相互配合。

4 主爆區(qū)光面爆破參數選取與計算

主爆區(qū)采用光面爆破,主爆孔和緩沖孔的布孔方式采用梅花形布置,光爆孔沿邊坡輪廓線布置。炮孔傾角α取邊坡坡率1∶0.5；線裝藥密度q=0.3 kg/m；不耦合系數一般為2～5,取2.8。其他爆破參數見表1。

表1 主爆區(qū)爆破參數匯總(?90鉆孔)

1)裝藥結構與起爆方法

主爆孔裝藥結構采用?70藥卷連續(xù)柱狀裝藥；緩沖孔與光爆孔裝藥結構采用?32藥卷不耦合裝藥。光爆孔裝藥將?32炸藥卷綁在竹片上,藥卷緊靠導爆索,竹片靠向保留邊坡一側。單孔裝藥量原則如下:炮孔底部2.0 m,線裝藥密度1.0 kg/m；正常段線裝藥密度0.4 kg/m；上部3.0 m,線裝藥密度0.25 kg/m；炮孔堵塞長度不大于2.5 m。

2)起爆網路與起爆順序

起爆網路采用毫秒導爆管雷管,孔內、孔外微差相結合、復式起爆網路,主炮孔每個段別起爆1～2個炮孔,光爆孔每個段別起爆3～5個炮孔,最大段藥量控制在24.5 kg。網路連接采用不同段別的非電毫秒雷管裝入孔內,孔外排間分別用2發(fā)5段或8段毫秒雷管串聯,形成復式起爆網路[6-7]。

微差間隔時間:主爆孔間隔時間25～110 ms；光面孔與主爆孔一同起爆時,光面孔滯后于主爆孔,起爆間隔時間在75～150 ms。具體爆破網路如圖2所示。

圖2 爆破網路

5 安全質量保證措施

1)建立健全安全質量生產保證體系,制定安全質量管理細則,實施安全質量全過程控制。

2)根據安全設施要求,嚴格控制主爆區(qū)的爆破規(guī)模及單響藥量；同時,在爆破過程中遵守爆破安全規(guī)程。

3)在臨近邊幫的主爆區(qū)爆破時,做好邊幫下部警戒工作,確保下部人員和設備安全。

4)在采用機械手段處理邊幫時,需安排專職安全員對現場上下同時進行監(jiān)控,確保上部人員和設備的安全,將下部邊坡進行封閉,禁止無關人員進入。

6 結語

1)按照此優(yōu)化方案施工,邊坡滾石得到了有效控制,沒有危及山體下坡房屋及居民的安全。

2)邊坡爆破施工要充分考慮滾石、爆破振動等因素,考慮施工人員及機械的安全。

3)針對較陡邊坡,嚴格控制滾石是施工的關鍵,是邊坡控制爆破的重中之重。