攀枝花徐家溝鐵礦與麗攀高速公路爆破開采限界距離論證研究

胡士克

摘 要：攀枝花徐家溝鐵礦旁有麗攀高速拖路灣隧道、徐家溝大橋和雙梁子隧道穿越?！豆钒踩Ｗo(hù)條例》規(guī)定：“公路周圍一定范圍內(nèi)禁止進(jìn)行爆破作業(yè)”。通過研究，對(duì)徐家溝鐵礦爆破開采進(jìn)行限界分區(qū)，使禁采區(qū)大大突破了條例規(guī)定的范圍，礦產(chǎn)資源得到了合理的開發(fā)和利用，解決了礦山與新建麗攀高速“爆破開采限界與安全營(yíng)運(yùn)”的突出矛盾，達(dá)到“共存共贏”的目的。

關(guān)鍵詞：鐵礦；公路；爆破；距離

中圖分類號(hào)：TV542 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）13-0121-02

隨著西部大開發(fā)進(jìn)程的不斷加快，高速公路建設(shè)和礦產(chǎn)資源開發(fā)也飛速發(fā)展，但高速公路壓覆礦產(chǎn)資源的現(xiàn)象也越來越突出，在二者之間尋求一個(gè)最佳平衡點(diǎn)，既保證高速公路的安全營(yíng)運(yùn)，又使礦產(chǎn)資源得到最大程度的開采和利用，是當(dāng)前面臨的一個(gè)棘手問題。本文以攀枝花徐家溝鐵礦爆破開采與麗攀高速建設(shè)為背景，就麗攀高速公路與徐家溝鐵礦爆破開采限界距離這一問題展開論述，實(shí)現(xiàn)鐵礦開采與高速公路營(yíng)運(yùn)的“共存共贏”。

1 工程概況

徐家溝鐵礦位于攀枝花市金沙江邊，北有麗攀高速拖路灣隧道、徐家溝大橋、雙梁子隧道穿越通過，穿越礦區(qū)段全長(zhǎng)約970 m（按照《公路安全保護(hù)條例》規(guī)定：“公路渡口和中型以上公路橋梁周圍200 m、公路隧道上方和洞口外100 m范圍內(nèi)禁止爆破作業(yè)。”）；南有金江支線鐵路線臨近通過，再往南有國(guó)道、民房等，開采環(huán)境極其復(fù)雜。

2 礦山爆破開采對(duì)麗攀高速影響分析

2.1 影響爆破地震效應(yīng)的因素

爆破地震通過建筑物地基傳遞和轉(zhuǎn)化，激起建筑物振動(dòng)，當(dāng)?shù)V山爆破產(chǎn)生的振動(dòng)達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，就可能對(duì)毗鄰的橋隧、公路等設(shè)施造成一定程度的破壞。為了確保礦區(qū)開采爆破時(shí)麗攀高速公路橋梁和隧道的安全營(yíng)運(yùn)，按照《爆破安全規(guī)程》確定的振動(dòng)安全允許標(biāo)準(zhǔn)，確定徐家溝鐵礦開采爆破區(qū)域邊界與麗攀高速公路拖路灣隧道、徐家溝大橋、雙梁子隧道的臨近安全距離和爆破振動(dòng)影響，是礦區(qū)開采爆破設(shè)計(jì)和施工必須考慮的重要內(nèi)容。

2.2 影響公路邊坡穩(wěn)定性的因素

礦山采礦后，公路邊坡定的巖土被挖除了一部分，打破了巖體原有的平衡狀態(tài)，在一定范圍內(nèi)可能會(huì)對(duì)橋墩、隧道周圍的巖體產(chǎn)生影響，造成基礎(chǔ)開裂、滑坡、不均勻沉降等災(zāi)害，從而喪失穩(wěn)定性和承載力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)局部損傷，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)整體傾斜、拉裂、倒塌和解體。

3 爆破開采界限臨近距離論證研究

3.1 爆破開采振動(dòng)監(jiān)測(cè)分析和安全距離論證

3.1.1 爆破開采實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析

課題組通過對(duì)多次爆破試驗(yàn)振動(dòng)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)回歸分析，確定徐家溝鐵礦與麗攀高速之間巖土爆破作用系數(shù)K=115.58、衰減系數(shù)α=1.37.

3.1.2 爆破振動(dòng)安全允許振速核定

針對(duì)公路橋梁和隧道的結(jié)構(gòu)特征，同時(shí)考慮礦區(qū)頻繁爆破作業(yè)的長(zhǎng)期擾動(dòng)和結(jié)構(gòu)累積損傷，確定公路橋梁的安全允許質(zhì)點(diǎn)峰值振動(dòng)速度[Vmax]B=8 cm/s，即在大體積混凝土安全允許振速（V=12 cm/s）的基礎(chǔ)上，賦予2/3的安全系數(shù)（《爆破安全規(guī)程》中未對(duì)高墩橋梁的安全允許振速作出規(guī)定，這里暫按類似橋梁承臺(tái)結(jié)構(gòu)的大體積砼的安全允許振速的一定比例進(jìn)行取值）。

確定公路隧道的安全允許質(zhì)點(diǎn)峰值振動(dòng)速度[Vmax]T=10 cm/s，即取交通隧道安全允許振速（10～20 cm/s）的下限值（《爆破安全規(guī)程》中確定的隧道安全允許振速是基于未襯砌隧道作出的規(guī)定，而麗攀高速拖路灣隧道和雙梁子隧道設(shè)計(jì)上都是有襯砌的并已實(shí)現(xiàn)，所以此處隧道安全允許振速的選值是偏于保守的），以此峰值振速計(jì)算安全允許距離和最大單響藥量。

《爆破安全規(guī)程》（2011征求意見稿）中對(duì)永久邊坡安全允許振速作了相關(guān)規(guī)定，針對(duì)露天爆破的振動(dòng)頻率范圍，規(guī)定永久邊坡的安全允許振速為8～15 cm/s。從安全角度出發(fā)，對(duì)永久邊坡的安全允許振速取中間值12 cm/s，此振速遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于礦山部門對(duì)邊坡安全允許的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度。礦山部門邊坡安全振速標(biāo)準(zhǔn)見表1.

4 爆破開采區(qū)域界限劃分和安全生產(chǎn)要求

4.1 爆破開采區(qū)域限界劃分

為了保證麗攀高速的安全運(yùn)營(yíng)與徐家溝鐵礦爆破開采“共存共贏”，課題組經(jīng)研究決定對(duì)采區(qū)劃定5個(gè)不同爆破作業(yè)區(qū)域，不同爆破作業(yè)區(qū)域采取不同程度的控制爆破作業(yè)方式，滿足礦山開采不影響高速公路正常營(yíng)運(yùn)的目的。

4.1.1 禁采區(qū)

禁采區(qū)距離被保護(hù)建（構(gòu)）筑物R≤RI=40 m，禁止以任何形式開采。

4.1.2 謹(jǐn)慎控制爆破開采區(qū)

謹(jǐn)慎控制爆破開采區(qū)距離被保護(hù)建（構(gòu)）筑物RI=40 m

4.1.3 嚴(yán)格控制爆破開采區(qū)

嚴(yán)格控制爆破開采區(qū)距離被保護(hù)建（構(gòu)）筑物RⅡ=70 m

4.1.4 加強(qiáng)控制爆破開采區(qū)

加強(qiáng)控制爆破開采區(qū)距離被保護(hù)建（構(gòu)）筑物RⅢ=90 m

4.1.5 常規(guī)控制爆破開采區(qū)

常規(guī)控制爆破開采區(qū)距離被保護(hù)建（構(gòu)）筑物R≥RⅣ（200 m），按理論計(jì)算礦區(qū)每次爆破作業(yè)總裝藥量可達(dá)23 000 kg，但在實(shí)際施工時(shí)，綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)場(chǎng)地條件、臺(tái)階寬度、使用雷管精度等因素，限制每次起爆總裝藥量不得超過8 000 kg，最大單響藥量不得超過250 kg。

以上分區(qū)不同距離的單響藥量計(jì)算完全滿足《爆破安全規(guī)程》（GB 6722—2003）對(duì)大體積混凝土（類似橋梁承臺(tái)結(jié)構(gòu)）峰值振速的安全性要求，也充分滿足對(duì)公路隧道峰值振速的安全性要求。本文中提出的爆破開采區(qū)域劃分限界距離，同時(shí)也能滿足橋梁（21.2 m）和隧道（17.8 m）對(duì)邊坡穩(wěn)定性計(jì)算的要求。

4.2 爆破開采意見

開挖前，應(yīng)先沿限界線打兩排隔振空孔，可以有效降低爆破振動(dòng)的傳播，減少爆破振動(dòng)對(duì)邊坡、橋梁和隧道的影響。

開挖順序應(yīng)自南向北依次推進(jìn)，待開采到謹(jǐn)慎控制爆破開采區(qū)時(shí)，采取預(yù)裂爆破、單孔單響、限制單響藥量和一次起爆總藥量等措施，減少爆破振動(dòng)對(duì)殘留邊坡和形成的永久邊坡的影響。

在實(shí)際施工時(shí)，應(yīng)請(qǐng)有資質(zhì)的礦山設(shè)計(jì)部門對(duì)礦山開采進(jìn)行整體規(guī)劃設(shè)計(jì)，并按各區(qū)域內(nèi)建議的爆破開采設(shè)計(jì)參數(shù)意見作出詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)，在謹(jǐn)慎控制爆破開采區(qū)和嚴(yán)格控制爆破開采區(qū)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)爆破地震效應(yīng)，并根據(jù)爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和巖體變化及時(shí)調(diào)整、完善爆破參數(shù)。

4.3 限界區(qū)域開采安全生產(chǎn)要求

限界區(qū)域開采安全生產(chǎn)的要求主要有以下幾點(diǎn)：①在限界區(qū)域內(nèi)進(jìn)行爆破開采時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)邊坡坡體的變形觀測(cè)和橋梁隧道基礎(chǔ)的爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)報(bào)告；②礦山邊坡高陡，開挖后巖體會(huì)產(chǎn)生卸荷松弛，應(yīng)請(qǐng)具備資質(zhì)的邊坡設(shè)計(jì)單位對(duì)限界區(qū)域高邊坡進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，并按設(shè)計(jì)方案或可采用預(yù)應(yīng)力錨桿或錨索對(duì)高邊坡進(jìn)行安全加固處理，以防止邊坡產(chǎn)生卸荷變形，確保橋梁和隧道安全運(yùn)行不受任何影響；③嚴(yán)格按照《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》設(shè)置限界區(qū)域最終邊坡角，且不得大于60°；④限界區(qū)域邊坡應(yīng)按永久邊坡進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)年限應(yīng)與高速公路的年限相同。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文通過對(duì)礦山進(jìn)行爆破開采限界分區(qū)，采取一系列的措施對(duì)礦山爆破開采加以控制，使得禁采區(qū)大大突破了《公路安全保護(hù)條例》對(duì)高速公路邊界爆破作業(yè)距離的限制，使礦山開采和公路營(yíng)運(yùn)達(dá)到了“和諧共贏”的目的，具有一定的實(shí)用和工程指導(dǎo)價(jià)值，可為爆破界同仁和類似工程提供參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]汪旭光，于亞倫，劉殿中.爆破安全規(guī)程實(shí)施手冊(cè)[M].北京：人民交通出版社，2004.

[2]國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局.GB 16423—2006.金屬非金屬礦山安全規(guī)程[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

[3]陳洪凱，易麗云，唐紅梅，等.開挖巖體邊坡卸荷帶寬度的計(jì)算方法[J].防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào)，2011（04）.

〔編輯：李玨〕

Abstract： Panzhihua Xujiagou Iron next to Lijiang to Panzhihua highway Tuoluwan tunnel， Xujiagou bridge and Shuangliangzi tunnel crossing.“Highway Safety Protection Regulations”provides that：“within a certain range around the highway blasting operations are prohibited.”Through research， Xujiagou Iron blasting delimiting partition， so no-take zone greatly exceeded the scope of the provisions of the regulations， mineral resources have been reasonable development and utilization， to solve the mine and the new Lijiang to Panzhihua highway climb speed“blasting and mining clearance safe Operation”prominent contradictions， to“coexistence and win-win”objective.

Key words： iron； road； blasting； distanceendprint

以上分區(qū)不同距離的單響藥量計(jì)算完全滿足《爆破安全規(guī)程》（GB 6722—2003）對(duì)大體積混凝土（類似橋梁承臺(tái)結(jié)構(gòu)）峰值振速的安全性要求，也充分滿足對(duì)公路隧道峰值振速的安全性要求。本文中提出的爆破開采區(qū)域劃分限界距離，同時(shí)也能滿足橋梁（21.2 m）和隧道（17.8 m）對(duì)邊坡穩(wěn)定性計(jì)算的要求。

4.2 爆破開采意見

開挖前，應(yīng)先沿限界線打兩排隔振空孔，可以有效降低爆破振動(dòng)的傳播，減少爆破振動(dòng)對(duì)邊坡、橋梁和隧道的影響。

開挖順序應(yīng)自南向北依次推進(jìn)，待開采到謹(jǐn)慎控制爆破開采區(qū)時(shí)，采取預(yù)裂爆破、單孔單響、限制單響藥量和一次起爆總藥量等措施，減少爆破振動(dòng)對(duì)殘留邊坡和形成的永久邊坡的影響。

在實(shí)際施工時(shí)，應(yīng)請(qǐng)有資質(zhì)的礦山設(shè)計(jì)部門對(duì)礦山開采進(jìn)行整體規(guī)劃設(shè)計(jì)，并按各區(qū)域內(nèi)建議的爆破開采設(shè)計(jì)參數(shù)意見作出詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)，在謹(jǐn)慎控制爆破開采區(qū)和嚴(yán)格控制爆破開采區(qū)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)爆破地震效應(yīng)，并根據(jù)爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和巖體變化及時(shí)調(diào)整、完善爆破參數(shù)。

4.3 限界區(qū)域開采安全生產(chǎn)要求

限界區(qū)域開采安全生產(chǎn)的要求主要有以下幾點(diǎn)：①在限界區(qū)域內(nèi)進(jìn)行爆破開采時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)邊坡坡體的變形觀測(cè)和橋梁隧道基礎(chǔ)的爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)報(bào)告；②礦山邊坡高陡，開挖后巖體會(huì)產(chǎn)生卸荷松弛，應(yīng)請(qǐng)具備資質(zhì)的邊坡設(shè)計(jì)單位對(duì)限界區(qū)域高邊坡進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，并按設(shè)計(jì)方案或可采用預(yù)應(yīng)力錨桿或錨索對(duì)高邊坡進(jìn)行安全加固處理，以防止邊坡產(chǎn)生卸荷變形，確保橋梁和隧道安全運(yùn)行不受任何影響；③嚴(yán)格按照《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》設(shè)置限界區(qū)域最終邊坡角，且不得大于60°；④限界區(qū)域邊坡應(yīng)按永久邊坡進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)年限應(yīng)與高速公路的年限相同。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文通過對(duì)礦山進(jìn)行爆破開采限界分區(qū)，采取一系列的措施對(duì)礦山爆破開采加以控制，使得禁采區(qū)大大突破了《公路安全保護(hù)條例》對(duì)高速公路邊界爆破作業(yè)距離的限制，使礦山開采和公路營(yíng)運(yùn)達(dá)到了“和諧共贏”的目的，具有一定的實(shí)用和工程指導(dǎo)價(jià)值，可為爆破界同仁和類似工程提供參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)

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[2]國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局.GB 16423—2006.金屬非金屬礦山安全規(guī)程[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

[3]陳洪凱，易麗云，唐紅梅，等.開挖巖體邊坡卸荷帶寬度的計(jì)算方法[J].防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào)，2011（04）.

〔編輯：李玨〕

Abstract： Panzhihua Xujiagou Iron next to Lijiang to Panzhihua highway Tuoluwan tunnel， Xujiagou bridge and Shuangliangzi tunnel crossing.“Highway Safety Protection Regulations”provides that：“within a certain range around the highway blasting operations are prohibited.”Through research， Xujiagou Iron blasting delimiting partition， so no-take zone greatly exceeded the scope of the provisions of the regulations， mineral resources have been reasonable development and utilization， to solve the mine and the new Lijiang to Panzhihua highway climb speed“blasting and mining clearance safe Operation”prominent contradictions， to“coexistence and win-win”objective.

Key words： iron； road； blasting； distanceendprint

以上分區(qū)不同距離的單響藥量計(jì)算完全滿足《爆破安全規(guī)程》（GB 6722—2003）對(duì)大體積混凝土（類似橋梁承臺(tái)結(jié)構(gòu)）峰值振速的安全性要求，也充分滿足對(duì)公路隧道峰值振速的安全性要求。本文中提出的爆破開采區(qū)域劃分限界距離，同時(shí)也能滿足橋梁（21.2 m）和隧道（17.8 m）對(duì)邊坡穩(wěn)定性計(jì)算的要求。

4.2 爆破開采意見

開挖前，應(yīng)先沿限界線打兩排隔振空孔，可以有效降低爆破振動(dòng)的傳播，減少爆破振動(dòng)對(duì)邊坡、橋梁和隧道的影響。

開挖順序應(yīng)自南向北依次推進(jìn)，待開采到謹(jǐn)慎控制爆破開采區(qū)時(shí)，采取預(yù)裂爆破、單孔單響、限制單響藥量和一次起爆總藥量等措施，減少爆破振動(dòng)對(duì)殘留邊坡和形成的永久邊坡的影響。

在實(shí)際施工時(shí)，應(yīng)請(qǐng)有資質(zhì)的礦山設(shè)計(jì)部門對(duì)礦山開采進(jìn)行整體規(guī)劃設(shè)計(jì)，并按各區(qū)域內(nèi)建議的爆破開采設(shè)計(jì)參數(shù)意見作出詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)，在謹(jǐn)慎控制爆破開采區(qū)和嚴(yán)格控制爆破開采區(qū)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)爆破地震效應(yīng)，并根據(jù)爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和巖體變化及時(shí)調(diào)整、完善爆破參數(shù)。

4.3 限界區(qū)域開采安全生產(chǎn)要求

限界區(qū)域開采安全生產(chǎn)的要求主要有以下幾點(diǎn)：①在限界區(qū)域內(nèi)進(jìn)行爆破開采時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)邊坡坡體的變形觀測(cè)和橋梁隧道基礎(chǔ)的爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)報(bào)告；②礦山邊坡高陡，開挖后巖體會(huì)產(chǎn)生卸荷松弛，應(yīng)請(qǐng)具備資質(zhì)的邊坡設(shè)計(jì)單位對(duì)限界區(qū)域高邊坡進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，并按設(shè)計(jì)方案或可采用預(yù)應(yīng)力錨桿或錨索對(duì)高邊坡進(jìn)行安全加固處理，以防止邊坡產(chǎn)生卸荷變形，確保橋梁和隧道安全運(yùn)行不受任何影響；③嚴(yán)格按照《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》設(shè)置限界區(qū)域最終邊坡角，且不得大于60°；④限界區(qū)域邊坡應(yīng)按永久邊坡進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)年限應(yīng)與高速公路的年限相同。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文通過對(duì)礦山進(jìn)行爆破開采限界分區(qū)，采取一系列的措施對(duì)礦山爆破開采加以控制，使得禁采區(qū)大大突破了《公路安全保護(hù)條例》對(duì)高速公路邊界爆破作業(yè)距離的限制，使礦山開采和公路營(yíng)運(yùn)達(dá)到了“和諧共贏”的目的，具有一定的實(shí)用和工程指導(dǎo)價(jià)值，可為爆破界同仁和類似工程提供參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]汪旭光，于亞倫，劉殿中.爆破安全規(guī)程實(shí)施手冊(cè)[M].北京：人民交通出版社，2004.

[2]國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局.GB 16423—2006.金屬非金屬礦山安全規(guī)程[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

[3]陳洪凱，易麗云，唐紅梅，等.開挖巖體邊坡卸荷帶寬度的計(jì)算方法[J].防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào)，2011（04）.

〔編輯：李玨〕

Abstract： Panzhihua Xujiagou Iron next to Lijiang to Panzhihua highway Tuoluwan tunnel， Xujiagou bridge and Shuangliangzi tunnel crossing.“Highway Safety Protection Regulations”provides that：“within a certain range around the highway blasting operations are prohibited.”Through research， Xujiagou Iron blasting delimiting partition， so no-take zone greatly exceeded the scope of the provisions of the regulations， mineral resources have been reasonable development and utilization， to solve the mine and the new Lijiang to Panzhihua highway climb speed“blasting and mining clearance safe Operation”prominent contradictions， to“coexistence and win-win”objective.

Key words： iron； road； blasting； distanceendprint