臨近220kV高壓線露天深孔爆破技術(shù)研究

摘要：本文以浦江縣黃宅鎮(zhèn)張官村普通建筑石料礦建設(shè)及砂石加工總承包項(xiàng)目爆破工程實(shí)例為依據(jù)，深入研究在220kV高壓線附近露天深孔土石方中的爆破技術(shù)措施，保證爆破有害效應(yīng)不對高壓線造成損害，實(shí)現(xiàn)降本增效，為以后的類似深孔土石方爆破施工提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：爆破；220kV高壓線；安全

一、工程概況

浦江縣黃宅鎮(zhèn)張官村普通建筑石料礦建設(shè)及砂石加工總承包項(xiàng)目隸屬浦江縣。浦江縣為促進(jìn)礦產(chǎn)資源開發(fā)、礦地利用、生態(tài)保護(hù)三者協(xié)調(diào)發(fā)展，同意將張官村廢棄礦區(qū)、借卜塢廢棄礦區(qū)與西山石宕廢棄礦區(qū)進(jìn)行整合，并設(shè)置了浦江縣黃宅鎮(zhèn)張官村建筑用石料礦采礦權(quán)，浙江交投浦新礦業(yè)有限公司于2019年1月23日通過招拍掛取得了該采礦權(quán)。礦區(qū)屬于丘陵地貌，開采標(biāo)高為+60m～+216.53m，相對高程156.53m，礦區(qū)面積0.553km2；生產(chǎn)規(guī)模為500萬t/年，總計(jì)資源儲量4473.71萬t。

礦區(qū)中部有南北走向220kV豐云2398線通過，給爆破作業(yè)帶來很大的技術(shù)難題。根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，該項(xiàng)目爆破事先征得了電力企業(yè)批準(zhǔn)，在距離高壓線120m以外進(jìn)行，爆破設(shè)計(jì)方案經(jīng)專家評審、報送公安機(jī)關(guān)審批通過后，可以實(shí)施爆破作業(yè)。

二、爆破施工方案

（一）爆破方案

根據(jù)該工程爆破開采總體情況，從礦區(qū)環(huán)境、山體走勢、巖石種類、開采工期等諸多因素考慮，采用分階段、分區(qū)域露天深孔臺階爆破技術(shù)，爆破臨空面朝向高壓線側(cè)向面的總體方案。一次最大起爆藥量3000kg，最大單響藥量為60kg，經(jīng)專家評審會議定，爆破范圍為距離高壓線120m以外礦內(nèi)區(qū)域，以內(nèi)區(qū)域采用機(jī)械剝離，高壓線搬遷后采用穿孔爆破開挖。

（二）爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

爆破開采擬采用露天深孔松動爆破，根據(jù)工程資料、施工現(xiàn)場踏勘情況及以往類似爆破工程成功經(jīng)驗(yàn)，采用孔內(nèi)分段間隔不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，爆破參數(shù)選擇如下：鉆孔直徑d=90mm，鉆孔間距a=（3.5～4.2）m，鉆孔排距b=（2.8～3.2）m，鉆孔超深h=（0.15～0.35）W，鉆孔長度L=5.0～16m，堵塞長度L2，L2≥W，臺階高度H=L－h(huán)=（5～15）m，最小抵抗線W=b=（2.8～3.2）m，單孔裝藥量Q=qabH。具體爆破參數(shù)如表1所示。

三、爆破有害效應(yīng)控制措施

根據(jù)專家論證會的要求，結(jié)合爆破安全規(guī)程規(guī)定，高壓線塔基基礎(chǔ)的最大允許爆破振動速度控制在3.0cm/s以內(nèi)，確保爆破開采作業(yè)不會影響高壓線正常運(yùn)行。為進(jìn)一步有效降低爆破地震效應(yīng)，通過干擾降振改變地震波頻率，減弱爆破振動對高壓線塔基的影響，控制爆破飛石，本項(xiàng)目方案中運(yùn)用了多項(xiàng)可行施工技術(shù)：

（一）爆破振動控制措施

1.爆破采用孔內(nèi)微差電子雷管逐孔起爆技術(shù)。采用這種起爆網(wǎng)路可以很好地控制巖石破碎效果和最大單響藥量，進(jìn)而控制爆破地震波，延時時差40～110ms。

2.創(chuàng)造良好自由面。爆破前應(yīng)確保自由面堆渣全部清理完畢，更有利于爆體移動及爆破能量的有效做功，進(jìn)而大大降低爆破振動。

3.合理布置孔網(wǎng)參數(shù)。設(shè)計(jì)上減小孔排距，控制抵抗線，減少單孔裝藥量，炮孔裝藥采用吊裝連續(xù)不耦合裝藥的方式，控制線裝藥密度均勻，既降低單響藥量，又可以保證爆破效果。

4.爆破振動實(shí)時監(jiān)測。作業(yè)時進(jìn)行爆破振動監(jiān)測，根據(jù)爆破測振結(jié)果及時對爆破技術(shù)方案進(jìn)行調(diào)整，確保不會對高壓線塔基造成危害。

爆破振動核驗(yàn)：

根據(jù)爆破安全規(guī)程推薦振動速度計(jì)算公式為：

R=（K/V）^1/a·Q^1/3? （1）

式中：R—爆破振動安全允許距離，m；

Q—炸藥量，60kg，齊發(fā)爆破為總裝藥量，微差爆破或毫秒爆破取最大一段藥量；

K—與介質(zhì)性質(zhì)、爆破方式等因素有關(guān)的系數(shù)，取150；

α—與傳播途徑和地質(zhì)地形等因素有關(guān)的指數(shù)，取1.5；

V—介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動安全速度，cm/s。

依據(jù)GB 6722—2014《爆破安全規(guī)程》爆破振動安

全允許標(biāo)準(zhǔn)表中大體積混凝土安全允許振速為7.0～12.0cm/s，結(jié)合類似工程實(shí)際爆破施工經(jīng)驗(yàn)，本次設(shè)計(jì)高壓線塔基安全允許振速取3.0cm/s。

理論計(jì)算得出與爆區(qū)最近的高壓線塔基（120m）的振動速度質(zhì)點(diǎn)最大振動速度V=0.88cm/s＜V=3.0cm/s；采用以上爆破設(shè)計(jì)參數(shù)和單次爆破總藥量能夠控制爆破振動不對高壓線塔基造成危害。實(shí)際爆破作業(yè)中，通過第三方單位測振，爆破振動數(shù)值均控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。

（二）爆破飛散物控制措施

1.控制爆破方向。合理確定自由面方向，通過調(diào)整起爆方式，使被保護(hù)對象避開飛散物主方向。根據(jù)高壓線塔基和爆破礦體的方位，擬定高壓線東側(cè)爆破開采平臺工作線總體呈南北向展布，自東向西推進(jìn)。

2.合理的裝藥結(jié)構(gòu)、爆破參數(shù)和起爆網(wǎng)路時差。多排臺階爆破中，前排臨空面處及后面各排的孔口部位最容易產(chǎn)生飛石，前排孔裝藥吊裝方式可以有效控制產(chǎn)生飛石風(fēng)險；做好爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)，合理控制起爆網(wǎng)路時差；控制每次爆破排數(shù)，每次爆破2～4排。

3.在爆破前，仔細(xì)測量確定工作面坡頂線與坡底線，繪制抵抗線三維立體圖，最小抵抗線過小，也可采用改變爆破鉆孔角度的辦法；底盤抵抗線過大，采用打炮根或臺階底部鉆孔的辦法，提前處理工作面根底。

4.合理利用礦區(qū)地形條件，礦區(qū)內(nèi)距離爆破區(qū)域最近的57號高壓線塔基（標(biāo)高+140m）位于礦區(qū)中部+120m平臺西側(cè)，塔基與爆破區(qū)域之間有原始山體（最大標(biāo)高+170m）阻隔，形成天然防護(hù)屏障。

5.除以上措施外，為確保爆破飛散物不會對高壓線造成影響，采取加強(qiáng)防護(hù)措施：

為進(jìn)一步確保高壓線安全，重點(diǎn)爆破防護(hù)區(qū)域擬采用廢舊橡膠帶或竹籬笆對爆破區(qū)域進(jìn)行覆蓋，并用鋼絲網(wǎng)進(jìn)行全覆蓋，最后用適量沙袋重壓的防護(hù)措施，以保證爆破可能產(chǎn)生的個別飛散物對高壓線不造成損壞。

施工方法：待爆體上采用廢舊傳送帶或竹籬笆并加鋼絲網(wǎng)覆蓋，接頭搭接寬度不小于0.5m，用沙袋重壓，用沙袋壓住接頭處，并保證每個孔口上一個沙袋且每個沙袋質(zhì)量不小于25kg，沙袋不可裝填直徑超過1cm的固體顆粒物。爆破區(qū)域覆蓋如圖1所示。

其他爆破區(qū)域根據(jù)實(shí)際環(huán)境情況，必要時加強(qiáng)堵塞并在孔口重壓沙袋。

6.理論驗(yàn)算

露天石方爆破個別飛散物安全距離計(jì)算公式為：

R_F=20K_Fn²W （2）

式中：KF—安全系數(shù)，本次設(shè)計(jì)K_F=1.5；

n—爆破作用指數(shù)，本次設(shè)計(jì)n=0.8；

W—最小抵抗線，m，本次設(shè)計(jì)抵抗線W=3.0m。

經(jīng)計(jì)算：飛散物最大安全距離RF=57.6m＜120m。

通過以上控制措施，施工過程中嚴(yán)格按照爆破設(shè)計(jì)方案施工，能夠保證不會影響高壓線的正常運(yùn)行。

四、結(jié)語

本方案中給出的幾種控制爆破振動及爆破飛石的施工技術(shù)，在實(shí)際爆破作業(yè)中確實(shí)能夠起到降低爆破震動、控制飛石的效果，可以有效提高礦山開采效率。

優(yōu)化合理爆破參數(shù)，采用電子雷管微差起爆方式、改變裝藥結(jié)構(gòu)及依托原始山體屏障、依據(jù)礦體節(jié)理發(fā)育情況布置工作面等措施，降低爆破單響藥量、改變炮孔內(nèi)部炸藥爆炸能量的作用，可以更好地起到破碎巖石效果，進(jìn)而控制爆破效果；合理設(shè)計(jì)排間起爆時間、創(chuàng)造良好臨空面，減弱了前排巖體的阻力，延長了巖石運(yùn)動過程中的擠壓時間，既能夠控制爆破有害效應(yīng)，又能增加破碎率。

經(jīng)過實(shí)際施工檢驗(yàn)，本方案可以保證高壓線穩(wěn)定安全運(yùn)行，有效降低爆破有害效應(yīng)，降低爆破綜合成本，提高開采效率。在實(shí)際露天深孔爆破施工中加以調(diào)整，為以后在高壓線附近實(shí)施爆破作業(yè)提供了很好的參考。

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作者簡介：曹根富（1972），男，浙江省金華市人，本科學(xué)歷，高級工程師，主要研究方向?yàn)榈V山爆破。