黑沟主堆上坝料开采硐室爆.pdf

第 2 l卷第 2期 2 0 0 4年 6月 爆破 BLASTI NG Vo 1 ． 2 1 NO ． 2 J u n ． 2 0 0 4 文章编号 1 0 0 1 4 8 7 X{ 2 0 0 4 } 0 2 0 0 3 3 0 4 黑 沟主堆 上坝料 开采硐 室爆 破 谢 飞 鸿 ， 姚 朝 贵 ， 解 烨 ， 杨 路 强 1 ．兰州交通 大学土木工 程学院 甘肃 兰州 7 3 0 0 7 0 ； 2 ． 甘肃 日升爆 破工程有 限责任公 司，甘肃 兰州 7 3 0 0 3 0 摘要 介 绍黑 沟主堆上坝料 开采硐 室爆破 所采 用的特 殊方法。在硐 室掘进过程 中． 由于施工 的其 中一条 硐 室掘进 控制 导线与设计 方位线偏差 ， 导致 药室的最小抵抗 线 由原设计 的 4 0 m 增 大到 实测 的 5 7 m， 调整装 药结 构、 装 药位置及 条形 药包的装药量 ， 合 理利用 已掘进 成形 的药室形状采 用条形聚 能药 包进 行超 大抵 抗 线 硐 室大爆 破。时 于条形 药 包的端部采 用类哑铃 形装 药结构 ， 加 大条形 药 室端部 药量 的措 施 。利 用喷 雾 器实 现 湿式钻眼 。查 阅、 检 索到相 关资料 ， 未找到超过 5 7 m抵 抗线、 类哑铃形装 药结构和喷 雾 器硐 室大爆破 的相 关 报 道 。 关键 词 类哑铃 形装 药； 硐 室爆破 ； 大抵抗线 ； 钻孔 降尘 中围分类号 T D 2 3 5 文献标 识码 A Cha m b e r Bl a s t i ng f o r S t o ne Ex pl o i t a t i o n i n He i - g o u XI E Fe i h o n g ，YAO Ch a o - gui ，XI E Ye ， YANG Lu qi an g 1 ． C o l l e g e o f C i v i l E n g i n e e r i n g ，L a n z h o u J i a o t o n g Un i v e r s i t y ，L a n z h o u 7 3 0 0 7 0 ， C h i n a ； 2 ． Ga n s u R i s h e n g B l a s t i n g E n g i n e e r i n g Co L t d ， L a n z h o u 7 3 0 0 3 0 ， C h i n a ， Abs t r a c tTh e s p e c i a l me t h o d f o r c h a mb e r b l a s t i n g i s r e c o mme n d e d for s t o n e e x p l o i t a t i o n i n He i g o u d i g i n t o t h e p r o c e s s i ns i d e i n t h e h o l e r o o m ，b e c a u s e o f t h e c o n s t r u c t i o n o f a mo n g t h e m ，t h e d e v i a t i o n o f a h o l e r oo m wh i c h i s d u g i n t o t h e c o n t r o l d i r e c t l i n e a n d d e s i g n l i n e c a u s e t h e mi n i mu m h o l d o u t l i n e o f t h e c h a mb e r for m 4 0 m t o t h e 5 7 m ．Bu t c h a r g e c o mp o s i t i o n i s r e g u l a t e d，c h a r g e p l a c e a n d c h a r g e q u a n t i t y i s ca l c u l a t e d a g a i n，e n e r g y f oc u s e d c h a r g e i s u s e d t O t h e e x t r a l o n g r est r i c t o f c h a mb e r b l a s t i n g ． Th e c h a r g es a mo u n t me a s u r e i s a d d e d for l i n e a r c h a r g es e n d t O t a k e s i mi la r d u mb b e l l s h a p e ．Ma k i n g us e o f t h e s p r a y e r ca n r e a l i z e we t t y p e i n h u mi d h o l e d r i l l i n g． No r e l a t e d d a t a ，t h e s i mi l a ri t y d u m b b e l l c h a r g e s f o rm c o ns t r u c t i o n wi t h t h e r e l a t e d r e p o r t ，a r e f o u n d t O e x c e e d 5 7 m h o l d o u t l i n e ，t h i s i s mi n o r i t y i n ma t e r i a l d a t a i n d e x e d a n d c o nsu l t e d ． Ke y wor d s s i mi l a r i t y d u mb b e l l c h a r g es；c h a mb e r b l a s t i n g；l a r g e b u r d e r ；d r o p p i n g d u s t 1 工程概 况 工程 位 于甘 肃 省 张 掖 市 西 约 5 0 k m， 距 主 体 坝 体约 8 0 0 m， 爆 区交通条件 比较便利 ， 有一条通 向爆 区 的 比较 宽 畅 的施 工便 道 ， 可 以通 向坝 区及 生 活 区 ， 根 据 对工 程 施 工 的 工期 及 质 量要 求 ， 从 2 0 0 3年 1月 2 6 日 至 3月 1 0 日 必 须 先 期 爆 破 石 方 量 约 5 0 收稿 日期 2 0 0 40 31 6． 作者简 介 谢飞鸿 1 9 6 5一 ， 男 ； 兰 州 兰州交通大学 土木工程学 院副 教 授 ． 万 mj ， 上 坝料 不 能 出现 最 长边 大 于 8 0 0 mm 的 大块 石 ， 在 爆 破设 计 与施 工 过 程 中 ， 充 分 考 虑 岩体 爆 破破 碎 程 度及 二 次破 碎 ， 施 工 工期 比较 紧张 ， 施工 前 做 好 施 工 准备 ， 施 工 设计 及 劳 动力 组 织安 排 ， 有效 组 织 好 外爆破前 的相关组织 工作 ， 主要搞 好爆破器材 的准 备 ， 做好 施 工前 的 安全 培 训及 文 明施 工教 育 工 作 ， 确 保完成一次高质量爆破工作。 本工程周围环境 比较简单 ， 为 山体沟谷地形 ， 爆 破 区 山体 比较 陡 峭 ， 高度 约 4 0 0 m， 岩 体 以辉 绿 岩 为 主 ， 山体 有 约 1～ 6 m 散 体 弱胶 结 堆 积物 ， 岩石 硬 度 维普资讯 爆破 系数 厂 8～ 1 2 ， 节理、 裂隙比较发育， 爆区北东侧 有已爆松散堆岩石 ， 爆 区山体岩石未发现影响爆破 地 质构 造 ， 但 由于 冲沟 发育 的影 响 ， 在掘 进硐 室过 程 中， 应收集 已揭露的岩层覆存情况及岩层地质情况， 为爆 破安 全提 供可 靠 依据 。 水 文地 质条 件简 单 ， 未发 现 影 响爆 破 的地 表 水及 岩石 含 水 层 。 爆 区 地形 比较 陡峭 ， 地形坡度约 4 5～ 7 0 。 ， 通 向爆区的山坡及爆区 冲 沟分 布 范 围 比较 广 、 区域 大 、 数 量 多 ， 山体 坡 积 物 厚 度 比较 大 ， 1～ 6 m， 分 布范 围大。 要 求 在大 爆破 之 前 将 坡积 物预 清理 。 工 程 要 求 必 须 将 坡 积 物 在 爆 前 预 清理 ， 并运 至 指定 地点 ， 坡 积物 的清 理 由有 爆 破施 工 经验 的人 员进 行处 理 ， 主要 是 人工 用 钢钎 、 铁 撬 推 铲 清理 ， 推铲 确 有 困难 时 ， 可 采 用 小 硐 、 小药 量 震 动 松 石 清理 。 说明L断面O 4 O ． O 悬图中 I l 削面． z 断面o 0 3 0 ． 0 是 图中 Ⅱ一 Ⅱ削面即 I I 剖面 向东 3 恤 处． 3 ． 断面o 0 5 0 ． 0 是圈中Ⅲ Ⅲ音 I 面叩 I I 剖面向东5 0 I 处． 4 ． 端面o O 8 0 ． 0 是图中Ⅳ一 Ⅳ剖面叩 I I 剖面向东8 0 I 处． 图 l 爆 破区地形图 比例 1 5 0 0 2 应 用喷雾器湿式凿 岩掘进 小型或临时工程往往不能实施湿式钻眼作业 ， 对工 人 的 健 康 造 成 损 害 ， 同 样 施 工 进 度 难 以提 高 。 在露天小型钻眼爆破工程中 ， 一般来说 ， 粉尘 自然稀 释较快 ， 风钻操作工佩戴 防尘 口罩 ， 勉强可 以施工 ， 而硐室掘进 ， 用风钻 干式凿 眼， 作业 环境就 十分 困 难 。针对以上问题， 利用底座式手压或推拉式喷雾 器 ， 当然也 可 以使用 电动喷雾器 ， 可以实现湿 式钻 眼， 使用成本低 ， 安装简单 ， 维护简便 ， 效率高， 是一 种具有工程借鉴意义和推广价值 的有效施工方法 。 利用喷雾器湿式凿岩 ， 其工作原理十分简单 ， 见 图 2 。从左至右分别是 1为水桶 ， 一 般为容量 2 0 ～ 3 0 k g的塑料桶 ， 便 于人工 背运； 2为 吸水 2 0 mm 塑料 软管 ， 价 格 0 ． 2 ～0 ． 3元 ／m； 3 雾 器 压杆 ； 4 为 液压 油缸 ； 5为 进 凿 岩 机 承 压 水 软 管 ； 6为凿 岩 机 气 腿 7为凿 岩机 。水 桶 、 喷 雾器 放 置 在 硐 室 宽 畅 的 位置 ， 通过压杆压缩油缸吸水 ． 并使 水承压 ， 再经过 输水软管供凿岩机工作 ， 整个 系统十分简单。其价 格一般在 2 0 0元以上 ． 就 可 以满足工 程使用 要求 。 但值得注意的是， 在刚开始使用时曾使用价格 8 0多 元和 1 2 0元的农用喷雾器 ， 使用过程中容易损坏 ， 一 般 3 ～4 d就会出故障， 主要是油缸衬垫和连杆常出 问题 ， 而该用 2 0 0多元 的喷雾器。3个掘进 工作面 配置 3台 ， 顺 利完 成 3 0 0多 m 硐 室掘 进工 程 。 3 根据地 形合 理设 计主硐与药 室 上层 硐 室 的施 工 受 地 形条 件 限 制 ， 与 中间 层 硐 室洞 门相 对高 度 2 5 m， 为 了加 大爆 破 石 方 量 ， 特 按 1 0 5 ‰ 约 6 。 仰坡施工 ， 底硐 在沟谷坡 底开 口施 工 ， 沟底 向东 自然坡度 1 2 。 ， 爆 区沿 沟底 相 对 落 差 2 4 m， 若 硐 室按 一 般 常 规 3 ‰ ～5 ‰ 坡度 设 计 施 工 掘 维普资讯 第 2 1卷第 2期 谢飞鸿 等 黑沟 主堆上 坝料开采硐室爆 破 3 5 进 ， 底部硐室东侧 与沟底相对高差将超过 2 5 m。因 此底层硐室按 1 4 0 ％ o 约 8 。 坡度掘进 ， 该 硐室掘 进 队伍 熟 练程 度 作 业 较 低 ， 硐 室施 工底 部 翻渣 爆 破 技术 不 精 ， 正好 适应 爬 坡 掘进 ， 实 际掘进 的硐 室 成形 坡度 1 7 2 ％ o ， 有 利 于消 除沟 底 高程 变 化将 引起 的底 部 夹制 作 用[ I l 。 1 一集水桶 ； 2 一 吸水软管 ； 3 一 喷雾器压杆 ； 4 一 喷雾器油缸 ； 5 一 进凿岩 机承压水管 ； 6 一凿 岩机气腿 ； 7 一凿 岩机 ； 8 一钻杆 图 2简易 湿式凿岩系统原理 图 4 类哑铃型条形药包装药结构 由于条形药 包硐室爆 破具有 爆破能量 分布均 衡 、 能量利用率高 、 岩石破碎均 匀、 松动效果好等特 点 ， 近年 来应 用 较 为 广 泛 叫J 。 因为 条 形 药 包 爆 炸 应力波波阵面形状呈轴对称分 布 ， 爆破作用力具有 很 好 的定 向性 ， 主要 集 中在 药 包 径 向 ， 即条形 药 包在 装药部位的能量 是均衡 分布的 ， 而条形药 包端头 的 破碎 和抛 掷作 用 较 弱 ， 这 就 是 通 称 的 条 形 药 包 的端 头效 应 。 为 了 改 善 条 形 药 包 端 头 径 向 爆 炸 能 量 分 布 ， 提高药包端头破碎效 果 ， 即爆 区侧向破碎范 围， 应 对端 头 的装 药 形 式 及 装 药 量 做 特 殊 处 理 。 因此 ， 设 计 为类 哑铃 形 装药 结 构 。 端头 加 强 装 药 段 长 各 4 m， 药室宽度增加 1 m ． 6 J 。 表 1爆破 参数表 上标 *表 示 ／ ／ z 侧数 值分别 为最 小 、 最 大值 ， ／ 右侧为 平均值 ； 上标 * *表示 该 数值 为 中间层药室平均线装 药量 ， 最大线装药量 为 2 ． 7 7 k g ／ m． 最小线装药 量为 1 ． 3 1 k g ／ m。 表 2 硐 室爆破技术 指标表 维普资讯 爆 破 2 0 0 4年 6月 5 合理确定起爆顺序 中间层药 室 与上层 药室 间距 为 2 5 ～3 2 m， 远 小 于中 间层 最 小 抵 抗 线 4 2～5 7 I T I ，W ／ H 最 大 达 到 2 ． 2 8 ， 这 在硐 室爆 破 中较 为少 见 。原 设 计 上 、 中、 下 三层 硐室 分 别 采 用 1 、 3 、 7段 I n S雷 管顺 序 延 期 起 爆 ， 复审 、 校核 装 药设 计 过 程 中发 现 ， 上 层药 室 先 起 爆 之后 ， 受上 层药 室下 破裂 线 的影 响 ， 中间层药 室 的 最 小抵抗 线将 发 生 变化 而 转 变 为层 间距 方 向 ， 这将 会 使 中间层 药室 的爆破 作用 及爆 破效果 受到很 大影 响 。很 可 能产生 上逸 而不 能将 中间层药 室所 承担 的 岩体崩 落 。即使 崩落 ， 大块 率也会 很 高。 因此 ， 根据 地形坡 度较 大 的条件 ， 最后 决 定采用 上层 、 中间层 均 使用 1 段 ms 雷管， 下层采用 7段 m s雷管导爆管起 爆 网路 。 为 了确 保 网路 的 延 时 ， 避免 因雷管 质 量 问题 造 成 网路重段 发生 ， 爆 破前 必须对 雷 管延时进 行检 测。 检测方 法 可 以采 用雷 管 延时检 测仪 或检波 器进行 检 测 。检查起 爆 网路可 靠性 的 重要环 节是 进行起爆 网 路试验 。为 了保 证 起 爆 网路 准确 可靠 ， 对 于硐 室 大 爆破一 般采 用 1 1的 网路 试 验 。试 验 确认 可 靠后 ， 方 能用 于实 际爆 破 。起爆 网路 的联接就起 爆 网路安 全准 爆而 言 ， 起 爆 网路设 计 固然 十分重要 ， 但施 工工 艺 的控制 同样 是起 爆系 统能 否按顺 序全 部准爆 的关 键 。因此 ， 必须 做好 施工 连接 起爆 网路 的交底工 作 ， 所有 参加 联 网的人 员 直能熟 练掌 握起爆 系统性 能和 操作 方法 ， 并 明确 自己 在联 网 中所 承担 的任 务 和需 完成 的区段 。 6 爆破效果分 析 该 硐室大 爆破 工程最 大抵抗 线 达 5 7 m， 在 工期 特 别 紧张的情 况下 ， 调整 装药结 构 、 装 药 位置及 条形 药 包 的装药量 ， 合 理利 用 已掘 进成 形 的药 室 形 状 采 用 条 形聚能药 包进 行超 大抵抗线 硐 室大爆 破 ， 同 时 ， 对 于条 形药包 的端 部采用 加 大条形药 室 端部 药 量的 措 施 ， 采 用类 哑 铃形 装药 结 构 。实 践 证 明 ， 在 工 期 短 ， 工程量 大情 况下 ， 合 理 确 定 爆破 参 数 ， 优 化 装 药 结 构 ， 是可 以实现 既定 目标 的 。本 次爆 破施 工 5 2 d ， 爆 破 总 石方 量 6 2万 m3 ， 预 留边坡 面较 为平 顺 ， 爆 堆 集 中堆 积 在坡 角 ， 便 于 集 中装 运 ， 大 块 率 设 计 预 计 1 0 ％ ， 实际 8 ％ ， 同 时从 拍 摄 到 数 码 音 像 、 照 片资 料 可 以看 出 ， 整个 爆破 过程 起 爆一 鼓包一 开 裂一 滑落 一 爆 堆稳 定 ， 无 一块 飞石 ， 效 果是 非常理 想 的。 参考 文献 [ 1 ] 谢飞鸿 ， 姚朝贵 ， 解 烨等 ．优化 硐 室爆破 定 测设计 [ J ] ．兰州交通 大学学 报， 2 0 0 4 ， 2 3 1 1 6 ～1 9 ． [ 2 】 杨年华 ．条形 药 包 药 量计 算 公式 的探 讨 [ J 】 ．爆 破 ． 1 9 9 4．1 1 4 - 6 5 --6 7 ． [ 3 ] 冯 叔瑜 ．条形药 包爆破 作用 特征 的研究 [ A] ．冯 叔瑜 爆 破论文选集[ C ] ．北京 科学技术 出版社 ， 1 9 9 0 ． [ 4 ] 边 克信 、条形药 包抛掷 爆破设 计方 法 [ A] ．土岩 爆破 文集 第二辑 [ C] ． 北 京 冶金工业出版社 ， 1 9 8 5 ． 7 2 ～ 78． [ 5 ] 刘殿中 ．爆破 工程手册 [ M] ． 北 京 冶 金工业 出 版社 ， 2 0 0 0． [ 6 ] 边克信． 硐室爆破条形药包设计中的有关问题【 J ] ． 工 程爆破 ， 2 0 0 0 ， 6 2 6 5 ～6 8 ． 上接 第 3 2页 用 全站仪 进 行地形 测量 和控 制 ， 在靠 近人工 湖水平设 计轮 廓处 爆破前 ， 进 行 边线 和坡 度 的 测放 ， 在其 他 区 域爆 破 时主 要控 制爆 破底板 标 高 ， 以满足人 工湖 的水 流设计 。 4 结 语 在 城 区进 行 大 量 的石 方 爆 破 ， 需要 对爆 破 振 动 、 爆 破飞石 和爆 破 作噪声 进行 严格 控 制 ， 施工 安全和 施 工 进度 的矛 盾十分 突 出 。采 用 多种爆 破方 法相结 合 ， 取 长补 短 ， 可 在 安全 的前提 下加 快施 工速度 。不 同位 置 的爆破 方 法选 择和 所采用 的爆 破参 数 的确定 ， 是 城 区 内爆 破危 害控 制 的关 键 ， 也 是爆 破安全 管 理 的难点 和 主要工 作 。浅 孔爆 破振 动小且 爆破 轮廓 易于控 制 ， 是 靠 近被保 护建 筑 附 近爆 破 的 首 选 方法 。药 壶爆 破 施 工 速度快 ， 应是 石 方 爆 破开 挖 的 主 要方 法 ， 采用 降 低药 壶爆 破危 害的 技术方 法和施 工措 施 ， 能有效 地 实 施 弱危害 药壶爆 破 ， 使药壶 爆破 能在 城 区 内大量 运 用 而提 高石方 开挖 效率 。 参 考文献 [ 1 ] 吴剑锋 ． 药壶爆 破应用探讨 ． 爆破 ， 1 9 9 2 2 5 0 ～5 2 ． [ 2 ] 许 桂 生 ． 鼯 天钻 孔 爆 破 中的 空 气 冲击 波 分 析 ． 爆 破 ， 2 0 0 1， 1 8 2 1 1～1 3． 维普资讯