中小孔徑爆破拆除采礦場(chǎng)礦石過渡破碎站

中小孔徑爆破拆除采礦場(chǎng)巖石過渡破碎站康拓新摘要某鐵礦采礦場(chǎng)過渡破碎站爆破拆除工作涉及到碎石機(jī)、鉆機(jī)、鉤機(jī)等多種輔助設(shè)備，同時(shí)還涉及到穿孔、爆破、采裝、運(yùn)輸、鋼筋切割等生產(chǎn)組織環(huán)節(jié)。本文重點(diǎn)對(duì)利用中小孔徑爆破拆除某鐵礦采礦場(chǎng)巖石過渡破碎站方案制定與選擇、施工中取得的一些經(jīng)驗(yàn)等進(jìn)行了論述。中小孔徑的爆破在過渡破碎站拆除工作中的成功應(yīng)用，為將中小孔徑爆破技術(shù)運(yùn)用于地下建筑物或掩體拆除工程取得了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞破碎站拆除爆破中小孔徑爆破技術(shù)在拆除爆破工作中的應(yīng)用結(jié)論1前言某鐵礦是露天礦山，隨著開采水平的不斷下移，礦車運(yùn)距越來越大，礦石生產(chǎn)成本不斷增加。為了適應(yīng)生產(chǎn)形勢(shì)的要求，縮短運(yùn)輸距離，提高運(yùn)輸效率、降低礦石成本，半移動(dòng)式巖石破碎站實(shí)現(xiàn)了搬遷。由于原過渡巖石破碎站在采區(qū)邊界內(nèi)，需要進(jìn)行拆除處理，該項(xiàng)工作是一項(xiàng)具有一定難度的工程2過渡破碎站拆除工程概況某鐵礦過渡巖石破碎站位于采場(chǎng)內(nèi)上盤10m水平，新的半移動(dòng)式破碎站建成投產(chǎn)后，原來的破碎站需要進(jìn)行拆除。原巖石破碎站結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，整體工程量較大，經(jīng)計(jì)算，需要拆除的鋼筋混凝土的體積約3500m3。經(jīng)查看圖紙和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地踏勘，需拆除的建筑物中的破碎機(jī)基礎(chǔ)、擋土墻及側(cè)壁全部為澆注鋼筋混凝土，結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋密度較大，且需拆除的構(gòu)件最高達(dá)18.4m，厚度最大達(dá)10m，因此拆除難度較大。過渡巖石破碎站拆除涉及到碎石機(jī)、邊坡鉆、鉤機(jī)等多種設(shè)備，同時(shí)還涉及到爆破、采裝、運(yùn)輸、鋼筋切割等工序，是一項(xiàng)施工組織難度大、工序比較復(fù)雜的一項(xiàng)工程。3邊坡鉆機(jī)的主要用途目前某鐵礦使用的F-9中小孔徑邊坡鉆機(jī)，移動(dòng)及穿孔作業(yè)非常靈活。F-9邊坡鉆機(jī)目前主要應(yīng)用在邊坡預(yù)裂爆破穿孔、采場(chǎng)大塊處理、采場(chǎng)邊幫根底處理、大型設(shè)備不能進(jìn)行穿孔的部位輔助正常的生產(chǎn)爆破。應(yīng)用于邊坡預(yù)裂爆破穿孔具有穿孔效率高、爆破效果好等優(yōu)點(diǎn)，但需要較高質(zhì)量的穿孔工作平臺(tái)；應(yīng)用于采場(chǎng)大塊處理穿孔效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通小孔徑鑿巖機(jī)，但爆破裝藥量不易控制，爆破效果相對(duì)較差；用于根底處理無論是爆破效率還是爆破效果均優(yōu)于普通小孔徑鑿巖機(jī)；應(yīng)用于正常爆破，相對(duì)中孔徑牙輪鉆機(jī)而言，則具備受場(chǎng)地空間制約小、穿孔方向靈活、爆破質(zhì)量高等特點(diǎn)，但缺點(diǎn)是爆破效率低。4過渡破碎站拆除方案根據(jù)某鐵礦具體條件，可采用液壓碎石機(jī)拆除、牙輪鉆機(jī)穿孔爆破拆除、邊坡鉆機(jī)穿孔爆破輔助液壓碎石機(jī)拆除三套拆除方案，具體拆除施工方案如下。4.1方案一采用液壓碎石機(jī)拆除4.1.1該方案應(yīng)用某鐵礦處理采場(chǎng)大塊的液壓碎石機(jī)，由上全下對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)逐層拆除，同時(shí)氣割配合切割廢舊鋼筋，挖溝機(jī)及時(shí)清理廢料，將廢料甩至-5m水平。因拆除的廢料中含有鋼筋等鐵器，故廢料不能進(jìn)入東排破碎站，需由電鏟裝車直接運(yùn)到排土場(chǎng)。4.1.2按照液壓碎石機(jī)每個(gè)臺(tái)班可拆除150m3混凝土計(jì)算，總共3500皿混凝土需要24個(gè)臺(tái)班。按照液壓碎石機(jī)最大的作業(yè)高度，分層處理。碎石機(jī)每層處理的高度為2.5m，將分層高度的混凝土處理后，氣割將暴露的鋼筋切割回收，挖溝機(jī)將廢渣清出，直接甩到-5m水平，并準(zhǔn)備出下水平碎石機(jī)作業(yè)通道，破碎站周圍虛方的高度隨著破碎站混凝土高度的降低同時(shí)降低，這是一個(gè)循環(huán)過程。每個(gè)循環(huán)下降2.5m，破碎站總高度18.4m，需要8個(gè)循環(huán)，平均每個(gè)循環(huán)需要液壓碎石機(jī)機(jī)破碎450m3混凝土，工需要3天。同時(shí)每個(gè)循環(huán)切割鋼筋需要0.5天，挖溝機(jī)降方需要3天，共計(jì)6.5天，8個(gè)循環(huán)共需要52天。即在挖溝機(jī)和碎石機(jī)能夠完全保證的情況下，拆除破碎站需要52天。4.2方案二采用牙輪鉆穿孔爆破即用250mm孔徑的鉆機(jī)對(duì)巖石破碎站基坑基礎(chǔ)、擋墻實(shí)施穿孔爆破拆除。因牙輪鉆機(jī)受作業(yè)空間限制，只能采用一次穿孔爆破。4.2.1破碎站基坑爆破設(shè)計(jì)段高(H):H=17m孔深(L)：L=18m崖邊距(Y)：距擋墻外邊Y=1m抵抗線(w): w1=4.35?4.1m w2=1.8m w3=3.8m孔間距(a)： a1=3?3.3m a2=4.2m單孔藥量(Q):Q=314?400kg爆破孔數(shù)：8個(gè)注：W是指鋼筋混凝土的抵抗線,不含1m厚的虛方抵抗線，如含虛方，其抵抗線應(yīng)再加1m。4.2.2破碎站兩側(cè)擋墻爆破設(shè)計(jì)段高(H):H=17m孔深(L)：L=18m崖邊距(Y)：距擋墻外邊Y=5m抵抗線(w):w=4m含0.5m的鋼筋混凝土抵抗線?？组g距(a)： a=5?6m單孔藥量(Q):Q=328?400kg孔數(shù)：8個(gè)。4.2.3通用爆破設(shè)計(jì)及說明w1一墻厚0.8m處的抵抗線W2—墻厚0.6m處的抵抗線W3—墻體2.8m處的抵抗線a1一墻厚0.8m處的孔間距a2—墻厚0.6m處的孔間距裝藥結(jié)構(gòu)：分3段裝藥。每段間隔2.8?3m。延遲時(shí)間：孔間延遲，延遲時(shí)間50ms。爆破震動(dòng)較核：條件：距巖石巷道口1103m,K值取200,a值取1.65,V值取10cm/s。最大一段安全藥量：Q安全=R3(V/K)3/a=1103(10/200)3/1.65=5736kg校核：QVQ ，爆破對(duì)巷道是安全的。安全4.3方案三邊坡鉆機(jī)穿孔爆破輔助液壓碎石機(jī)拆除該方案將破碎站分成六層拆除。第一層：從+1?-1m(0m水平的絕對(duì)標(biāo)高為+10m)，拆除的混凝土的高度為2m，厚度為0.6?0.8m，體積為59.04m3，全部采用碎石機(jī)處理，計(jì)劃碎石機(jī)處理半天，氣割切割回收鋼筋后，挖溝機(jī)將廢料清出。同時(shí)周圍的虛方標(biāo)高也從0m降到-1m水平。計(jì)劃工期2天。第二層:從-1?-2m的混凝土結(jié)構(gòu)是一個(gè)矩形平臺(tái)，平臺(tái)長(zhǎng)15.5m，寬12.6m，厚度1m，平臺(tái)中央是一個(gè)直徑5.5m的圓形孔，要拆除的混凝土體積為174.65m3,鋼筋的直徑為16mm，網(wǎng)度為0.1mX0.1m。采用邊坡鉆機(jī)穿孔爆破。孔網(wǎng)為1X1m2,孔深0.7m,總的穿孔米道為140m,穿孔時(shí)對(duì)四周按3米孔深先穿孔，中間部位按照設(shè)計(jì)孔深穿孔。單耗取1.5kg/m3,則單孔裝藥量為1kg。需要炸藥260kg。鉆機(jī)穿孔1天，爆破1天，清理3天（包括氣割時(shí)間），挖溝機(jī)降方2天，計(jì)劃工期7天。第三層：從-2m水平?-6.95m水平。混凝土結(jié)構(gòu)為三面墻加四根立柱，墻體厚度0.8m，高度4.95m。單個(gè)立柱面積為2X1.8m2，高度0.95m，本層混凝土體積為199m3。在墻體中間打一排孔，孔深4.5m，下水平控制到-6.95m水平平臺(tái)不被破壞?？拙?m，共計(jì)需打孔45孔，穿孔米道為202.5m。需要炸藥300kg。穿孔1天，爆破1天，清理廢渣3天，切割鋼筋2天。本水平需降方5m，挖溝機(jī)降方需要5天。計(jì)劃需要工期12天。第四層：從-6.95m水平?-9.65m水平，混凝土體積為490m3，高度2.7m。需要打孔180孔，孔深2.5m，共計(jì)穿孔米道450m。需要炸藥730kg。穿孔1天，爆破1天，切割鋼筋3天，挖溝機(jī)清理廢渣3天，同時(shí)挖溝機(jī)降方需要3天，共計(jì)需要工期11天。第五層：從-9.69m水平?-13.8m水平，段高為4.15m，混凝土體積為485m3,需要穿孔120孔，穿孔米道為480m，需要炸藥720kg。穿孔1天，爆破1天，切割鋼筋3天，挖溝機(jī)清理廢渣3天，同時(shí)挖溝機(jī)降方需要5天，共計(jì)需要工期13天。第六層：從-13.8m?-17.2m水平段高為3.4m，混凝土體積為342m3，需要穿孔100孔，穿孔米道為300m，需要炸藥500kg。穿孔1天，爆破1天，切割鋼筋2天，挖溝機(jī)清理廢渣2天，同時(shí)挖溝機(jī)降方需要5天，共計(jì)需要工期11天。其余還有擋土墻混凝土750m3,墻體厚度為0.5m，考慮直接使用碎石機(jī)處理，需要工期7天，以上各部分拆除累計(jì)需要工期63天。拆除爆破分層狀況及爆破設(shè)計(jì)簡(jiǎn)要說明：如圖1、圖2、圖3

1^-1局度2mT至-Z高度2米、-21^-1局度2mT至-Z高度2米、-2至-8.9S米%為圖1過渡巖石破碎站拆除示意圖12.6m圖2第二層拆除爆破孔網(wǎng)布置示意圖圖3第三、四、五、六層拆除爆破孔網(wǎng)布置圖爆破設(shè)計(jì)說明：平臺(tái)內(nèi)均勻布置孔網(wǎng)1X1m2,孔深0.7m2,墻面四周墻在中間打一單排孔孔距1m孔深3.5m以不破壞下水平平臺(tái)為基本；裝藥結(jié)構(gòu)淺孔采用細(xì)長(zhǎng)藥包四周填塞緊密；四周深孔亦采用細(xì)長(zhǎng)藥包，采用導(dǎo)爆索作為起爆體；聯(lián)線方式采用地表延時(shí)控制逐段起爆。4.4方案選擇比較上述三個(gè)方案，方案一破碎站下部的鋼筋混凝土的厚度較大，通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，在高標(biāo)號(hào)混凝土鋼筋密集部位液壓碎石機(jī)處理進(jìn)度相當(dāng)緩慢，設(shè)備易耗備件損耗嚴(yán)重，因此方案一不可行。方案二存在的問題是部分炮孔均打在虛方上，很難成孔，孔深難打到設(shè)計(jì)深度，爆破效果不能保證，如孔深小于14m時(shí)，基坑部位-6.95?-13.8m處爆破質(zhì)量更難保。同時(shí)一次穿孔裝藥量多，爆破能量很難均勻分布，爆破安全不易保證。通過對(duì)比采用方案三。5安全措施5.1碎石機(jī)、鉤機(jī)、邊坡鉆機(jī)作業(yè)時(shí)嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)定進(jìn)行作業(yè)；特別是做好下方環(huán)境確認(rèn)，確認(rèn)人員、設(shè)備全部撤出后作業(yè)。5.2需要?dú)飧钋懈钐幚頃r(shí)要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)定。5.3爆破設(shè)計(jì)與施工安排經(jīng)驗(yàn)豐富的爆破專工進(jìn)行，保證爆破設(shè)計(jì)既不脫離方案要求又能夠結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際并真正組織好爆破施工。5.4爆破現(xiàn)場(chǎng)施工嚴(yán)格按照爆破設(shè)計(jì)進(jìn)行。5.5爆破施工現(xiàn)場(chǎng)要嚴(yán)格執(zhí)行安全、技術(shù)規(guī)程。5.6爆破警戒必須做好確認(rèn)保證警戒距離和警戒點(diǎn)位等方面的要求。5.7需要推土機(jī)作業(yè)時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行推土機(jī)安全規(guī)定。5.8注意環(huán)境確認(rèn)，特別是周圍虛方較大的地方做好確認(rèn)保證安全。6應(yīng)用設(shè)備KT-330C液壓碎石機(jī)一臺(tái)。F-9邊坡鉆機(jī)一臺(tái)。6.3推土機(jī)一臺(tái)。6.4反鏟（挖溝機(jī)一臺(tái)）。6.5其他設(shè)備:4m3電鏟、氣焊、礦車等。7施工概況現(xiàn)場(chǎng)具體施工基本上按照方案三進(jìn)行，安排經(jīng)驗(yàn)豐富的爆破工程師進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)與施工，保證爆破設(shè)計(jì)既不脫離方案要求又能夠結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際適當(dāng)調(diào)整，并嚴(yán)密組織好爆破施工。7.1由于鋼筋過度密集，采用碎石機(jī)實(shí)施第一層拆除處理時(shí)，工作進(jìn)度非常緩慢，效率比計(jì)劃降低一倍以上，因此拆除工作進(jìn)行一天后改為邊坡鉆機(jī)穿孔爆破，碎石機(jī)只能進(jìn)行一部分輔助工作。7.2前期邊坡鉆機(jī)穿孔的穿孔直徑為0117mm，后期由于鋼筋密集，穿孔很困難，改用690mm鉆頭。7.3第一層的爆破由于擋墻厚度很小，只有0.6?0.8m，而邊坡鉆機(jī)的穿孔直徑0117mm，抵抗線很小對(duì)爆破飛石控制極為不利?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工過程中，爆破裝藥結(jié)構(gòu)采用不耦合裝藥，即保證了拉伸應(yīng)力波能夠?qū)⑿枰茐牡慕Y(jié)構(gòu)拉伸破碎，又緩沖了爆破能量，保證了爆破安全。對(duì)于后期的多次爆破也同樣采取了不耦合裝藥結(jié)構(gòu)。不耦合裝藥的線裝要密度、裝藥高度、裝藥量需要考慮抵抗線、孔徑大小、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、炸藥單耗等因素進(jìn)行認(rèn)真選取。7.4對(duì)于在地表以下的部位拆除爆破大部分都采取了增大藥量的方法，提高了爆破效果，減少了碎石機(jī)和氣割輔助工作量。7.5該部位的拆除工作于2007年元月15日正式開始進(jìn)行，經(jīng)過20次拆除爆破，并合理組織協(xié)調(diào)挖溝機(jī)、邊坡鉆機(jī)、碎石機(jī)、電鏟、推土機(jī)等設(shè)備輔助作業(yè)，于2月26日完成過渡破碎站系統(tǒng)的主體拆除爆破工作，歷時(shí)50天。過渡巖石破碎站拆除施工是將中小孔徑爆破技術(shù)運(yùn)用于地下建筑物或掩體拆除工程的一次大膽嘗試，取得了較好的效果。8結(jié)論8.1過渡破碎站拆除爆破沒有按照傳統(tǒng)的方法即使用于提鑿巖機(jī)一次穿孔，一次進(jìn)行爆破的方式，而是利用中小孔徑爆破技術(shù)，并取得了成功的經(jīng)驗(yàn)，為大型地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物或掩體的拆除提供了一種機(jī)械化的拆除方法。8.2鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋如果過度密集可以通過進(jìn)一步縮小孔徑的辦法加以解決，如使用①80mm鉆頭或者更小直徑的小孔徑鉆頭。8.3穿孔設(shè)計(jì)需要根據(jù)原破碎站建設(shè)施工圖來確定現(xiàn)場(chǎng)穿孔位置，以避開密集的鋼筋結(jié)構(gòu)。8.4通過采取必要的控制爆破技術(shù)手段能夠解決小抵抗線部位爆破的飛