淺述露天深孔爆破施工技術(shù)與安全控制

淺述露天深孔爆破施工技術(shù)與安全控制【摘

要】隨著深孔鉆機(jī)如全液壓鉆機(jī)、高風(fēng)壓及中風(fēng)壓鉆機(jī)的出現(xiàn)和不斷完善以及裝運(yùn)設(shè)備的不斷改進(jìn)，爆破技術(shù)的迅猛提高和爆破器材的日益發(fā)展，深孔爆破在改善和控制爆破質(zhì)量、提高大型機(jī)械設(shè)備裝運(yùn)效率和經(jīng)濟(jì)效益方面的優(yōu)越性已明顯地為人們認(rèn)識與重視。露天深孔爆破的技術(shù)要求主要是：(1)爆破參數(shù)；(2)安全控制計算；(3)降低大塊率；(4)降低綜合爆破成本。本文就******采石場開采過程的爆破控制作一淺述，與同行們探討。【關(guān)鍵詞】深孔爆破；技術(shù)；參數(shù)；安全控制++++++采石場位于貴州省北部，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明。施工區(qū)域高出周圍地面，不受地下水影響。該工程待爆山體表面植被茂密，坡度在30~70度。山體主要為石灰?guī)r，致密、堅硬，屬于硬巖類，中、微風(fēng)化，無明顯構(gòu)造斷裂。土石比為1:9，所挖基巖類型以堅石為主。山體日爆破量為一萬方以上，炸藥日消耗量達(dá)4噸多。山體爆破要求主要是：①爆破后石料粒徑要滿足大塊率不超過50cm規(guī)定要求；②爆破產(chǎn)生的震動必須控制在國家規(guī)范允許范圍以內(nèi)。③爆破飛石必須控制在最小范圍內(nèi)。④控制綜合爆破成本。一、爆破參數(shù)及爆破施工1.深孔臺階爆破參數(shù)表表1項目單位數(shù)量備注臺階高度M8最小抵抗線WmminM2.5孔距aM3.0排距bM3.0孔深1M10炸藥單耗qKg/m30.4單孔藥量qKg/孔38.4同段最大裝藥量量Qmaxx見表22.爆破施工裝藥與填塞：采用非電延期雷管、混裝多孔粒狀銨油炸藥反向連續(xù)裝藥，剩余空間用黃土堵塞密實（長度不小于3.0m）。起爆網(wǎng)絡(luò)：采用三角形布孔或梅花形布孔。深孔爆破和淺孔爆破均采用非電毫秒延期雷管，孔外多孔（排）毫秒微差起爆，網(wǎng)絡(luò)連接采用并聯(lián)。爆破施工工藝流程三個階段：（1）工程準(zhǔn)備與爆破設(shè)計階段：工程資料的收集、爆破技術(shù)設(shè)計方案的確定、審查、批準(zhǔn)，同時著手該工程的施工組織設(shè)計和施工準(zhǔn)備。（2）施工階段：按照爆破方案制定的施工方法、技術(shù)安全交底、施工進(jìn)度、安全、質(zhì)量保障體系組織的活動體現(xiàn)，如布控、鉆孔。（3）爆破實施階段：包括裝藥，填塞、聯(lián)網(wǎng)、警戒、起爆、爆后檢查、事故處理、爆后總結(jié)等。主要機(jī)械設(shè)備：3臺液壓潛孔鉆，及多臺空壓機(jī)和鑿巖機(jī)。二、爆破危害效應(yīng)校核及爆破控制爆破的有害效應(yīng)有地震波、飛石、沖擊波、有毒氣體、噪聲和灰塵。作為露天深孔爆破，必須對地震波、飛石、沖擊波三項分別進(jìn)行安全距離計算，保證符合要求，同時起爆網(wǎng)路的可靠起爆也是安全控制的重點(diǎn)。1、爆破震動安全距離的控制R=(K1.k/v)1/aQmaxmm摘自GB-6722-2003\6.2.3根據(jù)GB-6722-2003之規(guī)定，參考類似工程場地系數(shù)（傳播條件為均質(zhì)條件），同段最大裝藥量所引起的震動強(qiáng)度校核如下：表2場地系數(shù)M1/3該場地系數(shù)由本本項目現(xiàn)場場試爆確定定k150a1.5爆源與質(zhì)點(diǎn)間距距R（m）100150200250300質(zhì)點(diǎn)振速V（mm/s）1.51.000.750.540.41同段最大裝藥量量Qmaxx(kg))100150200200200根據(jù)GB6722-2003《爆破安全規(guī)程》-6.2.2及貴州地區(qū)建筑設(shè)防要求，非抗振磚砼建（構(gòu)）筑物的安全允許振速為2.3-3.0cm/s，按以上爆破參數(shù)施爆所引起的爆破地振波強(qiáng)度低于四鄰建（構(gòu)）筑物抗振強(qiáng)度。注意：①爆破地震波除和計算公式中的參數(shù)有關(guān)外，還和爆區(qū)與保護(hù)點(diǎn)的相對高度有關(guān)，當(dāng)爆區(qū)位于保護(hù)點(diǎn)的上方時，計算值偏大；反之則偏小。②爆破地震波的大小還和保護(hù)

區(qū)方位有關(guān)，當(dāng)保護(hù)區(qū)位于爆區(qū)前方時，地震波最小，側(cè)向次之，后方最大。③在特殊建筑

物附近或爆破條件復(fù)雜地區(qū)進(jìn)行爆破時，必須進(jìn)行必要的爆破地震效應(yīng)的監(jiān)測或?qū)ｉT試驗，以確定保護(hù)物的安全性。地震波的安全防護(hù)技術(shù)：實踐表明，降低爆破振動最經(jīng)濟(jì)、最有效的辦法是增加分段數(shù)、減小最大單響藥量。理論上露天深孔爆破采用非電導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路可實現(xiàn)無窮多段，當(dāng)分段不超

過30段時，可用孔內(nèi)非電導(dǎo)爆管微差、孔外電雷管延時來實現(xiàn)，超過30個段別后需用非電雷

管接力延時。如果單靠減小單段炮數(shù)還不能夠保證爆破振動安全，應(yīng)采用預(yù)裂爆破方法，在最后排與未爆區(qū)之間形成一條裂縫，即可有效阻隔40%的振動波能量向外傳播。其他方法還

可采用如：選用低威力低爆速的炸藥；限制一次爆破的最大藥量；選用適當(dāng)?shù)恼ㄋ巻魏?；選

擇適當(dāng)?shù)难b藥結(jié)構(gòu)；調(diào)整爆破傳爆方向；改變與被保護(hù)物的方位關(guān)系；充分利用地形條件，

如河溝、渠道、斷層等，都有顯著的隔震作用。2、個別飛石安全距離控制根據(jù)公式

Rf=(40/2.54)×D

式中：D———炮孔直徑,cm；

Rf———為個別飛石最小距離,m?！侗瓢踩?guī)程》對于露天深孔爆破規(guī)定，爆破個別飛散物對人員的安全允許距離不得小于200米。本工程周邊有大量居民房屋，且山體緊鄰326國道旁，爆破絕不能產(chǎn)生大量飛石，因此對爆破飛石要嚴(yán)加控制。飛石安全防護(hù)技術(shù)：露天深孔爆破的飛石主要產(chǎn)生于孔口和前排。造成孔口飛石有兩個原因：一是堵塞不

嚴(yán)，產(chǎn)生沖炮并帶出孔口松動石塊；二是裝藥過多，堵塞長度不夠，使孔口石塊飛出。造成

前排飛石的原因主要是前排臨空面不平，最小抵抗線差異太大，或結(jié)構(gòu)面切割，甚至裂縫與

炮孔貫通。對于孔口飛石，防護(hù)措施可在孔口覆蓋膠皮網(wǎng)并加壓砂包，既能夠既消除沖炮隱患，又能限制

孔口松動石塊的飛出，同時又能有效降低大塊率，因此，在孔口覆蓋膠皮網(wǎng)并加壓砂包是防止飛石操作方

便、效果顯著的有效辦法。對前排飛石的防護(hù)，一方面可采用多排微差爆破，減少前排出現(xiàn)

次數(shù)，另一方面，可根據(jù)前排抵抗線和結(jié)構(gòu)面變化情況，在抵抗線太薄的位置堵塞巖粉作間

隔裝藥。如果使用銨油炸藥，必須防止過量的炸藥流入前排裂縫，否則必將造成大量飛石，

發(fā)生重大事故。一旦發(fā)現(xiàn)炮孔與貫通裂縫或空洞相連，應(yīng)將該段炮孔堵塞，分段裝藥。如果

發(fā)現(xiàn)有過量銨油流入裂縫中，必須注水溶解，然后再回填石沫堵塞裂縫貫通段。

個別飛石的飛散距離與爆破方法、爆破參數(shù)特別是最小抵抗線的大小、堵塞長度和堵

塞質(zhì)量、孔間或排間毫秒延期時間、地形地質(zhì)構(gòu)造(如節(jié)理、裂縫和軟夾層等等)以及氣象條

件有關(guān)。因此，為了防止飛石的產(chǎn)生，在爆破設(shè)計和施工時，一定要根據(jù)爆破條件的變化合理確定單位炸藥消耗量和爆破參數(shù)，保證炮孔的堵塞長度和質(zhì)量，以及采取以上種種措施。3、空氣沖擊波的安全距離控制R=25Qmax1/3GB6722-2003\6.3.1，式中：R———為沖擊波的安全距離,m；25———為系數(shù)；Q———為最大一段起爆藥量,kg。(按裸露藥包核)＜150M預(yù)防措施：確保裝藥堵塞質(zhì)量，杜絕藥包裸爆，防止爆生氣體外泄。爆破沖擊波安全控制及防護(hù)技術(shù)：為了減少爆破沖擊波的破壞作用，可從兩方面采取措施，一是防止產(chǎn)生強(qiáng)烈的空氣沖

擊波;二是利用各種條件來削弱已經(jīng)產(chǎn)生了的空氣沖擊波。通過合理確定爆破參數(shù)，避免采

用過大的最小抵抗線，防止產(chǎn)生沖天炮；選擇合理的微差起爆方案和微差間隔時間，保證巖

石能充分松動，消除夾制爆破條件；保證堵塞質(zhì)量和采用反向起爆，防止高壓氣體從孔口沖

出；推廣導(dǎo)爆管或電雷管起爆，盡量不用高能起爆索起爆。這些措施都能提高爆破時爆炸能

量利用率，有效防止產(chǎn)生強(qiáng)烈空氣沖擊波。此外，盡量避免爆區(qū)正面朝向被保護(hù)物，無法避

免時也應(yīng)將建筑物的門窗打開，必要時搭設(shè)防護(hù)架，也可有效減小沖擊波的危害。4、有毒有害氣體的防護(hù)對露天深孔爆破，有學(xué)者建議露天大爆破的有毒氣體按R=K×W1/3確定，但此公式對氣象、地形因素考慮不夠，為防止炮煙中毒，應(yīng)采取以下幾個方面的防護(hù)措施：①不要使用過期變質(zhì)的炸藥；②加強(qiáng)炸藥的質(zhì)量管理定期檢驗炸藥的質(zhì)量；③加強(qiáng)炸藥的防水防潮，保證質(zhì)量，避免炸藥產(chǎn)生不完全的爆炸反應(yīng)；④人員應(yīng)在上風(fēng)方向；⑤一切人員必須等到有毒氣體稀釋至爆破安全規(guī)程中允許的濃度以下時，才準(zhǔn)返回工作面。5、起爆網(wǎng)路安全起爆技術(shù)導(dǎo)爆管網(wǎng)路由于操作簡單，不受外來電影響(雷電除外)、成本低、可實現(xiàn)等間隔微差起爆并且起爆段數(shù)和炮孔不受雷管段數(shù)限制而得到廣泛推廣應(yīng)用。缺點(diǎn)是起爆前無法用儀表檢

查；爆區(qū)太長或延期段數(shù)太多時，采用孔外延期網(wǎng)路容易被空氣沖擊波或地震波、飛石破壞

網(wǎng)路；在高寒地區(qū)塑料管硬化會惡化導(dǎo)爆管的傳爆性能。

推薦使用新型導(dǎo)爆管發(fā)射四通多閉合起爆網(wǎng)路。該網(wǎng)路具有以下特點(diǎn)：①整個起爆網(wǎng)路呈網(wǎng)格狀多通道，傳爆方向四通八達(dá)，個別雷管或?qū)П艿娜毕莶挥绊懻麄€起爆網(wǎng)路的準(zhǔn)爆性；②對于每個雷管至少有兩個方向傳遞爆

轟波，起到雙保險作用，可取代或減少復(fù)式導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路形式，節(jié)省起爆器件；③整個起爆網(wǎng)路中只要有一個結(jié)點(diǎn)被擊發(fā)，即可使整個網(wǎng)路引爆；④網(wǎng)路聯(lián)接操作簡單，