VCR法在危岩排危爆破工程中的应用.pdf

第2 9 卷第4 期 爆破 V o l 2 9N o 4 2 0 1 2 年1 2 月B L A S T I N G D e c ．2 0 1 2 d o i 1 0 ．3 9 6 3 ／j ．i s s n ．1 0 0 l 一4 8 7 X ．2 0 1 2 ．0 4 ．0 1 3 V C R 法在危岩排危爆破工程中的应用 支文超，孟祥栋 重庆市爆破工程建设有限责任公司，重庆4 0 4 1 0 0 摘要V c R 法是一种以球形药包漏斗分层爆破为主要特点的采矿方法。其工艺设计一般是大孔径，然 后采用球形药包自下而上的顺序进行漏斗分层爆破。危岩的排危爆破，由于危岩的特殊形态和其周边环境 等因素影响，借鉴采矿工程中的V c R 法，结合电子雷管的使用，使危岩体一次性解体的同时，尽量做到单药 包单响，严格控制爆渣块度，且采用下落式分层爆破的方式，避免了爆渣的飞溅，很好的实现了排危目的，并 且达到了预期的爆破效果。 关键词危岩爆破；V C R ；间隔装药；球形药包 中图分类号T U 7 4 6 ．5文献标识码 A 文章编号l 0 0 1 4 8 7 x 2 0 1 2 0 4 0 0 5 5 一0 3 A p p l i c a t i o no fV C R M e t h o di nU n s t a b l eR o c kB l 嬲t i I 唱 z H lW m - c h ∞。M E N GX 泌鸭- 如嗨 C h o n g q i n gB l 鹅t i n gC o n s t n l c t i o nC oL t d ，C h o n 鹊i n g4 0 4 1 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t V C Ri sau s u a lI I l i I l i n gm e t h o d ，w i t l lt h em a i nc h a 弛c t e ro fl a y e r e db l 枷n gb ys p h 砸c a lc h a E 学皓．T h e p I i m a r yp f i n c i p l ei sb i gb l 鹳th o l ed i 锄e t e r ，t I l e nt I I es e q u e n c eo fk 呦m - u pf I l 衄e ll a y e r e db l 鹊t i n gi s 弛a l i z e db y s p h e r i c a lc h a r g e s ．u h s t a b I esr o c kb l 鹪t i n gi sa8 p ec i _ de n g i n e e r i r 唱，0 f k na 丘如t e db yt I l eC o m p l e xe n v i r 帆m e n t 肌di t 8 s p e c i a If o m ．M i r r o r i n gt h eV C Rm e t h o du s e di nm i n i n g ，C o H l b i n e d n 出t h eu s eo fe l e c 幻咖i cd e t o n a t o 玛，d 柚群∞D u s r o c km a s sd i s i n t e 铲a t i o no fao n e t i m e ，s i n d ek i t s 鹊f 打鹅p o s s i b l eas i n g l er i n g ，s t r i c tc o n t m l0 ft h eb u 硌tc l i n k e r ， a n dt h eu s eo fd r o ph i e r a r c h i c a lb l 髂t i n gt h ew a y ，蚰d 删o i dt h ee 】【p l o s i v e 陀s i d ∞s p l a s h ，t } I eb l 鹅t i I l gp u I p o s e 蛐d 麟一 p e c t e db I a s t i n ge 艉c tc a nb es i m p l yc o m p l e t e d ． ’ K e yw o r d s u n s t a b l er o c kb l 鹊t i n g ；V C R ；s p h e r i c a lc h a r g e ；i n t e n r a lc h a r g e 1 工程概况 该排危抢险工程位于重庆市涪陵区，为一线状 分布危岩带，危岩分布地带长4 7 0m ，共分布有3 2 个 危岩单体，危岩总体积2 01 3 5m 3 ，其中8 。危岩体长 约6 0m ，平均宽1 1m 平均高2 0 ．5m ，体积约为 1 ．3 5 万m 3 。 该危岩带岩性层的单层厚度差异大，层面裂隙 较发育，岩体的底部岩体由于多为中厚层状，中上部 收稿日期2 0 1 2 0 6 一1 3 作者简介支文超 1 9 8 3 一 ，男，工程师、学士，从事爆破技术与理论 研究， E m a i l 3 8 3 6 1 2 0 0 8 q q ．c o m 。 为厚层一块状，底部的岩体抗风化能力相对较弱，底 部的岩体易风化崩落形成了凹岩腔，从而使上部岩 体突出，局部失去支撑，形成危岩。见图l 。 图l 危岩实物图 F i g ．1 U n s t a b l el 优kp h y s i c a lm 叩 万方数据 爆破2 0 1 2 年1 2 月 2 工程特点 危岩所在的山下为居民居住密集区，危岩本身 多面临空，若按常规危岩排危爆破方式，由于危岩 体下落路径是坡陡，若将其爆成大块石则会一直加 速滚到山下，若爆成碎渣则会形成碎屑流 泥石流 是碎屑流之一 冲入长江，且易造成大量飞石。 3 排危方案选择 由于本排危工程在危岩体下有大量需要保护的 建筑物，同时危岩体下落路径大部是坡陡，仅有个别 地方坡度稍小，才有可能滞留碎渣，而大块石则会一 直加速滚到山下，因此，要求危岩解体要彻底，块度 要小。为防止钻孔或爆破施工过程中，危岩发生崩 塌、倾覆，以及长时间施工产生不可预知的危险等， 决定采用深孔一次性解体法进行排危。 4 施工方法及总体施工方案 4 ．1 施工方法的确定 危岩体已经大部与母岩断开，若分次排除会引 发大崩塌根本无法防护，只能一次性爆除。采用深 孔一次性爆破解体法，下沉式分层爆破方式进行排 危，使岩体爆破后首先垂直向下塌落。 4 ．2 总体施工方案 4 ．2 ．1 防护措施 根据现场的实际情况，设计在危岩下侧2 0 0m 的山坡上设置一道深1 0m 宽2 0m 长1 6 0m 拦 石防护沟；一道高4m 、长3 5 0ms N s 柔性防护网， 对下落爆渣尽最大可能拦挡。 4 ．2 ．2 爆破施工过程中爆渣粒径控制 当爆破8 8 危岩时，也可能出现药包未响完即发 生本身大崩塌，崩塌时，危岩体会被已发生的爆炸和 自身原生节理、断裂、裂隙的综合作用碎裂成许多巨 石，这就要求必须保证这些巨石在下坠、滚落过程中 继续爆破解体，而这个碎裂会完全破坏爆破网路，同 时使得炮孔装药被碎裂巨石分割成多段无堵塞装 药，所以要求起爆器材必须满足孔内延时以及必须 采用孔内多药包间隔装药。 为确保下方居民建筑物和公路等设施的安全， 要求爆破后的爆渣粒径尽可能小。 4 ．2 ．3 爆破震动控制 根据排危经验，某块危岩爆破时，爆破震动很容 易引起其它危岩垮塌，为确保本次对危岩排危爆破 产生的地震效应不对母岩和周边设施产生影响，尤 其是避免触发其它危岩垮塌，需严格控制最大段一 次起爆药量，同时还需满足一次性完成爆破。因此， 该工程在网路设计时，应充分考虑起爆网路延期分 段问题。为确保安全，原则上要求做到单药包单响。 5 爆破参数设计及网路 5 ．1 孔网参数设计与计算 根据本危岩下部悬空的特点，孔网参数设计参 照V c R 方法，使危岩分层下落。按照V c R 方法要 求①球形装药，若为柱状则药包长径比 6 ；②分层 厚度以现场进行多次爆破漏斗试验确定的最佳埋深 为准。但因本工程危岩的特殊性，不能通过试验来 确定爆破参数。所以我们参照汪旭光院士等人在凡 口铅锌矿中所作试验 2 j ，得出如下参数 1 孔径D 9 0m m 。 2 药包规格按当地民爆公司炸药规格，每节 长2 0 0m m ，直径3 2m m ，重2 0 0g 。4 节炸药 按2 号 岩石乳化炸药规格 捆绑在一起，每个药包8 节炸 药，即1 ．6k g ，药包长径比为4 。 3 单药包最佳埋深 即分层高度 根据c ．w ． 利文斯顿的经验公式 N E 咿n 式中Ⅳ为药包临界埋深，m ；形为药包质量，k g ；E 为 应变能系数，对于给定的岩石和炸药的配合是个常 数，无量纲，铅锌矿岩石普氏系数厂约为8 ，而本危岩 为砂岩，值亦为8 1 0 ，因此E 取1 ．7 8 5 ，则 Ⅳ 2 ．0 9m 依据资料，最佳埋深一般为临界埋深的1 ／2 ，所 以本工程单药包最佳埋深取c f 0 1 ．0 5m 。 钻孔深度依据危岩实际情况，钻至距危岩底部 1 ．0 5m 处，装药形式见图2 。 4 孔距n 。按照V C R 方式，药包间距 即孔间 距 应以最佳埋深的1 ．4 倍为宜⋯，即o 1 ．4 1 ．0 5m 1 ．4m 。 5 排距6 。6 o 1 ．4m 。 6 孔内药包分布。孔内采取间隔装药，药包 间距1 ．0 5m ，炸药单耗g 0 ．8k ∥m 3 。 7 光爆孔。光爆孔位于危岩后母岩上，孔间 距1 ．0m ，线装药密度0 ．3k g ／m 。 8 爆破器材用量共计钻孔约3 0 0 个，使用电 子雷管6 0 0 0 发，乳化炸药近9 0 0 0k g 。 5 ．2 起爆网路 采用电子雷管，并联起爆。 万方数据 第2 9 卷第4 期支文超，孟祥栋V C R 法在危岩排危爆破工程中的应用 5 7 图2 炮孔装药形式示意图 单位m F i g ．2 B l ∞t h o l ec h a q g ei nt I 地f b 册∞h e m a l i c u n i t m 网路为逐孔斜向起爆，微差延时顺序按排为孔 内自下向上，孔间由前向后、由两侧向中心进行。 图3 为爆破网路的演示效果。图中显示同层药 包的雷管延时时序，孔间延期间隔为2m s ，排间延 期间隔为5m s ，层间延期间隔2 5m s ，最后l 排孔为 光爆孔，危岩爆破完成后1 0 0m s 起爆HJ 。 图3 爆破网路俯视演示图 F i g ．3B l 髂t i n gN e t w o r ko v e r l o o k i n gt h ed 锄。眦p 根据该延时间隔的设置，同层药包网路为由两 侧逐孔斜向中心起爆，该起爆方式具有后冲小、振动 小的优点，符合对母岩保护的要求。 图4 平视该爆破区域的示意图，每个孔中示意 有1 0 个药包，孔内药包延期间隔为2 5m s 。每个孔 中最下方的药包先响。该爆破时序的优点是为后 续爆破的药包提供不少于2 个临空面，能够更好的 降低振动和岩石的块度。 6 结语 本次排危爆破非常成功，危岩下方居民建筑物 没有任何损坏，爆破飞石很少，基本都是塌落滚动 后，滞留于坡面上，爆渣粒径均匀，爆后边坡齐整，见 图5 。正常爆破排危都是爆除或爆落，采用硐室爆 破或爆除支撑点，使其塌落从而排除，但对下面的防 护压力很大，通常下面只能避让。而本方法采用将 危岩全部爆碎的方式，减小了防护的压力，从而大大 提高了被保护客体的生存率。 图4 网路平视图演示效果 从图3 左上角平视 F i g ．4 N e t w o r kl e v e lv i e ws h o w se 脏c t 一 图5 爆破效果 F i g ．5 B l ∞t 如c t 参考文献【R e f e n 玳鹤 [ 1 ] 汪旭光．乳化炸药[ M ] ．北京冶金工业出版社，2 0 0 8 6 9 7 ．7 0 5 ． [ 2 ]汪旭光．中国典型爆破工程与技术[ M ] ．北京冶金工 业出版社，2 0 0 6 9 0 l 9 0 3 ． [ 3 ] 颜景龙。李风国．铱钵起爆系统的安全性分析与首次 应用[ c ] ∥中国爆破新技术Ⅱ．北京冶金工业出版 社，2 0 0 8 7 0 3 - 7 0 6 ． 万方数据