大规模采石工程爆破施工技术.pdf

第2 8 卷第3 期 2 0 1 1 年9 月 爆破 B L A S T I N G V 0 1 ．2 8N o ．3 S e p ．2 0 1 1 D O I 1 0 ．3 9 6 3 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 - 4 8 7 X ．2 0 11 ．0 3 ．0 1 4 大规模采石工程爆破施工技术 刘春林，邢光武，陈飞 广东宏大爆破股份有限公司，广州5 1 0 6 2 3 摘要 某大型采石工程山体岩石风化，岩性不均，为保证开采石料符合块度级配要求，确保坚硬岩石爆破 块度小且粉矿率低，经现场实验，针对不同岩性岩石和不同要求的料石，分别采用不同的孔网参数、装药结 构、炸药单耗并减少一次起爆排数等措施，工程效果良好。 关键词块度及级配；爆破块度小减少粉矿率；爆破施工技术措施 中图分类号T D 2 3文献标识码A文章编号 1 0 0 1 4 8 7 X 2 0 1 1 0 3 0 0 5 0 0 2 B l a s t i n gT e c h n o l o g yo fL a r g e - s c a l eQ u a r r y i n g L I UC h u n l i n ，X I N GG u a n g - t t J 扯，C H E NF e i G u a n g d o n gH o n g d aB l a s t i n gC oL t d ，G u a n g z h o u51 0 6 2 3 ，C h i n a A b s t r a c t T h em o u n t a i nr o c ko fal a r g eq u a r r y i n gi sw e a t h e r i n ga n du n e v e nl i t h o l o g y ，t og u a r a n t e em i n i n gs t o n e f i tf o rt h er e q u i r e m e n t so fg r a d e df r a g m e n t a t i o na n de n s u r i n gt h eh a r dr o c kb l a s t i n gb l o c ki ss m a l la n dp o w d e r 咖n d - i n gr a t ei sl o w ，t h ef i e l de x p e r i m e n t sf o rd i f f e r e n tl i t h o l o g yr o c k sa n dd i f f e r e n tr e q u i r e m e n t sw e r ed o n ew i t hd i f f e r e n t b l a s tp a r a m e t e r s ，c h a r g es t r u c t u r e ，s p e c i f i cc h a r g ea n dr e d u c et h ef i r er o w so n c eat i m e ． K e yw o r d s f r a g m e n t a la n dg r a d i n g ；s m a l la n dr e d l l P 凳t h eb l a s t i n gp o w d e rg r i n d i n gr a t e ；b l a s t i n gt e c h n o l o g yn 蛐- 1 工程概况 某采石工程要求爆破采石约8 0 0 万m 3 。采区 主要为中粗粒花岗岩，岩石节理裂隙极其发育，原岩 本身被切割成许多小块，含有大量粉矿成份，且不同 位置和深度风化程度差异很大。 该工程要求工期为1 4 个月，开采石料的规格及 其要求见表1 。 2 工程重难点 1 山体岩石属于中粗粒花岗岩，大部分区域 收稿日期2 0 1 1 0 4 1 7 作者简介刘春林 1 9 8 4 一 ，男，助理工程师。主要从事工程爆破技 术设计、施工及管理工作， E - m a i l g u a n g w u x i n g 乒l a i l ． c o l u 。 通讯作者邢光武 1 9 c 5 5 一 ，男，高级工程师，学士，主要研究方向是工程 爆破、矿山开采技术， E ．Ⅲ| i l 丹娜g w I 埘I l g 鲫a i l ．咖。 颗粒之间胶结程度差，且节理、裂隙非常发育，因此 造成爆破后石料块度极不均匀，粉矿率较高，而业主 单位对开采的石料均有一定的规格及级配要求，因 此对爆破技术及质量提出了较高要求‘。 表1 石料规格及其要求统计表 石料名称规格要求其他要求 万方数据 第2 8 卷第3 期刘春林，邢光武，陈飞大规模采石工程爆破施工技术 5 1 2 对石料的强度要求高，由其加工的碎石、石 米将作为高强度混凝土的原材料；另一方面受碎石 加工厂碎石机进料口尺寸的限制，要求提供的料石 最大尺寸小于6 0c m 。为了保证石料的强度，业主 单位指定了采区内石料强度最高、岩石最完整的一 个区域作为碎石加工料的生产场地，因此对如何保 证坚硬、完整的岩石爆破块度小同时粉矿率低也是 本工程的一个难点。 3 施工技术 、 3 ．1 施工技术措施 根据经验，该工程钻孔直径为西1 4 0m m ，主体 台阶高度为1 5m ，钻孔超深1 ．51 1 1 ，布孔形式均为长 方形‘2 ．3 】。 1 针对山体部分区域岩石风化严重，岩石岩 性极不均匀，而又要开采具有一定规格及级配的石 料，经过反复试验，采取了以下爆破施工技术措施 1 现场岩石节理裂隙非常发育，岩石块度已基本 形成，按松动爆破进行设计施工，降低炸药单耗⋯。 经过现场反复试验，大部分区域炸药单耗为0 ．3 0 ．3 5k g ／m 3 ，局部区域炸药单耗降至0 ．2 5k g ／m 3 。 2 装药结构采用间隔装药、不耦合装药、根据 岩性分层装药等措施提高爆破质量。装药结构主要 为为减少残根，无水炮孔底部装西1 1 0m m 成品乳 化炸药，中部装混装铵油炸药，顶部吊装由西9 0n l m 塑料薄膜包装的混装铵油炸药；有水炮孔底部装 咖1 1 0m m 成品乳化炸药，中部及顶部吊装咖9 5m m 或咖7 0m m 成品乳化炸药，吊装炸药的主要目的是 一方面减少总装药量，避免爆破后岩石过于破碎；另 一方面减少堵塞长度，降低顶部大块率口J 。对于极 度风化区域，中间采用间隔装药，间隔长度一般为 2 ～3n l 。 3 传统的土石方工程爆破中通常采用宽孔距、 小抵抗线毫秒爆破技术，该项爆破技术无论在改善 爆破质量，还是降低单耗、增大延米爆破方量方面都 表现出巨大的潜力。 ①增加爆破漏斗角，形成弧形自由面，为岩石受 拉伸破坏创造有利条件。在炮孔负担面积不变的情 况下，减小最小抵抗线，则爆破漏斗角随之增大。由 于每个爆破漏斗增大，就为后排孑L 爆破创造了一个 弧形且含有微裂隙的自由面。试验表明弧形自由 面比平面自由面的反射拉伸应力作用范围大，有利 于促进爆破漏斗边缘径向裂隙的扩展，破碎效果好。 ②防止爆炸气体过早泄露，提高炸药能量利用 率。由于孔距增大，爆炸气体不会因相邻炮孔之间 的裂隙过早贯通而逸散，提高了炸药能量利用率。 ③炮孔间应力叠加作用减弱，使单孔的径向裂 隙得到充分发育，有利于改善岩石的破碎质量。 ④增强辅助破碎作用。由于抵抗线减小，弧形 自由面的存在，既可使拉伸碎片获得较大的抛掷速 度，又可延缓爆炸气体过早逸散的时间，使其有较大 的能量推移破碎的掩体，有利于岩块的相互碰撞，增 强了辅助破碎作用。 而本工程要求岩石具有一定的块度，尽量减少 粉矿率，因此需加大排距、减小孔距，从而减小炮孔 密集系数。岩石较好的区域采用相对较大的孔网密 集系数，岩石较差的区域采用相对较小的孔网密集 系数，根据爆破后岩石块度及时进行调整，当块度较 大时，就进一步加大孔网密集系数，当块度仍较小 时，再减小孔网密集系数，直到块度均匀、合适。本 工程中岩石完整、坚硬的区域布孔及爆破时炮孔密 集系数在1 ．8 5 左右，岩石相对完整、一般坚硬的区 域布孔及爆破时炮孔密集系数在1 ．3 8 左右，岩石强 风化区域布孔及爆破时炮孔密集系数在1 一1 ．2 之 间；另外在起爆方式上采用排问起爆，并且适当延长 排间起爆延时时间，最大限度减少岩石间的相互碰 撞‘4 1 。 4 控制一次性爆破排数。正常台阶爆破排数 为2 排，特殊情况下采用单排爆破，减少排与排之间 岩石的相互挤压和碰撞旧’5 J 。 2 对于碎石加工料的爆破，为了使爆破后岩 石块度小且均匀，经过现场试验，炸药单耗调整到 O ．6 5k g ／m 3 ，采用大斜线起爆方式，同时为了减少粉 矿率，装药结构仍采用底部耦合、中部及顶部不耦合 装药‘3 。 3 ．2 爆破参数 通过现场统计，各类炸药不同的装药方式延米 装药量见表2 。 表2 各类炸药不同装药方式延米装药量统计表 下转第7 0 页 万方数据 7 0爆破2 0 1 1 年9 月 上接第5 l 页 为了保证底板平整，炮孔底部适当加强装业主单位十分满意。 药‘9 1 。不同岩石及不同规格石料爆破参数见表3 。，、．．． 表3 不同岩石及碎石加工料爆破参数 羹薯臀风化岩由凳m ；岩石岩石 一⋯” 加料 。k 妻馨，， o ．s 。蝴2嘶5 毡距排形3 ．3x 6 ．14 ．1x 5 ．75 ．2x 5 ．73 ．1 5 ．7 【m mJ 堵塞长度非水孔3 ．5 非水孔4 ．0 En 非水孔3 ．0 ／m 水孔3 ．0水孔3 ．5 ⋯ 水孔2 ．5 起爆方式 妻等釜 排间 蛾V 型排间妻等釜 非水孔底部直接装‘b1 1 0m m 乳化炸药； 中部装混装铵油炸药；顶部吊装咖9 0m m 装药结构橥蓑黧煞仙。一乳化慨中部 吊装咖9 0i n n l 乳化炸药，顶部吊装币7 0n l l n 乳化炸药。 4 爆破效果 通过采取上述爆破施工技术措施，爆破成本及 粉矿率均有明显降低，碎石加工料的生产进度及质 量均达到业主单位的要求。 爆破成本方面炸药单耗由0 ．4 5k g ／m 3 降低为 0 ．3 0 ．3 5k g ／m 3 ，局部区域炸药单耗甚至只有 0 ．2 5k g ／m 3 ；延米爆破方量也由1 8 ．4m 3 ／m 提高到 2 2 ．6m 3 ／m ，炸药成本及钻孔成本均有大幅度降低。 粉矿率方面据统计在采取上述措施前粉矿率 为2 7 ％，而采取措施后粉矿率降低到2 0 ％，且产量 高峰期持续一个月达到了日产6 万m 3 合格石料，最 高日产达到7 ．2 万m 3 ，山体石料得到了充分利用， 1 对于山体岩石极其风化而又要开采具有一 定规格及级配石料的爆破采石工程，利用宽孔距小 抵抗线爆破的逆向原理，减小孔距，加大抵抗线，对 爆破效果有一定的改善作用。 2 对于坚硬完整岩石爆破成碎石加工料，要 缩小孔网参数，增加炸药单耗。 3 采用不耦合装药结构，可以减少粉矿、提高 规格石料成品率。 4 降低炸药单耗、控制一次爆破排数等措施， 可以改善爆破效果、降低爆破成本。 参考文献 R e f e r e n c e s 于亚伦．工程爆破理论与技术[ M ] ．北京冶金工业出 版社，2 0 0 9 ． 邢光武，郑炳旭．多种规格石料开采爆破工法[ J ] ．爆 破，2 0 1 0 ，2 7 3 3 6 - 4 0 ，5 7 ． 邢光武，郑炳旭．国外热带沙漠环境中石方爆破工程 特征与实践解析[ J ] ．矿业研究与开发，2 0 0 9 ，2 9 5 9 3 - 9 6 ． 李萍丰，廖新旭，罗国庆，等．大型采石场深孔爆破参 数试验分析[ J ] ．爆破，2 0 0 4 ，2 1 2 2 8 - 3 0 ． 李萍丰．铁炉港采石场二期工程深孔台阶爆破实践 [ J ] ．工程爆破，2 0 0 4 ，1 0 2 5 9 6 2 ． 孙宝平，徐全军，单海波，等．深孔爆破岩石破碎块度 的控制研究[ J ] ．爆破，2 0 0 4 ，2 1 3 2 8 - 3 1 ． 张有才，朱传云．堆石坝级配料爆破块度分布模型的 研究[ J ] ．爆破，2 0 0 5 ，2 2 1 4 4 - 4 7 ． 郭学彬，肖正学．堤防工程砂岩填筑料的块度控制爆 破[ J ] ．爆破，2 0 0 6 ，2 3 3 3 8 ．4 0 ． 崔正荣，梁开水，赵明生，等．中深孔爆破在金山采石 场的应用[ J ] ．爆破，2 0 0 7 ，2 4 2 3 9 - 4 1 ． 1j 1●-，J 1j 1 J n 晗 b H b № “ 哺 p 万方数据