矿山爆破中溶洞的勘测与处理.pdf

第2 7 卷第4 期 爆破 V o l 2 7N o 4 2 0 1 0 年1 2 月B L A S T I N G D e c ．2 0 1 0 D O I 1 0 ．3 9 6 3 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 4 8 7 X ．2 0 1 0 ．0 4 ．0 1 7 矿山爆破中溶洞的勘测与处理 蔡宏杰，张华 中国非金属材料南京矿山工程有限公司，南京2 1 0 0 0 2 摘要石灰石矿山爆破常因不明溶洞而致爆破效果差，甚至引发安全事故，为此研制了溶洞探测装置以 探明溶洞的位置和大小，针对不同情况溶洞采取不同应对措施，改善了爆破效果，减少了爆破事故。 关键词矿山爆破安全；溶洞探测； 应对措施 中图分类号T D 7 7 2文献标识码B文章编号1 0 0 1 4 8 7 X 2 0 1 0 0 4 0 0 6 8 0 2 K a r s tE x p l o r a t i o na n dP r o c e s s i n gi nM i n eB l a s t i n g C A IH o n g - j i e ，Z H A N GH u a N a n j i n gM i n eE n g i n e e r i n gC oL t d ，C h i n aN a t i o n a lM a t e r i a l sG r o u pC o r p ，N a n j i n g2 1 0 0 0 2 ，C h i n a A b s t r a c t T h ep o o re f f e c to fl i m e s t o n em i n eb l a s t i n gi so f t e nc a u s e db yu n k n o w nk a t s tc a v eo re v e ni n d u c e s s a f e t ya c c i d e n t s ，t h e r e f o r et h ep r o b ed e v i c e so fk a r s tc a v ei sd e v e l o p e dt od e t e c tt h es i z ea n dl o c a t i o no ft h ec a v e ．A c c o r d i n gt Od i f f e r e n ts i t u a t i o n so ft h ek a r s tc a v e ．t h ed i f f e r e n ts o l u t i o n s8 托a d o p t e dt oi m p r o v et h eb l a s t i n ge f f e c ta n d r e d u c et h eb l a s t i n ga c c i d e n t ． K e yw o r d s m i n eb l a s t i n gs a f e t y ；k a r s tc a v ep r o b i n g ；s o l u t i o n O 引言 我公司长期从事水泥原料石灰石矿山建设工程施 工与矿山建好后正常生产运营承包，在矿山建设与生 产开采的过程中，经常因不清楚溶洞的大小、形状等问 题导致爆破效果较差，甚至出现爆破安全事故引。 1 溶洞对爆破效果、安全的影响 不同的溶洞对爆破效果与安全产生不同的影 响，主要取决于溶洞的大小与溶洞的位置。 1 位于孔底、直径和高度均小于0 ．5m 的小溶 洞，正常装药的情况下，能较好地解决根底问题，对爆 破效果起到一定的正面作用，但用药量要稍增加一 些。只要底抗线满足要求，安全方面也能得到保证。 2 位于孔身、直径大于3 倍炮孔直径的溶洞， 收稿日期2 0 1 0 0 8 2 7 作者简介蔡宏杰 1 9 6 9 一 ，男，中国非金属材料南京矿t h T 程有限 公司总经理助理，t 程师，项目经理，长期从事矿山工程施 工，E m a i l n j k s z h a n g h u a 1 2 6 ．c o n l 。 装药时导致溶洞部位药量集中，易造成飞石，使飞石 超出可控范围，引起飞石击伤人员、动植物、设备与 建构筑物等安全事故。 3 对于较大溶洞，在不知道的情况下进行装 药，往往导致装药十分集中，不但增大成本，造成大 量飞石，而且改变爆破方向，造成较大的安全事故。 4 在不知道溶洞的情况下，如按炮孔设计药量 进行装药，因溶洞位置用药量较大，炮孔装药长度不 够，影响爆破效果，导致爆堆不规整，爆堆表面出现 大块，增加装车和二次解小的费用。 2 溶洞的勘测方法 为了探清溶洞的具体深度和大小，以便采取不 同措施，减少炮孔在装药时造成不必要的炸药浪费， 进而降低爆破成本和保证爆破安全，我们自行研制 了溶洞探测装置来探明溶洞的位置和大小，具体做 法如下。 2 ．1 勘测器具 选用微型夜视防水摄像头1 个，定制加工锤头 万方数据 第2 7 卷第4 期蔡宏杰，张华矿山爆破中溶洞的勘测与处理 1 个，蓄电池1 个，笔记本电脑1 台，导线数米，带刻 度塑料管数米。 2 ．2 勘测设施 如图1 所示。将微型夜视防水摄像头装入锤头 底部，将导线穿过带刻度塑料管与笔记本电脑的U S B 接口联接，并用导线将蓄电池与笔记本电脑联接以便 提供充足的电源。这样就形成了一套既能观测溶洞 的形状和大小，又能测量具体位置的勘测设施。 图1 溶洞勘测系统示意图 2 ．3 操作方法 要求钻孔人员在钻孔时要注意钻杆钻进的速度， 对发现有溶洞的炮孔进行判断与记录，初步估计溶洞 的位置与大小。根据钻孔记录，对发现溶洞的炮孔进 行探测。将探测仪的所有连线联接好后，启动笔记本 电脑，一人将锤头缓慢送人炮孔，另一人在锤头进入炮 孔时进行摄像。当刚好发现溶洞时通过迥料管上的刻 度记下读数，然后继续缓慢向下输送塑料管，在到达溶 洞底部时又一次记下读数，如此反复进行直至锤头到 达炮孔底部，记录该孔所测定的溶洞个数。同时摄像 操作员将所摄图像根据炮孔进行编号。 2 ．4 溶洞位置与大小判断 根据摄像记录时记录的塑料管刻度数据和孔 深，可以算出该溶洞在孑L 深方向的位置与大小。再 根据记录的图象和溶洞在孔深方向的尺寸，按比例 确定溶洞在横向的尺寸，从而确定溶洞的具体大小。 3 溶洞处理 对上述图像和数据进行分析后，根据溶洞的大 小和位置采取不同的处理方法。 1 对于孔底的溶洞，直径和高度均小于O ．5m 时可不处理；直径和高度均大于0 ．5m 时可采取堵 塞的措施，抬高孔底高程，使孔位离开溶洞 0 ．5 1m 进行装药。 2 位于孔身大于3 倍炮孔直径的溶洞，且在装 药范围内，可采取分段装药措施控制溶洞。 3 溶洞在堵塞深度范围内直接进行堵塞。 4 对以上措施不能达到有效控制的溶洞，可采 取在附近重新钻孔的措施。 4 典型案例 4 ．1 因事前不清楚溶洞而造成安全事故 爆破时间2 0 0 8 年9 月1 7 日中午1 2 点 爆破地点安徽铁鹏海豹水泥有限公司大青山 石灰石矿。 技术参数台阶高度1 5m ，孔径1 2 0m m ，孔距 4 ．8m ，排距3 ．0m ，炮孔3 排，梅花型布置，共2 9 个 炮孔，平均单耗0 ．4 2k g ／m 3 ，粉状乳化炸药，非电毫 秒雷管起爆。 事故缘由装药人员由于事前不清楚第1 排第 3 个孔有溶洞，在装药过程中又不认真，等装到堵塞 深度时，该炮孑L 比原设计多装了3 0k g 药，装完后又 未告诉现场技术人员。 爆破效果起爆后，该孔产生飞石砸坏停放在距 爆区约3 0 0m 处的挖掘机。本矿正常爆破飞石都在 距爆堆5 0m 的范围内，而这次爆破飞石也超出了爆 破安全距离2 0 0m 。 4 ．2 因事前清楚溶洞情况而提高爆破效果 爆破时间2 0 0 9 年3 月5 日中午1 2 点 爆破地点安徽铁鹏海豹水泥有限公司大青山 石灰石矿。 技术参数台阶高度1 5m ，孔径1 2 0m m ，孔距 4 ．8m ，排距3 ．0m ，炮孔4 排，共3 8 个炮孔，梅花型 布置，炮孑L 超深1 ．5m ，平均单耗0 ．4 3k g ／m 3 ，粉状 乳化炸药，非电毫秒雷管起爆。 控制措施在装药前，爆破技术人员用我们自行 研制的溶洞探测装置对炮孔进行探测，发现第2 排 第5 个炮孔孔深1 0m 的位置有一溶洞，溶洞孔深方 向尺寸为1m ，横向尺寸不规整最宽达1 ．5m 。对此 炮孑L 采用了分段装药方式控制，缩短了孔口堵塞长 度，装药量比原设计少装了5k g 。 爆破效果起爆后，爆堆很集中，爆破飞石都在 距爆堆3 0m 范围内，从表面看爆破效果良好。 5 结语 在一年多的实际爆破工作中，我们通过以上的 方法对溶洞进行勘测与处理取得了良好的效果，不 但减少了爆破飞石保证了爆破安全，而且提高了爆 破效果降低了爆破成本。 参考文献 [ 1 ] 蒲传金．炮孔因素对露天台阶爆破效果的影响分析 [ J ] ．爆破，2 0 0 8 ，2 5 1 2 5 - 2 8 ． [ 2 ] 陈志阳，方向，周畅林．厂区内山体石方控制爆破 [ J ] ．爆破。2 0 0 7 ，2 4 4 2 8 - 3 1 ． 万方数据