龙山白云石矿不良地质条件硐室爆破施工.pdf

第2 2 卷第3 期 2 0 0 5 年9 月 爆破 B L A S T 玳G V 0 1 ．2 2N o ．3 S 印．2 0 0 5 文章编号1 0 0 1 4 8 7 x 2 0 0 5 0 3 0 0 3 0 0 3 龙山白云石矿不良地质条件硐室爆破施工 邱京成 昆明理工大学国土资源学院，昆明6 5 0 0 9 3 摘要在龙山白云石矿硐室爆破施工中，地质条件发生变化，出现溶洞和溶槽，直接影响爆破效果，根据 实际情况，采用换填封堵、改变药室位置和装药结构等措施，保证了爆破效果和爆破安全。 关键词硐室爆破；不良地层；措施 中图分类号’I D2 3 5 ．3 4 文献标识码A T u n n e lE x p l o s i o nI m p l e m e n t a t i o nu n d e rA d v e r ∞G e o l o 西c a I C o n I l i t i 仰si nL 仰g s h 锄D o t o l I l i t eM i n e Q I UJ 讯g 一魂叭g D 印to fL a n da n dN a t u r a lR e s o u r c e s ，K u 砌i n g U n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y - K u n m i n g6 5 0 0 9 3 - C h i n a A №c t D u r i n gt h ee x p l ∞i o ni m p l e m e n t a t i o ni nL o n 伊h 跚d o l o “t em i n e 。t h eg e l D l 0 西c a l ∞n d i 6 伽c h 舳萨d ． d i 8 s o l v e dc 8 v e 8a n dt 如u g h sa p p e a r e d ，w l l i c hw o u l da 您e c tt l l ed f e c to fe x p l ∞i o 璐d i r ∞t l y ．S o m em e 鹪u 托8w e 弛 t 8 l 【e na c c o r d i n gt ot h ea c t u 8 l8 i t u 8 t i o n I8 u c h 鹪d i 虢m n ts t u m I l g 。c h 锄g i l l gt h ep 0 8 i t i ∞0 fe x p I o B i V ec h 哪k r - c h 锄- 西n g 唧l 傩i v e - 6 l l i n g8 h u c t u I e 舳ds o ∞。w h i c he v e n t l 瑚d l yg I l 眦r l t e e dt l l ee 饪b c t 鲫d8 如t yo f 唧l 鸺i ∞s ． K e yw o r d s t u n n c le x p l o s i o n ；a d y e 瑙e 鲫l o g y ；I ∞船u 麟 1 工程概况2 爆破设计‘1 _ 7 1 龙山白云石矿1 9 9 4 标高以上的开采权属安宁 市石甸口村委会，矿石主要供昆明钢铁公司龙山溶 剂矿使用。采场上部地形平缓，但经多年开采已形 成4 0m 高的台阶，坡度约6 0 。。 采场东侧5 0m 有变压器、潜孔钻、电铲等机械 设备；东南2 7 0m 是碎矿车问和民房；正南5 0 0m 有 村庄；北侧1 3 0m 有高压线。 爆破要求爆破不得危及周围建筑物和机械设 备；爆破效果好，大块率小于l O ％，块度均匀；爆破 方量6 万m 3 ，工期2 5d 。 收稿日期2 0 0 5 一0 5 一1 6 ． 作者简介邱京成 1 9 6 2 一 ，男；昆明昆明理工大学硕士生． 2 ．1 爆破方案的选择 该采场曾采用过药壶爆破和深孔爆破，因地质 条件影响，成孔条件差，爆破效果不甚理想，且成本 高，加之现有的高台阶，增大了深孔爆破的难度，通 过对其经济技术指标的分析，决定选用硐室松动爆 破施工。 2 ．2 药包布置 为了降低硐室爆破大块率，设计抵抗线控制在 1 3 1 6m ；布置成双层双排药室；采用条形药包装 药。药包布置见图1 、图2 所示。 2 ．3 爆破参数选取 1 单位炸药消耗量K 的确定根据以往的爆破 经验，取K 1 。5k g ／m 。 2 最小抵抗线形为降低大块率和保证爆破效 万方数据 第2 2 卷第3 期邱京成龙山白云石矿不良地质条件硐室爆破施工 3 1 图l 药包平面布置示意图 F i g1 P l 蚰ed i s t r i b u t i ∞0 fe x p l o s i v eb a g s ， 果，取形 1 3 ．5 ～1 6 ，m 。 3 药包端头间距口、排距6 、层间距 口 4m ， 6 1 4m 。 1 7m 。 2 ．4 药量计算 1 药量计算公式 Q g ￡ K 酽￡ O ．4 O ．6 n 3 e 图2 典型断面药包布置图 F i g2T y p i c a ls e c t i ∞a ld i s t r i b u t i o n0 fe x p l ∞i v eb a g s 式中，K 为标准抛掷爆破的单位炸药消耗量， 1 ．5k g ／m 3 ；形为最小抵抗线。由各药包所处位置的 剖面图和平面图确定，见表l ；n 为爆破作用指数。 l ～。一1 4 。，2 14 ～2 4 。药室取O ．7 ，1 - 5 。。1 ．8 4 药室取 0 ．8 5 ；e 为炸药爆力换算系数。对铵木油炸药e 1 ； 9 为条形药包每米装药量，k ∥m ；￡为条形药包长 度。m 。 2 爆破参数及药量计算见表l 。 表1 爆破参数计算表 1 I a b l e1T a b l eo fc a l 删娟∞o fe 印埘帆p 嬲珊e t e r s 3 施工工艺 3 ．1 装药与堵塞 1 装药按设计的每米装药量从里向外，沿硐 室最小抵抗线一侧依顺序整齐堆码，在有水的地段， 先垫砂袋、木板和三色布，再装药，最后在药包的两 侧和上部用三色布覆盖。药室与药室之间间隔3 m 。每个药室设2 个起爆体，分别位于距端头2m 处。 2 堵塞药室与药室之间全部堵塞，主洞与横 洞连接处，每侧横洞堵2 血，横洞间的主洞堵5m ，外 面的主洞满堵。见图l 所示。 万方数据 3 2 爆破2 0 0 5 年9 月 3 ．2 起爆网路 用3 组电雷管分别引爆横洞中的非电雷管，再 由非电雷管引爆起爆体。每组电雷管用2 发瞬发管 串联，每个起爆体中装入2 发毫秒延期非电雷管。 导爆管和导线穿过塑料管引出。见图3 所示。 图3 起爆网路示意图 F i g3 D e t o n a t i o nn e t w o r k 3 ．3 安全校核 爆破前，在该采场没有进行过爆破振动测试。 但从龙山矿以往的测试资料可知硐室爆破时，在村 庄处测得的主振频率为7 ．5 ～l OH z 。按爆破安全 规程【1 1 规定，在此频率下，安全允许振速为一般 砖房2 ．0 2 ．5c n ∥s ，钢筋混凝土结构砖房3 ．0 4 ．0c Ⅱ∥s 。 1 爆破振动速度 口’七f 贮1 “ 、代， 式中；K 、a 分别为与地形地质条件有关的系数和衰 减指数，分别取2 0 0 和1 ．6 ；秽为爆破振动速度， c ，n ／s ；尺为到建筑物的距离，m ；Q 为一次最大用药 量，k g 。 1 碎矿车间 钢筋混凝土结构 移锄o 等 1 一乩‰∥s 3 c 眺 2 村庄 普通砖房 口 姗 警 1 一 2 m 2c 吖s 2 飞石距离 风 ‰n 2 形 式中，k 为安全系数。取2 0 。 R f 2 0 O ．8 5 2 1 6 2 3 5m 4 药室开挖中出现的不良地质问题圆日譬氦施 在硐室开挖中，遇到溶槽4 条，其中一条较大，． 卜8 ’ 溶洞2 个。大的溶槽位于1 - 3 。药室端部，宽O ．8m ， 充填不严，偶见空洞，与最小抵抗线斜交，在边坡上 有软夹层露头；1 。溶洞位于2 1 。与2 - 2 。药室之间的 上方，距导洞顶板3m 处有乱石卡住；2 。溶洞位于 2 _ 4 4 设计药室中央，可见容积约为4 ．5m 3 ．5m 1 0m ，呈倒梨形。它们直接影响到爆破效果和爆破 安全。 4 ．1 溶洞 槽 对爆破的影响 1 对开挖的影响在开挖中遇到溶洞 槽 时， 使开挖不能按设计要求进行，往往要进行药室位置 和开挖方向、开挖长度的调整；当溶洞 槽 位于药 室上部时，易产生落石，引发安全事故。 2 对爆破作用的影响主要表现在改变抵抗线 方向，引发冲炮，降低爆破威力，影响爆破块度等。 因此，必须认真调查，科学处理。 4 ．2 溶洞 槽 情况的探测 要有效地处理溶洞 槽 ，减少其对爆破效果的 影响，必须弄清它们的位置、大小以及与最小抵抗线 的关系，了解其充填材料、密实程度。对其周围进行 了挖探、孔探。在焚烧稻草，观察烟雾情况时，发现 在l 。溶洞上部有烟从地表冒出，其余2 处则无此现 象。表明1 。溶洞与地表连通，且充填不密实。 4 ．3 对溶洞 槽 的处理 4 ．3 ．1 溶槽的处理 下转第3 7 页 万方数据 第2 2 卷第3 期马增光等预裂爆破在节理发育的海岛上应用 3 7 大不平整的大小取决于顺层节理的间距。由于该处 裂隙发育密集，故孔间最大不平整较小。 2 节理产状与预裂面走向、倾向一致、倾角不 等。这对预裂面的影响很大，在预裂面与裂隙面相 交处的岩石易破碎、崩落，使预裂面呈“搓板状”， 半孔难以保存，并在顶部形成危岩体。 3 节理产状与预裂面走向近于垂直。2 0 6 0 一 2 6 0 。￡6 0 。一8 0 0 和l O o 一4 1o 厶2 0 0 一7 1 0 两组中部分 节理，与预裂面走向夹角为7 0 0 一9 0 。，倾向与预裂 面的倾向相差l o o 一2 0 。。它们对预裂爆破的影响 不大，预裂缝能够穿过这些节理面。 5 结论 a ．在复杂地质条件的海岛地区，边坡处理能够 采用预裂爆破进行，应根据地质条件的局部差异， 在不同区域的预裂孔，采用不同的爆破参数。 b ．用袋装粘土覆盖预裂孔口，对保护孔口及减 弱爆破噪音有着较好的效果。 c ．节理的存在对预裂面有着重要的影响。主要 节理与预裂面产状一致时，有利于预裂面的形成； 主要节理走向与预裂面走向垂直时，对预裂爆破的 影响很小；当主要裂隙走向、倾向与预裂面近于相 同，而倾角小于预裂面倾角时，对预裂爆破最不 利，在节理的交汇处易造成超挖。 参考文献 [ 1 ] 江苏省工程地质勘查院．上海国际航运中心洋山深水 港区一期工程爆破区工程地质勘测报告[ R ] ．2 0 0 3 ． [ 2 ]李爱国．预裂爆破技术在公路边坡工程中的应用[ J ] ． 爆破，2 0 0 2 ，1 9 4 2 4 ～2 6 ． [ 3 ] 齐世福．军事爆破工程设计与应用[ M ] ．南京解放军 理工大学，2 0 0 2 ． [ 4 ] 刘殿中．工程爆破实用手册[ M ] ．北京冶金工业出版 社，1 9 9 9 ． [ 5 ]陈蕴生．复杂地质条件下预裂爆破影响因素的现场试 验研究[ J ] ．陕西水力发电，1 9 9 8 ，1 4 1 1 7 一1 9 ． 上接第3 2 页 由于溶槽位于2 药室之间，可视为堵塞段一部 分，为了确保爆破效果，将溶槽中2m 范围内的充填 物掏出，用沙袋密码封实，同时调整1 - 3 。和l _ 4 8 药室 的装药长度，使溶槽边缘距药室的距离不小于1 ．5 m o 4 ．1 ．2 溶洞的处理 在对溶洞处理中，采用1 避开溶洞位置，在溶 洞区不设置药包或布置小药包；2 调整药包位置， 减少溶洞对爆破作用的影响；3 改变装药结构，选 择合适的延长药包或集中药包；4 换填封堵等方 法。 1 1 。溶洞的处理 在溶洞距横洞顶板3m 范围内，间隔0 ．5m ，用 木料打上横托梁 上两层还要加垫板 ，从上到下分 别堵塞石块、碎石袋和沙袋；缩短2 - 1 4 和2 - 2 。药室的 装药长度，增加两药室间的充填长度，提高充填质 量。 2 2 。溶洞处理 由于2 。溶洞较大，采用1 4 溶洞的处理方法，既 不经济也不现实。具体的做法是 1 调整药室位置。将溶洞下部填充至低于横 洞2m ，在此处由溶洞分别沿着横洞方向向后偏3 0 0 掘进小导洞，3m 以后再向正前方掘进，形成集中药 室 新药室在上导洞以下偏向外，以不改变最小抵 抗线为原则 。 2 改变装药结构。将2 _ 4 。药室一分为二，变 一个条形药包为2 个集中药包，同时起爆。 3 将上下导洞的非装药部分和上导洞顶板以 下的溶洞部分全部用沙袋堵塞。 5 爆破效果 7 爆破后，爆堆集中，块度均匀，没有出现冲炮现 象。飞石均控制在2 5m 以内，台阶边沿的临时工棚 和附近的设备、设施完好无损，村庄内没有震感。爆 破块度和爆破方量达到设计要求。 参考文献 [ 1 ]G B 6 7 2 2 包0 0 3 ，爆破安全规程[ S ] ． [ 2 ] 张正宇．现代水利水电工程爆破[ M ] ．北京中国水利 水电出版社，2 0 0 3 ． [ 3 ]中国力学学会工程爆破委员会．爆破工程[ M ] ．北京 冶金工业出版社，1 9 9 2 ． [ 4 ] 张志毅，王中黔．交通土建工程爆破工程师手册[ M ] ． 北京人民交通出版社，2 0 0 2 ． [ 5 ] 边克信．露天大爆破[ M ] ．北京冶金工业出版社， 1 9 7 9 ． [ 6 ] 刘殿中．工程爆破实用手册[ M ] ．北京冶金工业出版 社，1 9 9 9 ． [ 7 ] 冯叔瑜．爆破工程[ M ] ．北京中国铁道出版社，1 9 8 0 ． 万方数据