复杂地质条件下的硐室爆破.pdf

第 “卷第期 年“月 爆破 “ E 6 D B A4 A ’ - 6 , A 7 ; , F D P 6 D I ’ 6，M E 6 D 4 , 6 , D E，6 4 , A E 6 B , L L , F 6 D , E 6 B；F ’ 4 - 6 , AB , ’ ’ B F ’ A 4 , 6 , D E 工程概况 陕西秦岭水泥 （集团） 股份有限公司石灰石矿南 山边缘开采境界内有一半月状矿体需一次爆破。该 矿体东西长约/ 3 4， 南北宽约 0 4。地形为西 高东低， 西侧紧临采场， 坡度大部为3 R以上， 最大 相对高差/ / 14； 东侧坡度较缓； 北侧有一较大冲 沟， 土层较厚； 南侧与保留山体相接。爆区中心东北 向距村庄5 “ 4， 东南向至村庄“ 3 4， 南距村庄 5 3 4且低于村庄地表约 4， 西北向0 3 4处有 座水塔， 西向0 1 4为矿山修理车间及矿用高压输 电线。村庄民宅部分为砖砌结构， 部分为土坯房和 土窑洞。爆区地形如图所示。 收稿日期 . 5 . 作者简介 任金亮 （ “ 3 1 .） ， 北京 中国建材建设总公司高级工程师 拟爆矿体大部为近水平层状的石灰岩， 顶部有 34以上的土夹石覆盖层。爆区矿岩层理明显， 裂 隙发育， 地质条件复杂， 有多条破碎带穿过， 还隐存 多处溶洞和粘土碎石夹层。受前次硐室大爆破影 响， 爆区西、 南侧及其顶部矿体十分破碎， 局部有砾 石堆积。该爆区岩石容量为 1B／ F 4 ， 普氏坚固 性系数为0 ， 爆区无地下水。 业主要求 采用硐室爆破法一次爆破“ / 04现 采场平台以上、 开采境界范围以内的矿岩； 爆破大块 率不超过3 S； 爆堆最大高度不大于 04； 确保矿 山日常生产、 生活及周边村宅的安全。 爆破方案与药包布置原则 设计思路 鉴于拟爆矿体地质条件复杂、 岩石十分破碎， 要 同时满足爆破安全、 大块率和爆堆高度等几方面的 万方数据 要求相当困难。如果要降低爆堆高度到 “以 下， 则要采用强抛掷爆破， 增大装药量， 那么爆破震 动和飞石等危害将显著增大； 而且在如此破碎的岩 体条件下， 增大装药量对提高岩石抛移、 降低爆堆高 度的作用不会明显。从多方面综合分析衡量， 确定 本工程爆破设计的思路为 以确保爆破安全、 爆破水 平为 “平台和爆破大块率不超过 ’为必保目 标； 以爆堆高度不大于 “争取目标。经专家审 查会论证， 业主理解并接受了该设计思想。 图爆区地形及药室平面图 爆破方案 根据拟爆矿岩结构、 爆区地形特征和周边环境 条件， 以确保爆破安全、 削减爆震效应和爆破飞石的 影响范围为前提， 尽可能均化爆破作用、 充分破碎岩 石， 适当推移岩石以降低爆堆高度， 设计采用了条形 药包为主、 集中药包为辅， 同条药室间隔装药、 条内 及条间微差的加强松动爆破方案。 * 药包布设 根据上述设计思路和爆破方案， 具体设计的导 硐及药包布置如图所示。对于主爆区， 药包最小 抵抗线方向指向爆区西侧采场； 对于副爆区， 则采用 双向抵抗线双向作用药包； 所有药包的最小抵抗线 均控制在* 以内。在主爆区布置了层,排药 包， 其中第排安排层， 其它各排均为单层； 而副 爆区均布设单层单排药包。为使爆区底板平整， 主 副爆区的所有药包均布置在 标高上。为适 当推移岩石、 降低爆堆高度， 主爆区第一排药包和副 爆区药包的爆破作用指数均取 - ， 从第排起各 排药包的爆破作用指数逐排增大 ， 最大爆破作 用指数为 。主爆区各药包典型特征剖面如图 所示。 图主爆区药包特征剖面图 * 爆破参数 （） 标准抛掷爆破单位炸药消耗量 根据类似矿山工程实践， 初步设计时主爆区取 . ,/ 0 ／ *。后经现场十余次的爆破漏斗试 验， 并根据爆区不同部位岩石的地质情况， 最终实际 选定. ,/ 0／ *。 （） 最小抵抗线“ 本工程取“. , * - ,。当同条条形 药包最小抵抗线差异在- ’以内时， 不调整药量； 否 则， 增加堵塞段长并适当调整药量。 （*） 条形药包间距 微差起爆时 （“’“） ，式中“ 和“分别为相邻药包最小抵抗线； 同条药室内药 包间隔长度取为* ,。 （） 装药量 * 式中 为单位长度装药量， / 0 ／， “ （ ’ , *） ； 为爆破作用指数。为克服药包端部岩 石的夹制作用， 根据不同位置情况， 在爆区边缘的条 形药包端部增加 ’ ’装药量。本工程实际 总装药量为* * / 0。 微差时间及雷管段别的选择 为保证爆破后岩石的充分破碎和位移， 前后排 药包起爆微差时间不小于 1； 为减小爆破震 动， 同条药室采用间隔装药、 微差爆破， 微差时间不 小于 1； 采用复式电雷管起爆网路， 实际使用电 雷管段别为 段、段、*段、“段、段、 段、 段、 *段、 段、 ,段、 -段、 “段、 段、 段， 最 大一段起爆药量为 “ / 0。 爆破安全计算 （） 爆破质点振动速度, 爆破引起最近村庄民宅质点振动速度用下式验 算 ［］ ,- （ * . ） 第 卷第*期任金亮等复杂地质条件下的硐室爆破 万方数据 式中为爆破区外某处质点的振动速度， “／；“ 为最大一段爆炸药量， 本设计中“ ’ *； 为最近村庄测点至爆源的距离， “； 、分 别为与地质地形有关的系数、 指数，取, ， - . ’。 （,） 空气冲击波安全距离 抛掷爆破时空气冲击波安全距离 ’“ 式中为与爆破作用指数有关的系数， 松动爆破 时， 一般不考虑空气冲击波 ［,］ ， 本工程设计参照上 式估算加强松动爆破时的空气冲击波安全距离， 取 ’-；“为总装药量， 本设计中“ / - / *。 （/） 个别飞石安全距离 大爆破时爆破个别飞石的安全距离 ’, ,* 式中 为安全系数， 取 - . 。 用以上各式计算所得的爆破安全数据见表-。 表-爆区安全计算汇总表 项目 质点振动速度 ／ “ 0 - 空气冲击波 影响半径 ／“ 个别飞石 影响半径 ／“ 计算值 - . 1 , / 安全数据值 , /’ ’ 安全评价安全安全安全 为确保人员及设施的安全， 设计安全警戒半径 为’ “。 爆破效果 （-） 实测爆破安全情况 经仪器观测和实地勘察， 实际的爆破方量为 / /- ,“ /。个别飞石大部分在最小抵抗线方向 “以内， 摄像仪器拍摄到一处飞石飞达最小抵 抗线方向的右前方 / “处； 爆破引起 “处民 宅质点最大振动速度为- . - 1 “／ ； 空气冲击波无 影响。 “处村庄质点的实测振动速度为 - “测点 南北向 - . - - “／； 东 西 向 . 1 1 “／。 , “测点 南北向 - . - 1 “／； 东 西 向- . 1 “／； 垂直向 . 2 “／。 经对爆区南侧 “处原有裂缝的土窑洞爆 破前后实际摄像资料的对比， 该处原有裂缝有扩大 的迹象， 但对其他建筑物无明显影响。 实际资料说明， 设计采用的安全计算参数值是 安全、 可靠的。 （,） 爆破实际堆积情况 爆破后岩石整体向采场方向推移， 最大堆积距 离漏斗边缘约为- - “； 主爆区爆堆比较集中， 山体 高度降低了, 余米， 局部最大堆积高度/ /“； 爆区 北侧双向作用药包翻渣明显， 堆积高度在- ’“以 下； 在爆区边缘的东北侧， 部分岩土滑向沟底； 整个 爆堆完全满足机械装运的要求。距爆区南侧仅几米 的村庄道路只有几道裂缝， 道路上飞石很少， 不用施 工机械便能恢复通行。实测爆破堆积情况如图/所 示。 （/） 岩石破碎情况 根据岩石堆积情况及摄像资料推测， 爆破岩石 破碎良好、 块度均匀， 无岩埂和底根。爆堆表面大块 很少， 统计的表面大块率不大于- 3， 估计总体爆破 大块率不会超过, 3。 （） 岩石运动情况 根据摄像仪器拍摄的爆破过程， 起爆后前排岩 石迅速向设计的采场方向隆起， 岩石鼓包形成时间 依据不同雷管段别而不同， 起爆时差分明可辨。 （） 主要经济技术指标 标准炸药量为/ - / *； 爆破方量为 / /- , “ /； 导硐掘进工程量为 , /“ /；导硐掘进长度为 / - -“；药室排数为排； 药室长度为 1 ,“， 药室 工程量为-/ ’ ,“ /； 堵塞长度为 , “， 堵塞工程量 为’ -“ /； 单位炸药消耗量为 . * ／“ /； 每米巷 道爆破量为 / -“ /； 堵塞长度百分比为 - 3。 参加本次爆破工程的其他技术人员有 熊社教、 沈稳良、 吴广放、 屈睿、 贾琳、 马权利、 梁陆源。 参考文献 ［-］ 中国力学学会工程爆破专业委员会、 爆破工程 ［4］. 北京 冶金工业出版社、 - 1 1 , . ［,］ 刘殿中.工程爆破实用手册 ［4］.北京冶金工业出 版社. - 1 1 1 . ［/］ 程玉泉.复杂条件下控制抛掷硐室大爆破 ［5］.爆破. , - （-） 2 0 ’ . ［］ 刘义恒.深圳前湾燃机电厂场平工程硐室大爆破 ［5］. 爆破. , （增刊） - , 0 - , 1 . 爆破 , ,年1月 万方数据