人工挖孔桩桩底高瓦斯区爆破施工技术探讨.doc

人工挖孔桩桩底高瓦斯区爆破施工技术探讨 1概述 人工挖孔桩以其造价低、单根桩底承载力较大、不依赖大型施工机械和工期较短等特点在工程界占有一席之位。但是正是由于其施工要求相对较低，常常会因为施工人员的专业素质不够或者施工管理不足等原因造成人工挖孔桩达不到质量要求。特别是遇见Ⅴ或Ⅵ类岩石，人工开挖十分困难需要进行爆破施工时，如果施工不当就会造成严重的安全事故。 瓦斯是我们爆破施工中一个十分重要的安全隐患。所谓瓦斯是以沼气、CO、CO2、H2S和SO2为主的来源于煤层或岩层的有害气体的总称。瓦斯在一定的压力、温度等条件下，会发生爆炸，给我们施工造成极大的危害。所以在人工挖孔桩爆破施工遇见含有瓦斯的情况下，一定要采取正确的施工方法避免安全事故的发生。 2 人工挖孔桩爆炸施工引爆瓦斯的原因 爆破施工引起瓦斯爆炸的主要原因大致可以分为三大部分[1]。 2.1 炸药爆炸的空气冲击波效应 爆炸能形成压力极大的空气冲击波。这中高压冲击波可以压缩瓦斯的体积，使其温度急剧上升最终爆炸。我们可以用绝热定律来分析压力变大对温度的影响 （1） 式中T1，T2-含瓦斯气体介质的初温和终温； P1，P2-含瓦斯气体介质的初压和终压； K-绝热指数；计算时K取1.4 从公式可以看出当压力增大，温度将以指数倍的形式变化。 2.2 炸药爆炸产生的炽热固体颗粒 炸药爆炸时，难免一些炽热的固体颗粒向四周飞散。而这些固体颗粒温度一般都很高，飞入瓦斯介质中便会引起瓦斯爆炸。 2.3 炸药爆炸产生的高温气体和二次火焰 炸药爆炸产生的气体温度高度上千度，与瓦斯长期作用下，极有可能引燃瓦斯造成瓦斯爆炸事故。另外，爆炸产生的可燃气体如CO和CH4再次燃烧产生的二次火焰温度也很好，也有引起瓦斯爆炸的可能。 3 人工挖孔桩炸药的选型及性能 针对人工挖孔桩爆破施工引爆瓦斯的几点原因，在炸药的选型上就要选择负面影响尽可能少的炸药类型。笔者认为用于人工挖孔桩桩底高瓦斯区爆破施工的炸药一定要有以下几个特点 炸药的能量要有一定的限度。实际上针对人工挖孔桩的爆破需要，在爆温、爆热、爆压方面都可以选用较低一点的型号；炸药要选用不含金属粉末的，这样可以最大限度的减少炽热固体的产生。为了安全起见，还可以在炸药中添加消焰剂如食盐、氯化铵等；人工挖孔桩施工空间相对狭窄，所以炸药的有毒气体产生量必须要满足国家规定。另外氧平衡也应接近于零；炸药的起爆敏感度和传爆能力都要高，这样能保证爆炸充分，减少炽热固体颗粒和瓦斯保证的可能性。 综合以上几个特点，人工挖孔桩桩底高瓦斯爆破施工应选用煤矿安全炸药或安全电雷管。在此简单的介绍几种煤矿安全炸药供人工挖孔桩爆炸施工选用。 3.1 煤矿铵梯炸药 煤矿铵梯炸药主要以NH4NO3为主要成分，添加了一定量的抗水剂和可燃剂，以TNT为炸药敏化剂。爆能比较低，对于瓦斯区域而言安全性相对较高。其相关性能见表1 3.2 煤矿水胶炸药 煤矿水胶炸药外观呈凝胶状，具有作功能力大、有毒气体少、运输和使用较安全的特点，因此它也使用于人工挖孔桩的爆破施工。其性能见表2所述 3.3 离子交换炸药 离子交换炸药是我国现有煤矿许用炸药中安全性能最高的品种，其反应机理如下 2 它具有储存安全、低温不冻结、管道效应相对较小等特点，比较适用于人工挖孔桩的爆破施工。 3.4 毫秒延期电雷管 毫秒延期电雷管内采用了气体生成量低、燃烧温度低的延期药。所以相对于普通雷管，它的高温残渣喷出量大大减少。其结构包括管壳、加强帽、正副起爆药、电质丝以及延期药。 以上四款炸药都适合用于人工挖孔桩的爆破施工。在具体的炸药选型过程中，还因根据实际情况具体分析 4 人工挖孔桩施工要求 人工挖孔桩的爆破施工一定要以安全第一为施工基本原则。特别是在高瓦斯区作业区，一定要做好监测工作以防安全事故的发生。在人工挖孔桩的高瓦斯区爆破施工的施工要求概况下来有以下几点。 4.1 瓦斯监测 孔内的每立方米空气中含粉尘最高浓度及有害气体含量都应该满足相关国家规定。含游离SiO210的粉尘最高允许浓度不大于2mg/m3，含游离SiO210的水泥粉尘不超过6mg/m3，含游离SiO210的粉尘不超过10mg/m3。同时，CO浓度不超过0.24，CO2不超过0.025，SO2不超过0.05等。 4.2 瓦斯超限与处理 一定出现瓦斯浓度超限，必须立即停止施工作业，向有关领导汇报情况。按相关的应急预案处理，待瓦斯浓度正常方可恢复施工。 4.3 一般施工规定 应设立专门的瓦斯检查员，负责孔内的瓦斯监测工作；瓦斯检查员应定期对孔内进行瓦斯监测，并制定瓦斯监测表；每旬须对瓦斯安全监测仪器进行监测，以保证瓦斯监测的准确性。当瓦斯安全监测仪器出现问题时，应将其送到国家相应的机构监测维修；相关施工单位应制定瓦斯事故预防和处理预案，组建事故救援小组。