6、深孔爆破(90-100页)(2)

2019-08-03 13:07

表6-2 超钻h值(m)

岩石f值台阶高度H(m) 7 10 15 20 25

1~3 3~6 6~8 10~20 0.60 0.70 0.85 1.00 1.25 0.70 0.85 1.00 1.25 1.50 0.85 1.00 1.25 1.50 1.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 六、单孔装药量

在深孔爆破中,单位耗药量q值一般根据岩石的坚固性、炸药种类、施工技术和自由面数量等因素综合确定。在两个自由面的边界条件下同时爆破,深孔装药时单位耗药量可按6-3表选取。

表 6-3 单位耗药量q值表

f q(kg/m) 30.8~2 0.40 3~4 0.43 5 0.46 6 8 10 12 14 16 20 0.50 0.53 0.56 0.60 0.64 0.67 0.70 注:表中数据以2号岩石铵梯炸药为准。

单排孔爆破(或第一排炮孔)每孔装药量按下式计算:

(6-4) Q?qaW1H 式中 q——单位耗药量,kg/m3; a——孔距,m;

H——台阶高度,m。

多排孔爆破时,从第二排起,各排孔的装药量可按下式计算:

Q?KqabH(6-5)

式中K——为考虑受前面各排孔的岩碴阻力作用的装药量增加系数,一般取1.1~1.2。

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第三节 深孔爆破施工工艺

一 、台阶布置

根据台阶坡面走向与线路走向之间的关系,可以把深孔爆破的台阶布置方法分为以下两种。

1、纵向台阶法

爆破施工形成的台阶坡面走向与线路走向平行时,称为纵向台阶(图6-3 )。采用纵向台阶进行土石方施工的方法称为纵向台阶法。按纵向台阶法进行钻孔爆破时的炮孔布置方法称为纵向台阶布孔法。

纵向台阶布孔法适用于傍山半路堑开挖。对于高边坡的傍山路堑,应分层布孔,按自上而下的顺序进行钻爆施工。施工时应注意将边坡改造成台阶陡坡形式,以便上层开挖后下层边坡能进行光面或预裂爆破(图6-4 )。

预裂孔(台阶坡面) 图6-3 纵向台阶法

台阶面走向

AⅠ台阶面Ⅱ台阶式边坡地面线ⅢAAA图6-4 傍山高边坡路堑横向台阶分层布孔

(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为施工顺序)

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A主炮孔预裂孔BA 主炮孔路线方向台阶坡面路线方向台阶坡面剖面(a)地面线开挖推进方向开挖推进方向预裂孔B(c)剖面(b)主炮孔图6-5 横向台阶法

地面线预裂孔边坡上层下层图6-6 横向台阶单线深拉槽路堑开挖

2、横向台阶法

爆破施工形成的台阶坡面走向与线路走向垂直时,称为横向台阶(图6-5)。采用横向台阶进行土石方施工的方法称为横向台阶法。按横向台阶法进行钻孔爆破时的炮孔布置方法

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称为横向台阶布孔法。横向台阶布孔法适用于全断面拉槽形式的路堑和站场开挖。

对于全断面拉槽形式的站场开挖,为加快施工进度,可同时从山体两侧向中间进行深孔爆破作业,如图6-5 (b)。单线的深拉槽路堑开挖,由于线路狭窄,开挖工作面小,爆破容易破坏或影响边坡的稳定性,因此在采用横向台阶法时,最好分层布孔,为便于施工和减少岩石的夹制作用,每层的台阶高度不宜过大,以6~8m为宜。

在布置钻孔时,对于上层边孔可顺着边坡布置倾斜孔进行预裂爆破,而下层因受上部边坡的限制,边孔通常不能顺边坡钻凿倾斜孔。在这种情况下,可布置垂直孔进行松动爆破,但边坡的垂直孔深度不能超过边坡线(图6-6)。如果下层边坡采用预裂爆破,那么边坡需要改造成台阶形式。

二、深孔钻凿 1、孔位布置

布孔应从台阶边缘开始,边孔与台阶边缘要保留一定距离,以保证钻机安全工作。 孔位应根据设计要求在工地测量确定,遇到孔位处于岩石破碎、节理发育或岩性变化较大的地方,可以调整孔位位置,但应注意最小抵抗线、排距和孔距之间的关系。 一般情况下,应保证最小抵抗线(或排距)和孔距及它们的乘积在调整前后相差不超过10%。在周围环境许可时,对前排孔最小抵抗线采取宁小勿大的原则,可以减少大块率,并保证后几排炮孔的爆破效果。

布孔时要注意:

①开挖工作面不平整时,选择工作面的凸坡或缓坡处布孔,以防止在这些地方因抵

抗线过大而产生大块。

②在底盘抵抗线过大处要在坡脚布孔,或加大超深,以防止产生根坎和大块。 ③地形复杂时,应注意钻孔整个长度上的抵抗线变化,特别要防止因抵抗线过小而出现飞石现象。 2、钻孔机械

正是因为钻孔机械的发展,深孔爆破技术才得以广泛应用并迅速发展。深孔爆破中使用的钻孔机械主要有牙轮钻机、潜孔钻机、旋转钻机、凿岩机和钻车。在大型矿山中使用的钻机大部分是孔径大于200mm的潜孔钻机和牙轮钻机。在一般石方开挖和中小型矿山中使用的多是孔径在200mm以下的轻型潜孔钻机和液压钻机。

牙轮钻机是一种效率高,机械化、自动化程度高,适应各种硬度的岩石穿孔作业,技术先进的钻机。它是大型矿山露天开挖的主要钻孔机械,但由于其一次性投资高,影响了它的广泛使用。

潜孔钻机是一种回转加冲击的钻机,它的钻杆前端装有与钻头相连接的风动(或液压)冲击器,钻杆由回转机构带动回转。凿岩时,冲击器潜入孔底,压缩空气由钻杆内部送入冲击器中,经配气装置带动锤体以高频冲击钻头,岩石在钻头的冲击和回转作用下被破碎成岩粉,再由压缩空气吹出孔外。与牙轮钻机相比,潜孔钻机具有灵活机动、设备重量较轻、投资小、成本低等特点,适合中小型矿山深孔爆破使用。矿山企业可根据自己的生产规模、地质地形条件、岩石情况、铲装设备选折相应的穿孔设备。

3.、炮孔质量

(1)堵孔的原因及预防

在深孔爆破,尤其是在台阶深孔爆破中,受上一台阶超钻部分炸药爆破的影响作用,钻孔作业常发生钻孔被堵现象。

钻孔被堵原因主要有:岩体破碎导致孔壁在炮眼钻好后塌落;岩粉顺岩体内贯通裂隙沉积到相邻炮孔内,造成邻孔堵孔;钻孔时造成喇叭形孔口,成孔后孔口塌落堵塞钻孔;成孔后没有及时封盖孔口或封盖无效,造成地面岩粉或石渣掉入孔中;雨水冲积造成孔内泥土淤

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塞。

钻孔被堵导致一些炮孔深度发生变化,给装药带来很大的困难,甚至造成炮孔报废。若是炮孔被堵部分为孔底,则因装不够药而造成爆后留根;或者由于炮孔被堵深浅不一,造成底盘高低不平;若局部炮孔全堵,将影响整体爆破效果。

可采取以下措施预防堵孔:避免将孔口打成喇叭状;岩石破碎易塌落时,要用泥浆固壁封缝;及时清除孔口岩碴及碎石;加工专用木塞封堵孔口或用木板将孔口封严;雨天用岩碴在孔口作一小围堰,防止雨水灌入孔内。

(2)钻孔检查及处理

炮孔检查主要指检查孔深和孔距。孔距一般都能按设计参数控制。孔深的检查可分为三级检查负责制,即打完孔后钻孔操作人员检查、接班人或班长检查、专职检查人员验收。检查的方法可用软绳(或测绳)系上重锤进行测量,要作好记录。装药前的孔深检查应包括孔内的水深检查和数据记录。

炮孔深度不能满足设计要求的原因有:炮孔壁面掉落石块堵孔;岩碴未排到孔外而回落孔底;孔口封盖不严造成雨水冲垮孔口引起堵孔等。排出这些原因,或适当加大超深,就可以防止或减少因堵孔而造成的孔深不足的问题。

对发生堵塞的钻孔应进行清孔。可用高压风管吹排,或用钻机重新钻凿。如果堵孔部位在上部,也可用炮棍或钢筋捅开。

在地下水位高、水量大的地方或雨季施工,炮孔中容易积水,应使用防水炸药如水胶炸药、乳化炸药等。由于防水炸药一般多为卷装,在炮孔内的装药密度远小于散装炸药的装药密度,在设计时应对孔网参数进行调整。

排水一般用高压风吹出法。这种方法简单有效。使用的高压风管管径与钻孔孔径有关,过细吹不上来,过粗易被孔壁卡住。操作时要小心,防止将孔壁吹塌或风管飞起伤人。、

三、装药结构和装药 1.装药结构

在第四章已经介绍过,装药结构是影响爆破效果的主要因素之一。深孔爆破采用的装药结构主要有连续装药结构、间隔装药结构和混合装药结构。

(1)连续装药结构。炸药从孔底装起,装完设计药量之后再进行堵塞。这种方法施工简单,但由于设计装药量一般不足以填满炮孔的较大部分,易出现炮孔上部不装药段(即堵塞段)较长的现象,使岩体上部出现大块的比例增加。连续装药结构适用于台阶高度较小,上部岩石比较破碎或风化严重,上部抵抗线较小的深孔爆破。 (2)间隔装药结构。在钻孔中把炸药分成数段,使炸药能量在岩石中比较均匀的分布(图6-7)。间隔装药结构适合于特殊地质条件下的深孔爆破,如所爆破的岩层中含有软弱夹层或溶洞时,通过堵塞物将炸药布置到坚硬岩层中,可以有效地降低大块率。除非安全需要,一般不在均匀岩层中采用间隔装药结构,而是通过扩大孔网参数来调整孔口堵塞长度。这样可以节省钻孔数量、降低钻孔成本。

1

2

图6-7 孔间交错间隔装药结构

1-沙土、岩粉;2-炸药

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(3)混合装药结构。所谓混合装药结构就是在同一炮孔内装入不同种类的炸药,即在炮孔底部装入高密度、高威力炸药,而在炮孔上部装入威力较低的炸药。采用混合装药结构的目的是充分发挥高密度、高威力炸药的作用,解决深孔爆破中底部岩体阻力大,炸不开,易留岩坎的问题,同时又可避免上部岩石过度破碎或产生飞石。

深孔装药方法分为手工操作和机械装药两种。在铁路爆破施工中,手工操作仍是目前主要的装药方法。

装药开始前先核对孔深、水深,再核对每孔的炸药品种、数量,然后清理孔口附近的浮碴、石块。打开孔口作好装药准备,再次核对雷管段别后,即可进行装药。

在以堵塞长度来控制装药量时,应掌握装药孔的大致装药量。当装入相当数量的炸药尚未达到预定的装药部位时,应报告技术人员处理,避免因孔内出现异常情况而造成装药量过多过集中而引起安全事故。

起爆药包的位置一般安排在离药包顶面或底面1/3处。起爆药包的聚能穴应指向主药包方向。装药长度较大时可安排上下两个起爆体。在使用电雷管起爆网路时,要注意雷管脚线与孔内联结线接头的绝缘和防水处理。

四、堵塞

堵塞工作在完成装药工作后进行。堵塞长度与最小抵抗线、钻孔直径和爆区环境有关。当不允许有飞石时,堵塞长度取钻孔直径的30~35倍;允许有飞石时,取钻孔直径的20~25倍。堵塞材料可用泥土或钻孔时排出的岩粉,但其中不得混有大于30mm的岩块和土块。

堵塞时,不得将雷管的脚线、导爆索或导爆管拉得过紧,以防被堵塞材料损坏。堵塞过程要不断检查起爆线路,防止因堵塞损坏起爆线路而引起瞎炮。

五、起爆网路与起爆

起爆网路有电爆网路、导爆索网路、导爆管起爆网路。其中导爆管起爆网路在各矿山应用较为广泛。

连接网路时应注意以下安全问题:

①孔内引出的导线或导爆管等要留有一定的富余长度,以防止因炸药下沉而拉断网路,在有水炮孔内装药或使用散装炸药时尤其要注意。

②网路连接工作应在堵塞结束,场地炸药包装袋等杂物清理干净后再开始进行。接线应有爆破员按操作规程进行。

③网路连接后要有专人警戒。

对于导爆索、导爆管非电爆破网路应采用电雷管引爆。?多排炮孔时,为取得好的爆破效果,常采用毫秒微差爆破。

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