露天深孔爆破技術(shù)

1　露天深孔爆破的技術(shù)要求

隨著深孔鉆機如全液壓鉆機、高風(fēng)壓及中風(fēng)壓鉆機的出現(xiàn)和不斷完善以及裝運設(shè)備的不斷改進，爆破技術(shù)的迅猛提高和爆破器材的日益發(fā)展，深孔爆破在改善和控制爆破質(zhì)量、提高大型機械設(shè)備裝運效率和經(jīng)濟效益方面的優(yōu)越性已明顯地為人們認識與重視。露天深孔爆破的技術(shù)要求主要是：(1)安全控制;(2)降低大塊率;(3)降低綜合爆破成本。

2　露天深孔爆破安全控制技術(shù)及設(shè)計

爆破的有害效應(yīng)有地震波、飛石、沖擊波、有毒氣體、噪聲和灰塵。作為露天深孔爆破，必須對地震波、飛石、沖擊波三項分別進行安全距離計算，保證符合要求，同時起爆網(wǎng)路的可靠起爆也是安全控制的重點。

2.1　地震波安全距離計算及防護技術(shù)

(1)地震波安全距離計算

V=K·(Qm/R)α

式中：K、α—系數(shù)，與地形地質(zhì)條件有關(guān)； Q—最大一段起爆藥量,kg； R—藥包中心至被保護物的水平距離,m。

計算的地震波速度應(yīng)滿足國家安全規(guī)程的要求。 注意：①爆破地震波除和計算公式中的參數(shù)有關(guān)外，還和爆區(qū)與保護點的相對高度有關(guān)，當(dāng)爆區(qū)位于保護點的上方時，計算值偏大；反之則偏小;②爆破地震波的大小還和保護區(qū)方位有關(guān)，當(dāng)保護區(qū)位于爆區(qū)前方時，地震波最小，側(cè)向次之，后方最大。③在特殊建筑物附近或爆破條件復(fù)雜地區(qū)進行爆破時，必須進行必要的爆破地震效應(yīng)的監(jiān)測或?qū)ｉT試驗，以確定保護物的安全性。

(2)地震波的安全防護技術(shù)

露天深孔爆破，實踐表明，降低爆破振動最經(jīng)濟、最有效的辦法是增加分段數(shù)、減小最大單響藥量。理論上露天深孔爆破采用非電導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路可實現(xiàn)無窮多段，當(dāng)分段不超過30段時，可用孔內(nèi)非電導(dǎo)爆管微差、孔外電雷管延時來實現(xiàn)，超過30個段別后需用非電雷管接力延時。如果單靠減小單段炮數(shù)還不能夠保證爆破振動安全，應(yīng)采用預(yù)裂爆破方法，在最后排與未爆區(qū)之間形成一條裂縫，即可有效阻隔40%的振動波能量向外傳播。其他方法還 可采用如：選用低威力低爆速的炸藥；限制一次爆破的最大藥量；選用適當(dāng)?shù)恼ㄋ巻魏?；選擇適當(dāng)?shù)难b藥結(jié)構(gòu)；調(diào)整爆破傳爆方向；改變與被保護物的方位關(guān)系；充分利用地形條件，如河溝、渠道、斷層等，都有顯著的隔震作用。

2.2　飛石安全距離計算及防護技術(shù)

(1)飛石安全距離計算 露天深孔爆破個別飛石的計算公式為： Rf=(40/2.54)×D 式中：D———炮孔直徑,cm; Rf———為個別飛石最小距離,m。 但在實際設(shè)計中，有的工程技術(shù)人員采用硐室爆破(集中藥包)的公式Rf=20K×n2×W, 這是不正確的，對于計算出的Rf還應(yīng)考慮爆破點的位置，安全保護區(qū)低于爆破點的位置，應(yīng)增加距離，反之應(yīng)減少。注意：無論計算結(jié)果如何，該距離均不得小于國家安全規(guī)程規(guī)定的最小200m安全距離 。

(2)飛石安全防護技術(shù)

露天深孔爆破的飛石主要產(chǎn)生于孔口和前排。造成孔口飛石有兩個原因：一是堵塞不嚴(yán)，產(chǎn)生沖炮并帶出孔口松動石塊;二是裝藥過多，堵塞長度不夠，使孔口石塊飛出。造成前排飛石的原因主要是前排臨空面不平，最小抵抗線差異太大，或結(jié)構(gòu)面切割，甚至裂縫與炮孔貫通。對于孔口飛石，防護措施可在孔口加壓砂包，就能夠既消除沖炮隱患，又能限制孔口松動石塊的飛出，同時又能有效降低大塊率，因此，在孔口加壓砂包是防止飛石操作方便、效果顯著的有效辦法。對前排飛石的防護，一方面可采用多排微差爆破，減少前排出現(xiàn)次數(shù)，另一方面，可根據(jù)前排抵抗線和結(jié)構(gòu)面變化情況，在抵抗線太薄的位置堵塞巖粉作間隔裝藥。如果使用銨油炸藥，必須防止過量的炸藥流入前排裂縫，否則必將造成大量飛石，發(fā)生重大事故。一旦發(fā)現(xiàn)炮孔與貫通裂縫或空洞相連，應(yīng)將該段炮孔堵塞，分段裝藥。如果發(fā)現(xiàn)有過量銨油流入裂縫中，必須注水溶解，然后再回填石沫堵塞裂縫貫通段。個別飛石的飛散距離與爆破方法、爆破參數(shù)特別是最小抵抗線的大小、堵塞長度和堵塞質(zhì)量、孔間或排間毫秒延期時間、地形地質(zhì)構(gòu)造(如節(jié)理、裂縫和軟夾層等等)以及氣象條 件有關(guān)。因此，為了防止飛石的產(chǎn)生，工程技術(shù)人員在爆破設(shè)計和施工時，一定要根據(jù)爆破條件的變化合理確定單位炸藥消耗量和爆破參數(shù)，保證炮孔的堵塞長度和質(zhì)量，以及采取以上種種措施。

2.3　爆破沖擊波安全距離的計算與防護技術(shù)

(1)爆破沖擊波安全距離的計算

R=K×Q1/3

式中：R———為沖擊波的安全距離,m; K———為系數(shù)，有掩體取15，無掩體取30; 　　Q———為最大一段起爆藥量,kg。

(2)爆破沖擊波安全防護技術(shù)

為了減少爆破沖擊波的破壞作用，可從兩方面采取措施，一是防止產(chǎn)生強烈的空氣沖擊波;二是利用各種條件來削弱已經(jīng)產(chǎn)生了的空氣沖擊波。通過合理確定爆破參數(shù)，避免采用過大的最小抵抗線，防止產(chǎn)生沖天炮；選擇合理的微差起爆方案和微差間隔時間，保證巖石能充分松動，消除夾制爆破條件；保證堵塞質(zhì)量和采用反向起爆，防止高壓氣體從孔口沖出；推廣導(dǎo)爆管或電雷管起爆，盡量不用高能起爆索起爆。這些措施都能提高爆破時爆炸能量利用率，有效防止產(chǎn)生強烈空氣沖擊波。此外，盡量避免爆區(qū)正面朝向被保護物，無法避免時也應(yīng)將建筑物的門窗打開，必要時搭設(shè)防護架，也可有效減小沖擊波的危害。

2.4　有毒有害氣體的防護

對露天深孔爆破，前蘇聯(lián)學(xué)者建議露天大爆破的有毒氣體按R=K×W1/3確定，但本公式對氣象、地形因素考慮不夠，為防止炮煙中毒，應(yīng)采取以下幾個方面的防護措施：(1)不要使用過期變質(zhì)的炸藥;(2)加強炸藥的質(zhì)量管理定期檢驗炸藥的質(zhì)量;(3)加強 炸藥的防水防潮，保證質(zhì)量，避免炸藥產(chǎn)生不完全的爆炸反應(yīng);(4)人員應(yīng)在上風(fēng)方向;(5)一切人員必須等到有毒氣體稀釋至爆破安全規(guī)程中允許的濃度以下時，才準(zhǔn)返回工作面。

2.5　起爆網(wǎng)路安全起爆技術(shù)

如使用電爆網(wǎng)路，則要根據(jù)爆區(qū)氣象水文條件、爆破要求、成本等方面綜合考慮,選用普通瞬發(fā)、秒、毫秒延期電雷管，以及抗雜電雷管、BJ-1型安全電雷管、無起爆藥雷管、預(yù)防雜散電流、射頻電、雷電等的影響，提高電爆網(wǎng)路的安全性、可靠性，防止發(fā)生早爆事故。導(dǎo)爆管網(wǎng)路由于操作簡單，不受外來電影響(雷電除外)、成本低、可實現(xiàn)等間隔微差起 爆并且起爆段數(shù)和炮孔不受雷管段數(shù)限制而得到廣泛推廣應(yīng)用。缺點是起爆前無法用儀表檢查；爆區(qū)太長或延期段數(shù)太多時，采用孔外延期網(wǎng)路容易被空氣沖擊波或地震波、飛石破壞網(wǎng)路；在高寒地區(qū)塑料管硬化會惡化導(dǎo)爆管的傳爆性能。推薦使用新型導(dǎo)爆管發(fā)射四通多閉合起爆網(wǎng)路。該網(wǎng)路具有以下特點：(1)整個起爆網(wǎng)路呈網(wǎng)格狀多通道，傳爆方向四通八達，個別雷管或?qū)П艿娜毕莶挥绊懻麄€起爆網(wǎng)路的準(zhǔn)爆性;(2)對于每個雷管至少有兩個方向傳遞爆轟波，起到雙保險作用，可取代或減少復(fù)式導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路形式，節(jié)省起爆器件;(3)整個起 爆網(wǎng)路中只要有一個結(jié)點被擊發(fā)，即可使整個網(wǎng)路引爆;(4)網(wǎng)路聯(lián)接操作簡單，便于檢查;( 5)起爆雷管不受限制，可以把封閉的網(wǎng)路無限擴展然后單點或多點擊發(fā)，以起爆整個網(wǎng)路。

3　降低大塊率的技術(shù)措施

3.1　大塊率產(chǎn)生的主要原因(見圖１、圖２、圖３)

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摘自《中國水泥》2004年07月號