工程爆破節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用探討

溫建平 謝守冬 師東亮

這種工程爆破節(jié)能環(huán)保技術(shù)中所謂的“向某一特定位置注入一定量的水”并用“專門的設(shè)備制造而成的炮泥”對(duì)其做回填以及堵塞作業(yè)。這種裝藥結(jié)構(gòu)也被叫做水壓爆破。我們平時(shí)所說的常規(guī)爆破是指不回填堵塞炮孔或者用巖屑進(jìn)行堵塞,與這種常規(guī)的爆破技術(shù)相比,這種水壓爆破法擁用明顯的節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢(shì)。這種優(yōu)勢(shì)具體表現(xiàn)在對(duì)炸藥的節(jié)約之上,這種對(duì)炸藥的節(jié)約也正是我們?cè)诠こ瘫骗h(huán)節(jié)作出節(jié)能改造的關(guān)鍵途徑。

1關(guān)于隧道掘進(jìn)水壓爆破技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

1.1 工程情況基本簡介

本文所選取的隧道為鐵路單線隧道——洛湛線YH2標(biāo)袍子嶺隧道。該隧道圍巖基本由堅(jiān)石與次堅(jiān)石構(gòu)成。另外,這一隧道內(nèi)部濕度偏低,隧道空氣環(huán)境比較干燥。假如我們采用傳統(tǒng)意義上的工程爆破方式對(duì)其實(shí)施爆破,在爆破以后會(huì)有大量的揚(yáng)塵,炮煙會(huì)很濃,其中還會(huì)有大量的有毒氣體。在工作人員進(jìn)入下道工序施工之前需要經(jīng)過很長一段時(shí)間的排煙除塵。這樣就會(huì)增加施工人員的工作難度。不僅如此,拋廠與工程爆破所在地的距離比較遠(yuǎn)、爆破粒經(jīng)太大也會(huì)使得機(jī)械的有效使用率比較低。

1.2 對(duì)施工方案進(jìn)行比較和選擇

相關(guān)工作人員通過對(duì)工程爆破相關(guān)資料的研究發(fā)現(xiàn):一種特殊的爆破方式—— 水壓爆破不僅克服了傳統(tǒng)意義上工程爆破方式的多種缺陷,同時(shí)還能夠有效提升炸藥能量的利用率,從而合理控制整個(gè)工程爆破所需炸藥量,進(jìn)而也具備了節(jié)育施工總成本,提升施工質(zhì)量的優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí),水壓爆破對(duì)工程爆破施工環(huán)境也有所改善。

袍子嶺隧道在隧道進(jìn)口位置選用Ⅲ級(jí)圍巖全斷面爆破開挖。整個(gè)工程爆破項(xiàng)目共提供有五種裝藥結(jié)構(gòu)。我們?cè)趯?duì)施工方案進(jìn)行比較與選取的過程中應(yīng)當(dāng)確保炮孔位置的選取、數(shù)量均保持一致,每種爆破方式采用3個(gè)循環(huán),最后取平均值來進(jìn)行方案比較選取。

(1)第一種是對(duì)炮眼無回堵塞裝藥結(jié)構(gòu)的工程爆破項(xiàng)目加以跟蹤,整個(gè)跟蹤過程共含3個(gè)循環(huán)。我們通過跟蹤記錄表能夠得到如下信息:該種爆破方式平均每個(gè)循環(huán)的裝藥量約為205kg。每立方米的單位用藥量約為0.98kg,實(shí)際平均爆破進(jìn)尺參數(shù)約為3.1m。

(2)第二種裝藥結(jié)構(gòu)采用炮眼用炮泥回填堵塞的方式進(jìn)行。在這一過程中,裝藥結(jié)構(gòu)與上一種裝藥方式基本一致。我們根據(jù)跟蹤統(tǒng)計(jì)資料將其與第一種裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn):第二種裝藥方式所需要的炸藥總量較第一種有明顯提升。平均每立方節(jié)約了0.06kg炸藥,每次循環(huán)的時(shí)心參數(shù)也提升了4%,爆破總體炮堆距離較第一種裝藥結(jié)構(gòu)炮堆距離也縮短了3%左右。

(3)第三種裝藥結(jié)構(gòu)是炮眼底水袋以及水袋和炮泥回填堵塞。該種裝藥結(jié)構(gòu)同樣需要對(duì)其3個(gè)循環(huán)加以跟蹤與記錄。所得數(shù)據(jù)在于第二種裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行比對(duì)中我們發(fā)現(xiàn):這種方法又比炮眼無回填堵塞的炸藥節(jié)約量為每立方0.1kg,每次循環(huán)的進(jìn)尺參數(shù)提升了4.5個(gè)百分點(diǎn)。

(4)第四種裝藥結(jié)構(gòu)為炮眼水袋與炮泥及性能復(fù)合堵塞。將跟蹤記錄結(jié)果與第三種裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比,我們能夠總結(jié):這種方法比第三種裝藥方式在工程爆破總體炸藥需求上有所節(jié)約。進(jìn)尺每個(gè)循環(huán)提升了7%左右。與此同時(shí),整個(gè)工程爆破爆堆的距離明顯縮短。

(5)第五種裝藥結(jié)構(gòu)采取的是炮眼底水袋及炮泥復(fù)合回填堵塞方式。跟蹤記錄3個(gè)循環(huán),與炮眼無回填堵塞對(duì)比記錄結(jié)果,平均每立方節(jié)約炸藥為0.16kg,進(jìn)心提高9.4%,50cm以上的大石塊降低65%,煤堆的距離縮短32%。

如以上分析,我們總結(jié)出第五種裝藥結(jié)構(gòu)是最優(yōu)的裝藥結(jié)構(gòu)。它不僅在炸藥需求總量、爆破后大石塊遺留度、整體煤堆距離等方面有明顯提升,其實(shí)際工程爆破效果也是最為突出的,值得我們?cè)趯?shí)際爆破工程中加以采用與推廣。

2水壓爆破技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

(1)從爆破的設(shè)計(jì)上來看,水壓爆破方式與傳統(tǒng)意義上的爆破方式并無太多的差異。其最大的差異在于水壓爆破增加了裝藥量和水袋及炮泥在炮眼中位置和長度的比例的設(shè)計(jì)和計(jì)算。

(2)從施工工藝看,水壓爆破比常規(guī)爆破在施工工藝上增加了炮泥堵塞和炮眼注水工藝。這兩項(xiàng)技術(shù)也是水壓爆破的關(guān)鍵。

(3)從施工組織角度來看,水壓爆破與傳統(tǒng)意義上一般性爆破最大的區(qū)別罪域它在工程爆破過程中增設(shè)了水袋與炮泥堵塞這兩個(gè)預(yù)備環(huán)節(jié)。特別值得一提的是:在水壓爆破過程當(dāng)中,炮泥的堵塞與裝藥能夠在同一施工平臺(tái)中同步完成,這能夠極大的縮短工程爆破所需的施工組織時(shí)間,進(jìn)而確保施工效率的合理提升。

(4)從安全的措施上來看,水壓爆破在常規(guī)爆破安全措施的基礎(chǔ)上又增加了兩項(xiàng)安全措施。一個(gè)是炮眼中炮泥長度的嚴(yán)格控制,這樣做能夠較好的防止“沖泡”問題的產(chǎn)生。與此同時(shí),炮眼中的炮泥的長度也不能設(shè)置的過短,最起碼,炮泥的長度需要大于預(yù)爆水袋的基本長度,以策安全。

(5)從經(jīng)濟(jì)上看,水壓爆破較傳統(tǒng)意義上的爆破方式來說所取得的工程爆破效果更為明顯。以本文所研究的袍子嶺隧道進(jìn)口段工程爆破實(shí)例來看,采取水壓爆破所需要的火工品費(fèi)用較傳統(tǒng)意義上的爆破費(fèi)用至少節(jié)約了20%以上。

3關(guān)于水壓爆破的難點(diǎn)的控制

(1)水袋與炮泥的制作及其運(yùn)輸方式分析。一般來說,炮眼注水袋都要用直徑與炮孔直徑相適的為準(zhǔn),炮泥的制作也要使用特定的PNJ-1型炮泥機(jī)。在運(yùn)輸過程中我們應(yīng)當(dāng)采取那種空隙小且無任何倒鉤的容器來完成水袋的盛放工作。特備值得注意的是:水袋在運(yùn)輸過程中需要輕拿輕放。

(2)水袋注水安裝技術(shù)分析。一般而言,水袋的注水量要需要控制在水袋總?cè)莘e的80%～90%之間,不要太多或者太少。太少了就無法完全發(fā)揮水袋在爆破時(shí)所產(chǎn)生的高水壓作用,而注水量過多也會(huì)使得我們?cè)谙蛩⑺^程中發(fā)揮不同形式的破裂,進(jìn)而使得水袋注水工作無法順利完成。

(3)清孔作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)分析。我們?cè)谇蹇鬃鳂I(yè)過程中應(yīng)當(dāng)特別關(guān)注到孔內(nèi)全部也內(nèi)虛碴的徹底清除。特別值得一提的是:清孔作業(yè)的進(jìn)行需要兼顧孔壁平順度的維護(hù)與保養(yǎng),以此確保水袋在孔內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生破裂。

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