德興銅礦一地下鐵運地坪的爆破拆除

黃 明,余金勇,柯新華

(江西銅業公司德興銅礦， 江西 德興市 334224)

0 引 言

地坪是用人工材料筑成的路面或場地，一般都敷設在夯實的墊層上，采用的材料有三合土、混凝土、片石或塊石加水泥砂漿抹面和瀝青等。多數地坪厚度為30～40 cm，用做地坪的材料強度和水泥標號比較高，人工破碎難度大，一般厚度大于20 cm的地坪應選擇爆破法拆除[1]。

德興銅礦采礦場鐵運工段一地下車間的電機車鐵軌枕木因使用年限長，無法固定鐵軌，需對一段長約800 m的鐵軌進行修繕，擬采用爆破的方法對支撐地坪連同枕木一起拆除。

1 爆破區域概況

爆破區域位于德興銅礦采礦場鐵運工段的地下車間內，爆破體為電機車鐵軌下方的地坪連同枕木(鐵軌已移除)。爆破體的材質為高強度混凝土，爆破體長×寬×高為70 m×1.8 m×0.4 m，地坪內鑲有混凝土枕木(枕木內有鋼絲)，枕木長1.15 m，寬0.20 m，高0.25 m，枕木間距0.53 m。地坪兩側上方2.8 m處有6臺放礦漏斗，正上方約5 m處有一排照明燈，放礦漏斗后方距離爆破區域11 m處為放礦工值班室，距爆破區域約15 m處是鐵運地下調車場巷道。

爆破體有兩個自由面：一個為地坪西側的水溝，一個為北側的臨空面。爆破區環境及爆破剖面結構如圖1所示。由圖1可以看出，爆破區地理環境復雜，需要實行控制爆破。爆破要求為：爆破后塊度均勻，便于人工搬運；控制爆破振動和飛石，避免損壞周邊設備和設施。

圖1爆破區環境及爆破體剖面結構示意

2 爆破設計

2.1 爆破參數

(1) 最小抵抗線W。最小抵抗線W的確定主要根據拆除對象的材質、幾何形狀、結構尺寸、布筋情況、周圍環境、爆破塊度要求以及清碴能力等綜合考慮。一般鋼筋混泥土的最小抵抗線W取0.3～0.5 m[2]，此次爆破因在室內，無法采用機械，需采用人工清碴方式，因此取W為中間值0.4 m。

(2) 炮孔直徑d和炮孔深度L。本次爆破采用鉆頭直徑為38 mm的風鉆鉆孔，d=38 mm。鉆鑿垂直孔，一般L=(0.7～0.8)H[ 3]，其中H為爆破體厚度，0.4m，L=(0.7～0.8)×0.4，取為0.3 m。

(3) 炮孔間距a和排距b。采用梅花形布孔方式，孔距a=(0.8～1)L，取為0.4 m。排距b=0.87 a，取為0.35 m。

(4) 單孔裝藥量。單孔裝藥量采用體積法公式計算：Q=qabH，其中，Q為單孔裝藥量，g；H為爆破體厚度，0.4 m；a為孔距，0.4 m；b為排距，0.35 m；q為單位炸藥消耗量，對混凝土取值800～900 g/m3，取為900 g/m3。計算得Q=50.4 g，取50 g。

2.2 炮孔布置和裝藥結構

(1) 炮孔布置。炮孔布置的原則是力求炮孔排列規則整齊，使藥包均勻分布于爆破體中，以保證爆后破碎的塊度均勻。采用多排三角形布孔，總孔數約1000個。

(2) 裝藥結構。采用多段毫秒延期電雷管加工乳化藥卷單層裝藥，孔口部分用炮泥加強堵塞，裝藥結構見圖2。

圖2 裝藥結構

2.3 起爆順序

采用毫秒延期電雷管網絡連接，電雷管各段別延期25 m/s，為了降低爆破振動和便于施工管理，計劃分3次起爆，每次起爆約300個炮孔，分15個段別，每段別10～20個孔，單段齊發藥量為50×20=1000 g，各孔起爆順序見圖3。

圖3起爆順序

2.4 安全防護

2.4.1 爆破振動

根據《爆破安全規程》(GB6722—2003)及國內外研究成果，爆破振動速度一般采用薩道夫斯基經驗公式計算[4]：

v=K(Q1/3/R)a

式中:v—爆破引起的質點振動速度, cm/s;

Q—單段響藥量，1 kg；

R—藥柱中心到周邊設施的距離，m；

K—系數，此為與爆破點地形、地質條件有關的系數，查表取K=116.4；

a—爆破振動衰減指數, 查表取a=1.74。

為降低爆破振動，采用微差爆破。大量工程實踐表明，采用微差爆破與齊發爆破相比，平均降振率約為50%，分段越多，降振效果越好[5]。

將各參量的取值代入公式計算,結果見表1。從表1可以看出，爆破振動對周邊各設施不會造成破壞。

2.4.2 爆破飛石

《爆破安全規程》規定：淺眼爆破時，個別飛散物對人員的安全距離應大于300 m，對設備或建筑物的安全距離，應由計算確定[6]。

表1 爆破振動計算結果

本次爆破是加強松動爆破，因爆破環境復雜，為避免爆破飛石對人員和設備造成傷害，在地表網絡敷設完畢后，擬采用兩層草袋外加一層橡膠墊覆蓋爆破體，覆蓋完畢后再用砂袋壓實，值班室的玻璃用木板遮擋。

2.4.3 安全警戒

為了確保人員和設備安全，起爆時應充分做好安全警戒工作。爆破前地下車間內設施都要停止運轉，人員要全部撤離，爆破警戒范圍見圖4。

3 爆破效果

圖4 爆破警戒范圍

本次爆破由于工期很緊，為達到滿意的爆破效果和保證爆破安全的目的，在正式爆破前先打了4個孔進行試爆，后在15 d內進行了3次爆破，爆破振動控制合理，未發生飛石傷害事故。爆破后，爆堆隆起0.8 m左右，爆破塊度不大于30 cm，便于人工清碴，為鐵運工段鐵軌修繕的順利進行贏得了時間。

參考文獻：

[1]于亞倫.工程爆破理論與技術[M].北京:冶金工業出版社，2004.

[2]汪旭光.爆破設計與施工[M].北京:冶金工業出版社，2012.

[3]汪旭光.爆破手冊[M].北京：冶金工業出版社，2010.

[4]顧毅成.爆破工程施工與安全[M].北京:人民交通出版社,2004.

[5]文 淵.工程爆破常用數據手冊[M].北京:人民交通出版社,2002.

[6]黎劍強.爆破工程施工安全技術標準使用手冊[M].安徽：安徽文化音像出版社，2004.