采場(chǎng)邊幫爆破開挖處理施工技術(shù)

郭大勝

(安徽江南爆破工程有限公司,安徽 寧國(guó) 242300)

1 工程概況

長(zhǎng)九(神山)灰?guī)r礦項(xiàng)目位于安徽省池州市西南方約37 km處,池州神山北麓山腳,隸屬池州市貴池區(qū)牌樓鎮(zhèn)青山村、神山村、濟(jì)公村管轄。礦體東西總長(zhǎng)4 500 m,最寬處1 536 m,礦區(qū)面積為5.14 km2。礦山為獨(dú)立礦體,相對(duì)高差較大,山體呈北東-南西向展布,總體特征為中部高,周邊逐漸降低,礦區(qū)內(nèi)最高點(diǎn)為礦區(qū)中東部神山山頂,標(biāo)高為+408.63 m,從最高點(diǎn)至開采標(biāo)高(+40 m)相對(duì)高差368.63 m,采用露天爆破開采。

長(zhǎng)九(神山)灰?guī)r礦項(xiàng)目采場(chǎng)東西側(cè)邊坡較緩,坡度為15°～34°；南北側(cè)邊坡較陡,坡度為30°～80°。其中,1#溜井A2采區(qū)北側(cè)大部分邊坡坡角在65°～80°,邊坡中間部位多處存在倒懸體,已形成2個(gè)平臺(tái)多臺(tái)階開采。

根據(jù)神山礦區(qū)一期1.33 km2規(guī)劃林地征收范圍,礦山一期(1#溜井及2#溜井采區(qū))南側(cè)標(biāo)高約280 m,北側(cè)標(biāo)高約250 m。礦山南側(cè)及北側(cè)紅線范圍內(nèi)均有部分居民尚未搬遷,部分民房距離礦權(quán)范圍線僅69 m,且部分房屋近乎危房,不具備基本的抗震能力。一旦發(fā)生滾石、飛石等事故,將會(huì)激化礦民矛盾,對(duì)礦山生產(chǎn)不利[1-3]。

2 現(xiàn)階段施工措施及存在問題

2.1 施工措施

邊幫滾石產(chǎn)生的原因主要有2個(gè):主爆區(qū)大規(guī)模爆破時(shí)將原邊坡上天然滾石振動(dòng)脫落；邊幫爆破時(shí)直接產(chǎn)生的滾石。為避免爆破滾石、飛石對(duì)下部未征收林地及未拆遷居民產(chǎn)生影響,臨近邊幫部位采用控制爆破措施。首先,將邊幫部位預(yù)留2排炮孔的寬度(滿足鉆機(jī)設(shè)備通行),與主爆區(qū)分離,以降低主爆區(qū)大規(guī)模爆破對(duì)邊幫的影響。同時(shí),將邊幫部位分上下2層進(jìn)行爆破,以降低每個(gè)臺(tái)階開挖高度(針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)15 m梯段)。然后,在保證臨空面良好的情況下,針對(duì)預(yù)留邊幫單獨(dú)實(shí)施爆破,在爆破過程中,適當(dāng)減少前排抵抗線,擴(kuò)大兩排孔之間的微差時(shí)間以減少爆破后沖的影響。最后,針對(duì)未處理到位的部位分多次小規(guī)模松動(dòng)爆破,具體施工處理如圖1所示。此種方案針對(duì)邊坡坡腳較緩的部位實(shí)施效果較好,針對(duì)1#溜井A2采區(qū)較陡部位及倒懸部位邊幫,不能完全解決滾石問題。

圖1 現(xiàn)階段邊幫處理措施

2.2 存在的問題

紅線范圍內(nèi)三合組未拆遷房屋距離1#溜井A2采區(qū)北側(cè)部位較近,對(duì)邊幫開挖過程中產(chǎn)生的滾石及其帶來的揚(yáng)塵極其敏感,可能會(huì)激化礦民矛盾,帶來礦山環(huán)保問題。同時(shí),該部位一旦出現(xiàn)滾石,將會(huì)毀壞礦區(qū)一期征收以外的生態(tài)林地,給整個(gè)工程帶來法律風(fēng)險(xiǎn)。

3 邊幫爆破優(yōu)化措施

為了消除邊幫開挖過程中產(chǎn)生的滾石,針對(duì)邊幫較陡或倒懸、爆破無法控制的部位,采用爆破和機(jī)械處理(挖機(jī)+破碎錘)相結(jié)合的方式。

在邊幫部位預(yù)留3～4排炮孔的寬度,將該預(yù)留邊幫與主爆區(qū)單獨(dú)進(jìn)行爆破。主爆區(qū)靠近邊坡部位采用光面爆破,減少主爆區(qū)爆破對(duì)邊坡穩(wěn)定性的擾動(dòng),控制邊坡穩(wěn)定性。為減小爆破規(guī)模,將預(yù)留邊幫分上下兩部分單獨(dú)爆破。考慮到陡坡部位邊幫表面未進(jìn)行覆蓋層剝離,表層孤石、風(fēng)化巖體較多,巖體結(jié)構(gòu)較為松散,為減少爆破后沖對(duì)預(yù)留邊幫的影響,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)巖層條件,適當(dāng)增加臨空面?zhèn)鹊念A(yù)留邊幫寬度。對(duì)于巖層不穩(wěn)定、裂隙較多的部位,采用1.5倍炮孔間距寬度預(yù)留；對(duì)于巖層相對(duì)穩(wěn)定部位,采用1.2倍炮孔間距寬度預(yù)留。爆破完成后對(duì)邊幫剩余部位采用破碎錘、挖機(jī)處理[4-5]。處理時(shí)整體上按照從內(nèi)側(cè)向外側(cè),從上部往下部的方式,破碎錘處理一層,挖機(jī)清理一層,兩者相互配合。

4 主爆區(qū)光面爆破參數(shù)選取與計(jì)算

主爆區(qū)采用光面爆破,主爆孔和緩沖孔的布孔方式采用梅花形布置,光爆孔沿邊坡輪廓線布置。炮孔傾角α取邊坡坡率1∶0.5；線裝藥密度q=0.3 kg/m；不耦合系數(shù)一般為2～5,取2.8。其他爆破參數(shù)見表1。

表1 主爆區(qū)爆破參數(shù)匯總(?90鉆孔)

1)裝藥結(jié)構(gòu)與起爆方法

主爆孔裝藥結(jié)構(gòu)采用?70藥卷連續(xù)柱狀裝藥；緩沖孔與光爆孔裝藥結(jié)構(gòu)采用?32藥卷不耦合裝藥。光爆孔裝藥將?32炸藥卷綁在竹片上,藥卷緊靠導(dǎo)爆索,竹片靠向保留邊坡一側(cè)。單孔裝藥量原則如下:炮孔底部2.0 m,線裝藥密度1.0 kg/m；正常段線裝藥密度0.4 kg/m；上部3.0 m,線裝藥密度0.25 kg/m；炮孔堵塞長(zhǎng)度不大于2.5 m。

2)起爆網(wǎng)路與起爆順序

起爆網(wǎng)路采用毫秒導(dǎo)爆管雷管,孔內(nèi)、孔外微差相結(jié)合、復(fù)式起爆網(wǎng)路,主炮孔每個(gè)段別起爆1～2個(gè)炮孔,光爆孔每個(gè)段別起爆3～5個(gè)炮孔,最大段藥量控制在24.5 kg。網(wǎng)路連接采用不同段別的非電毫秒雷管裝入孔內(nèi),孔外排間分別用2發(fā)5段或8段毫秒雷管串聯(lián),形成復(fù)式起爆網(wǎng)路[6-7]。

微差間隔時(shí)間:主爆孔間隔時(shí)間25～110 ms；光面孔與主爆孔一同起爆時(shí),光面孔滯后于主爆孔,起爆間隔時(shí)間在75～150 ms。具體爆破網(wǎng)路如圖2所示。

圖2 爆破網(wǎng)路

5 安全質(zhì)量保證措施

1)建立健全安全質(zhì)量生產(chǎn)保證體系,制定安全質(zhì)量管理細(xì)則,實(shí)施安全質(zhì)量全過程控制。

2)根據(jù)安全設(shè)施要求,嚴(yán)格控制主爆區(qū)的爆破規(guī)模及單響藥量；同時(shí),在爆破過程中遵守爆破安全規(guī)程。

3)在臨近邊幫的主爆區(qū)爆破時(shí),做好邊幫下部警戒工作,確保下部人員和設(shè)備安全。

4)在采用機(jī)械手段處理邊幫時(shí),需安排專職安全員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)上下同時(shí)進(jìn)行監(jiān)控,確保上部人員和設(shè)備的安全,將下部邊坡進(jìn)行封閉,禁止無關(guān)人員進(jìn)入。

6 結(jié)語(yǔ)

1)按照此優(yōu)化方案施工,邊坡滾石得到了有效控制,沒有危及山體下坡房屋及居民的安全。

2)邊坡爆破施工要充分考慮滾石、爆破振動(dòng)等因素,考慮施工人員及機(jī)械的安全。

3)針對(duì)較陡邊坡,嚴(yán)格控制滾石是施工的關(guān)鍵,是邊坡控制爆破的重中之重。