李元海+鄭曄

[摘 要]大理石作為一種建筑裝飾材料，被廣泛應(yīng)用于房建、市政工程中。大花山礦山作為水電九局自有礦山，其施工方案與技術(shù)對(duì)于大理石開(kāi)采、加工有著重要的意義，因大理石開(kāi)采質(zhì)量指標(biāo)為成塊率，對(duì)礦體完整性要求高，覆蓋層剝離爆破不能對(duì)礦體造成較大擾動(dòng)，避免礦體受到破損，經(jīng)過(guò)工期技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)綜合比較，確定采取控制爆破技術(shù)進(jìn)行覆蓋層剝離，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)成果。

[關(guān)鍵詞]控制爆破技術(shù) 大花山大理石礦山 開(kāi)采 應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TD235 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1009-914X（2016）25-0358-02

1 概述

1.1 大花山礦山概況

大花山礦山位于貴州省鎮(zhèn)寧自治縣募役鄉(xiāng)桐上村花山農(nóng)場(chǎng)附近，到鎮(zhèn)寧縣城有464縣道約33km；到水電九局鎮(zhèn)寧石材加工廠(chǎng)交通45km。以大理石荒料、重質(zhì)碳酸鈣礦粉原料、建材砂石骨料為主要產(chǎn)品。

礦山大理巖礦石呈灰白色～白色、淺灰色～灰色和青灰色～深灰色，灰白色～白色方解石大理巖呈中～粗粒粒狀變晶結(jié)構(gòu)，淺灰色～灰色和青灰色～深灰色的方解石大理巖呈細(xì)晶結(jié)構(gòu)，均屬塊狀構(gòu)造，礦物重結(jié)晶較好，主要由方解石（含量約95%）和少量石英組成，重結(jié)晶作用明顯。

2 礦山前期情況概述

大花山礦山整體呈S-N方向條形山體，長(zhǎng)約340m，近東西寬約150m，礦區(qū)高程在1070m～1300m范圍，占地面積約4.5萬(wàn)m2。

礦山剝離開(kāi)采原設(shè)計(jì)施工方案為：EL1260以上為石灰?guī)r覆蓋層剝離，采用拉爆方式施工，EL1260～EL1234為首采區(qū)和EL1234以下為主采區(qū)，均采用鋸割開(kāi)采。于2014年5月25日進(jìn)場(chǎng)施工，經(jīng)多次現(xiàn)場(chǎng)查勘由于礦山地勢(shì)險(xiǎn)峻、陡峭，獨(dú)立成山峰，三面均為懸崖，東面和南面為山脈，西面和北面為梯田和山脈，按原設(shè)計(jì)的施工方案（拉爆）剝離EL1260以上，工期、技術(shù)經(jīng)濟(jì)不可行。經(jīng)仔細(xì)研究探討確定：將原來(lái)“拉爆”優(yōu)化為8m 臺(tái)階“控制爆破”，爆破振速不得大于1cm/s，設(shè)控制測(cè)振儀監(jiān)測(cè)，于2014年12月24日EL1266m以上完成，經(jīng)監(jiān)測(cè)爆破振速值均在允許范圍內(nèi)。

根據(jù)EL1266平臺(tái)出露的石灰?guī)r巖層看，巖層均較破碎，走向NS，按原規(guī)劃設(shè)計(jì)EL1260應(yīng)出露白色大理石也未出現(xiàn)，在EL1266平臺(tái)鉆孔補(bǔ)探2～3個(gè)孔，勘察大理石礦埋藏高程及結(jié)構(gòu)情況以確定開(kāi)采方案，經(jīng)勘察得大理石頂部為EL1240。

3 礦山首采區(qū)確定及工程量

3.1 首采區(qū)選擇的主要原則、確定

通常情況下，飾面石材礦山的開(kāi)采規(guī)模較小，前期開(kāi)采范圍無(wú)需遍布整個(gè)礦區(qū)，首先是選擇首采區(qū)。選擇的主要原則是：

1）勘探程度較高，儲(chǔ)量比較可靠；

2）有足夠的儲(chǔ)量，能保證礦山適度的服務(wù)年限；

3）有較好的開(kāi)采條件；

4）剝采比小，荒料率高；

5）不影響整個(gè)礦床的合理開(kāi)發(fā)。

根據(jù)首采區(qū)選擇的主要原則，大花山礦山地質(zhì)、地形地貌情況，結(jié)合礦山開(kāi)采現(xiàn)狀，首采區(qū)確定在礦山西南側(cè)，高程EL1202～EL1266。

3.2 首采區(qū)工程量

4 施工方案

4.1 施工作業(yè)面布置

首采區(qū)剝離采用自上而下臺(tái)階式開(kāi)挖。

為保護(hù)大理石礦體，在EL1242m以上采用潛孔鉆鉆孔，爆破梯段高度8m，預(yù)裂和微差控制爆破機(jī)械出渣；在EL1242m以下采用臺(tái)階4m淺孔預(yù)裂和微差控制爆破機(jī)械出渣開(kāi)采。

為加快進(jìn)度，每個(gè)臺(tái)階根據(jù)平臺(tái)寬度設(shè)置三個(gè)工作區(qū)，即爆破區(qū)、鉆孔區(qū)和出渣區(qū)，流水循環(huán)施工。

4.2 施工方法

EL1266～EL1202首采區(qū)石灰?guī)r石方剝離約25.40萬(wàn)m3，重鈣粉原料11萬(wàn)m3，白色大理石荒料0.3萬(wàn)m3。

（1）EL1240以上剝離施工

EL1240以上地勘顯示無(wú)大理石荒料，采用潛孔鉆鉆孔預(yù)裂和微差控制爆破剝離，機(jī)械出渣。

（2）EL1240～EL1202開(kāi)采施工

鉆探表明：EL1240～EL1222局部有較破碎的白色大理石及不完整的灰色礦料，EL1222～EL1202有較粗顆粒的白色大理石。EL1240～EL1222白色大理石揭露如無(wú)荒料可采用挖機(jī)直接破碎開(kāi)采，灰色礦料采用控制爆破；EL1222～EL1202白色大理石采用鋸割開(kāi)采成荒料，較破碎的采用挖機(jī)直接破碎開(kāi)采，灰色礦料采用控制爆破。

（3）荒料開(kāi)采施工

采用挖掘機(jī)配合人工將礦體邊上的松散土石清理干凈，采用鏈臂鋸進(jìn)行大面垂直切割，采用繩鋸將底板切通，用釵車(chē)轉(zhuǎn)運(yùn)切完石料，運(yùn)輸?shù)睫D(zhuǎn)運(yùn)場(chǎng)或加工廠(chǎng)房。

（4）荒料開(kāi)采方法

開(kāi)采工藝為：母巖分離→頂翻→切割→整形→拖拽或推移→吊裝與運(yùn)輸→清渣，開(kāi)采方法在母巖分離，切割、整形階段會(huì)不同程度應(yīng)用，根據(jù)需要選擇不同的開(kāi)采方法或結(jié)合使用，可以提高采石效率，降低采石成本。

大理石荒料采用自上而下分臺(tái)階開(kāi)采，利用鏈臂鋸或金剛石串珠鋸進(jìn)行開(kāi)采，礦石用叉車(chē)吊裝，載重汽車(chē)運(yùn)輸至礦山（或加工廠(chǎng)）荒料堆場(chǎng)。開(kāi)采工藝布置示意圖如下：

4.3 礦山剝離開(kāi)采爆破控制原則

為了最大限度保證礦山的完整性，提高礦山的成荒料、成材率，同時(shí)合理降低施工成本，經(jīng)過(guò)分析研究，首采區(qū)剝離采用控制爆破方式，必須遵守如下原則：

（1）每一輪炮爆破需經(jīng)計(jì)算確定爆破參數(shù)；并進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

（2）多打孔、少裝藥、化整為零；采用秒微差爆破；降低單響；防振試爆必須按從小到大的原則，直至找到允許爆破振速與爆破參數(shù)關(guān)系。

4.4 控制爆破方案

（1）剝離開(kāi)采控制爆破參數(shù)

在剝離EL1290～EL1266覆蓋層時(shí)，采用潛孔鉆鉆φ90 mm孔，8m 臺(tái)階微差控制爆，炸藥單耗：0.3kg/m3，單孔起爆；EL1266～EL1242段，采用潛孔鉆鉆φ75 mm孔，8m 臺(tái)階微差控制爆，炸藥單耗：0.28kg/m3，單孔起爆。監(jiān)測(cè)儀布置在EL1240大理石處，進(jìn)行了6輪爆破監(jiān)測(cè)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度均小于1cm/s，滿(mǎn)足要求，實(shí)測(cè)結(jié)果如下：

在EL1242～EL1202段，開(kāi)挖采用微差控制爆破法和預(yù)裂爆破法，爆孔采用YT20鉆機(jī)鉆孔，預(yù)裂爆破采用YTLQ100D潛孔鉆鉆孔，采用2號(hào)巖石乳化炸藥，根據(jù)礦山揭頂爆破情況數(shù)據(jù)擬爆破設(shè)計(jì)參數(shù)為：鉆孔直徑φ45mm，間距1.5m，排距1m，孔深4.6m，臺(tái)階高4 m，炸藥單耗：0.26kg/m3；堵塞長(zhǎng)度0.6～0.8m，單孔起爆。監(jiān)測(cè)儀布置隨爆破高程逐步下移，布置在爆破同平臺(tái)高程大理石處，共進(jìn)行了10輪爆破監(jiān)測(cè)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度均小于1cm/s，滿(mǎn)足要求，監(jiān)測(cè)結(jié)果如下：

（2）爆破布孔示意圖

4.5 爆破試驗(yàn)及振動(dòng)效應(yīng)監(jiān)測(cè)

注意爆破設(shè)計(jì)參數(shù)僅供參考，施工前在開(kāi)挖區(qū)先進(jìn)行爆破試驗(yàn)，藥量先小后大。根據(jù)爆破試驗(yàn)情況，選擇合理的爆破參數(shù)進(jìn)行剝離開(kāi)挖，以保證大理石目標(biāo)礦體的完整性。

5 成果結(jié)論

首采區(qū)覆蓋層經(jīng)過(guò)多輪剝離爆破，在EL1255出露較少礦體，礦體完整性較差，經(jīng)檢驗(yàn)分析原因?yàn)榈V體天然節(jié)理裂隙，在EL1240開(kāi)始出現(xiàn)一定礦體，在EL1230以下礦體完整性明顯好轉(zhuǎn)，無(wú)明顯破損（總體出露情況高點(diǎn)比地勘好點(diǎn)），礦體成荒率達(dá)85%，其中單塊體積達(dá)2m3的荒料占50%以上，目測(cè)荒料完整，荒料表面裂紋數(shù)量少，且多為淺層裂紋，對(duì)成板率影響較小，切割后成板率達(dá)到80%以上，可見(jiàn)控制爆破剝離對(duì)下伏礦體造成影響很小，基本未破壞下伏礦體。

6、結(jié)束語(yǔ)

控制爆破工藝方法，技術(shù)成熟，在蘇聯(lián)時(shí)期就有研究應(yīng)用，大花山礦山開(kāi)采基本上未破壞下伏大理石礦體，對(duì)礦體質(zhì)量控制受控有保障，對(duì)剝離石方覆蓋層效率高，工期短，成本低，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，具有良好的推廣價(jià)值。

作者簡(jiǎn)介：

李元海（1966.3-），男，高級(jí)工程師，貴州遵義余慶人，長(zhǎng)期從事水利水電、市政、礦山工程施工技術(shù)及管理工作。

鄭曄，男，（1970.12-），中專(zhuān)，工程師，遵義市播州區(qū)水務(wù)局。