曾青松

(安徽江南利民爆破工程有限公司)

1 工程概況

馬鋼第三煉鐵總廠于2017年12月在對A#高爐進(jìn)行中修過程中設(shè)計(jì)采用爆破方法實(shí)現(xiàn)爐瘤凝聚物破碎解體。A#高爐周圍均分布著各類建(構(gòu))筑物及生產(chǎn)設(shè)施，環(huán)境復(fù)雜(表1)。

表1 A#高爐周圍地物分布

2 爆破施工方法

2.1 鉆孔布置

根據(jù)相關(guān)爐內(nèi)爆破經(jīng)驗(yàn)，爐瘤及爐壁高溫凝聚物的清除宜采用松動爆破方法[1-3]。爐瘤及爐壁高溫凝聚物爆破的炮孔布置如圖1所示。炮孔孔徑應(yīng)小于 15 cm。炮眼深度一般為凝結(jié)物厚度或分層厚度的2/3，炮眼間距約為凝結(jié)物厚度或分層厚度的1倍，孔底距爐身襯砌的最小距離不宜小于20 cm。

圖1 爐瘤爆破炮眼布置示意

2.2 爆破參數(shù)

本研究炮眼直徑為35～50 mm，炸藥單耗為0.3～1.0 kg/t。裝藥后采用炮泥密實(shí)填塞。孔內(nèi)裝雷管應(yīng)采用雙發(fā)，多孔爆破時(shí)，每人裝藥不得超過2孔，采用同段齊發(fā)爆破。若采用長延期導(dǎo)爆管雷管起爆法，每次僅允許進(jìn)行單孔爆破。爐瘤爆破由于受作業(yè)環(huán)境的限制，爐瘤大小、材質(zhì)等情況一般難以掌握準(zhǔn)確，因此，初次單個(gè)藥包量除采用體積法計(jì)算外，還應(yīng)通過試爆確定[4-6]。

依據(jù)《爆破安全規(guī)程》(GB 6722—2014)[7]，確保高爐周圍各種建(構(gòu))筑物及各種生產(chǎn)設(shè)施安全的最大一段藥量可按下式計(jì)算：

式中，Qmax為炸藥量，齊發(fā)爆破為總藥量，延時(shí)爆破為最大一段藥量，kg；R為爆破點(diǎn)與最近保護(hù)對象的距離，15m；K、α分別為與爆破點(diǎn)至被保護(hù)對象之間的地形、地質(zhì)等條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)，K=70，α=1.5；V為保護(hù)對象所在地質(zhì)點(diǎn)振動的安全允許速度，5cm/s。

經(jīng)計(jì)算，對A#高爐進(jìn)行爐內(nèi)爆破時(shí)，Qmax=17.22kg。

2.3 藥包加工

本研究采用耐火的石棉布、石棉繩以及其他耐熱材料，將藥包和長延期導(dǎo)爆管雷管包裹或包纏起來，將爆破材料與熱源隔開(圖2)。石棉層厚度一般為 3～5mm，再在石棉層上面均勻涂1層厚 1～1.5mm的耐熱泥漿或黃泥漿。

圖2 隔熱藥包示意

2.4 起爆網(wǎng)絡(luò)

采用長延期導(dǎo)爆管雷管或電雷管，依據(jù)施工環(huán)境和以往爆破經(jīng)驗(yàn)，每次最多同時(shí)起爆2個(gè)藥包。

2.5 造孔方法

采用氧吹法燒孔(傾斜孔，便于氧燒產(chǎn)物流出)，鉆孔深度依據(jù)被爆物厚度的實(shí)際情況而變化，經(jīng)注水冷卻，當(dāng)孔內(nèi)溫度低于200 ℃后進(jìn)行裝藥爆破[8-10]。

3 高溫環(huán)境裝藥要求

爐內(nèi)爆破作業(yè)時(shí)，爆破對象溫度一般為 600～1 000 ℃，為確保高溫爆破的安全和取得預(yù)期的爆破效果，一般的工藝流程及注意點(diǎn)為：

(1)裝藥工作進(jìn)行之前，必須完成的工作為：①孔底溫度測量工作應(yīng)由專人負(fù)責(zé)，各炮孔均需編號記錄，并按最高溫度值來確定石棉隔熱層的厚度(包括耐火泥漿在內(nèi))；②空載起爆耐熱試驗(yàn)，將雷管用石棉布嚴(yán)密包裹后，置于高溫炮眼內(nèi)，如果雷管在5 min內(nèi)仍未自爆，則認(rèn)為合格,否則應(yīng)加厚石棉層，再進(jìn)行試驗(yàn)，直至合格為止；③根據(jù)隔熱試驗(yàn)結(jié)果，按設(shè)計(jì)的藥包加工方法和要求制作隔熱藥包；④有毒氣體含量測定，高爐停爐后，爐內(nèi)仍具有一定量的有毒氣體，必須進(jìn)行測定，如果爐內(nèi)有毒氣體含量超標(biāo)，則應(yīng)采取機(jī)械通風(fēng)方式；⑤各待裝藥炮孔周圍應(yīng)備有干砂、石棉粉等，隔熱藥包事先按需要量制備，黃泥漿在隔熱藥包放入炮眼前，臨時(shí)涂抹；⑥在條件允許的情況下，可向高溫凝結(jié)物表面潑水和向炮眼內(nèi)注水進(jìn)行冷卻，而后測量眼底溫度，若眼底溫度超過 200 ℃，除專用定型隔熱藥包外，不宜向炮眼內(nèi)裝藥；反之，可向炮眼里裝藥，但藥包應(yīng)進(jìn)行隔熱處理，確保藥包內(nèi)的溫度不超過80 ℃。

(2)每個(gè)高溫裝藥孔應(yīng)配備2名技術(shù)熟練的爆破工，其中1人往炮眼底灑1層厚 2～3 cm的石棉粉，另1人對經(jīng)過隔熱保護(hù)的藥包均勻地涂1層黃泥漿，而后將藥包送至眼底。如果不采用石棉粉隔熱，也可改用濕黃泥墊底，墊層厚度不宜小于3 cm。

(3)堵塞炮眼時(shí)，1名爆破工應(yīng)扶住長延期導(dǎo)爆管雷管的長延期段，使其保持在炮孔中心線上，另1名爆破工沿長延期段四周充填干砂，不必?fù)v實(shí)。在堵塞過程中，須避免長延期段與熾熱孔壁接觸，如果長延期段某一局部可能與熾熱體接觸，須對該部分進(jìn)行有效的隔熱保護(hù)。

(4)遇有拒爆的高溫炮孔時(shí)，通?？捎?0.2～0.3 MPa 以上的壓力水沖散堵塞物，使雷管經(jīng)受高溫后自爆。遇有拒爆的高溫作業(yè)地點(diǎn)，一般需要經(jīng)過1 h后，可指派有經(jīng)驗(yàn)的爆破工沿安全路線檢查、處理拒爆炮孔。

(5)在高溫爆破作業(yè)地點(diǎn)應(yīng)備有消防設(shè)施和燙傷急救藥物等，高溫爆破工作人員須穿耐熱工作服。

4 爆破安全與防護(hù)措施

(1)吹氧燒橫孔時(shí)須向上傾斜10°～15°，使熔化的鐵水順利流出孔外，防止熔化的鐵水堵住孔口，發(fā)生鐵水噴出傷人事故[11]。

(2)開始裝藥前應(yīng)做好清場、警戒工作。

(3)裝藥前，首先對炮孔進(jìn)行強(qiáng)制降溫，然后測定隔熱包裝下的包裝內(nèi)部溫升狀況，確定5 min 后隔熱包裝內(nèi)的溫度。

(4)孔內(nèi)藥包采用雙雷管，爆破前，先進(jìn)行隔熱包裝雷管試驗(yàn)，確保雷管在5 min內(nèi)不自爆。

(5)多藥包同時(shí)爆破，須采用同段齊發(fā)雷管，嚴(yán)禁使用長延期導(dǎo)爆管雷管。

(6)孔底溫度超過80 ℃時(shí)，每人負(fù)責(zé)裝藥孔數(shù)不宜超過2個(gè)，裝藥時(shí)間不宜超過3 min。

(7)鄰近有高爐出鐵時(shí)禁止爆破作業(yè)。

(8)在開口處懸掛雙層竹笆并內(nèi)襯2層草袋，可將飛散物擋于爐內(nèi)。在爐內(nèi)爆破工作面上也采用同樣方法進(jìn)行覆蓋，減少飛散物對爐皮的沖擊[11]。

5 結(jié) 語

采用松動爆破方法對馬鋼第三煉鐵總廠A#高爐內(nèi)的爐瘤進(jìn)行了清除。詳細(xì)分析了爆破設(shè)計(jì)方案及參數(shù)取值，并對相應(yīng)的安全技術(shù)措施進(jìn)行了分析，成效顯著，對于類似工程實(shí)踐也有一定的借鑒意義。