張遠(yuǎn)韜，歐玉峰，肖 婷

（廣東中人巖土工程有限公司，廣東 廣州 510515）

我國年開采礦石量200 t 噸以上的建筑砂石骨料行業(yè)，是我國礦山行業(yè)的重要組成部分[1]。全面將建筑石開采礦山建成綠色礦山，對保障國家發(fā)展規(guī)劃綠色礦山建設(shè)目標(biāo)的實現(xiàn)，具有舉足輕重的重要意義。把礦產(chǎn)開發(fā)對自然環(huán)境的破壞減少到最低程度，實現(xiàn)礦產(chǎn)資源開發(fā)利用與自然生態(tài)環(huán)境和諧發(fā)展，其最有效的途徑之一是推行清潔生產(chǎn)。推行清潔生產(chǎn)的最佳模式是控制污染源和降減污染物。對于建筑石礦山開采而言，爆破作業(yè)產(chǎn)生的粉塵是造成礦山大氣污染的主要因素。因此，控制和降減爆破產(chǎn)生的粉塵是實現(xiàn)建筑石礦山清潔生產(chǎn)、綠色開采施工的關(guān)鍵。

1 控粉降塵爆破施工技術(shù)

實施控粉降塵爆破施工技術(shù)，是為了全面貫徹落實“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念，實現(xiàn)礦山建設(shè)綠色礦山和環(huán)境友好企業(yè)，提高礦山資源利用率、有效地控制污染、減少污染排放、降低生產(chǎn)成本，提高環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)。同時，技術(shù)上探尋一種能靈活方便地實現(xiàn)理想的不耦合柱狀間隔裝藥技術(shù)思想及降塵預(yù)想，達(dá)到降減爆破產(chǎn)出的碎粉和縮小爆塵揚(yáng)散范圍，提高炸藥能量利用率，以較少的炸藥使巖石得到充分破碎，獲得良好爆破效果的新途徑。

1.1 工藝原理

爆破施工技術(shù)，利用不耦合裝藥爆破技術(shù)和濕式降塵技術(shù)的特性及原理[2]，采用炮孔孔底間隔裝藥，分段裝藥及徑向不耦合3 種間隔，間隔介質(zhì)為水的爆破裝藥方法，配合一整套經(jīng)適配性優(yōu)化的相應(yīng)爆破參數(shù)、毫秒延時爆破網(wǎng)路和綠色礦山爆破開采施工新工藝進(jìn)行總體施工，其主要的工藝原理包括：

1）濕式鑿巖集塵。根據(jù)開采環(huán)境，采用與之適應(yīng)的濕式鑿巖設(shè)備，并在炮孔出塵位置加裝設(shè)備收集粉塵的裝置，收集鉆孔產(chǎn)出的粉塵，集中處理，減少粉塵的擴(kuò)散。同時，采取合適的環(huán)保技術(shù)措施，回收處理施工過程中產(chǎn)生的廢棄油料與廢水，從施工的第一道工序上開始，將施工中的各種環(huán)境污染因素將至最低狀態(tài)。

2）柔性裝藥。利用不耦合裝藥技術(shù)原理，使用一種柔性裝藥裝置，按設(shè)計需要準(zhǔn)確達(dá)到裝藥參數(shù)要求，實現(xiàn)理想的不耦合裝藥和柱狀裝藥技術(shù)思想。

3）爆塵控制。利用炸藥爆炸產(chǎn)生的能量可以讓液體瞬間霧化的特點(diǎn)[3]，使用水柱間隔裝置和水體壓蓋炮孔孔口裝置進(jìn)行水袋爆破，以水袋爆破出的霧來達(dá)到降減和控制爆塵目的。

1.2 實施方法

控粉降塵爆破工藝是通過采用柔性裝藥裝置、水柱間隔裝置、水體壓蓋炮孔孔口裝置與濕式鉆孔作業(yè)來達(dá)到技術(shù)目標(biāo)。按照爆破設(shè)計的炮孔直徑D、炸藥直徑d、裝藥不耦合系數(shù)η 等參數(shù)，確定其結(jié)構(gòu)尺寸，用選制好的聚乙烯塑料薄膜制品，在現(xiàn)場裝配操作制成。爆破技術(shù)實施裝置制作及裝配示意圖如圖1。爆破裝藥時，按爆破設(shè)計的裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝配所述的各裝置。爆破裝置裝配裝藥結(jié)構(gòu)示意圖如圖2。

圖1 爆破技術(shù)實施裝置制作及裝配示意圖

圖2 爆破裝置裝配裝藥結(jié)構(gòu)示意圖

起爆網(wǎng)路采用非電導(dǎo)爆管雷管接力控制起爆網(wǎng)路[4]，并通過限制每束導(dǎo)爆管的數(shù)量，來限制同階同段起爆炮孔數(shù)，實現(xiàn)對爆破最大單響藥量的控制，達(dá)到爆破振動安全，同時，通過對網(wǎng)路的縱向串聯(lián)接力和橫向并聯(lián)增路，將網(wǎng)路無限擴(kuò)展，使起爆的炮孔數(shù)不受限制，實現(xiàn)擴(kuò)大爆破規(guī)模的工程目的。為了保證網(wǎng)路聯(lián)接的可靠性，網(wǎng)路聯(lián)接采用包裹式捆聯(lián)法，并對接點(diǎn)運(yùn)用雙層柔性緊密防護(hù)法進(jìn)行技術(shù)處理。

2 爆破施工工藝

2.1 工藝流程

爆破總體施工工藝流程圖如圖3。

1）現(xiàn)場勘驗。工程開始前，技術(shù)人員應(yīng)按現(xiàn)場實際地質(zhì)條件，進(jìn)行爆破工藝試驗，采集所需試驗數(shù)據(jù)，為后續(xù)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和工藝參數(shù)優(yōu)化提供依據(jù)。

2）參數(shù)優(yōu)化。爆破工藝參數(shù)按現(xiàn)場實際條件，在多次試驗的基礎(chǔ)上，統(tǒng)計分析礦石塊度、礦粉率、粉塵揚(yáng)散范圍及濃度等方面數(shù)據(jù)，并綜合對比效果后，進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

3）鑿巖。根據(jù)具體條件，采用高效合適的設(shè)備組合進(jìn)行爆破鉆孔施工。全過程采用濕式鑿巖，減少飛塵飛散；在鑿巖機(jī)出塵孔位置加裝容積合適的粉塵收集裝置，收集鉆孔逸散的粉塵，收集的粉塵清理導(dǎo)入收集袋子中，定期清理；現(xiàn)場安裝一部容積合適的廢棄油料和污水采集裝置，將施工中產(chǎn)生的油、水等廢棄液體收集，定期運(yùn)往附近廢水處理站處理，避免污染現(xiàn)場水體。

從教室出來后，我想了很多，覺得學(xué)生是因為不喜歡我才沒有送梔子花給我，也正是因為不喜歡我，才會上課不聽話。我突然覺得，作為一個老師，我很失敗。

圖3 爆破總體施工工藝流程圖

4）裝藥與填塞。按“爆前準(zhǔn)備（材料準(zhǔn)備、所述的柔性裝藥裝置、柔性水柱間隔裝置及柔性水體壓蓋炮孔孔口裝置制作等）→在炮孔中放置所述的柔性裝藥裝置→根據(jù)爆破設(shè)計的裝藥結(jié)構(gòu)將炸藥和所述的柔性水柱間隔裝置裝入所述的柔性裝藥裝置中的相應(yīng)部位→填塞炮孔→用所述的柔性水體壓蓋炮孔孔口裝置壓蓋炮孔孔口”的流程操作。

5）爆破網(wǎng)路連接。采用非電導(dǎo)爆管雷管接力控制起爆網(wǎng)路[5]。即炮孔內(nèi)每孔每個起爆藥包裝1 發(fā)同型同段的大延時導(dǎo)爆管雷管，炮孔內(nèi)引出的導(dǎo)炮管，就近簇聯(lián)成束，每束導(dǎo)爆管捆聯(lián)在2 發(fā)同段的低段別MS 導(dǎo)爆管傳爆雷管上，再按實際需要的起爆順序，逐階將這些傳爆導(dǎo)爆管雷管，簇聯(lián)成導(dǎo)爆管并串聯(lián)復(fù)式起爆網(wǎng)路。

6）試爆。試爆階段，充分利用理論分析、現(xiàn)場試驗、數(shù)值模擬和工程應(yīng)用四位一體的研究方法，對不耦合裝藥爆破裝置、巖石爆破的粉塵來源及擴(kuò)散規(guī)律、水袋爆破形成水霧的影響因素及爆破參數(shù)、巖石爆破控粉降塵技術(shù)的工藝流程等進(jìn)行有針對性的技術(shù)研究，最終確定出爆破最佳出霧率時的爆破參數(shù)和合理的炮孔裝藥結(jié)構(gòu)，形成爆破控粉降塵技術(shù)的施工工藝流程。同時，結(jié)合試爆，在工程現(xiàn)場進(jìn)行有無降塵措施下的對比試驗，采集粉塵樣本，分析判定所形成的工藝流程在實際工程中的降塵效率。

現(xiàn)場爆破施工，試爆成功后，按確定的爆破參數(shù)及工藝程序進(jìn)行爆破施工。

2.2 主要環(huán)節(jié)控制

2.2.1 爆破裝藥各裝置

1）柔性裝藥裝置的裝配制作。按炮孔深度及方便裝藥操作的富余長度，截取裝藥長袋，并在此裝藥長袋的一端置入配重墜物后，打結(jié)牢靠封口，在其另一端，沿袋的長軸線開1 道長度合適的口子即可[6]。

2）柔性水柱間隔裝置的裝配制作。按水柱間隔長度及合適的富余長度，截取裝水長袋，并在此裝水長袋的一端用尼龍扎帶綁扎牢靠封口，在其另一端注水至滿后，用尼龍帶牢靠綁扎嚴(yán)實封口即可[6]。

3）柔性水體壓蓋炮孔孔口裝置的裝配制作。從水袋的注水及收口處注水至滿后，用尼龍扎帶牢靠綁扎嚴(yán)實封口即可[6]。

2.2.2 鉆孔裝藥與填塞

采用濕式鑿巖機(jī)鉆孔，柔性裝藥裝置裝填炸藥，水柱間隔結(jié)構(gòu)保證填塞效果，水袋壓孔，嚴(yán)格按照規(guī)范流程施工。

裝藥時，先將所述的裝藥裝置，讓置有配重墜物的一端先從炮孔的孔口端開始，沿炮孔慢慢朝孔底下放，直至配重墜物觸及孔底后，抓牢有開口的一端，使裝藥長袋在炮孔中保持張緊、順直。這時，按爆破設(shè)計所確定的裝藥長度、水柱間隔長度、孔口填塞長度以及炸藥、水柱間隔和起爆藥包在炮孔的裝配位置，按規(guī)范用“吊裝法”[7]進(jìn)行裝藥和柔性水柱間隔裝置裝放操作，炮孔填塞段用合規(guī)的炮孔填塞物堵嚴(yán)實。在操作過程中讓導(dǎo)爆管，始終保持在孔內(nèi)的順直和免遭損壞。炮孔裝填完畢后，用柔性水體壓蓋炮孔孔口裝置同心地壓住炮孔的孔口。

2.2.3 起爆網(wǎng)路連接

爆破網(wǎng)路連接按“收管成束→配置傳爆雷管→聯(lián)網(wǎng)→核對檢查”的流程操作。

收管成束，按就近原則和每束導(dǎo)爆管數(shù)不超過20 根的原則，收攏炮孔引出的導(dǎo)爆管。

聯(lián)網(wǎng)，按接力起爆順序，縱向上由近及遠(yuǎn)，由高階向低階逐階聯(lián)接，橫向上同階傳爆雷管，復(fù)式交叉聯(lián)接。

簇聯(lián)捆扎時，先將要簇聯(lián)的導(dǎo)爆管均勻緊貼在傳爆雷管的外殼周壁，并用絕緣防水電工膠布嚴(yán)密纏緊捆扎2～3 層，形成扎頭，作為接點(diǎn)的第1 道柔性防護(hù)層；后用炸藥包裝箱硬紙殼，按需要的幾何尺寸，預(yù)制成柔度合適的厚紙片作材料，對扎頭進(jìn)行貼覆式包裹2～3 層，并用絕緣防水電工膠布捆扎牢靠，形成接點(diǎn)的第2 道柔性防護(hù)層；采用這種“雙層柔性緊密防護(hù)”的措施，對接頭進(jìn)行安全防護(hù)。

2.3 爆破安全技術(shù)措施

礦山開采爆破主要危害是爆破震動與爆破飛石的危害。為了減少爆破振動、飛石的影響可采取以下措施：

1）嚴(yán)格按照批準(zhǔn)的爆破設(shè)計方案和GB 6722—2014 爆破安全規(guī)程相關(guān)規(guī)定進(jìn)行規(guī)范施工[8]。

2）仔細(xì)勘查爆破現(xiàn)場，詳盡地掌握被爆巖體的各種地質(zhì)資料，避免將藥包放在軟弱的夾層里，防止飛石從薄弱面沖出。

3）保證炮孔堵塞長度和質(zhì)量，選擇有黏性的黃土作為堵塞材料，堵塞物不得夾雜碎石，炮孔堵塞段用堵塞物填滿并搗實，保證堵塞材料與炮孔孔壁之間有足夠的摩擦力，使炸藥能量不易從炮孔溢出產(chǎn)生爆破飛石。

4）炮孔孔口加壓沙袋后，再在其上覆壓柔性水體壓蓋炮孔孔口裝置，加強(qiáng)防止沖炮和后沖。

5）對爆破適時進(jìn)行監(jiān)控監(jiān)測，并在充分分析所監(jiān)測到的爆破震動數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，合理增加雷管段數(shù)，減少單段起爆藥量，控制爆破總藥量。

6）起爆前，停止設(shè)備運(yùn)行，切斷電源，所有人員撤至安全地點(diǎn)避炮。爆破作業(yè)后，經(jīng)檢查確認(rèn)設(shè)備、線路安全可靠后，才能供電并進(jìn)行試運(yùn)行，確保設(shè)備安全無故障。

3 工程應(yīng)用及效果

控粉降塵爆破施工工藝先后應(yīng)用于廣東省開平市錦興礦業(yè)有限公司與欽源石材有限公司的2 座建筑石礦山的綠色礦山建設(shè)中，兩者爆破施工條件大體相同，爆破開采對象為砂巖，采用直徑D=115 mm的濕式作業(yè)潛孔鉆機(jī)鑿巖，臺階高度10～15 m。

濕式作業(yè)采用溶積約4 L 粉塵收集裝置和溶積約5 m3廢棄油料和污水采集裝置，進(jìn)行收塵和集裝廢油及污水。裝藥采用φ90 mm 柔性裝藥裝置，炮孔孔中間隔采用φ70 mm 長度1.0～2.0 m 的柔性水柱間隔裝置，壓蓋炮孔使用溶積10 L 的柔性水體壓蓋炮孔孔口裝置，起爆網(wǎng)路采用非電導(dǎo)爆管雷管接力控制起爆網(wǎng)路，并應(yīng)用“雙層柔性緊密防護(hù)”工藝，對接頭進(jìn)行安全防護(hù)。經(jīng)優(yōu)化的主要爆破工藝參數(shù)如下:①孔深:10～16 m；②孔徑:110～120 mm；③最小抵抗線:3～3.5 m；④炸藥單耗:0.18～0.22 kg/m3；⑤藥卷直徑:60 mm；⑥孔距:3.5～4.0 m；⑦排距:3.2～3.5 m；⑧裝藥（乳化炸藥）徑向不耦合系數(shù):1.8～2.0；⑨裝藥（乳化炸藥）分段間隔長度:1～2 m；⑩填塞長度:3～3.5 m。

實踐應(yīng)用數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，此項爆破施工新工藝效率可提高40%，爆破碎粉產(chǎn)出率降低20%，資源開發(fā)利用率提高10%，爆塵揚(yáng)散范圍縮小60%以上，爆破塊度級配理想，炸藥消耗較低，爆破效果良好。

5 結(jié)語

介紹了一種應(yīng)用柔性裝藥裝置、水柱間隔裝置和水體壓蓋炮孔孔口裝置，并配合以非電導(dǎo)爆管雷管接力控制起爆網(wǎng)路為核心的爆破施工工藝，該工藝實現(xiàn)了理想的不耦合裝藥、柱狀裝藥技術(shù)思想及降塵預(yù)想，施工工藝包含了現(xiàn)場爆破施工成套流程環(huán)節(jié)與詳細(xì)安全防護(hù)措施，全面地指導(dǎo)現(xiàn)場施工作業(yè)，達(dá)到了良好的爆破及降塵效果，實現(xiàn)了“綠色礦山”建設(shè)的目標(biāo)，具有經(jīng)濟(jì)適用、原理簡單、操作靈活、方便的優(yōu)點(diǎn)。