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        淺談土石方爆破工程施工精細化技術(shù)管理

        2021-01-04 03:28:46
        能源與環(huán)境 2020年6期
        關(guān)鍵詞:大塊炮孔裝藥

        (福建民化建設(shè)工程有限公司 福建龍巖 364000)

        礦山爆破活動作為礦產(chǎn)資源開采的重要一環(huán),越來越受到重視。對于大中型礦山,爆破大塊率直接影響開采的施工進度、施工成本以及施工安全,如何利用精細化技術(shù)管理控制礦山爆破活動的這一不利因素,這是值得我們探索的地方。

        1 研究背景與目的

        礦山爆破大塊多、巖石級配不合理等爆破效果不理想的現(xiàn)象,極大地影響礦山的正常生產(chǎn)施工,增加企業(yè)的施工成本。礦山爆破行業(yè)與其它生產(chǎn)性企業(yè)相比有較大的特殊性,其施工環(huán)境復(fù)雜、爆破實施的一次性和危險性,使其較難實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化,其它行業(yè)的經(jīng)驗很難直接運用到礦山爆破生產(chǎn)與管理之中。因此,本文研究的主要內(nèi)容是在礦山爆破活動中如何從技術(shù)層面實現(xiàn)精細化管理,改善爆破施工效果、降低大塊率[1],使精細化管理更好地為礦山爆破服務(wù)。

        2 礦山爆破精細化技術(shù)參數(shù)選擇

        2.1 爆破方案的選擇

        永定區(qū)國產(chǎn)實業(yè)石灰石礦山開采臺階設(shè)計高度為15 m,年產(chǎn)石灰石300萬t,挖掘機主要為200型和400型,挖斗容量為2 m3和4 m3。選擇深孔臺階爆破作業(yè),孔深17 m,孔徑為90 mm,采用不耦合間隔裝藥,數(shù)碼電子雷管,基本上滿足生產(chǎn)需要。

        2.2 爆破技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化

        2.2.1 底盤抵抗線W的確定

        根據(jù)礦山生產(chǎn)經(jīng)驗,石灰石露天礦山深孔爆破的底盤抵抗線一般為孔徑的 35~45 倍, 即:W=(35~45)×90/1000=3.15~4.05 m,根據(jù)以往爆破經(jīng)驗W取4 m。

        2.2.2 炮孔參數(shù)

        爆炸高壓氣體和應(yīng)力波聯(lián)合作用使巖石破碎。當(dāng)孔間距過小時,高壓氣體和應(yīng)力波能量遠大于巖石抗壓和抗拉力,石頭過于破碎,光面效果好;當(dāng)孔間距過大時,炸藥爆炸能量不足以使巖石破碎,大塊較大。據(jù)經(jīng)驗公式,孔距a=(0.7~1.4)W=2.8~5.6m,取a=5.0m。排距b=3.0m。炮孔參數(shù)可以根據(jù)巖石的性質(zhì)和裝藥量適當(dāng)調(diào)整。在降低成本的同時,爆破效果需要滿足施工要求。

        2.2.3 超深的選取

        本爆破施工項目臺階設(shè)計高度為15 m,根據(jù)爆破經(jīng)驗和資料提供的數(shù)據(jù)炮孔超深取2 m,也可根據(jù)實際爆破效果適當(dāng)調(diào)整。超深選取既要滿足根底爆破需求,又要適當(dāng)降低爆破成本。

        2.2.4 填塞長度

        露天深孔臺階爆破中,炮孔堵塞既是防止爆炸氣體泄漏而造成能量損失,又是防止沖孔飛石過遠造成安全事故。若堵塞長度過大,會因炸藥爆炸能量對炮孔上部巖石的爆破作用不夠,容易產(chǎn)生大塊或出現(xiàn)邊坡危石;若填塞長度過小,且易出現(xiàn)沖孔現(xiàn)象。根據(jù)最小抵抗線原理和實際巖石性質(zhì),炮孔的填塞長度?。?.9~1.1)W,即 3.6~4.4 m。

        2.2.5 炸藥單耗

        露天石灰石礦山爆破施工經(jīng)驗和爆破施工相關(guān)文獻[2]給出的指導(dǎo)參數(shù)相結(jié)合,此礦山設(shè)計單耗取0.40 kg/m3。

        2.2.6 單孔裝藥量

        此礦山單孔裝藥量,前排炮孔按Q=qabH計算,因前排碎石的夾制力作用,后排炮孔按Q=1.1qabH計算,見表1。

        2.2.7 爆區(qū)面積的優(yōu)化

        根據(jù)生產(chǎn)計劃,每個有效工作日開采量為7 000 m3,每次爆破面積為7000/15=466 m2,每次爆破炮孔數(shù)量為7000/(15×5×3)≈32個??梢愿鶕?jù)需要安排2排孔或者3排孔,穿孔作業(yè)也要與爆破施工配合默契,防止地表水或降雨流入孔中,造成裝藥堵塞。

        表1 深孔爆破參數(shù)計算表

        表2 優(yōu)化前后主要指標(biāo)對比

        3 施工作業(yè)的精細化管理措施

        3.1 加強鉆孔的施工管理

        炮孔的質(zhì)量和機械設(shè)備的種類、孔深、孔位選取、炮孔的角度等因素有關(guān),鉆孔實際操作也是影響炮孔質(zhì)量的重要因素之一。施工中出現(xiàn)的炮孔的質(zhì)量不符合設(shè)計要求或者有偏差,可以通過提高作業(yè)人員技術(shù)水平,落實施工管理解決。按照設(shè)計要求和規(guī)范要求落實標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè),加強安全技術(shù)培訓(xùn),提高鉆孔人員的操作技能,提高作業(yè)水平。加強施工管理,鉆孔的質(zhì)量和收入掛鉤,同時作為年終獎金的考核標(biāo)準(zhǔn),提高作業(yè)人員積極性。

        3.2 加強爆破施工的現(xiàn)場管理

        國產(chǎn)實業(yè)石灰石礦山深孔爆破一次爆破藥量控制在3 120 kg以內(nèi),采用數(shù)碼電子雷管逐孔起爆,裝藥前作充分的準(zhǔn)備工作。根據(jù)設(shè)計和爆破規(guī)程要求,裝藥前逐一檢查驗收炮孔,對不符合設(shè)計要求的炮孔及時上報并處理,炮孔參數(shù)發(fā)生改變時,及時調(diào)整裝藥量。裝藥人員由責(zé)任心強、服從指揮、技術(shù)熟練并取得爆破作業(yè)許可證的爆破員組成,爆破工程技術(shù)人員負責(zé)現(xiàn)場裝藥技術(shù)指導(dǎo),炮孔有溶洞、裂縫、斷層、或因裝藥操作問題出現(xiàn)藥包卡孔、脫節(jié)現(xiàn)象及時處理,對于已經(jīng)造成卡孔或堵孔無法處理時,要視其情況及時調(diào)整周圍炮孔的延期時間、起爆順序和裝藥量,最大限度使爆破效果滿足施工需要。

        4 應(yīng)用效果分析

        國產(chǎn)實業(yè)石灰石礦山落實精細化爆破技術(shù)管理措施后,將爆破產(chǎn)生的地震波、沖擊波、飛石、有毒有害氣體等不利安全因素控制在允許范圍內(nèi)。爆破后的大塊率大幅度降低,爆破斷面成型完整,浮石較少,爆堆形狀大為改觀,挖掘機的作業(yè)環(huán)境條件明顯改善,降低安全風(fēng)險,塊度滿足破碎機械破碎需要,減少炮頭二次破碎的次數(shù)和數(shù)量。表2和圖1為精細化控制爆破前后一些主要指標(biāo)參數(shù)對比及現(xiàn)場效果圖,從表2和圖1中可以看到爆后巖石大塊率明顯降低,爆堆形狀良好,巖石級配合理,甚至不需要挖掘機開挖,直接用裝載機裝載運輸。

        5 結(jié)語

        通過精細化技術(shù)管理,針對巖性和施工需要,改善爆破方案,優(yōu)化爆區(qū)面積、起爆網(wǎng)絡(luò)、炮孔孔排距等爆破參數(shù),加強施工過程的組織措施,以及鉆孔作業(yè)和爆破的現(xiàn)場管理措施,從而降低礦山爆破的大塊率,降低二次破碎成本,改善礦山爆破效果。

        同時,本文提出的礦山爆破活動精細化技術(shù)管理措施仍需探討,尚有待完善。隨著爆破技術(shù)的不斷成熟,爆破技術(shù)管理的進一步規(guī)范,改善爆破效果的整體能力也將全面提高。精細化技術(shù)管理將是礦山爆破活動改善效果、降低成本、保障安全生產(chǎn)的必經(jīng)之路。

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