王增林
中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心山東總隊(duì)(250100)
濟(jì)南某建筑用白云巖礦礦區(qū)平面形態(tài)大體呈南北向的倒“E”形,礦床南北長(zhǎng)1 150 m,東西寬360 m,開(kāi)采方式為露天開(kāi)采,規(guī)模為55萬(wàn)m3/a。礦區(qū)北部有兩條架空電力線路(220 kV石瑞線、220 kV耿平線)通過(guò),與之相關(guān)有兩處桿塔。礦山開(kāi)采時(shí)需采取相應(yīng)措施并對(duì)安全條件進(jìn)行論證。
根據(jù)《電力設(shè)施保護(hù)條例實(shí)施細(xì)則》(1999年3月18日起施行,2011年6月30日修改)第十條規(guī)定:“任何單位和個(gè)人不得在距電力設(shè)施范圍500 m內(nèi)(指水平距離)進(jìn)行爆破作業(yè)。因工作需要必須進(jìn)行爆破時(shí),應(yīng)當(dāng)按國(guó)家頒發(fā)的有關(guān)爆破作業(yè)的法律法規(guī),采取可靠的安全防范措施,確保電力設(shè)施安全,并征得當(dāng)?shù)仉娏υO(shè)施產(chǎn)權(quán)單位或管理部門(mén)的書(shū)面同意,報(bào)經(jīng)政府有關(guān)管理部門(mén)批推,在規(guī)定范圍外進(jìn)行的爆破作業(yè)必須確保電力設(shè)施的安全?!逼髽I(yè)已征得國(guó)家電網(wǎng)縣級(jí)供電局同意,在高壓線200 m范圍內(nèi)禁止爆破,采用機(jī)械開(kāi)采,在高壓線200~300 m采用控制爆破方式進(jìn)行開(kāi)采[1]。
根據(jù)穿孔、爆破、采裝、運(yùn)輸作業(yè)特點(diǎn)和各工序之間的銜接關(guān)系,露天采場(chǎng)采用集中爆破作業(yè)制度。深孔爆破尤其是毫秒延時(shí)爆破,爆破效果好,炸藥單耗小,爆破飛石距離小,震動(dòng)影響范圍小,對(duì)環(huán)境影響小。方案選擇采用三角形布孔,礦山二次破碎采用液壓碎石錘破碎方式,不采用二次爆破。
礦山爆破參數(shù)應(yīng)通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐或爆破試驗(yàn)進(jìn)行修正,取得適合本礦山的數(shù)據(jù)。
起爆方法為V型延時(shí)起爆(一段最大起爆孔數(shù)為3個(gè))。
臺(tái)階高度H=15 m;
鉆孔角度α≥75°;
鉆孔孔徑d=120 mm;
孔深L=15/sin75°+1.6=17.1 m(式中超深h=1.6 m);
最小抵抗線W=4.0 m;
孔間距a=4.5 m,
排距b=4.0 m;
填塞長(zhǎng)度L2=4.0 m;
裝藥長(zhǎng)度L1=L-L2=13.1 m;
每米孔裝藥量Q1=(d/2)2×π×r=10.17 kg/m(裝藥密度r=0.9 t/m3);
單孔裝藥量Q=Q1×L1=10.17 kg/m×13.2 m=133.2 kg;
每孔爆破量A=270 m3/孔;
每米炮孔爆破量:18 m3/m;
單位炸藥消耗量q=Q/A≈0.49 kg/m3;
爆破振動(dòng)安全允許距離的計(jì)算
式中:R——爆心至觀測(cè)點(diǎn)的距離,m;V——保護(hù)對(duì)象所在地面質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度,按一般民用建筑考慮取2.5 cm/s;Q——一次爆破裝藥量(齊爆為總裝藥量,延遲爆破為最大一段裝藥量),按最大一段裝藥量取399.6 kg;K、α——與爆破點(diǎn)至計(jì)算保護(hù)對(duì)象間的地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù),按中硬巖石計(jì)K取200,α取1.6。
經(jīng)計(jì)算,在R≈113.9 m的范圍外,爆破地震波對(duì)建筑物不會(huì)造成影響。
爆破作用指數(shù)n<3的爆破作業(yè),對(duì)人員和其他保護(hù)對(duì)象的防護(hù),應(yīng)首先考慮個(gè)別飛散物和地震波安全距離。本礦采用深孔毫秒延時(shí)爆破,爆破作用僅對(duì)礦巖起到松動(dòng)效果即可,爆破作用指數(shù)n<1,因此不作此項(xiàng)計(jì)算,按個(gè)別飛散物和地震安全確定安全距離。
式中:Rf——個(gè)別飛散物安全允許距離,m;D——炮孔直徑,12.0 cm。
計(jì)算得,Rf=189.0 m。
經(jīng)計(jì)算個(gè)別飛散物(飛石)距人員的安全距離Rf=189.0 m。根據(jù)《爆破安全規(guī)程》(GB 6722—2014),深孔爆破時(shí)個(gè)別飛散物對(duì)人員的安全距離為200 m。沿山坡爆破時(shí),下坡方向的飛石安全允許距離應(yīng)增大50%,確定爆破安全警戒線不小于300 m。
綜上,爆破地震波影響距離及飛石距離均在200 m范圍內(nèi),且爆破方案已征得當(dāng)?shù)仉娏υO(shè)施產(chǎn)權(quán)單位書(shū)面同意。在高壓線兩側(cè)200 m范圍內(nèi)設(shè)置禁爆區(qū),200~300 m設(shè)置控制爆破區(qū),滿足“因工作需要必須進(jìn)行爆破時(shí),應(yīng)當(dāng)按國(guó)家頒發(fā)的有關(guān)爆破作業(yè)的法律法規(guī),采取可靠的安全防范措施,確保電力設(shè)施安全,并征得當(dāng)?shù)仉娏υO(shè)施產(chǎn)權(quán)單位或管理部門(mén)的書(shū)面同意”的要求[2]。
4.1.1 按正常爆破方案開(kāi)采(距高壓線300 m外)
露天采場(chǎng)的生產(chǎn)作業(yè)主要包括采礦,其工藝為:鑿巖→爆破→鏟裝→運(yùn)輸四個(gè)主要環(huán)節(jié)。礦山采用CTQ-D100YA2型潛孔鉆機(jī)鑿巖,深孔爆破,爆破后的礦石用斗容3.2 m3的挖掘機(jī)挖裝,采用60 t自卸汽車(chē)運(yùn)輸至破碎機(jī)卸料口。主要工藝參數(shù)如下:
至今我都還記得,國(guó)家主席習(xí)近平在法國(guó)的一場(chǎng)演講。他從雨果的《悲慘世界》、司湯達(dá)的《紅與黑》、巴爾扎克的《歐也妮·葛朗臺(tái)》談到法國(guó)的繪畫(huà)藝術(shù),那淵博的知識(shí)、深厚的人文素養(yǎng),令我由衷欽佩。他是一個(gè)怎樣的人呢?這是一個(gè)曾經(jīng)讓我十分好奇的問(wèn)題。直到最近,閱讀了《習(xí)近平的七年知青歲月》,我終于找到了答案。
臺(tái)階高度15 m;
最小工作平臺(tái)寬度≥40 m;
工作線長(zhǎng)度≥60 m;
工作臺(tái)階坡面角75°。
4.1.2 按控制爆破方案開(kāi)采(距高壓線200~300 m)
露天采場(chǎng)的生產(chǎn)作業(yè)主要包括采礦,其工藝為:鑿巖→爆破→鏟裝→運(yùn)輸四個(gè)主要環(huán)節(jié)。礦山采用CTQ-D100YA2型潛孔鉆機(jī)鑿巖,深孔爆破,爆破后的礦石用斗容3.2 m3的挖掘機(jī)挖裝,采用60 t自卸汽車(chē)運(yùn)輸至破碎機(jī)卸料口。在裝藥時(shí),應(yīng)減少炮孔裝藥量,采取側(cè)向爆破等措施,以減小爆破震動(dòng)距離及廢石距離,確保高壓線安全。
主要工藝參數(shù)如下:
最小工作平臺(tái)寬度≥40 m;
工作線長(zhǎng)度≥60 m;
工作臺(tái)階坡面角75°。
4.1.3 挖掘機(jī)配液壓錘開(kāi)采工藝(距高壓線200 m范圍內(nèi))
挖掘機(jī)配液壓破碎錘的開(kāi)采方式是一種無(wú)爆破開(kāi)采的開(kāi)采方式,破碎錘生產(chǎn)平均采礦率很大程度上取決于礦床不連續(xù)性及巖石的斷裂、破碎特征,本礦礦石為白云巖,巖石堅(jiān)硬、質(zhì)脆,可以采用碎石錘開(kāi)采。挖掘機(jī)配液壓破碎錘生產(chǎn)作業(yè),其采剝工藝為:破碎→鏟裝→運(yùn)輸三個(gè)主要環(huán)節(jié)。
終了臺(tái)階高度15 m;
開(kāi)采臺(tái)階高度3~5 m,采用錘采時(shí)將15 m高度臺(tái)階劃分為3~5個(gè)分臺(tái)階進(jìn)行作業(yè);
其他工藝參數(shù)同正常爆破開(kāi)采工藝參數(shù)。
根據(jù)《電力設(shè)施保護(hù)條例實(shí)施細(xì)則》第十二條規(guī)定:“任何單位或個(gè)人不得在距架空電力線路桿塔、拉線基礎(chǔ)外緣的下列范圍內(nèi)進(jìn)行取土、打樁、鉆探、開(kāi)挖或傾倒酸、堿、鹽及其他有害化學(xué)物品的活動(dòng):66 kV及以上電力線路桿塔、拉線周?chē)?0 m的區(qū)域”。與該礦山相關(guān)的桿塔有兩處,一處位于礦區(qū)10號(hào)拐點(diǎn)西南處,距礦區(qū)邊界約20 m。該處已形成終了邊坡,不再采動(dòng)。另一處位于礦區(qū)5號(hào)拐點(diǎn)附近,臨近礦區(qū)邊界,兩處桿塔均為角鋼塔,無(wú)拉線。后期礦山開(kāi)發(fā)利用方案及設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)桿塔提出相應(yīng)的保護(hù)措施,在桿塔周?chē)?0 m劃定禁采區(qū),并做好警示標(biāo)識(shí),禁止在桿塔10 m范圍內(nèi)取土與開(kāi)挖。
根據(jù)《電力設(shè)施保護(hù)條例實(shí)施細(xì)則》中第十三條規(guī)定:“在架空電力線路保護(hù)區(qū)內(nèi),任何單位或個(gè)人不得種植可能危及電力設(shè)施和供電安全的樹(shù)木、竹子等高桿植物?!钡谑臈l規(guī)定:“超過(guò)4 m高度的車(chē)輛或機(jī)械通過(guò)架空電力線路時(shí),必須采取安全措施,并經(jīng)縣級(jí)以上的電力管理部門(mén)批準(zhǔn)?!钡V山在架空電力線路下禁止種植樹(shù)木、竹子等高桿植物,禁止通過(guò)4 m高度以上的車(chē)輛或機(jī)械。挖掘機(jī)與潛孔鉆機(jī)經(jīng)過(guò)架空線路下時(shí),應(yīng)低速通過(guò),注意觀察,挖掘機(jī)應(yīng)保持臂桿與履帶平行,禁止高舉大臂行進(jìn),潛孔鉆機(jī)應(yīng)放平滑架和鉆臂[3]。
根據(jù)《電力設(shè)施保護(hù)條例實(shí)施細(xì)則》第五條規(guī)定:“架空電力線路保護(hù)區(qū),是為了保證已建架空電力線路的安全運(yùn)行和保障人們生活的正常供電而必須設(shè)置的安全區(qū)域。在廠礦、城鎮(zhèn)、集鎮(zhèn)、村莊等人口密集地區(qū),架空電力線路保護(hù)區(qū)為導(dǎo)線邊線在最大計(jì)算風(fēng)偏后的水平距離和風(fēng)偏后距建筑物的水平安全距離之和所形成的兩平行線內(nèi)的區(qū)域。各級(jí)電壓導(dǎo)線邊線在計(jì)算導(dǎo)線最大風(fēng)偏情況下,距建筑物的水平安全距離如下:154~220 kV,5.0 m”。該礦山未在安全距離內(nèi)修筑任何建構(gòu)物,滿足該條件要求。
根據(jù)《電力設(shè)施保護(hù)條例》(1987年9月15日國(guó)務(wù)院發(fā)布,1998年1月7日第一次修訂,2011年1月8日第二次修訂)第十條規(guī)定:“架空電力線路保護(hù)區(qū):導(dǎo)線邊線向外側(cè)水平延伸并垂直于地面所形成的兩平行面內(nèi)的區(qū)域,在一般地區(qū)各級(jí)電壓導(dǎo)線的邊線延伸距離如下:154~330 kV,15 m。”兩條架空電力線路高度均在20 m以上。挖掘機(jī)在高壓線下采用碎石錘機(jī)械破碎時(shí),應(yīng)采用低位作業(yè),保證施工時(shí)與高壓線的安全距離,且派專(zhuān)人站在高處看護(hù)。
國(guó)家電網(wǎng)縣級(jí)供電局已出具關(guān)于高壓線路的答復(fù)函,答復(fù)函中提出,在開(kāi)采時(shí),礦山應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)相關(guān)保護(hù)措施,按照相關(guān)法律法規(guī)、規(guī)程條例等要求,保護(hù)高壓線路安全,并對(duì)高壓線路安全承擔(dān)全部責(zé)任。
后續(xù)開(kāi)發(fā)利用方案和設(shè)計(jì)充分考慮高壓線路與塔桿準(zhǔn)確位置落,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況合理設(shè)計(jì)。
架空線路下及桿塔旁禁止堆放土堆、石堆。在架空線路兩側(cè)20 m處及桿塔10 m范圍處設(shè)置固定明顯的區(qū)界標(biāo)志、危險(xiǎn)警示標(biāo)志,標(biāo)志不得損壞移位。在雷、雨、雪、霧、大風(fēng)等惡劣天氣下,必須停止一切在架空線路兩側(cè)20 m內(nèi)的施工,不得在桿塔旁逗留。
施工企業(yè)應(yīng)制訂高壓線下各工種及各機(jī)械設(shè)備的安全操作規(guī)程及規(guī)章制度,定期對(duì)人員進(jìn)行相關(guān)的安全培訓(xùn)。
礦山采取以上措施后,能夠保護(hù)高壓線及線桿不受損壞,也能保證在高壓線周邊采礦作業(yè)的安全。