中深孔爆破降低大塊率的技術(shù)措施分析

紀(jì)道賓

摘 要：降低露天爆破大塊率幾乎是所有露天爆破需要應(yīng)對的問題。根據(jù)本工程實際情況，本文詳細(xì)分析了現(xiàn)場爆破產(chǎn)生大塊的原因，并提出降低中深孔爆破大塊率的針對性措施。為了減少爆破大塊現(xiàn)象，人們要根據(jù)環(huán)境因素，想法解決問題，在工程實踐中不斷學(xué)習(xí)，總結(jié)經(jīng)驗，持續(xù)改進(jìn)，以求達(dá)到最優(yōu)的爆破效果。

關(guān)鍵詞：露天爆破;中深孔;大塊率

中圖分類號：TD235.33文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2021）09-0107-03

Abstract： Reducing the mass rate of open-air blasting is almost a problem that needs to be dealt with in open-air blasting. According to the actual situation of this project， this paper analyzes in detail the causes of large blocks generated by on-site blasting， and proposes targeted measures to reduce the large block rate of medium-deep hole blasting. In order to reduce the phenomenon of large blasting， people must solve the problem based on environmental factors and ideas，and keep learning in engineering practice， summing up experience and continuous improvement， in order to achieve the best blasting effect.

Keywords： open blasting;medium and deep hole;bulk rate

受前期回填區(qū)限制、業(yè)主整體土方和石方調(diào)配規(guī)劃等因素影響，漳州核電項目現(xiàn)場初期工作面沒有大面積打開，而近期要求加快施工進(jìn)度、大幅提升爆破效率。但是，由于現(xiàn)場地質(zhì)情況復(fù)雜，孔網(wǎng)參數(shù)和裝藥配置不合理，因此爆破中又存在大塊過多的問題。爆破大塊過多會影響挖裝效率，而挖裝進(jìn)度滯后又影響爆破推進(jìn)。如何降低大塊率，協(xié)調(diào)好爆破與挖裝的關(guān)系，成為保障業(yè)主進(jìn)度目標(biāo)、提高現(xiàn)場施工生產(chǎn)能力的關(guān)鍵。經(jīng)過爆破施工控制措施的多次調(diào)整，現(xiàn)場已基本達(dá)到良好的爆破效果，可以有效控制大塊率，進(jìn)而保障工程施工進(jìn)度目標(biāo)。

1 工程概況

本工程上部地層為第四系，包括殘積層（含殘坡積層）、沖洪積層、海積層和人工堆積層等。其下為中生代形成的巖石，主要分布早白堊紀(jì)形成的中細(xì)粒黑云母二長花崗巖和中細(xì)粒正長花崗巖、早侏羅紀(jì)形成的中細(xì)粒花崗閃長巖和石英二長巖;巖脈主要為輝綠巖，局部見有花崗細(xì)晶巖、花崗偉晶巖及石英巖脈。巖石以中風(fēng)化、微風(fēng)化為主，從硬度來分，其屬于特堅巖[1]。本工程爆破部分采用140 mm孔徑、15 m臺階高度的中深孔爆破方式，即多排孔毫秒微差起爆，使用乳化炸藥，單耗控制在0.55 kg/m3。

2 大塊原因分析

2.1 地質(zhì)原因

巖石節(jié)理裂隙非常發(fā)育，夾雜大量孤石，存在較多的土包石現(xiàn)象。爆破最怕的是周圍存在裂縫，爆炸時氣體迸發(fā)，會造成能量損失，改變炸裂范圍，導(dǎo)致大塊可爆性非常差，這是影響爆破質(zhì)量的客觀原因。可爆性差的巖石形成不合理大塊的主要原因是炸藥單耗較低，爆破能量不夠。

2.2 爆破參數(shù)設(shè)置

人們要根據(jù)爆破實踐和礦巖可爆性分級選取合適的爆破參數(shù)。一是穿爆參數(shù)，包括炮孔布置、底盤抵抗線、穿孔質(zhì)量、鉆孔超深、裝藥結(jié)構(gòu)、裝藥量和爆破方法等。炮孔布置方式由炮孔直徑、臺階高度和礦巖性質(zhì)決定，炮孔的間距、排距隨時可調(diào)節(jié)，過大的孔和排距不能使孔網(wǎng)中間位置的礦巖破碎成合格塊度，從而產(chǎn)生大塊。二是爆破孔網(wǎng)參數(shù)，包括炸藥單耗和單孔裝藥量。人們要選取合理的單孔爆破負(fù)擔(dān)面積，然后根據(jù)炮孔臨近系數(shù)確定孔距與排距。當(dāng)孔網(wǎng)參數(shù)偏小時，若炸藥單耗不變，藥柱重心下降，填塞過長，則孔口易產(chǎn)生大塊;當(dāng)孔網(wǎng)參數(shù)偏大時，藥柱重心部位易產(chǎn)生大塊。

2.3 裝藥結(jié)構(gòu)

裝藥結(jié)構(gòu)不合理往往是造成臺階上部大塊過多的原因，尤其是爆區(qū)前排孔上部存在傘巖的情況。在實際施工中，人們要根據(jù)實地情況調(diào)整裝藥結(jié)構(gòu)，在裝藥耦合、間隔裝藥、分段起爆和吊裝等環(huán)節(jié)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，以便產(chǎn)生不同的爆破效果[2]。

2.4 鉆孔質(zhì)量

鉆孔質(zhì)量不佳是爆破產(chǎn)生大塊的主要原因之一。穿孔時，鉆孔區(qū)域不是很平整，工作人員需要重新調(diào)整鉆孔位置，導(dǎo)致孔的分布不能按照設(shè)計進(jìn)行，鉆孔不能達(dá)到設(shè)計要求，個別炮孔間距過大導(dǎo)致爆破后產(chǎn)生較多大塊。裝藥填塞過程中，個別施工人員操作隨意，沒有嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)交底要求，導(dǎo)致裝藥填塞質(zhì)量不能滿足設(shè)計意圖，從而產(chǎn)生大塊。

2.5 起爆網(wǎng)絡(luò)

為了保證破碎質(zhì)量，有效控制大塊率，避免爆破根底，人們要合理采用微差爆破。微差時間與礦巖性質(zhì)、最小抵抗線有關(guān)。礦巖越硬，間隔時間越短，最小抵抗線越大，間隔應(yīng)越大。根據(jù)實踐經(jīng)驗，各孔內(nèi)分段、各炮孔間、排間的起爆時間間隔的調(diào)整對于爆破是否成功和爆破效果好壞起關(guān)鍵作用。

2.6 其他因素

漳州核電項目地處福建省南部，雨水期長。雨季，工人打孔作業(yè)時，成孔后里面可能存在積水，導(dǎo)致藥包爆破會有作用力減輕的現(xiàn)象，同時水的浮力又讓作用力減少很多，所以最下面會產(chǎn)生大塊和根底現(xiàn)象。

3 改進(jìn)措施

3.1 合理使用爆破技術(shù)

大塊主要分布在邊孔和臺階坡面之間，炮孔巖粉充填部位，軟、硬礦巖交接面部位，節(jié)理裂隙發(fā)育等地質(zhì)較復(fù)雜的位置。人們要根據(jù)礦巖可爆性對采場進(jìn)行區(qū)域劃分，對于可爆性差的區(qū)域，根據(jù)實際情況從爆破技術(shù)角度采取提高炸藥單耗、降低爆破效率等措施來提高爆破質(zhì)量。

3.2 調(diào)整爆破參數(shù)

根據(jù)多年的實踐經(jīng)驗，采用孔距大于排距的爆破方法，即在孔網(wǎng)面積不變的條件下，適當(dāng)縮小排間距，增大孔間距，能顯著提高爆破質(zhì)量。采用梅花樁形布孔，爆破時能在巖體內(nèi)提供最優(yōu)的能量分布，降低爆破的大塊產(chǎn)生率。

3.3 優(yōu)化裝藥結(jié)構(gòu)

根據(jù)現(xiàn)場礦巖的硬度、裂隙發(fā)育和礦巖夾層等情況，人們要選擇不同的裝藥方法。爆破時要避開地層較弱的地帶，把炸藥分成數(shù)段，使炸藥能量在礦巖中均勻分布，把炸藥裝在爆破阻力最大的地方。但是，間隔裝藥段數(shù)不宜過多，不裝藥部分長度為1 m左右，用巖粉自然充填或聚氯乙烯（PVC）管做空氣間隔，上下段各裝同批同段起爆雷管，上下兩段同時起爆，以保證不產(chǎn)生盲炮。巖石相對完整的區(qū)域采用底部耦合裝藥、上部不耦合裝藥、頂部少量間隔裝藥的方式，有效降低大塊的產(chǎn)生率。主炮孔裝藥結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

注：1.雷管引線;2.填塞物;3.輔助藥包;4.乳化炸藥;5.雷管。

3.4 鉆孔質(zhì)量控制

在鉆孔施工時，施工人員要相互配合，明確工作要點。技術(shù)人員要把爆破的設(shè)計單要求和要點講明，在每個孔位留有小竹片，寫明孔深，確保每人都知道自己要鉆的孔是多深多大，避免現(xiàn)場鉆孔人員隨意更改鉆孔參數(shù)，提高鉆孔質(zhì)量，加強(qiáng)施工過程控制，確保裝藥質(zhì)量和填塞質(zhì)量，以減少大塊的產(chǎn)生率[3]。

3.5 改善起爆網(wǎng)絡(luò)

雷管在爆炸時有時間間隔，這樣就會有先后之分，導(dǎo)致后面的巖體不是那么結(jié)實，同時爆炸應(yīng)力波在巖石中互相疊加和巖塊之間相互碰撞，增加了被爆破巖體的破碎率，并形成較好的爆堆。如果延期時間、起爆順序、起爆方向等起爆參數(shù)和起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計合理，就可以較好地降低大塊率。經(jīng)數(shù)次調(diào)整，本項目起爆網(wǎng)絡(luò)，使用孔內(nèi)Ms-s11雷管、孔間Ms-s3雷管、排間Ms-s5雷管的連接方式，這樣能有效降低大塊率[4]。

3.6 清理孔內(nèi)積水

為了讓爆破孔內(nèi)沒有積水，人們要找到地下水位置，并清理干凈爆破孔，防止地表水流入;對于積水量不大的炮孔，采用吊裝方式進(jìn)行裝藥，確保裝藥到位和連續(xù)性;對于涌水量較大的孔，尤其是孔內(nèi)形成泥漿的炮孔，要用強(qiáng)力的高風(fēng)壓吹干凈，然后快速裝藥填塞。

3.7 加密輔助孔

炮孔頂部堵塞段，在主炮孔排間加裝輔助藥包，可以大幅度降低大塊率[5]。本項目中，加密輔助孔直徑為90 mm，裝填72 mm乳化炸藥，孔深為2.8 m，堵塞段長為1.5 m。本項目采用三角形布孔，最大段裝藥量及延時間隔需要根據(jù)爆破振動控制閾值而定，具體排間加密孔布置情況如圖2所示。

4 結(jié)語

本項目爆破中出現(xiàn)不合理大塊的影響因素有很多，其中既有爆區(qū)巖石自身物理性質(zhì)的原因，也有爆破方案設(shè)計和現(xiàn)場施工管理方面的原因。因此，在生產(chǎn)實踐中，人們應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況來選擇最佳爆破方案，采取合理的措施加以改善，同時不斷學(xué)習(xí)，總結(jié)經(jīng)驗，改進(jìn)爆破方法，以達(dá)到最優(yōu)爆破效果。

參考文獻(xiàn)：

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[3]黃鐵平，蔡進(jìn)斌.淺析降低露天礦臺階爆破大塊率的途徑[J].化工礦物與加工，2005（9）：27-28.

[4]袁向全.露天深孔爆破中減低大塊率的技術(shù)措施[J].礦冶，2005（1）：13-15.

[5]沈興玉，崔光峰，任昌勝，等.露天爆破大塊率高及根底產(chǎn)生的原因及降低措施[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2010（7）：96-97.