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          小結各類放炮試驗方法

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          小結各類放炮試驗方法

          1泥巴拉火體爆破試驗

          泥巴拉火體特殊的結構使得開挖難度很大,充填物多膠結差的地方能用機械設備直接挖除,充填物少膠結好的地方不能用機械設備直接挖除,須進行爆破開挖。充填物多和充填物少的地方及膠結好與膠結不好的地方均不是均勻連續的,使得直接用機械開挖時設備效率很低,爆破開挖時鉆孔難度大,容易卡鉆,基本超過3m就無法再繼續往下鉆,這樣鉆孔效率相當低,爆破參數很難進行控制;爆破時爆破應力容易在充填物多的地方擴散導致爆破效果差,往往爆破后堆積體就只裂開了幾條縫隙,因此爆破的孔排距及裝藥結構都是很難把握的。通過對常用的幾種大方量露天開挖的爆破方法進行試驗,通過爆破試驗效果對比進而選取最好的爆破方法及基本爆破參數。

          2鋼管強爆試驗

          鋼管強爆試驗選在1580m高程,分別進行一次垂直鋼管試驗和一次水平鋼管試驗。先進行垂直鋼管試驗,藥井采用手風鉆造孔,乳化炸藥配合電雷管進行擴孔,人工出渣,試驗耗時30d。1#鋼管井深15m,井直徑1m,2#鋼管井深8m,直徑1m,采用孔內延時非電毫秒微差起爆,1#鋼管用MS3非電雷管,裝藥量1.5t,2#鋼管用MS5非電雷管,裝藥量0.8t,用導爆索聯線,為防止豎井堵填時損壞導爆索,導爆索采用20PVC管保護。爆破后,鋼管1#豎井內的堵塞物被沖出,井口成漏斗狀,破壞半徑僅為12m,但整個破壞半徑范圍內的泥巴拉火體未被完全炸開,只形成了幾道明顯的裂縫,通過對表層解炮處理,內層部分得到破壞,但大部分渣料粒徑都在2m以上,基本都需要二次解炮處理,爆破效果極差。鋼管2#局部石渣被翻起,破壞半徑約僅6m,雖然石渣得到了破壞,但大部分石渣粒徑仍超過2m,仍須二次解炮處理,爆破效果也沒有達到預期效果。垂直鋼管強爆后進行了水平鋼管強爆試驗,水平鋼管強爆采用CM351鉆機進行直立面水平造孔,孔徑115m,孔深8m,再使用乳化炸藥配合電雷管進行擴壺施工,藥室約為0.03m3橢圓形狀,裝藥30kg,爆破后破壞半徑僅為2.5~3m,且渣料粒徑基本在1.5m以上,須二次解炮處理。鋼管強爆試驗表明,無論是垂直鋼管強爆還是水平鋼管強爆都是失敗的,其原因是因為泥巴拉火體組成物質特性不均衡,膠結好的結構物與膠結不好的結構物不連續,并且在膠結物中充填有粉細土和粉細砂,這樣爆破時爆破沖擊波遇到充填物和結構松散體時強度驟減,能量頓時損失,不能在巖體里有效傳遞,使得結構物不能得到有效破壞。這樣大部分區域未被完全爆開,大部分渣料粒徑大,須二次解炮,且藥室施工難度大,施工周期長,施工進度緩慢,不但效率沒有提高,反而降低,爆破直接成本和效率低下帶來的間接成本也很高,技術和經濟效益都不理想,加之擴壺時安全隱患大,因此鋼管強爆法對于泥巴拉火體開挖不理想。

          3深孔臺階爆破試驗

          深孔臺階爆破的臺階高度一般為5~15m,針對泥巴拉火體的特性,擬選10m臺階和6m臺階兩種臺階高度進行試驗。在爆破鉆孔時,卡鉆嚴重,結構均勻程度越差,越容易卡鉆,很多夾雜松散體和充填粉細土較多的部位鉆孔超過3m就開始卡鉆,并且成孔深度有限,即使鉆孔深度大,成孔深度也基本不超過3m,因此深孔臺階爆破試驗選在膠結體結構比較均勻連續的區域進行,對于膠結體相對連續的部位,當孔鉆到5m時開始卡鉆,超過6m時每鉆進不到0.5m就需要進行掃孔,鉆孔效率特別低,每個孔的后5m所耗時間基本在前5m所耗時間10倍以上,而且部分孔因為卡鉆嚴重而無法繼續鉆進,成了報廢孔。爆破后,10m臺階爆破區整個堵塞段完全沒有被炸開,只裂開了幾條縫,6m臺階爆破區堵塞段也基本是超徑體,需要二次解炮,整個爆破屬于失敗。分析其原因是深孔臺階爆破因孔排距相對較大,堆積體內松散體的空隙使得爆破應力不能對膠結體產生理想的破碎效果;同時孔排距大最小抵抗線也要加大,堵塞長度也會相應增大,因泥巴拉火體的特殊組成結構,使裝藥段的爆破沖擊力無法正常對堵塞段產生破碎效果,但如果減小堵塞長度,則得加大裝藥量,單耗也相應加大,同樣增加了成本,即使減小堵塞長度裝藥量不變,但因最小抵抗線不變,同樣爆破效果不佳。綜合以上爆破試驗結論分析,深孔臺階爆破法對于泥巴拉火體開挖不是最理想的施工方法。

          4淺孔臺階爆破試驗

          爆破試驗使用CM351鉆機鉆孔,1.6m3反鏟挖掘機裝渣,20t自卸汽車將渣料運至指定渣場。在爆破鉆孔時,鉆孔比較順利,只有少量4.5m臺階爆破區遇到卡鉆的情況。爆破后2.5m臺階爆破區均被破碎,沒有需要二次解炮的超徑體,4.5m臺階爆破區有個別超徑體。此次爆破效果比較理想,不足的是如果臺階高度太小,鉆孔深度太小,移動鉆機的次數較多,影響鉆孔效率,而且對于整個開挖區來計算爆破臺階太小所需導爆索和雷管需要量增加,對整個開挖區成本過高。通過2.5m臺階和4.5m臺階兩種淺孔臺階爆破試驗結果反應,爆破效果良好,膠結體基本都被破碎,基本沒有需要二次解炮的超徑體。從兩種臺階的對比進行分析,臺階高度越小,爆破效果相對越好,但鉆機移動頻繁,對整個開挖區來講,鉆機移動太多會降低鉆孔效率,加大成本,而且臺階高度太小會增加導爆索和雷管的使用量,增加了成本,而且在一定范圍內臺階高度越小,成本越大;臺階高度越大,相對鉆孔效率要高,導爆索和雷管使用量少,但超過一定的高度,鉆孔深度超過4m時就容易卡鉆,鉆孔成本也相應增加。另外,因泥巴拉火體內部結構不均勻連續,膠結好的堆積物夾雜著膠結差的堆積物,并且內部有很多粉細砂和粉細土等填充物,膠結差的堆積物和粉細土和粉細砂是不需要爆破開挖的,如果采用淺孔臺階爆破,每次爆破完清理工作面時,可以將大量的可直接開挖的結構物直接挖除,節省了對這部分結構物也進行爆破的成本。綜合以上分析,淺孔臺階爆破法對泥巴拉火體開挖是一種比較理想的方法。

          5硐室爆破試驗

          泥巴拉火體內夾雜著軟細粉砂或粉土等松散體,而且分布沒有規律,在進行硐室施工時容易塌陷,施工到一定的深度后只要遇到松散體,再也無法繼續施工,很難形成達到要求的硐室,整個爆破試驗因無法形成滿足要求的硐室而不能正常進行下去,爆破試驗失敗。硐室爆破方法還在實施階段就無法進行,更不用看爆破效果,因此硐室爆破法對泥巴拉火體的開挖不是一種合適的開挖方法。綜合以上四種爆破方法試驗分析,從其鉆孔效率、爆破效果進行對比可以得出結論:泥巴拉火體最適宜的開挖爆破方法是淺孔臺階爆破法,其基本爆破參數以上結論能為類似泥巴拉火體的開挖施工提供參考。當然,任何開挖施工爆破參數都不是一成不變的,施工前必須根據地質結構特征進行生產性試驗,以選取最優參數。

          作者:王亞輝李茜單位:中國人民武裝警察部隊