龙井市硐室爆破控制技术探讨

图1  梅花洞硐室爆破位置平面图

Fig.1  The drawing of chamber blasting position in Meihuadong

采石场岩石为玄武岩，石质坚硬、结构致密，岩石普氏系数ƒ=14～16，岩石密度为2800kg／m³，抗压强度140～160MPa，抗拉强度3.4～4.5MPa，岩石节理、裂隙发育，岩石可钻性差，爆破性好。

1.2 石料开采技术要求

根据拟建高速公路工程量及质量要求，现急需公路料石20万m³。按照高速公路路面料石级配技术标准要求，爆破后的破碎块度最大粒径不超过1000mm，且破碎岩石块度粒径为800～1000mm的不超过20％，粒径10～800mm的不小于70％，粒径小于10mm的不超过10％。

2  爆破设计

2.1 爆破方案

梅花洞采石厂地区岩石为坚硬的玄武岩，节理裂隙发育，岩石可钻性与可爆性差别明显，地质构造单一，山丘地势陡峭，高程差较大，不便于大型机械作业，通过对浅孔、深孔、硐室爆破等设计方案进行经济、技术比较论证，决定选取施工速度快、无需大型钻孔机械设备、成本低的硐室爆破方案。为了尽可能的满足爆破破碎块度级配要求，本着安全、环保、节能的原则，爆破施工时采用单层双排不耦合条形硐室爆破，以变爆破参数n、q和非电塑料导爆管毫秒微差爆破技术控制改善爆破效果。

2.2 爆破参数计算

2.2.1 炸药单耗q

通过工程类比法、计算法(q=0.4+(V／2450²)。)和现场爆破漏斗试验法比较，特别是将山体上部强风化岩层爆破清除，在完好的基岩层上进行D=40mm、L=4m的4次爆破漏斗试验，最终确定单位炸药消耗量q=1.75kg／m³。

2.2.2爆破作用指数n

对于松动爆破，当爆区地形坡角α=40°～50°，最小抵抗线W≤15m时，n=0.75；当α>50°时，n值减小0.05～0.1，即当最小抵抗线W≤15m时，n=0.65～0.70。

根据梅花洞采石场地质地形特征，考虑到料石粒级级配要求，减少爆破大块率和改善爆破料石松散度，选取第一排装药的爆破作用指数n₁=0.65，第二排装药的爆破作用指数n₂=0.85。

2.2.3 最小抵抗线W

根据采石场地形条件及爆破石料总量，从实测断面图上量得第一排药室最小抵抗线W₁≤15m，第二排药室最小抵抗线W₂≤21m，如图2所示。

图2 药室作用范围

Fig.2  The affection rang of charge chamber

2.2.4  药室间距

由于开采的岩石坚硬，节理裂隙发育，根据爆破漏斗原理与地形条件，为提高、改善岩石爆破破碎粒级级配，使装药分布均匀。本次爆破布设l号、2号两条主导硐，平行掘进，其间隔距离34m，主导硐长度35m。每条主导硐设两条支导硐，前排支导硐及药室断面均为0.8m×1.2m，长度均为25.6m，后排支导硐及药室断面均为0.8m×1.5m，长度均为24.1m。共布置8个药室，如图3所示。

图3 导硐及药室布置平面示意图

Fig.3  The diagram of leading passage and chamber disti"ibution

2.2.5 装药量计算

装药量按照式(1)计算。

Q=qW³(0.4+0.6n³)    (1)

考虑前排药室端部效应，另各药室端部增加装药量共3230kg，总装药量为：Q=69l73kg。

具体爆破参数列于表1。

表l  爆破参数

Table 1 The parameters of blasting

3 装药与填塞

根据爆区地质地形条件、爆破方量和破碎粒级要求，按照设计的变爆破参数n、g和不耦合条形药室及其端部增加装药量，期望炸药能量均布，延长爆破作用时间，及线装药密度要求，将2号岩石硝铵炸药袋码装于药室之内，第一排药室长40m，装药16155.8kg，端部增加740kg；第二排药室长35.6m，装药49787.2kg，端部增加2490kg。每个药室端部三分之一处各放置一个起爆体。起爆体由24kg 2号岩石硝铵炸药制成，每个起爆体内置2～4发塑料导爆管雷管。

填塞工作由编织袋装石渣密实填塞，袋与袋之间、袋与导硐周围之间用小石渣充填，确保填塞质量和长度，以防止爆破气体冲逸，同时注意保护起爆网路。

4 起爆网路设计

依据本次爆破量、周围环境条件和最大一段允许起爆炸药量Q_m=72400kg，爆破网路采用非电塑料导爆管雷管毫秒延时起爆网路。用四通连接，共分4个段别，如图4所示。

图4 起爆网路连接示意图

Fig.4  The diagram of detonating network and connection

5 爆破效果

本次爆破使用炸药69263kg，爆破岩石方量151000m³，平均炸药消耗量0.46kg／m³，爆破成功、安全、效果理想。大块率在9％以下，料石破碎度满足高速公路施工要求。（文章来源：中国爆破新技术II）

参考文献

[1] 露天大爆破编写组．露天爆破．北京：冶金工业出版社，1979.

[2] 刘殿中．工程爆破实用手册．北京：冶金工业出版社，1999.

[3] 张正宇．中国爆破新技术．北京：冶金工业出版社，2004.