石灰岩孤峰群硐室爆破

完成时间：2004年4月

工程地点：广西德保县马隘乡

完成单位：广西地矿建设工程发展中心

项目主持人及参加人员：赵明特、谭志敏、覃京音、王宏

撰稿人：赵明特

1   工程概况

1.1 工程及地质概况

为了开发桂西铝土矿，广西华银铝业公司决定在广西德保县马隘乡建设氧化铝厂，按照工程建设总体安排，业主要求在一个月内(即2004年3月18日至4月18日)完成厂区内8座石灰岩孤峰硐室爆破任务。

1.2 爆区内地形、地质

铝厂场地内四座石灰岩山均为高耸、陡峭的孤峰，山坡坡角均大于45°，山体表面大部为裸露的石灰岩，局部有零星植被，岩性为厚层至巨厚层灰岩，岩性较坚硬，f=7～lO，岩层走向165／NE，岩层倾角27°，岩体表面为弱风化，节理裂隙发育，各孤峰均发育有溶洞，其大小不等，形状也不规则，大多发育于山体的中、下部，洞内无积水。2号、3号山体发育有两组近东西向的断层破碎带，宽度l～3m，断层破碎带切断岩层自山顶向山脚延伸。断裂带为角粒状弱硅化岩。

2号孤峰长430m，宽220m，高63.1m，爆破方量38万m³；3号孤峰长240m，宽200m，高72.92m，爆破方量25万m³；4号孤峰长280m，宽120m，高52m，爆破方量9万m³；8号孤峰长260m，宽110m，高45.2m，爆破方量11万m³。4座孤峰要求爆破底板标高为690m，爆破总方量为83万m³。

1.3 爆区周边环境

爆区为典型的喀斯特地貌，为一较平坦的洼地，四周均为起伏的峰丛，4座孤峰位其中央，呈品字形分布，其中3号、4号、2号各孤峰之间的距离为60～80m，8号孤峰相距较远，与4号孤峰之间的距离为500m。4座孤峰周边均有村屯分布，与村屯最近距离为80m(多物屯)，其余均在200～250m以上，爆区内除居民点之外，还有高压线、通信差转台等建(构)筑物及设施，与爆区距离为400～500m左右(如图1所示)。

1.4 爆破设计技术要求

广西华银铝业公司对硐室爆破技术设计提出以下要求：

(1)爆破标高：在690m高程以上全部破碎。

(2)爆破后的岩石块度为300mm以下占60％；300～600mm以上占30％；600mm以上占10％。

(3)工程期限：3月18日～4月18日，共30天。

(4)对爆区周围民房及其他设施不造成危害。

2   爆破设计

2.1 爆破方案

本次爆破的目的是削平4座孤峰，且爆破后的碎块有级配要求，条形药室能量分布均匀，对块度和级配控制较好，同时考虑4座孤峰下部均为厚层、巨厚层的石灰岩，其中间夹有中层状的石灰岩，故在巨厚层段采用集中药室爆破，总体上采用条形药室和集中药室相结合的爆破方案。为了有效地保护爆区周围的建(构)筑物，分层布置药室，设计上层药室为加强松动爆破，下层药室为松动爆破，最小抵抗线控制20m之内。采用导爆管毫秒起爆网路。4座孤峰的爆破方案如下：

(1)2号孤峰为椭圆形，地形变化不大，中、上部为中厚层状灰岩，下部为厚层至巨厚层状灰岩，布置两层药室，上层为条形药室加强松动爆破，下层为集中药室松动爆破。

(2)3号孤峰为近似直立圆筒状的尖峰，岩性为中一厚层状灰岩，布置3层药室，上部两层药室为条形药室，采用崩塌爆破，下层为集中药室松动爆破。

(3)4号孤峰近似卧虎状，首部(南端)为中一厚层状灰岩，下部及北部为厚一巨厚层状灰岩，南部设置两层药室，北部设置一层药室，采用集中药室松动爆破。

(4)8号孤峰近似菱形，岩性为中一厚层状灰岩，山体西北侧80m为多物屯，民房大部分为泥砖结构，布置两层药室，采用条形药室松动爆破。

2.2 设计原则

本次硐室爆破工期紧，爆区周边环境、地质构造很复杂，溶洞发育，给设计与施工都带来很大的困难，为了达到良好的爆破效果和保证爆破时周边建筑物的安全，采用多导硐、多药室、小药量、多层多排毫秒延时起爆的设计原则。

3   主要技术参数

3.1 最小抵抗线W及抗高比W／H

形值取20m以内，W／H O.6～0.8，取0.7。

3.2 药室排距

br=W／sinr

式中r——前排或下层药室的径向破裂，( °)，根据经验，r=65°～70°。

3.3 药包层距

bc=(1.2～1.5)W

3.4 单位炸药消耗量K

此处采用标准抛掷爆破药量系数，根据以往实施类似岩性及地质构造特征的硐室爆破，确定K=1.5kg／m³。

3.5 松动爆破单位耗药量g

本次爆破q按单位用药量K的三分之一取值，即q=O.5kg／m³。

3.6 爆破作用指数腮

松动爆破取n=0.7，加强松动爆破取n=0.85。

3.7 装药量口计算

3.7.1松动爆破

(1)集中药室：

Q=e·g·W₃

(2)条形药室

Q=e·q·W₂·L

式中e——炸药换算系数；

L——条形药室计算装药长度，m。

3.7.2加强松动

(1)集中药室：

Q=e·K·W₃(0.4+0.6n)

(2)条形药室：

Q=e·K·W₂·L(0.4+O.6n)／0.55(n+1)

3.7.3条形药室端部集中药量9

Q=e·K₂·(0.4+O.6n)·k·W₂

式中 W₂——集中药室侧向最小抵抗线；

K₂——端部集中药包折算系数，K₂=0.5～0.7，各孤峰有关参数及主要技术经济指标见表1。

4   起爆网路设计

本次硐室爆破，两个标段为独立起爆网路，在同一起爆站按先后顺序相隔3s顺序起爆。本标段按照各山体的距离远近确定，起爆的顺序自远而近为8号、4号、3号、2号。

装药前进行了1：1网路模拟试验。

为确保起爆网路的可靠性，采用复式起爆网路，以非电导管网路与导爆索网路并联，非电导管网路采用簇联方式，各孤峰采用环形双向并联网路。

各孤峰之间的毫秒间距为：8号、4号孤峰l段，3号孤峰5段，2号孤峰8段。

各孤峰内的起爆顺序为：上层药室→中层药室→下层药室。

两套独立网路分别用3支电雷管击发起爆，起爆站设在距爆点1km处。

5   爆破安全技术与事故预防措施

由于本次硐室爆破两个标段(8座孤峰)同时起爆，而且各孤峰分散，地质构造复杂，其周围均有村落和建(构)筑物，对爆破安全技术要求高，为了降低爆破振动，避免飞石危害，采取了以下措施。

5.1 安全警戒

业主、地方政府、施工单位联合成立爆破指挥部，统一协调、指挥本次爆破。

5.2 爆破飞石的预防措施

硐室爆破要地形测量准确，弄清地质结构、构造，按设计要求保证填塞长度和质量，这是避免产生飞石的重要措施，在施工前和施工过程中要求做到：

(1)保证地形和导硐方向、长度和药室位置的准确测量，为爆破成功奠定良好基础。

(2)对爆区进行详细的地质调查和测量，特别是对爆区内的断层构造和溶洞进行详细的勘测和调查，并做好描述记录。

5.3 爆破地震的预防措施

(1)优化爆破设计，采用多药室、小药量的爆破方案，最小抵抗线控制在20m以内，多数为15～18m；单响最大药室12t。

(2)根据以往的研究成果与经验，同一山体的上、中下层药室和同层内左右药室均采用毫秒延时起爆。

(3)严格制定起爆顺序，各山体之间采用毫秒延时起爆。

6   爆破效果及经验、体会

6.1 爆破效果

本次爆破于2004年4月18日上午11点38分起爆，爆破后检查，未发现有远距离的飞石，个别导硐口方向有带状的石粉和小石渣分布，与导硐口距离约35m，各山体爆后石块沿山脚边缘展布，局部呈扇形展布，分布长度在25～30m左右，破碎块度除2号、4号山体下部巨厚层岩层之外，破碎块度部比较均匀。

本次爆破对周边村庄民房没有任何损害，原圈定的几间危房爆后仍保持原状。

6.2 经验与体会

(1)在没有国内先例可借鉴，周边环境、地质构造复杂的情况下，成功地完成了孤峰群同时起爆的硐室爆破，为区内外今后实施类似球探篮球比分_球探体育app下载-直播|官网提供了先例。

(2)根据爆区周边环境，各孤峰地形、地质构造特点，采用多药室、小药包、多层多排毫秒延时起爆是安全可靠的，能有效地降低爆破震动强度。

(3)理论认为，条形药室是指其装药长度大于或等于形值的药室布置形式。在本次爆破中，由于毫秒延时分段控制单一药室的需要，我们布置的条形药室达到这一要求的不多，但从实践看，采用准条形药室，其装药部位能量均匀分布，爆破效果优于集中药室，大块产出率较少。

(4)本次爆破较详细地研究了爆区内各孤峰地质构造和不同类型的岩层产状、结构构造，并根据不同岩层产状、结构构造，合理选择药室类型、药室位置以及爆破参数。本次爆破选择的K=0.6kg／m³，n=0.75，W≤20m是有效的。

(5)爆破振动一直是硐室爆破中的安全问题，目标是在实现爆破效果的前提下，保证爆区周边建筑物的安全，群体孤峰硐室爆破一次用药量大，网路复杂，关键是山体与山体之间如何选择合理毫秒延时，使爆破地震效应最低。如果毫秒延时选择不合理，会导致段形的相互迭加，使爆区周边的建筑物发生破坏。合理的毫秒延时起爆间隔时间应满足各段爆破所形成的地震波不相互迭加的要求，因此本次爆破除上层药室段间隔时间较短外，中、下部的各药室的段间隔时间均等于或大于100ms。

(6)本次爆破的介质都是石灰岩，但各山体岩层产状和岩层厚度、层间风化程度相差较大，据爆后检查，中厚层状灰岩层理构造比较完整，可爆性好，破碎块度小且均匀。相反，在巨厚层灰岩中层理间风化强烈，从外表上呈叠状，炸药的爆炸能只对压碎圈起作用，压碎圈以外的岩层产生作用不大，药室上部岩层顺风化层滑动产生倾塌，大块率较高。所以，层间风化强烈的岩层不宜进行硐室爆破。

摘自《中国典型球探篮球比分_球探体育app下载-直播|官网与技术》