深孔爆破一次成井

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          典範實例

          深孔爆破一次成井

          文字:[大][中][小] 2011-7-4  閱讀次數:2931

            完成時光:2001年11月

            工程所在:台灣某地下工程

            完成單元:中國人民束縛軍61975軍隊

            項目掌管人及加入人員:燕鳴、龔銀廉、黃堅、杜長江

            撰稿人:燕鳴

            1   工程概略

            2001年4月,某地下工程有一條已開挖支護終了的程度巷道,須用立井與地表連通。立井橫斷面爲圓形,直徑4.20m,深31.00m,總開挖量429.27m3。從已開挖的程度巷道和地表岩石剖斷,全部立井都處在砂岩中。岩體層理裂隙發育,風化破裂嚴重,普氏系數f=6~8,其開挖難度異常大。

            2   計劃選擇

            對該立井,豈論是采取從上往下分層鑽爆的下行施工,照樣從下往上分層鑽爆的下行施工,都因為工序復雜、井內子任務業量大、施工情況卑劣,平安難以保證而沒法知足施工請求。若采取由VCR采礦法,全斷面、全井深一次鑽孔,將井分段裝藥,用多段雷管延期撤退退卻爆破法停止施工,其藥包安排與朋分填塞段長請求異常嚴厲,起爆網路非常龐雜,技術難度大,施工隊難以操作。後起爆的藥包,不免湧現因受擠壓損壞而產生的拒爆景象,使得一次爆破成井很弗成靠。爆後處置瞎炮,其難度和風險性很大。

            依據巷道已開挖並支護終了的優勝前提,爲確保平安,施工順遂停止,選定對峙井停止全斷面、全井深一次鑽孔裝藥,采取毫秒雷管起爆,先起爆預裂周邊,後起爆掏槽孔,最初起爆破裂孔,次序將井內岩體破裂,再向井內大批灌水後,破裂的爆渣在自重和水的沖壓下主動著落成井。最初鄙人巷道內用機械清渣。

            3   炮孔設計

            3.1 炮孔立體安排

            炮孔立體安排見圖1。

            3.2 炮孔許可偏斜率

            因全井深一次鑽孔,炮孔長,所以鑽孔時每壹個炮孔的偏斜率須掌握在2%之內。

            3.3 預裂孔

            立井周邊的預裂孔,用其裂成的裂縫衰減其他炮孔起爆時傳來的爆能,並進步開挖質量,使爆渣主動著落。取預裂孔孔距口=60~100mm。

            該計劃共安排22個孔,孔直徑70mm,孔距60cm,孔深3100cm。各孔均安排在立井周邊的輪廓線上。

            3.4 掏槽孔與空孔

            掏槽孔(見圖1)是裝藥孔,它必需將該區岩體爆得破碎摧毀。空孔是爲掏槽孔供給爆破臨空面,以使掏槽孔全孔深持續裝藥能同時起爆。理論證實,多數掏槽孔與空孔在鑽孔時彼此相互貫串,對破碎摧毀區的構成沒有多大影響。

            掏槽孔和空孔的個數和安排:當岩石普氏系數f≤8,岩石風化破裂較重時,可按本計劃實行。當f>8時,可設置9個掏槽孔,4個空孔。

          全井裝藥齊爆後,被擠壓在井中的爆渣若過度密實,則很難使它著落。本工程采取高壓水沖渣,在爆渣自重和水壓的感化下主動著落。

            3.5 破裂孔

            破裂孔介于掏槽孔和預裂孔之間,其感化是將井內岩體全體破裂。當深井直徑小于2.60m時,可不設置破裂孔。當井直徑小于2.OOm時,破裂孔與預裂孔均不設置,僅掏槽孔便可成井。

            4   裝藥量盤算及裝藥構造

            深井一次爆破成井,一是要爆得好,並包管不出瞎炮,二是要有好的成井質量。要到達這個目標,除岩石狀態和炮孔參數外,還與火藥種類、裝藥量巨細、裝藥構造及起爆辦法有親密關系。對井周邊預裂孔的裝藥,普通宜用低猛度、低爆速、低密度及傳爆機能好的公用火藥。今朝,我國多用硝铵火藥取代,但線裝藥密度和裝藥構造必需公道。

            4.1 預裂孔

            采取全井深不耦合持續裝藥,線裝藥密度0.75kg/m,不耦合系數2.19。爲使裝藥靠得住起爆,每孔設置2枚l段毫秒導爆管雷管和一根與裝藥同長的導爆索,用以配合起爆裝藥。

            4.2 掏槽與破裂孔

            爲簡化施工工藝,便于施工操作,兩種孔全采取全井深不耦合持續裝藥,線裝藥密度同爲2.25kg/m,不耦合系數爲1.26。裝藥時,先將加工好的導爆索懸吊在炮孔內設計地位。再把直徑32mm、長200mm、重150g的二號岩石硝铵火藥藥卷,每三卷並列捆成一束,按每孔裝藥量將藥束持續裝入炮孔便可。
           
            5   炮孔填塞

            先向已堵好木塞、灌完沙子的炮孔內裝藥,再用粘土:砂=1:2,加20%水拌制的資料,將各裝藥孔孔口填塞1.OOm長便可。

            6   起爆網路和起爆次序

            將引出孔口別傳爆雷管的70根導爆管,按就近準繩,采取“一把抓”捆成5束,每束14根。在每束中設置兩個串連瞬發電雷管,再將5束導爆管中的雷管串連後接在起爆支線上,在焚燒站用起爆器起爆。

            起爆次序:預裂孔0秒起爆;掏槽孔與破裂孔均延時50ms起爆。

            7   該施工法的減振道理及辦法

            與傳統的深井分層鑽爆開挖比擬,該施工法采取全井深一次鑽孔裝藥,先將井的周邊同時預裂,再將全部井的被挖岩體同時爆碎,如許施工,段齊爆藥量是很大的。可否采用多種辦法減振,是該施工辦法成敗的癥結。

            7.1 深井全井深裝藥齊爆減振的道理

            采取多點起爆在時光和空間上到達泄能感化,加上預裂痕隔絕並削弱應力波向周圍傳遞,在高頻前提下,起到有用降振的感化。

            7.2 該施工辦法對爆破所采用的減振辦法

            (1)該施工法采取兩段雷管毫秒延時爆破成井,其爆破總連續時光短,主振頻率高,爆破振動能量較多地散布在高頻振動成份中。大批工程理論證實,空中與地下構、修建物,其自振頻率僅對與其鄰近的低頻振動能量呼應,對高頻振動能量,特別是頻差較大的高頻振動能量其實不呼應。是以,該施工辦法雖段齊爆藥量較大,但譜能狀況中低頻振動能量其實不多,這有益于掩護巷道圍岩及其支護,使其不湧現較重的損壞景象。

            (2)慣例深井爆破,周邊孔多采取持續耦合裝藥,對井壁圍岩損壞嚴重。該施工辦法采取預裂爆破,炮孔直徑70mm,藥卷直徑32mm,不耦合系數爲2.19,這可以使爆轟波初始超壓下降到2×103MPa以下,故井壁圍岩毀傷水平較小。

            (3)該施工辦法采取小孔距預裂爆破,預裂痕較寬,隔振減振後果明顯。研討材料註解,該縫寬度跨越0.5cm,可以使透射到井壁圍岩中的振動幅值下降30%~40%。

            因為采用了以上減振辦法,該計劃實行後,井底圍岩未湧現好轉景象。距井軸10.OOm內未支護的巷道,部門懸石被振落,20.OOm處的放射混凝土支護雖湧現了少量纖細裂痕,但其實不影響圍岩穩固。這註解其減振後果是明顯的。

            8   爆破結果

            此次爆破,鑽孔39個,全長1209.OOm,共用火藥1326.75kg,雷管80枚,導爆索1015.OOm,總開挖量429.27m3。均勻每1m3岩石消費火藥3.09lkg、炮孔2.82m、雷管0.19枚、導爆索2.37m。

            爆後,圍岩穩固,立井成型規整,井壁刷幫量小,、僅井口與井底小于1.50m深的段內湧現了小于45°的爆破漏鬥,形成大批超挖。

            被爆碎的岩石,因為得不到足夠的松脹空間而被臨時擠壓在井內,這對峙井在開挖中不塌方是有益的。爆後,先向井內大批灌水,再停止清渣。隨著井內爆渣的逐步著落,施工人員可在渣頂上對井停止刷幫支護。清渣終了,支護隨之終了,既平安,又便利。

            筆者曾用該辦法分離在岩石普氏系數f<6的綠泥灰岩、f=7~9的沙岩、f=10~12的磷灰岩平分別開挖過直徑1.90m、深16.80m,直徑5.50m、深26.50m,直徑2.OOm、深23.OOm等8個立井,其成井質量和圍岩穩固均異常幻想。理論證實,這類施工辦法不受地質前提、井直徑巨細及井深淺度的限制。只需鑽孔的偏斜度相符設計請求(即剖斷能將岩石爆碎),豈論井有多深,都可一次爆成。

            該辦法工序簡略,操作便利,凸起表現了優良、高速、平安、低耗的施工特色,是一次爆破成井的辦法,必定會在今後的建井工程中施展優越的感化。

            摘自《中國典範爆破工程與技術》

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