立井冻结碎石层段爆破施工中的盲炮

立井冻结碎石层段爆破施工中的盲炮

1砾石层爆破试验淮南集团集矿是一个大型工程，年设计功率为500万吨。采用立井开拓,工业广场内布置有三个井筒:主井、副井和风井。井筒表土段采用冻结法施工,工作面温度在-12℃左右,岩石温度在-18℃左右,冻结深度560～580m,其中表土段540～560m,包括25～30m的砾石层,其位置在井筒垂深490～520m左右,砾石有大有小,较多粒径在100～300mm之间,其间含有粘土;冻结基岩段20m。冻土段采用风镐、风铲等破土。进入砾石层后,采用爆破方法施工,第一次爆破时,采用乳化炸药和毫秒电雷管爆破,采用反向闭合爆破网路。但在工作面98个炮眼中,仅有8个炮眼有爆破现象,其他炮眼均无爆破现象,即出现大量的盲炮,这种现象在其他爆破工程中从未出现过。在处理盲炮时发现所有雷管均爆炸,炸药发生拒爆。为此我们分析了盲炮产生的原因,并通过实验确定了产生盲炮的根本原因。根据产生盲炮的原因,采取了克服盲炮的措施,取得了良好的爆破效果。2爆破路径分析盲爆在工程爆破中是常见的爆破事故之一。对于电爆网路,产生盲爆的原因主要有以下几方面:其一是炸药质次或过期变质,使炸药失去雷管感度而拒爆;其二是电爆网路拒爆,如设计电流不够、起爆器容量不足、接触电阻过大、线路接地漏电、不同厂家不同批号雷管混联或漏接等。其三是装药堵塞作业造成的拒爆,如不连续装药、装药过密导致炸药感度降低、装药和堵塞时操作不当、损坏线路、水孔中将部分炸药溶解、管道效应、在操作过程中接错线路等。但本工程中出现大量的盲炮,这种情况在其他工程爆破中从未出现过。根据盲炮处理时的发现,炮孔中的电雷管全部爆炸,因此产生盲炮的原因不是由爆破网路引起的。根据生产厂家提供的材料单,该批乳化炸药的生产期不超过一个月,没有超过有效期,不可能是变质过期的炸药,该品种炸药不仅在本工程使用,在其他工程都大量使用该品种乳化炸药,均没有出现大量的盲炮现象。因此产生盲炮的原因可能是以下三个方面:一是爆破参数和爆破延迟时间不合理,先期起爆的乳化炸药爆炸时产生的动态压力,通过岩石介质传递恰好达到临近炮孔中的乳化炸药时,后期的雷管爆炸,由于动态压力使乳化炸药使乳化炸药的密度增大,超过其临界密度拒爆。如果是爆破参数和爆破延迟时间不合理导致乳化炸药拒爆,那么出现盲炮的炮孔应在已爆炮孔的周围附近的炮孔,而不应该出现大面积的盲炮。另外,根据爆破施工员的介绍,已爆的炮孔都是后装药的炮孔,出现盲爆的炮孔都是先前装药的炮孔。因此,这种因素导致拒爆的可能性很小。二是乳化炸药的抗冻性能差,一般乳化炸药具有良好的抗冻性能,在温度-30℃的情况下能稳定爆轰,如果是因低温而拒爆,则是乳化炸药的抗冻性能不合格。三是由于乳化炸药在有水的炮孔中时间过长,炮孔中的水在低温的情况下冻结,体积增大,压力升高,使乳化炸药的敏化泡破裂或使炸药密度超过其临界密度而使炸药拒爆。根据爆破施工员介绍,由于工作面采用湿式打眼,工作面的温度较低,一般在-12℃左右,岩石温度在-18℃左右。为了防止炮孔中的水结冰,影响炮孔装药,炮眼钻到底后,立即装入乳化炸药。由于砾石层中含有粘土,钻眼难度大,钻眼工作长达6～8h,最先装入炮孔中的乳化炸药在有水的炮孔中长达6～8h。因此,炮孔中的水结冰,体积增大。由于炮孔上部堵有600～800mm的炮泥,体积膨胀受到约束,导致炮孔压力提高,乳化炸药受到挤压后密度增大。当密度超过其临界密度而炸药拒爆。3乳化空间下的爆爆试验为了找出乳化炸药拒爆的真正原因,对乳化炸药进行了低温爆炸试验。采用三种试验方法:①将不同量的乳化炸药直接放入-32℃的盐水中,浸泡6h,取出装入盛有-32℃盐水的保温瓶中,以保证乳化炸药爆炸时的温度不变。②将500g的乳化炸药装入直径为80mm的塑料管,塑料管下端密封,上口敞开,并装入清水,将装有乳化炸药装和清水的塑料管放入-32℃的盐水中,浸泡6h。③将乳化炸药装入直径为60mm的钢管中,装入清水,两端封闭,放入-32℃的盐水中,浸泡6h。通过多次试验,前两种条件的乳化炸药,在-32℃的温度全部完全爆炸,而在钢管中的乳化炸药拒爆。根据试验结果,可以得到以下两点结论:①乳化炸药具有良好的抗冻性能,在温度-32℃的条件下能稳定爆轰;②在本工程中导致乳化炸药拒爆的原因是炮孔中的水结冰体积增大,而装药顶部又被炮泥堵实,压力升高,使乳化炸药的敏化泡破裂或使炸药密度超过其临界密度而拒爆。4塑料套管顶部不兽药根据试验结果和分析,采用上下封堵的塑料套管,将炸药装入塑料套管内,然后封堵塑料套管的底部和顶部,并在塑料套管的顶部内留有一定长度不装药,如图1所示。这样可以使炸药与水隔开,由于塑料套管有一定的强度,即使炮孔中的水结冰,体积增大,压力很高,使塑料套管产生变形,但由于塑料管内有一定的空间,也不会使塑料管内的炸药压力升高,密度增大,保证乳化炸药在正常压力下完全爆炸。5冻结法钻爆技术本文以风井井筒为例介绍井筒冻结砾石段掘进爆破参数设计。风井井筒掘进直径为11.8m,穿过砾石层厚度28.6m。在冻结法钻爆施工,除了保证有较好的爆破效果外,还必须保证冻结壁和冻结管的安全。为此采用减弱、低抛掘进爆破技术。即爆破工作面炮眼严格控制装药量,采用半秒延期电管雷管起爆,周边眼采用光面爆破技术。根据现场实际情况,通过理论优化并经试爆调整后的爆破参数见表1。6冻结管无偏距严格遵守《井巷工程施工验收规范》中的有关规定,严格控制炮孔深度、单孔装药量、周边眼与井帮和冻结管的距离。要了解冻结管的偏离情况,并根据冻结管的偏离距离,及时修正周边眼与井壁的距离,确保冻结管的安全。为了防止爆破炸裂冻结管,低温盐水往外泄漏,使冻结壁解冻,出现淹井事故,爆破前半小时通知冻结站关闭所有盐水管路。爆破后应检查冻结站的盐水循环情况和冻结壁的情况。一旦发现盐水管路有破坏的情况,应立即关闭破裂冻结管的盐水进出