多排毫秒延时挤压深孔爆破施工工艺

多排毫秒延时挤压深孔爆破施工工艺1前言目前国家为了保证经济平稳健康发展，持续予以政策倾斜，不断加大在基础设施领域的投资力度，矿山、公路、铁路、市政、电力、水利、港口等基础设施建设如火如荼。在这一背景下，露天爆破作为一种在基础设施建设中得到广泛应用的施工技术，在作业规模不断增长的同时，作业环境也日趋复杂和多样，这就对露天爆破技术尤其是深孔爆破技术提出了更高的要求。项目在深孔台阶爆破的基础上，融合了现场混装炸药、高精度导爆管雷管、塑料四通、专用起爆具等新工艺、材料、设备，形成了《多排毫秒延时挤压深孔爆破施工工艺》。2工艺特点2.0.1利用高精度延时起爆与爆破挤压原理，充分发挥炸药爆炸能量和岩体相互碰撞作用，岩石破碎效果好，块度均匀，大块率低，爆破有害效应得到有效控制。2.0.2通过塑料四通等传爆元件的运用，使起爆网路设计更加灵活，减少了地表雷管，提高了传爆可靠性。2.0.3应用现场混装炸药技术，装药量精确，消除了成品炸药配送、储存过程中的安全隐患，降低了炸药成本，经济效益显著。2.0.4充分发挥机械化施工的优势，作业效率高，劳动强度低，施工进度快。3适用范围该项工艺适用于各种岩质条件下的露天石方爆破、矿山剥离开采、沟槽基坑、路堑中的深孔（孔深大于5m）爆破等工程；对个别参数进行调整后，也可用于城镇浅孔爆破和复杂环境深孔爆破、水下炸礁及淤泥清除等工程。4工艺原理多排毫秒延时挤压深孔爆破施工工艺，其主要工艺方法是使用高风压潜孔钻机高效成孔，应用现场混装炸药技术，利用高精度导爆管毫秒延时雷管和塑料导爆管，构成多排孔外延时或孔内外延时相结合的爆破网路，排间孔采用塑料四通将导爆管相连。采取以上方法，实现了对岩体的充分破碎，并有效控制了爆破有害效应，技术原理可归纳为以下四点：第一是增加了自由面。前排孔起爆后，为后排孔创造了一个新的自由面，同时也在岩石中造成了一定的破坏，产生裂隙，在其他条件相同时，能降低炸药单耗，提高爆破效果。第二是应力波迭加。由于先爆炸的药包在岩体内激起的压缩波从自由面反射形成拉伸波后，使应力波互相迭加，可增大岩石内的拉应力，增强对岩体的破碎作用，改善爆破效果。第三是岩石的二次破碎。先后起爆破碎下来的岩块在运动过程中发生碰撞，借助其动能再度引起破碎。同时由于碰撞能量消耗，岩块运动的速度、抛掷的距离也得以减弱，这样就使得爆破下来的岩块均匀，大块率低，且抛掷的距离近，岩块集中。第四是地震波相互干扰。相邻药包爆炸所形成的地震波可以相互抵消或减弱，因而减轻了有害的地震效应。5工艺流程及操作要点5.1工艺流程多排毫秒延时挤压深孔爆破的工艺流程，如图5.1。图5.1多排毫秒延时挤压深孔爆破工艺流程图5.2平整工作面平整工作面采用手风钻或其它小型钻机凿眼，浅孔爆破，机械整平。台阶宽度应满足钻机安全作业、移动自如的要求。5.3孔位放线根据爆破设计的要求，用全站仪或GPS-RTK测量仪器进行测量放线，放出场区钻孔孔位。从自由面开始布孔，为确保钻机安全作业，边孔与台阶边缘要保留一定距离，炮孔要避免布置在松动、节理发育或岩性变化大的岩面上。如遇到这些情况时，可以调整孔位。调整孔位时要注意抵抗线、排距和孔距之间的相互关系并做好孔位记录。5.4钻孔钻孔要严格按照设计参数和技术交底的要求，掌握“孔深、方向和角度”三大因素。视施工面情况从台阶边缘开始，先钻边、角孔，后钻中部孔。如在钻孔工作面有1~2m被震松的岩层时，在钻孔过程中要灌入泥浆，慢慢转动钻杆，把泥浆压入孔壁的裂缝中，确保能成孔。钻机移位时，要保护成孔和孔位标记。钻孔结束后应及时将岩粉吹除干净，并用装有岩粉的编织袋将孔口封盖好，防止杂物掉入，保证炮孔设计深度，并作好记录。5.5验孔炮孔检查验收是指检查孔深和孔壁，采用三级检查负责制，即打完孔后个人检查、班组长抽查及专职检查人员验收。孔深检查的方法最简单的是用软绳（或测绳）系上重锤（球）来测量炮孔深度。孔壁检查用长炮棍插入孔内检查堵塞与否，孔位是否在特殊地质的岩层上。检查测量时一定要做好记录。5.6装药条件允许时，可采用现场混装炸药车装药，无相关设备时，也可采用人工装药。混装炸药由多孔粒状硝酸铵加入适量的柴油经均匀搅拌加工而成。工作前，先在地面站为混装车中装入柴油和多孔粒状硝酸铵，然后装药车驶到作业现场，启动取力器，将输料螺旋对准炮孔，在操作平台的计数器上输入炮孔的装药量，按下启动电钮，多孔粒状硝酸铵经箱底螺旋送到斜螺旋，再由斜螺旋提到侧螺旋搅拌器内，这时柴油泵也按比例将柴油泵入侧螺旋搅拌器内进行混合，混合均匀的炸药再由侧螺旋输送到炮孔内。装药过程中应做到以下几点：1.爆区装药核对无误，应在装药开始前先核对孔深，再核对每孔炸药品种、数量；然后清理孔口附近的浮渣、石块，做好装药准备，再核对毫秒延时雷管段别。2.严格按设计要求控制每孔的装药量及装药结构，并在装药过程中检查装药高度。3.装药时每个药柱一定要装到设计位置，严防药柱在孔中卡住，装药过程中如发现堵塞时应停止装药并及时处理，在未装入雷管或起爆药包以前，可用木制长杆处理，严禁用钻具处理装药堵塞的炮孔。4.在装药过程中，不应拔出或硬拉起药包中导爆管，安装和联接起爆体必须由爆破员进行。5.当炮孔中有水时，应将孔内积水用高压风吹干净并应选用乳化防水炸药。6.装药作业应进行检查验收，未经检查验收不得进行堵塞作业。做好装药的原始记录，包括装药的基本情况、出现的问题及处理措施。5.7炮孔填塞多排毫秒延时挤压爆破必须保证填塞质量，以免造成爆炸气体往上逸出而影响爆破效果和产生飞石。填塞材料首先选用钻孔时吹出的石屑粉末，其次选用细砂土或粘土，填塞材料中不得夹有石块。不应捣固直接接触药包的填塞材料或用填塞材料冲击起爆药包。填塞要密实，防止填塞材料的悬空。同时要注意保护孔内的塑料导爆管，填塞时不得将导爆管拉得过紧，防止被砸断、破损。填塞长度应达到设计要求，不得私自增加药量或改变填塞长度，如需调整，需经现场爆破技术人员同意并做好记录。填塞长度及填塞密实度由专人负责检查。并做好填塞记录。5.8网路联接网路的联接应在无关人员撤离爆区以后进行。联接应由富有经验的爆破工操作，爆破工程技术人员在旁边监督指导。联接前应对导爆管进行外观检查，然后按爆破网路设计要求，将塑料导爆管、塑料四通管等传爆元件和非电毫秒延期雷管捆扎联接。联接时，按爆破网路设计要求，应优先用塑料四通管等接头元件联接爆破网路，其次也可将导爆管和非电传爆雷管捆扎联接，要求每个结头必须联接牢固，传爆雷管外侧导爆管必须排列整齐，导爆管末梢的余留长度应不小于15cm。敷设导爆管网路时，不得将导爆管拉细、拉长、对折或打结，导爆管在孔内不得有接头。传爆雷管聚能穴严禁对准被引爆的塑料导爆管。应做好网路联接记录。网路联接后要有专人警戒，禁止非爆破员进入爆破区段，爆破人员再检查一遍后，确认无误且具备起爆条件后，再联接上起爆雷管。5.9爆破警戒和信号爆破器材运到工作面时就应设置警戒，警戒人员封锁爆区，检查进出施工现场人员的标志和随身携带的物品。在装药、填塞、网路联接，并经仔细检查确认无误后，所有人员和设备都应撤离工作现场至安全地点，并将警戒范围扩大到设计规定的范围。各警戒点及起爆站通过无线对讲机向指挥台汇报情况，指挥台将按照安民告示规定的信号发布预告，准备起爆及解除警戒信号，相关人员应做好各自的安全警戒记录。在起爆前后指挥台将按照规定的信号发布预警、起爆及解除警戒信号，相关人员应做好各自的安全警戒记录。信号可分声响信号和视觉信号两种，声响信号可使用发令枪发出各色信号弹，或拉警笛、警报器；视觉信号一般采用打信号旗的方式。各类信号均应使爆破警戒区域及附近人员能清楚地听到或看到。第一次信号，称预警信号。它在施爆前一切准备工作已完成后发出。该信号发出后爆破警戒范围内开始清场工作。第二次信号，称起爆信号。起爆信号应在确认人员、设备等全部撤离爆破警戒区，所有警戒人员到位，具备安全起爆条件时发出。起爆信号发出后，准许负责起爆的人员起爆。第三次信号，称解除信号。安全等待时间过后，检查人员进入爆破警戒范围检查、确认安全后，方可发出解除爆破警戒信号。在此之前，岗哨不得撤离，不允许非检查人员进入爆破危险区范围。爆破警戒范围按《爆破安全规程》和设计要求决定。在爆破警戒范围边界线上，要设置足够数量的安全警戒哨，使所有通道处于监视之下，防止人员、机械误入危险区。5.10击发起爆起爆采用高能脉冲起爆器起爆法。此法起爆，既可以直接起爆导爆管雷管，也可以起爆电雷管，时间容易控制，操作简单，成本低。高能起爆器由最后撤离的爆破工程师保管，起爆站由专人负责执勤，无关人员不得靠近。接到爆破负责人的起爆信号指令后才可击发爆。5.11爆后安全检查起爆后，爆破员在规定的等候时间后，方可进入爆破场地进行检查，当发现危石、盲炮现象时，要及时上报爆破工程师，并在爆破工程师的指导下进行盲炮的处理。在上述情况未处理之前，应在现场设危险警戒标志，并设专人警戒。只有经反复检查，确信安全以后，方可解除警戒，记录好爆破后安全检查的情况记录。5.12记录、总结每次爆破结束后，爆破员应填写爆破记录，每隔一段时间或一个爆破工程结束后，爆破技术人员应及时进行爆破总结。爆破总结内容应包括：工程概况、施工过程、爆破效果、各种有害效应的危害程度及保护物的安全状况；分析爆破参数设计合理与否，查找施工中的不安全因素和隐患，提出防范措施及改善工艺的措施；如实记录出现的爆破安全事故、处理方法及处理结果，总结经验和教训，指导下一步施工。5.13劳动组织钻爆作业由钻孔和爆破两个作业组组成。钻孔作业组每台潜孔钻机配钻工2人、空压机工1人；爆破作业组的人员配置由爆破方量和施工强度等因素决定，但根据各地公安机关的要求，一般不能少于4人，含2名爆破员；1名爆破工程技术人员。另外，还应配备安全员、电工、机修工、测量工等专业人员。6材料设备6.1塑料导爆管非电毫秒起爆系统塑料导爆管的爆轰速度为1950±50m/s，管的内壁药量16±2mg/m，在常温下的抗拉力不低于100N，对于抗电、抗火、抗冲击、抗水等其他性能均应符合质量要求。1~20段非电导爆管毫秒雷管延期时间，见下表6.1.2。雷管的表面不允许有浮药、锈蚀、裂纹，塑料塞与导爆管组装不允许松动或脱出。导爆管未端应封闭，导爆管管壁不允许有破洞。网路连接用塑料联通管、塑料套管等接头元件；用雷管连接时应宜用电工胶布绑扎牢靠，材料均应符合质量要求，以确保起爆系统的性能可靠，排间孔采用塑料四通将导爆管连接。6.2炸药一般以2#岩石硝铵炸药，乳化炸药和铵油炸药为主，其性能见表6.2。对于大型土石方项目或者矿山工程，可采用混装炸药。6.3机具设备露天石方开挖爆破工程采用高风压新型快速潜孔钻机。现一般可选用日本谷河PCR-200-DH型钻机，配美国寿力DPQ-825RH-CUM型空压机或选用瑞典阿特拉斯-科普柯ROC系列钻机，配XAS系列空压机或阿特拉斯ROCL6(25)全液压潜孔钻机（钻孔直径90-165mm）等其他现代先进的钻孔设备，钻孔直径以φ80mm~φ140mm为宜。另外根据爆破设计要求，配备相应的推土机、液压炮和手风钻等常规施工设备。7质量控制7.1爆破器材炸药工程爆破用乳化炸药的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等均应执行《乳化炸药》（GB18095—2000）的有关规定。铵油炸药的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存等均应执行《多孔粒状铵油炸药》（GB17583—1998）及《改性铵油炸药》（WJ9062—2010）的有关规定。膨化硝铵炸药的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存等均应执行《膨化硝铵炸药》（WJ9026—2004）的有关规定。起爆系统塑料导爆管外观、外径、爆速、起爆感度、抗拉性能、传爆可靠性、抗震等性能均应满足《塑料导爆管》（WJ/T2019—2004）的要求。毫秒导爆管雷管的外观、抗震、起爆、抗水、抗拉、抗油性能、延期时间等均应满足《导爆管雷管》（GB19417—2003）的要求。7.2施工质量控制质量控制标准应符合《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300—2013）和《爆破安全规程》（GB6722—2014）中的有关规定，还应符合设计文件的要求。在正常施工情况下，钻孔的开口误差不得大于该炮孔的直径，钻角偏差2.5cm/m，深度误差不得大于20cm。对于钻孔造成的误差，在装药时要根据实际情况，调整装药结构和单孔装药量。钻孔超深时，在装药前可回填至设计孔深。敷设导爆管网路时，不得将导爆管拉细、对折或打结，孔内不得有接头。孔外延时非电毫秒雷管之间应留有足够的间距，用于同一工作面的导爆管、雷管必须是同厂、同批号产品。必须严格掌握炮孔深度、底部药量、装药结构、堵塞长度等参数。8安全措施施工现场应执行《建设工程安全生产管理条例》（2003年11月24日国务院令第393号）、《建筑施工安全技术统一规范》（GB50870—2013）、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33—2012）、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59—2011）等一般性安全规定。各类火药、炸药及其制品和雷管、导火索、导爆管等点火、起爆器材以及硝酸铵的购买、运输、储存、爆破作业均应严格遵照国家颁布的《爆破安全规程》（GB6722—2014）、《民用爆炸物品安全管理条例》（2006年5月10日国务院令第466号）、《城市区域环境振动标准》（GB10070—88）、《爆破作业项目管理要求》（GA991—2012）等的有关规定执行，并遵守当地公安部门和安全评估书中的安全防护要求，确保爆破安全。现场混装炸药生产过程中的危险性物料爆炸品认可和分项管理、设备与设施、装车、运输、混装（含作业现场）、储存、试验与销毁、人员、应急处理等方面的安全管理均应执行《现场混装炸药生产安全管理规程》（WJ9072—2012）的有关规定。爆破施工单位必须建立健全安全管理体系，成立由项目经理为组长的安全生产领导小组，切实履行安全管理与监督职能。爆破作业人员的资格管理和日常管理，如分类、分级、资格条件、岗位设置和职责要求等，均应执行《爆破作业人员资格条件和管理要求》（GA53—2015）的有关规定。发现盲炮及其他险情时，检查人