袁新華
廣東十六冶建設(shè)有限公司,廣東 廣州 510515
隨著無軌機械化設(shè)備在礦山開采中的普及應(yīng)用,斜坡道等大斷面井巷成為礦山開拓的必然選擇,但大斷面井巷工程對井巷質(zhì)量、安全也提出了更高的要求.由于光面爆破技術(shù)具有保持圍巖的穩(wěn)定、減輕對圍巖的擾動、對巖石結(jié)構(gòu)影響小,同時出渣量少、出渣安全性高,以及井巷成型平整、安全等優(yōu)點,在大斷面巷道施工中得到了廣泛地應(yīng)用.
廣東十六冶建設(shè)有限公司在承建湖南柿竹園有色金屬有限責(zé)任公司柴山3000t/d多金屬技改項目中,在斜坡道掘進工程中,采用淺眼全斷面掘進法,預(yù)留光爆層,實施光面爆破,使巷道驗收合格率達100%,并為該項目爭創(chuàng)優(yōu)良工程奠定了良好基礎(chǔ).
斜坡道主要貫穿于中等穩(wěn)固巖石,其斷面較大,除局部地段須噴錨支護外,大部分地段巷道無需支護,斷面采用三心拱形式,斷面尺寸為4.5m×4m,總工程量為1400m.全斷面共布置鉆孔52個,各技術(shù)參數(shù)如下.
(1)炮孔數(shù)目 N,N=3.3(f×S2)1/3[1].其中f為巖石堅固性系數(shù),一般為10~12,這里取f=12;S為巷道面積,其值為15.67m2.通過公式求得理論炮孔數(shù)目N=47,因光面爆破需要,實際炮孔布置數(shù)目為52個(不含空孔,下同).
(2)炸藥單耗Q.根據(jù)本項目的巖石情況及炸藥品種(2號巖石硝銨炸藥,底孔選用乳化炸藥)以及類似工程經(jīng)驗,取斜坡道掘進的炸藥單耗Q=1.35 kg/m3.
(3)掏槽孔,采用螺旋形平行空孔直線掏槽方式[2].布置中心空孔一個,掏槽孔4個,孔深為2.5 m,掏槽孔圍繞中心空孔布置,第一個起爆孔距中心空孔距離為150mm,后一起爆孔距中心空孔距離增加100mm,直至第四個掏槽孔距中心空孔距離為450mm.
(4)輔助孔,布置兩層輔助孔.孔深為2.3m,孔間距為0.7m,輔助孔在巷道斷面均勻布置,斜坡道掘進輔助孔炮孔數(shù)目為20個.
(5)底孔.底孔間距為0.6m,共布置8個底孔,孔口高于巷道地板0.1m,孔深為2.3m,孔底低于巷道地板0.1m.裝藥量介于掏槽孔和輔助孔之間,裝藥深度為孔深的0.6倍.
(6)光爆孔.在巷道頂板及兩幫布置光爆孔,最后以導(dǎo)爆索起爆網(wǎng)路.光爆孔孔深為2.3m,孔徑為42mm,內(nèi)裝直徑為21mm的小藥卷,光爆孔共布置19個.光面爆破主要參數(shù)設(shè)計如下:炮孔間距E=12·d孔=504mm,取E=0.5m[1];光爆層厚度W光=12·d孔=504mm,取W光=0.5m;炮孔密集系數(shù)m=E/W光=1.0,裝藥不耦合系數(shù)為d孔/d炸=42/21=2,線裝藥密度q=0.18kg/m.圖1為斜坡道斷面鉆孔布置圖.
圖1 斜坡道斷面鉆孔布置圖Fig.1 Section drilling layout plan of ramp
在項目施工過程中,各道工序要嚴把質(zhì)量關(guān),需對斜坡道光面爆破施工工序中的測量放孔、鉆機平臺架設(shè)、鉆孔對位、鑿巖裝藥及連線起爆等施工工序進行質(zhì)量控制.
(1)測量放孔:用全站儀和鋼卷尺將設(shè)計各鉆孔精確地標示在斜坡道斷面上,鉆孔的準確定位是保證巷道中線和巷道設(shè)計輪廓的重要保證.
(2)鉆機平臺架設(shè):由于斜坡道斷面較大,須架設(shè)鉆機平臺,鉆機平臺的高度要滿足周邊光爆孔的鉆孔要求.
(3)鉆孔對位:鉆孔對位需按對位準、方向正、角度精的要求,保證鉆孔精度,嚴格按測量標示的孔位鉆孔,以保證對位準確.炮孔需嚴格垂直于巷道斷面并保證相鄰炮孔相互平行,以保證炮孔方向正確.嚴格按設(shè)計角度鉆孔,以保證巷道的設(shè)計輪廓[3].
(4)鑿巖:選派經(jīng)驗豐富、熟悉鉆機設(shè)備性能及構(gòu)造的風(fēng)鉆工,施工中嚴格執(zhí)行軟巖慢打、硬巖快打的操作規(guī)程,以保證鉆孔質(zhì)量.
(5)裝藥連線起爆:采用直徑21mm小藥卷的不耦合連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu),每孔內(nèi)插入一根導(dǎo)爆索,實行周邊光爆孔齊發(fā)起爆,光爆孔在主炮孔起爆后最后起爆.
項目開工以來,始終堅持質(zhì)量第一、安全第一的指導(dǎo)方針,以爭創(chuàng)優(yōu)良工程為目標,狠抓工程質(zhì)量管理,注意對已完工工程的質(zhì)量評價和總結(jié).2012年5月,對已完工的斜坡道的質(zhì)量進行抽查,對項目的質(zhì)量控制和生產(chǎn)進行了認真的評價.
設(shè)計要求光面爆破后斜坡道寬度的最小值為4450mm,最大值為4650mm,高度的最小值為為3950mm,最大值為4150mm.共抽查及采集巷道寬度數(shù)據(jù)為50個,高度數(shù)據(jù)為25個,同時對所采集的數(shù)據(jù)進行分組整理,結(jié)果列于表1和表2.
表1 斜坡道寬度數(shù)據(jù)Table 1 Width data of ramp
表2 斜坡道高度數(shù)據(jù)Table 2 Height data of ramp
通過表1和表2分別繪制出斜坡道寬度和高度的直方圖(圖2和圖3).從圖2和圖3可見,該斜坡道工程經(jīng)光面爆破后,無論斜坡道寬度還是高度的數(shù)據(jù)均成理想的正態(tài)分布且數(shù)據(jù)穩(wěn)定.這表明,光面爆破質(zhì)量控制水平較高,技術(shù)設(shè)計及施工質(zhì)量能滿足要求.
圖2 斜坡道寬度直方圖Fig.2 The width histogram of ramp
圖3 斜坡道高度直方圖Fig.3 The height histogram of ramp
廣東十六冶建設(shè)有限公司,在承建柿竹園柴山3000t/d多金屬技改項目斜坡道掘進工程中,通過對光面爆破設(shè)計優(yōu)化,合理選擇技術(shù)參數(shù)及加強質(zhì)量控制,在鉆孔爆破過程中選擇技術(shù)嫻熟的作業(yè)隊伍,精心施工,使該工程質(zhì)量滿足了設(shè)計要求.
[1]汪旭光.爆破設(shè)計與施工[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2011.
[2]謝先啟.精細爆破[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,2010.
[3]于亞倫.工程爆破理論與技術(shù)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2004.