馬鳳梧
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由于石方爆破的聲音、震動、飛石等現(xiàn)象會對周圍環(huán)境甚至周邊居民的日常生活造成嚴重的困擾,而且目前環(huán)保、品質(zhì)工程等理念已經(jīng)深入人心,所以對其控制要求也越來越嚴格,尤其是在一些復(fù)雜環(huán)境下的施工,對各種污染因素的控制更加重要。相對來說,逐孔起爆爆破技術(shù)則是一種經(jīng)濟、環(huán)保、實用的爆破方法,其主要是采用地表毫秒延期雷管逐排逐孔單管聯(lián)結(jié),從而能夠?qū)崿F(xiàn)爆破區(qū)內(nèi)所有單孔依次爆破,創(chuàng)造爆孔自由面,保障安全性[1]。
逐孔起爆的總體呈現(xiàn)方式是,每個單孔之間間隔幾毫秒的爆炸。其過程如下:第一炮孔裝藥起爆完成后,除了對巖石造成一定程度的破壞,再借助其形成的裂縫以及附加自由面,通過應(yīng)力作用,為后起爆孔裝藥起爆破提供了有利條件,同時后起爆裝藥能夠形成新的附加自由面,減少了巖石夾,而第一起爆孔爆破形成的應(yīng)力場沒有消失,故在起爆破過程中疊加了應(yīng)力波,顯著提高了爆炸能量,增強了巖石的破碎效果。高精度毫秒延期導(dǎo)爆雷管缺失能夠精確控制汽包過程,但普通非電延期雷管進行逐孔起爆爆破技術(shù)卻還不是很成熟,目前處于探索階段,如果不能對爆破過程進行精確控制,就可能會出現(xiàn)多孔齊發(fā)爆破、后排先爆等現(xiàn)象,無法保障爆破過程的安全性[2]。
逐孔起爆法其實質(zhì)屬于微差爆破法中的空間微差爆破。它利用順序和微差時間間隔,逐一引爆爆破區(qū)內(nèi)的所有單孔,同時爆炸總藥量就是每個單孔的裝藥量,這樣也便于計算爆炸的用藥量。而且,裝藥量的多少直接決定了相同距離下的定點振動速度,在起爆過程中還能有效減少炸藥用量,安全環(huán)保[3]。
同一排孔和排微差兩種機理增強了爆破孔的特征,自由面的新城能夠促進爆炸應(yīng)力波的充分反射,顯著提高巖石的破碎效果,而前排孔的爆破恰好為為后排孔創(chuàng)造了多個自由面,使得這一效果更加顯著,形成張力波的同時又能夠減小壓縮應(yīng)力,避免多孔體之間推墻作用的發(fā)生,導(dǎo)致巖石脫落增加爆破的難度。相鄰的穿孔巖石之間相互碰撞,也提高的巖石的破碎程度,即形成二次破碎,故爆破過程中基本沒有大塊巖石出現(xiàn),巖石破碎效果良好[4]。
排間起爆主要采用的是復(fù)式串并聯(lián)爆破孔的方式,因為同事起爆的爆破孔數(shù)量較多,所以形成的爆破振動也比較大,而且爆破孔之間容易穿孔,爆炸用藥量大。也因為爆破過程中兩個平行的孔同時起爆,所以無法形成自由表面,爆破能量直接從巖石裂縫中穿過,并且初始能量在孔間的分布也不均勻,導(dǎo)致破碎效果較差,爆破樁的形狀也難以控制。相反,逐孔起爆采用地表單管連接起爆孔,按照時間順序逐一引爆每個單孔,可以形成大量的自由表面,將爆破能量最大限度的發(fā)揮出來,最終會有良好的破巖效果。尤其需要強調(diào)的一點是,逐孔起爆用藥量顯著低于排間起爆,在很大程度上降低了爆破震動程度,克服了排間起爆的技術(shù)缺點[5]。
逐孔起爆爆破參數(shù)設(shè)計和計算原則與普通臺階發(fā)法排間爆破參數(shù)設(shè)計基本相同,而具體的爆破參數(shù)還需要根據(jù)施工過程的不同要求來確定,比如采用中深孔爆破時,就需要選擇小孔網(wǎng)參數(shù)以及分散裝藥的方法。在實際爆破作業(yè)過程當(dāng)中,不同爆破體高度的設(shè)計是根據(jù)距離爆破區(qū)的距離,并按照炮孔深度來設(shè)計炮孔單孔裝藥量。
爆破振動安全驗算用以下公式對爆破振動速度進行計算:
式中,v-被保護建筑物允許的臨界安全爆破振動速度,cm/s;
Q-一次爆破允許的安全裝藥量,kg;
R-計算點到爆源的爆破振動安全距離,m。
α-爆破點與計算保護對象之間的地形、地質(zhì)條件相關(guān)系數(shù)和衰減指數(shù),可按下表選取。
K、α值與巖性的關(guān)系表
爆破空氣沖擊波驗算,中深孔爆破臺階爆破空氣沖擊波的安全距離:
式中:Rk-空氣沖擊波對掩體內(nèi)人員的安全距離,m;
Kk-安全系數(shù),有掩體取1.5;
Q-一次爆破的炸藥量,kg。
綜上所述,逐孔起爆技術(shù)具有良好的實際應(yīng)用性能,而且高精度的逐孔起爆技術(shù)有逐漸取代統(tǒng)的非電雷管排微查爆破技術(shù)的趨勢。石方逐孔爆破技術(shù)不僅可以有效提高巖石的破碎效率,使其破碎率保持在10%以下,而且減少的爆破振動程度以及爆炸用藥量,提高了爆破工程的安全性和環(huán)保性。故,應(yīng)當(dāng)加強對逐孔爆破技術(shù)的實際應(yīng)用,尤其是復(fù)雜的環(huán)境工程,更是必不可少。