浅谈土石方爆破工程施工精细化技术管理

发表时间:2021/6/7   来源:《基层建设》2021年第4期   作者:景宏伟
[导读] 摘要:通过精细化技术管理,针对岩性和施工需要,改善爆破方案,优化爆区面积、起爆网络、炮孔孔排距等爆破参数,加强施工过程的组织措施,以及钻孔作业和爆破的现场管理措施,从而降低矿山爆破的大块率,降低二次破碎成本,改善矿山爆破效果。
        中国核电工程有限公司  福建省漳州市  363300
        摘要:通过精细化技术管理,针对岩性和施工需要,改善爆破方案,优化爆区面积、起爆网络、炮孔孔排距等爆破参数,加强施工过程的组织措施,以及钻孔作业和爆破的现场管理措施,从而降低矿山爆破的大块率,降低二次破碎成本,改善矿山爆破效果。
        关键词:土石方爆破工程;施工;精细化;技术管理
        1研究背景与目的
        矿山爆破大块多、岩石级配不合理等爆破效果不理想的现象,极大地影响矿山的正常生产施工,增加企业的施工成本。矿山爆破行业与其它生产性企业相比有较大的特殊性,其施工环境复杂、爆破实施的一次性和危险性,使其较难实现标准化,其它行业的经验很难直接运用到矿山爆破生产与管理之中。因此,本文研究的主要内容是在矿山爆破活动中如何从技术层面实现精细化管理,改善爆破施工效果、降低大块率,使精细化管理更好地为矿山爆破服务。
        2矿山爆破精细化技术参数选择
        2.1爆破方案的选择
        永定区国产实业石灰石矿山开采台阶设计高度为15m,年产石灰石300万t,挖掘机主要为200型和400型,挖斗容量为2m3和4m3。选择深孔台阶爆破作业,孔深17m,孔径为90mm,采用不耦合间隔装药,数码电子雷管,基本上满足生产需要。
        2.2爆破技术参数的优化
        2.2.1底盘抵抗线W的确定
        根据矿山生产经验,石灰石露天矿山深孔爆破的底盘抵抗线一般为孔径的35~45倍,即:W=(35~45)×90/1000=3.15~4.05m,根据以往爆破经验W取4m。
        2.2.2炮孔参数
        爆炸高压气体和应力波联合作用使岩石破碎。当孔间距过小时,高压气体和应力波能量远大于岩石抗压和抗拉力,石头过于破碎,光面效果好;当孔间距过大时,炸药爆炸能量不足以使岩石破碎,大块较大。据经验公式,孔距a=(0.7~1.4)W=2.8~5.6m,取a=5.0m。排距b=3.0m。炮孔参数可以根据岩石的性质和装药量适当调整。在降低成本的同时,爆破效果需要满足施工要求。
        2.2.3超深的选取
        本爆破施工项目台阶设计高度为15m,根据爆破经验和资料提供的数据炮孔超深取2m,也可根据实际爆破效果适当调整。超深选取既要满足根底爆破需求,又要适当降低爆破成本。
        2.2.4填塞长度
        露天深孔台阶爆破中,炮孔堵塞既是防止爆炸气体泄漏而造成能量损失,又是防止冲孔飞石过远造成安全事故。若堵塞长度过大,会因炸药爆炸能量对炮孔上部岩石的爆破作用不够,容易产生大块或出现边坡危石;若填塞长度过小,且易出现冲孔现象。根据最小抵抗线原理和实际岩石性质,炮孔的填塞长度取(0.9~1.1)W,即3.6~4.4m。
        2.2.5单孔装药量
        此矿山单孔装药量,前排炮孔按Q=qabH计算,因前排碎石的夹制力作用,后排炮孔按Q=1.1qabH计算。
        3爆破事故分析与事故防范
        3.1事故发生原因分析
        (1)安全意识不强。管理人员思想麻痹,对安全工作不重视,对爆破人员的安全教育不到位,操作人员安全防范意识淡薄;违章指挥、违章操作。(2)制度不健全。安全生产组织机构不健全,导致在爆破施工中安全生产措施落实不到位。(3)设计参数不合理。设计的爆破参数存在缺陷;爆破材料质量不合格。(4)现场执行不到位。未严格按照要求执行爆破施工设计方案和爆破作业规程,执行安全生产规章制度不严。(5)安全投入不足。安全设施不全,安全防护、安全标志、安全保卫、安全警戒、劳保用品、应急救援等方面的经费没有保障。
        3.2事故防范措施
        (1)控制好关键施工对象。爆破施工的对象是爆破作业的岩体,当然也包括爆破器材(重大危险源),要实行全员、全过程、全方位安全生产管理。(2)控制好关键施工工序。爆破施工中的布孔、钻孔、装药、连网、网络检测、覆盖、警示、警戒和安全检查等工序,也是安全管理的重点。落实好爆破设计和爆破规程,严格执行人员管理制度、施工安全制度,特别是岗位责任制、安全生产责任制、爆破设计和爆破规程。(3)坚持管理标准化作业。爆破施工前的准备、施工过程的安全技术管理等都要执行标准化的“上标准岗、干标准活、交标准班”。要求做到爆破施工地点、爆破施工对象、爆破施工标准、爆破工作要求、爆破安全措施“五明确”,确保爆破质量标准化工作上台阶、上水平、上档次。(4)强化现场安全管理。爆破作业现场是爆破施工安全管理的重点。加强现场安全管理,要落实“三个有关”,即有关安全施工的制度和措施要针对现场;有关安全工作的检查和考核要突出现场人员;有关安全管理人员的主要精力要放在现场等。管理人员要经常深入现场检查作业安全生产条件,排查事故隐患,狠抓“三违”,把事故遏制在萌芽状态。
        4施工作业的精细化管理措施
        4.1加强钻孔的施工管理
        炮孔的质量和机械设备的种类、孔深、孔位选取、炮孔的角度等因素有关,钻孔实际操作也是影响炮孔质量的重要因素之一。施工中出现的炮孔的质量不符合设计要求或者有偏差,可以通过提高作业人员技术水平,落实施工管理解决。按照设计要求和规范要求落实标准化作业,加强安全技术培训,提高钻孔人员的操作技能,提高作业水平。加强施工管理,钻孔的质量和收入挂钩,同时作为年终奖金的考核标准,提高作业人员积极性。
        4.2加强爆破施工的现场管理
        国产实业石灰石矿山深孔爆破一次爆破药量控制在3120kg以内,采用数码电子雷管逐孔起爆,装药前作充分的准备工作。根据设计和爆破规程要求,装药前逐一检查验收炮孔,对不符合设计要求的炮孔及时上报并处理,炮孔参数发生改变时,及时调整装药量。装药人员由责任心强、服从指挥、技术熟练并取得爆破作业许可证的爆破员组成,爆破工程技术人员负责现场装药技术指导,炮孔有溶洞、裂缝、断层、或因装药操作问题出现药包卡孔、脱节现象及时处理,对于已经造成卡孔或堵孔无法处理时,要视其情况及时调整周围炮孔的延期时间、起爆顺序和装药量,最大限度使爆破效果满足施工需要。
        5应用效果分析
        国产实业石灰石矿山落实精细化爆破技术管理措施后,将爆破产生的地震波、冲击波、飞石、有毒有害气体等不利安全因素控制在允许范围内。爆破后的大块率大幅度降低,爆破断面成型完整,浮石较少,爆堆形状大为改观,挖掘机的作业环境条件明显改善,降低安全风险,块度满足破碎机械破碎需要,减少炮头二次破碎的次数和数量。表1和图1为精细化控制爆破前后一些主要指标参数对比及现场效果图,从表1和图1中可以看到爆后岩石大块率明显降低,爆堆形状良好,岩石级配合理,甚至不需要挖掘机开挖,直接用装载机装载运输。
        表1优化前后主要指标对比
       
       
        图1矿山爆破爆后岩石级配图
        结束语
        时至今日,在矿山爆破活动中仍然存在爆破效果差、安全风险大等阻碍矿山爆破行业发展的制约因素。因此将精细化技术管理引入矿山爆破项目管理中,对改善爆破效果、降低施工成本、降低安全风险十分必要。该文选择永定区国产实业石灰石矿山爆破活动作为精细化管理的实证,重点分析在爆破活动中如何落实技术管理精细化,从而降低矿山爆破的大块率,降低二次破碎成本,改善矿山爆破效果。
        参考文献:
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        [2]钟海东.高速公路路基土石方开挖中的爆破施工技术[J].黑龙江交通科技,2020,43(04):61-62.
        [3]高斌.片区化多管沟深基坑土石方开挖爆破控制技术[J].工程建设与设计,2019(19):50-52.
        [4]赵军宇.分析土石方爆破的环境影响与保护途径[J].建材与装饰,2019(23):146-147.
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