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露天深孔爆破防水處理措施探討

2014-12-16 責任編輯:崔瑋娜

 
 

張生新

(阿勒泰震安工程爆破公司,新疆阿勒泰,836500

摘要:露天深孔爆破的防水技術、處理措施、步驟、方法,在水孔爆破施工過程中具有重要的現實指導意義。

關鍵詞:深孔爆破;處理;防水技術

1引言

水孔一直是露天深孔爆破、井巷掘進中經常遇到的一個問題。因孔內都有積水存在,影響了爆破作業的安全和生產效率,所以能否及時處理和解決好水孔問題,對于提高爆破效率、質量、安全高效的施工有著至關重要的意義。

2010年,在礦山施工中使用膨化硝銨炸藥658t,乳化炸藥45t,導爆管雷管3.2萬枚,采礦120噸,剝離130萬立方米,修筑礦山道路5km,炸藥單耗控制在0.35kg/m3以下,圍巖凝灰巖f=10,為磁鐵礦。最多日使用炸藥量13t,水孔占到60%以上,積水多在0.2~1.5m。經過長期爆破實踐探索出一些較好的防水處理方法,在沒有乳化炸藥的情況下,仍然實現了安全生產,按時完成了生產施工任務,取得了良好的效果。

礦區在崇山峻嶺之中,山高水險,海拔平均在3000m以上,終年積雪,作業環境十分惡劣,常言道:山有多高、水有多深,這些裂隙水在整個山體爆破過程中都會出現,有時孔孔見水。目前,國內深孔爆破的裝藥方法仍以人工為主,在炮孔內有水的情況下,乳化炸藥又供不應求時,使用膨化硝銨炸藥(散藥)裝藥,遇水易致失效,因此解決水孔裝藥是深孔爆破的一個緊追問題。

2.炮孔內積水來源

深孔臺階爆破中炮孔內的積水來源主要有:地下水或巖體內的裂隙水;地表滲入水,如雨水、積雪融水順孔口或裂隙流入孔內;濕式鑿巖時殘留在孔內的捕塵用水。

3一般水孔排水方法

  在水孔的處理操作上,一些礦山通常采用以下幾種方法,大致分為:

  (1)采用高壓風管將孔內的水吹出。

  (2)采用防水藥袋密封藥卷與水隔離。

  (3)采用抗水炸藥如62%硝酸甘油或乳化炸藥等。

前兩種方法在實際應用中有一定難度,高壓管吹孔操作存在安全問題,吹風后仍有大量積水附于孔壁上,停風后下流孔底,如果是裂隙水則無法吹凈。采用密封袋在裝藥時易被孔壁磨破裂而漏水,用防水涂料又較麻煩。選用抗水炸藥雖較合理,常因供應不到位,成本也較高。因此,探求一種簡單易行的水孔處裝藥辦法成為目前礦山爆破作業的當務之急。

4介紹幾種實踐應用的深孔排水方法

41壓氣排水法

411  具體作業方法   

用直徑3cm左右的鋼管為壓風管,所需長度根據孔深而定,每根l3m不等,每根之間絲扣連接。通向孔底的一端切削成5lOcm的斜口,孔口端用彎頭連接至地面孔口一側,另有高壓風管插入孔內l2m,該管與空壓機壓氣管連接,然后將4個空炸藥袋揉團放在一個袋中捆細繩,用鋼釬將堵塞物寒入孔口后再用炮泥進行壓緊密封,由小到大逐漸給人氣壓,孔內水便會從水管中流出。當水管噴出氣體時,水已排到位,拽細繩取出堵塞物?椎资S嗌僭S水時,可向孔底放入管狀乳化炸藥或25cm左右的碎石塊或放入純凈水塑料瓶(瓶內放少許巖粉)作孔底隔水段,此時再直接裝散裝炸藥,便與孔底殘留水隔開了。

  412  工作原理

利用空壓機氣體壓力給孔內空腔增壓使孔內積水壓入水管內排出孔外。關鍵是孔口一定要密封嚴實,防止堵塞物沖出孔口或漏氣,但必須適當控制壓氣壓力,不要沖破孔口密封物(見圖1)。

42乳化炸藥水孔裝藥法

孔內水無法排出時,應使用乳化炸藥。如果有直徑80mm,重3kg或其他直徑藥管可直接裝入孔內,現實中很難滿足需求,大部分都是使用直徑32mm,重200g,長度22cm的小藥卷?讖90mm的深孔使用4管藥,孔徑115mm的深孔使用6管藥用膠粘帶捆扎牢固(不少于3)備用。

孔深在12m左右,孔內水位在l2m時,將捆扎好大藥卷依次放入孔內,裝藥時內水被攪渾,這時藥卷和渾濁水的比重相差無幾,藥卷下降速度變慢,如果這時裝藥速度過快,就易發生堵孔現象,正確的方法是每次最多連續裝4管藥后,用長竹竿(用膠帶連接23根竹竿)緩慢下壓藥卷到孔底。藥卷高出水面后,可將2管乳化炸藥包裝層剝開放入孔內,利用乳化炸藥本身黏性密封炮孔,再裝入散藥,藥卷和散藥中各裝入一發同段別的導爆管雷管。藥卷一定要緊密相連,否則藥卷不能殉爆。要防止出現盲炮。

孔內水位很深時,根據裝藥長度,可將藥卷錯開捆扎在長竹片上(也可使用導爆索引爆),防止接觸不良,水孔裝藥時水位在上升,應計算好藥卷長度,緩慢放入孔內。

43塑料瓶裝藥防水法

施工中經常會遇到沒有乳化炸藥可供的情況,工期又不能耽誤,經過反復試驗,孔內水位在0515m時,利用廢舊塑料瓶裝藥,取得較好的效果。

對孔徑115120mm的深孔,可以利用大號廢舊“雪碧”瓶子,將其底部割去裝入散藥,然后將56個瓶子套住相連起來,用膠粘帶捆扎牢固,密封嚴實,插入導爆管雷管,使用細繩索(或炮絲)鉤住緩慢放人孔底。也可使用長度大于孔深的導爆索緊貼瓶壁捆扎牢固直接放人孔底。用測繩測試藥瓶是否已高出水面(測繩:用直徑60mm,長度30cm圓木,上面固定15m帶刻度的測繩),向孔內放入l25cm的碎石,再放入巖粉,或放入廢舊報紙團、塑料袋,用長竹竿捅到底,將水徹底隔離后,裝入散裝炸藥至設計長度,上下層必須各使用1發同段別的導爆管雷管或使用導爆索起爆。一般孔內水位在1m左右時,此方法較好。

44塑料瓶隔水法

對孔徑90mm的深孔,孔內水位在0215m,又無法排水時,可以利用廢舊純凈水(飲料瓶)瓶子(一般直徑在65cm),下放至孔內積水層與積水間隔。

具體做法是向塑料瓶子里放一些沙土或巖粉(40g)配重,擰緊瓶蓋,瓶底朝下,放人孔內,塑料瓶在水面上半漂浮,再向孔內投入直徑125cm不等的碎石塊(20粒左右),將瓶子卡在孔中。一個瓶子卡不住時,可再放入1個瓶子(一般情況下1個瓶子均可卡住),然后再放入少許巖粉覆蓋,用測繩測試是否已與積水隔開,測試證明已與水間隔,即可裝散藥。

爆破效果:由于孔內有15m左右深的積水,在堵塞長度特定的情況下,勢必少裝了15 m長度的炸藥,爆破時,炸藥瞬間產生大量的爆轟氣體,形成強大的沖擊波,由于水具有近乎不可壓縮性,以水為載體對巖石介質做功,巖石破碎更為均勻,大塊率明顯降低。使用塑料瓶防水,不但節約了炸藥,而且爆破效果良好(見圖2)。

45空氣間隔器隔水法

目前,國內有許多空氣間隔器生產廠家,并有專門的水孔間隔器,能使應力波形狀發生改變,應力峰值降低,壓力作用時間延長,應力沖量密度、能量密度增加,并有較好的隔水作用,但在實際操作過程中較為繁瑣,使用成本較高。

水孔間隔器具體操作方法如下(見圖3)

(1)將間隔器拿起后,首先將固定紅、白繩及配重袋的三根橡膠圈取掉,使紅、白繩及配重袋伸開。

(2)張開配重袋口進行配重,根據現場情況選擇配重物,可選擇石塊、石粒和沙土等,配重時要注意所配質量要大于2kg,配重完應收緊袋口,以免配重物掉出。

(3)拿起標有尺度的白繩,將間隔器放入孔內,待放至所需間隔深度后,提著紅繩,使間隔器不至于下沉移位,松開白繩,再將紅繩向上提拉(一般24kg拉力)即將充氣閥門打開,整個過程已經完成(間隔器再拉開閥門后,8min以后便可填裝炸藥)。

46車載炮孔抽水泵

目前,已有礦山專用液壓炮孔抽水泵,可以較好地幫助解決水孔處理的問題。機動性好,可提高水孔的處理效率,是目前國內較先進的炮孔排水裝置。但一次性投入資金較大,成本較高。

5結語

目前,成本較低的防水技術還在不斷探索中,時間就是效益,在缺乏抗水炸藥供應的情況下,對如何安全、優質、高效、快速地進行爆破施工作業,并達到預期爆破目的,也是我們今后努力的方向。對于較小的工作面實行快打眼、快裝藥,在孔內裂隙水尚未滲出時進行爆破作業。筆者所在礦山年使用廢舊塑料瓶1000多個,成本僅百元。在實踐中孔內積水較少時,利用低成本廉價的廢舊塑料瓶進行防水,速度快、成本低,已在工程施工中廣泛應用,為礦山創造了良好的經濟效益,也得到了廣大爆破工作者的認可和肯定,不失其為一種安全、方便、快捷、經濟實用的防水技術。

摘自《中國爆破新進展》


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