中小孔徑爆破拆除采礦場礦石過渡破碎站

中小孔徑爆破拆除采礦場巖石過渡破碎站康拓新摘要某鐵礦采礦場過渡破碎站爆破拆除工作涉及到碎石機(jī)、鉆機(jī)、鉤機(jī)等多種輔助設(shè)備，同時還涉及到穿孔、爆破、采裝、運(yùn)輸、鋼筋切割等生產(chǎn)組織環(huán)節(jié)。本文重點對利用中小孔徑爆破拆除某鐵礦采礦場巖石過渡破碎站方案制定與選擇、施工中取得的一些經(jīng)驗等進(jìn)行了論述。中小孔徑的爆破在過渡破碎站拆除工作中的成功應(yīng)用，為將中小孔徑爆破技術(shù)運(yùn)用于地下建筑物或掩體拆除工程取得了實踐經(jīng)驗。關(guān)鍵詞破碎站拆除爆破中小孔徑爆破技術(shù)在拆除爆破工作中的應(yīng)用結(jié)論1前言某鐵礦是露天礦山，隨著開采水平的不斷下移，礦車運(yùn)距越來越大，礦石生產(chǎn)成本不斷增加。為了適應(yīng)生產(chǎn)形勢的要求，縮短運(yùn)輸距離，提高運(yùn)輸效率、降低礦石成本，半移動式巖石破碎站實現(xiàn)了搬遷。由于原過渡巖石破碎站在采區(qū)邊界內(nèi)，需要進(jìn)行拆除處理，該項工作是一項具有一定難度的工程2過渡破碎站拆除工程概況某鐵礦過渡巖石破碎站位于采場內(nèi)上盤10m水平，新的半移動式破碎站建成投產(chǎn)后，原來的破碎站需要進(jìn)行拆除。原巖石破碎站結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，整體工程量較大，經(jīng)計算，需要拆除的鋼筋混凝土的體積約3500m3。經(jīng)查看圖紙和現(xiàn)場實地踏勘，需拆除的建筑物中的破碎機(jī)基礎(chǔ)、擋土墻及側(cè)壁全部為澆注鋼筋混凝土，結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋密度較大，且需拆除的構(gòu)件最高達(dá)18.4m，厚度最大達(dá)10m，因此拆除難度較大。過渡巖石破碎站拆除涉及到碎石機(jī)、邊坡鉆、鉤機(jī)等多種設(shè)備，同時還涉及到爆破、采裝、運(yùn)輸、鋼筋切割等工序，是一項施工組織難度大、工序比較復(fù)雜的一項工程。3邊坡鉆機(jī)的主要用途目前某鐵礦使用的F-9中小孔徑邊坡鉆機(jī)，移動及穿孔作業(yè)非常靈活。F-9邊坡鉆機(jī)目前主要應(yīng)用在邊坡預(yù)裂爆破穿孔、采場大塊處理、采場邊幫根底處理、大型設(shè)備不能進(jìn)行穿孔的部位輔助正常的生產(chǎn)爆破。應(yīng)用于邊坡預(yù)裂爆破穿孔具有穿孔效率高、爆破效果好等優(yōu)點，但需要較高質(zhì)量的穿孔工作平臺；應(yīng)用于采場大塊處理穿孔效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通小孔徑鑿巖機(jī)，但爆破裝藥量不易控制，爆破效果相對較差；用于根底處理無論是爆破效率還是爆破效果均優(yōu)于普通小孔徑鑿巖機(jī)；應(yīng)用于正常爆破，相對中孔徑牙輪鉆機(jī)而言，則具備受場地空間制約小、穿孔方向靈活、爆破質(zhì)量高等特點，但缺點是爆破效率低。4過渡破碎站拆除方案根據(jù)某鐵礦具體條件，可采用液壓碎石機(jī)拆除、牙輪鉆機(jī)穿孔爆破拆除、邊坡鉆機(jī)穿孔爆破輔助液壓碎石機(jī)拆除三套拆除方案，具體拆除施工方案如下。4.1方案一采用液壓碎石機(jī)拆除4.1.1該方案應(yīng)用某鐵礦處理采場大塊的液壓碎石機(jī)，由上全下對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)逐層拆除，同時氣割配合切割廢舊鋼筋，挖溝機(jī)及時清理廢料，將廢料甩至-5m水平。因拆除的廢料中含有鋼筋等鐵器，故廢料不能進(jìn)入東排破碎站，需由電鏟裝車直接運(yùn)到排土場。4.1.2按照液壓碎石機(jī)每個臺班可拆除150m3混凝土計算，總共3500皿混凝土需要24個臺班。按照液壓碎石機(jī)最大的作業(yè)高度，分層處理。碎石機(jī)每層處理的高度為2.5m，將分層高度的混凝土處理后，氣割將暴露的鋼筋切割回收，挖溝機(jī)將廢渣清出，直接甩到-5m水平，并準(zhǔn)備出下水平碎石機(jī)作業(yè)通道，破碎站周圍虛方的高度隨著破碎站混凝土高度的降低同時降低，這是一個循環(huán)過程。每個循環(huán)下降2.5m，破碎站總高度18.4m，需要8個循環(huán)，平均每個循環(huán)需要液壓碎石機(jī)機(jī)破碎450m3混凝土，工需要3天。同時每個循環(huán)切割鋼筋需要0.5天，挖溝機(jī)降方需要3天，共計6.5天，8個循環(huán)共需要52天。即在挖溝機(jī)和碎石機(jī)能夠完全保證的情況下，拆除破碎站需要52天。4.2方案二采用牙輪鉆穿孔爆破即用250mm孔徑的鉆機(jī)對巖石破碎站基坑基礎(chǔ)、擋墻實施穿孔爆破拆除。因牙輪鉆機(jī)受作業(yè)空間限制，只能采用一次穿孔爆破。4.2.1破碎站基坑爆破設(shè)計段高(H):H=17m孔深(L)：L=18m崖邊距(Y)：距擋墻外邊Y=1m抵抗線(w): w1=4.35?4.1m w2=1.8m w3=3.8m孔間距(a)： a1=3?3.3m a2=4.2m單孔藥量(Q):Q=314?400kg爆破孔數(shù)：8個注：W是指鋼筋混凝土的抵抗線,不含1m厚的虛方抵抗線，如含虛方，其抵抗線應(yīng)再加1m。4.2.2破碎站兩側(cè)擋墻爆破設(shè)計段高(H):H=17m孔深(L)：L=18m崖邊距(Y)：距擋墻外邊Y=5m抵抗線(w):w=4m含0.5m的鋼筋混凝土抵抗線?？组g距(a)： a=5?6m單孔藥量(Q):Q=328?400kg孔數(shù)：8個。4.2.3通用爆破設(shè)計及說明w1一墻厚0.8m處的抵抗線W2—墻厚0.6m處的抵抗線W3—墻體2.8m處的抵抗線a1一墻厚0.8m處的孔間距a2—墻厚0.6m處的孔間距裝藥結(jié)構(gòu)：分3段裝藥。每段間隔2.8?3m。延遲時間：孔間延遲，延遲時間50ms。爆破震動較核：條件：距巖石巷道口1103m,K值取200,a值取1.65,V值取10cm/s。最大一段安全藥量：Q安全=R3(V/K)3/a=1103(10/200)3/1.65=5736kg校核：QVQ ，爆破對巷道是安全的。安全4.3方案三邊坡鉆機(jī)穿孔爆破輔助液壓碎石機(jī)拆除該方案將破碎站分成六層拆除。第一層：從+1?-1m(0m水平的絕對標(biāo)高為+10m)，拆除的混凝土的高度為2m，厚度為0.6?0.8m，體積為59.04m3，全部采用碎石機(jī)處理，計劃碎石機(jī)處理半天，氣割切割回收鋼筋后，挖溝機(jī)將廢料清出。同時周圍的虛方標(biāo)高也從0m降到-1m水平。計劃工期2天。第二層:從-1?-2m的混凝土結(jié)構(gòu)是一個矩形平臺，平臺長15.5m，寬12.6m，厚度1m，平臺中央是一個直徑5.5m的圓形孔，要拆除的混凝土體積為174.65m3,鋼筋的直徑為16mm，網(wǎng)度為0.1mX0.1m。采用邊坡鉆機(jī)穿孔爆破。孔網(wǎng)為1X1m2,孔深0.7m,總的穿孔米道為140m,穿孔時對四周按3米孔深先穿孔，中間部位按照設(shè)計孔深穿孔。單耗取1.5kg/m3,則單孔裝藥量為1kg。需要炸藥260kg。鉆機(jī)穿孔1天，爆破1天，清理3天（包括氣割時間），挖溝機(jī)降方2天，計劃工期7天。第三層：從-2m水平?-6.95m水平?；炷两Y(jié)構(gòu)為三面墻加四根立柱，墻體厚度0.8m，高度4.95m。單個立柱面積為2X1.8m2，高度0.95m，本層混凝土體積為199m3。在墻體中間打一排孔，孔深4.5m，下水平控制到-6.95m水平平臺不被破壞。孔距1m，共計需打孔45孔，穿孔米道為202.5m。需要炸藥300kg。穿孔1天，爆破1天，清理廢渣3天，切割鋼筋2天。本水平需降方5m，挖溝機(jī)降方需要5天。計劃需要工期12天。第四層：從-6.95m水平?-9.65m水平，混凝土體積為490m3，高度2.7m。需要打孔180孔，孔深2.5m，共計穿孔米道450m。需要炸藥730kg。穿孔1天，爆破1天，切割鋼筋3天，挖溝機(jī)清理廢渣3天，同時挖溝機(jī)降方需要3天，共計需要工期11天。第五層：從-9.69m水平?-13.8m水平，段高為4.15m，混凝土體積為485m3,需要穿孔120孔，穿孔米道為480m，需要炸藥720kg。穿孔1天，爆破1天，切割鋼筋3天，挖溝機(jī)清理廢渣3天，同時挖溝機(jī)降方需要5天，共計需要工期13天。第六層：從-13.8m?-17.2m水平段高為3.4m，混凝土體積為342m3，需要穿孔100孔，穿孔米道為300m，需要炸藥500kg。穿孔1天，爆破1天，切割鋼筋2天，挖溝機(jī)清理廢渣2天，同時挖溝機(jī)降方需要5天，共計需要工期11天。其余還有擋土墻混凝土750m3,墻體厚度為0.5m，考慮直接使用碎石機(jī)處理，需要工期7天，以上各部分拆除累計需要工期63天。拆除爆破分層狀況及爆破設(shè)計簡要說明：如圖1、圖2、圖3

1^-1局度2mT至-Z高度2米、-21^-1局度2mT至-Z高度2米、-2至-8.9S米%為圖1過渡巖石破碎站拆除示意圖12.6m圖2第二層拆除爆破孔網(wǎng)布置示意圖圖3第三、四、五、六層拆除爆破孔網(wǎng)布置圖爆破設(shè)計說明：平臺內(nèi)均勻布置孔網(wǎng)1X1m2,孔深0.7m2,墻面四周墻在中間打一單排孔孔距1m孔深3.5m以不破壞下水平平臺為基本；裝藥結(jié)構(gòu)淺孔采用細(xì)長藥包四周填塞緊密；四周深孔亦采用細(xì)長藥包，采用導(dǎo)爆索作為起爆體；聯(lián)線方式采用地表延時控制逐段起爆。4.4方案選擇比較上述三個方案，方案一破碎站下部的鋼筋混凝土的厚度較大，通過現(xiàn)場試驗，在高標(biāo)號混凝土鋼筋密集部位液壓碎石機(jī)處理進(jìn)度相當(dāng)緩慢，設(shè)備易耗備件損耗嚴(yán)重，因此方案一不可行。方案二存在的問題是部分炮孔均打在虛方上，很難成孔，孔深難打到設(shè)計深度，爆破效果不能保證，如孔深小于14m時，基坑部位-6.95?-13.8m處爆破質(zhì)量更難保。同時一次穿孔裝藥量多，爆破能量很難均勻分布，爆破安全不易保證。通過對比采用方案三。5安全措施5.1碎石機(jī)、鉤機(jī)、邊坡鉆機(jī)作業(yè)時嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)定進(jìn)行作業(yè)；特別是做好下方環(huán)境確認(rèn)，確認(rèn)人員、設(shè)備全部撤出后作業(yè)。5.2需要?dú)飧钋懈钐幚頃r要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)定。5.3爆破設(shè)計與施工安排經(jīng)驗豐富的爆破專工進(jìn)行，保證爆破設(shè)計既不脫離方案要求又能夠結(jié)合現(xiàn)場實際并真正組織好爆破施工。5.4爆破現(xiàn)場施工嚴(yán)格按照爆破設(shè)計進(jìn)行。5.5爆破施工現(xiàn)場要嚴(yán)格執(zhí)行安全、技術(shù)規(guī)程。5.6爆破警戒必須做好確認(rèn)保證警戒距離和警戒點位等方面的要求。5.7需要推土機(jī)作業(yè)時嚴(yán)格執(zhí)行推土機(jī)安全規(guī)定。5.8注意環(huán)境確認(rèn)，特別是周圍虛方較大的地方做好確認(rèn)保證安全。6應(yīng)用設(shè)備KT-330C液壓碎石機(jī)一臺。F-9邊坡鉆機(jī)一臺。6.3推土機(jī)一臺。6.4反鏟（挖溝機(jī)一臺）。6.5其他設(shè)備:4m3電鏟、氣焊、礦車等。7施工概況現(xiàn)場具體施工基本上按照方案三進(jìn)行，安排經(jīng)驗豐富的爆破工程師進(jìn)行爆破設(shè)計與施工，保證爆破設(shè)計既不脫離方案要求又能夠結(jié)合現(xiàn)場實際適當(dāng)調(diào)整，并嚴(yán)密組織好爆破施工。7.1由于鋼筋過度密集，采用碎石機(jī)實施第一層拆除處理時，工作進(jìn)度非常緩慢，效率比計劃降低一倍以上，因此拆除工作進(jìn)行一天后改為邊坡鉆機(jī)穿孔爆破，碎石機(jī)只能進(jìn)行一部分輔助工作。7.2前期邊坡鉆機(jī)穿孔的穿孔直徑為0117mm，后期由于鋼筋密集，穿孔很困難，改用690mm鉆頭。7.3第一層的爆破由于擋墻厚度很小，只有0.6?0.8m，而邊坡鉆機(jī)的穿孔直徑0117mm，抵抗線很小對爆破飛石控制極為不利?，F(xiàn)場實際施工過程中，爆破裝藥結(jié)構(gòu)采用不耦合裝藥，即保證了拉伸應(yīng)力波能夠?qū)⑿枰茐牡慕Y(jié)構(gòu)拉伸破碎，又緩沖了爆破能量，保證了爆破安全。對于后期的多次爆破也同樣采取了不耦合裝藥結(jié)構(gòu)。不耦合裝藥的線裝要密度、裝藥高度、裝藥量需要考慮抵抗線、孔徑大小、現(xiàn)場環(huán)境、結(jié)構(gòu)特點、炸藥單耗等因素進(jìn)行認(rèn)真選取。7.4對于在地表以下的部位拆除爆破大部分都采取了增大藥量的方法，提高了爆破效果，減少了碎石機(jī)和氣割輔助工作量。7.5該部位的拆除工作于2007年元月15日正式開始進(jìn)行，經(jīng)過20次拆除爆破，并合理組織協(xié)調(diào)挖溝機(jī)、邊坡鉆機(jī)、碎石機(jī)、電鏟、推土機(jī)等設(shè)備輔助作業(yè)，于2月26日完成過渡破碎站系統(tǒng)的主體拆除爆破工作，歷時50天。過渡巖石破碎站拆除施工是將中小孔徑爆破技術(shù)運(yùn)用于地下建筑物或掩體拆除工程的一次大膽嘗試，取得了較好的效果。8結(jié)論8.1過渡破碎站拆除爆破沒有按照傳統(tǒng)的方法即使用于提鑿巖機(jī)一次穿孔，一次進(jìn)行爆破的方式，而是利用中小孔徑爆破技術(shù)，并取得了成功的經(jīng)驗，為大型地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物或掩體的拆除提供了一種機(jī)械化的拆除方法。8.2鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋如果過度密集可以通過進(jìn)一步縮小孔徑的辦法加以解決，如使用①80mm鉆頭或者更小直徑的小孔徑鉆頭。8.3穿孔設(shè)計需要根據(jù)原破碎站建設(shè)施工圖來確定現(xiàn)場穿孔位置，以避開密集的鋼筋結(jié)構(gòu)。8.4通過采取必要的控制爆破技術(shù)手段能夠解決小抵抗線部位爆破的飛