淺談乳化炸藥在裝載水孔爆破中的應(yīng)用

淺談乳化炸藥在裝載水孔爆破中的應(yīng)用

1炮孔排水可能開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)壓積爆炸的最基本方法是打開(kāi)孔，根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鉆孔，然后裝載爆炸。鉆孔要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才能全部完成,這樣炮孔內(nèi)就可能積水。炮孔積水量與地下水位、天氣和鉆孔速度等因素有關(guān)。在地下含水層鉆孔,地下水會(huì)滲入炮孔內(nèi),孔內(nèi)積水面與地下水位一致。如果炮孔鉆至有壓含水層會(huì)產(chǎn)生噴泉水柱。雨季里,地面匯積的水會(huì)滲入或直接灌入孔內(nèi)。此外,雨水使地下水位上升,孔內(nèi)積水也會(huì)增多。若炮孔在冰凍層即使原屬地下水層,由于地下水凍結(jié),剛鉆好炮孔內(nèi)也不會(huì)有積水。2水孔裝卸爆破80年代初,我國(guó)混裝車只限在冶金礦山開(kāi)采爆破,1993年葛洲壩集團(tuán)首次將其引入三峽工程,填補(bǔ)了水電工程爆破的空白。先前都是用袋裝藥卷進(jìn)行水孔裝藥爆破。根據(jù)設(shè)計(jì)將藥卷用人工擠壓的方式裝入孔內(nèi),炸藥在孔內(nèi)上浮,造成所裝炸藥不能到孔底而懸浮在孔內(nèi)或炸藥裝填不連續(xù),被水隔開(kāi),這種裝藥不僅速度慢,更難以保證設(shè)計(jì)的裝藥量、裝藥密度、裝藥高度和填塞高度,會(huì)導(dǎo)致一系列故障。可能導(dǎo)致拒爆、根底偏高、形成“沖天炮”、后排爆破效果差、增加單位炸藥消耗量。3傳統(tǒng)包裝水孔爆炸影響了爆炸效果3.1cm-3.3爆破密度積水溶解炸藥帶入的微量元素,使原來(lái)浮在水中微小的泥塵沉淀,積水密度下降到1.10g·cm-3左右,比防水炸藥密度1.20g·cm-3小,炸藥沉入孔底,炸藥與堵塞物之間有一些無(wú)炸藥水柱,如孔口起爆,藥包不一定能引爆被上段水分離開(kāi)沉入孔底的炸藥。另一方面由于雷管防水密封有缺陷,積水浸入雷管內(nèi)部,使雷管失效。3.2根高裝入孔內(nèi)炸藥浮在水面上,炮孔底部有一段無(wú)炸藥,這種情況炸藥爆破只能把上部有炸藥段巖石崩松,炮孔底部留下根底,且根底高低不平。3.3塞長(zhǎng)度不夠,爆破力無(wú)固定物積水將炸藥懸浮,如保證原設(shè)計(jì)裝藥量,則堵塞長(zhǎng)度不夠,爆破力會(huì)集中在堵塞不足的孔口,出現(xiàn)“沖天炮”,爆炸破壞孔壁所用的力小了,形成以炮孔為中心的釜形坑,導(dǎo)致爆破失敗。3.4提供自由面由于拒爆和根底偏高,使微差爆破后爆的炮孔崩松難度增加。原來(lái)先爆孔為后爆孔提供自由面。先爆孔拒爆或根底偏高,使得這種自由面變小或不復(fù)存在,導(dǎo)致后爆孔崩松能力大大降低,大塊率上升,根底偏高,甚至只能爆出一些釜形坑。3.5單用炸藥的增加由于設(shè)計(jì)參數(shù)不能實(shí)現(xiàn),爆破效率下降,要確保適當(dāng)塊度,還得加密炮孔,增加裝藥量,還得進(jìn)行二次爆破,大大增加了作業(yè)成本。4水孔參數(shù)輸藥隨著露天開(kāi)挖鉆孔設(shè)備、運(yùn)渣設(shè)備、挖裝設(shè)備的大型機(jī)械化,唯獨(dú)爆破作業(yè)裝填炸藥由人工操作。1993年葛洲壩集團(tuán)首次將混裝車引入三峽工地,它是集半成品材料運(yùn)輸、炸藥現(xiàn)場(chǎng)混制、機(jī)械化裝藥于一體的施工設(shè)備。水孔裝藥時(shí),只需將輸藥軟管插入炮孔底部,隨著輸藥軟管的提升,炸藥將炮孔的積水向上排出。實(shí)現(xiàn)了裝藥的耦合性和藥柱的連續(xù)性,茲以工程為例說(shuō)明。4.1程模式—在三峽工程中的應(yīng)用乳化炸藥混裝車先后在三峽永久船閘、臨時(shí)船閘、下航A、B、C區(qū)、左岸廠房壩段、右岸導(dǎo)流明渠、右非、右岸地下廠房、大江基坑下岸溪采石場(chǎng)等工程中應(yīng)用,在應(yīng)用過(guò)程中不但滿足了工程需求,而且對(duì)三峽工地水孔爆破發(fā)揮了積極的作用。三峽永久船閘旁側(cè)池水箱涵是三峽工程大江截流的卡關(guān)項(xiàng)目,深槽全長(zhǎng)641m,深13.8m,底寬25.7m,頂寬41m,石方開(kāi)挖31×104m3,工程位于三峽左岸基坑低洼處,地下水含量豐富,雨季大量雨水涌入基坑,炮孔內(nèi)積水幾乎與炮孔口齊平,一度使生產(chǎn)受阻,應(yīng)用乳化炸藥混裝車解決了此問(wèn)題。1996年5月工程開(kāi)工初期應(yīng)用的是袋裝乳化炸藥爆破,采用KQG-150鉆機(jī)鉆孔,其鉆頭直徑?150mm,孔距3.0m,排距3.0m,孔深8.3m,孔斜75°,用?110mm藥卷爆破,藥卷難以裝下去,爆后巖體稍微隆起,電鏟無(wú)法鏟裝,致使工程受阻;后來(lái)采用乳化炸藥混裝車爆破后,仍用KQG-150鉆機(jī)鉆孔,孔距4.0m,排距3.0m,矩形布孔,孔深8.3m,孔斜75°,堵塞長(zhǎng)度4.0m,爆破后爆堆集中,爆塊均勻,便于4m3電鏟鏟裝,為下航B標(biāo)段箱涵澆筑混凝土贏得了工期。4.2江蘇省天灣市核計(jì)劃網(wǎng)的應(yīng)用4.2.1地層高度20m的巖石學(xué)特征田灣核電站扒山、扒山頭山體地層為中上元古界海洲群云臺(tái)組第三巖性段,巖性為含巖塊閃長(zhǎng)淺粒巖和以目錄狀產(chǎn)出的綠泥石片巖。田灣核電站依扒山山體一般梯段高度20m~30m,鉆頭直徑?138cm,用351鉆機(jī)打孔。核電工地緊靠東海,巖體積水豐富,導(dǎo)致炮孔內(nèi)積水多,工程初期當(dāng)?shù)刂还?yīng)卷裝成品銨油炸藥、乳化炸藥、銨松蠟炸藥。4.2.2乳化藥卷間隙的高度乳化炸藥具有抗水性能,裝在孔底段,使孔底一段水注儲(chǔ)在乳化藥卷間隙中,第二層銨松蠟炸藥具有短時(shí)間抗水性,使從乳化炸藥藥卷間浮出的水不致使裝在最上層的銨油炸藥失效,乳化炸藥裝藥高度視孔內(nèi)積水高度確定。4.2.3爆破塊度大、塊度根據(jù)設(shè)計(jì)要求,田灣核電站爆破后塊石最大尺寸不大于50cm,要利用爆破巖塊對(duì)海灘進(jìn)行分層回填。這種裝藥結(jié)構(gòu)爆破塊度很難控制,常因孔內(nèi)積水,導(dǎo)致單孔藥量不足,達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,爆后效果很不理想,表現(xiàn)為根底多且高低不平,塊度大。為了推廣乳化炸藥混裝車的應(yīng)用,在國(guó)防科工委民爆辦、江蘇省國(guó)防科工辦、江蘇省消防支隊(duì)等各級(jí)單位的支持與幫助下,成功地將三峽乳化炸藥車應(yīng)用技術(shù)引用到江蘇田灣核電站,并成功開(kāi)發(fā)了移動(dòng)式地面站。4.2.4水孔藥劑結(jié)構(gòu)擴(kuò)大設(shè)計(jì)在原基礎(chǔ)上,應(yīng)用乳化炸藥混裝車裝填水孔,孔網(wǎng)參數(shù)由原來(lái)a×b=6.5m×3.5m,擴(kuò)大為a×b=5.0m×5.0m,實(shí)現(xiàn)水孔裝藥的連續(xù)性和密實(shí)性,其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。爆破后根底平整,爆堆集中、塊度均勻,滿足設(shè)計(jì)要求,單塊一般為100kg~150kg。4.3全耦合爆破質(zhì)量(1)水孔裝藥輸藥軟管插到炮孔底部開(kāi)始裝藥,裝藥與提升管子速度同步,所以整個(gè)炮孔裝藥連續(xù),同時(shí)實(shí)現(xiàn)了反向起爆,臺(tái)階面根底平整。(2)混裝乳化炸藥為全耦合裝藥,無(wú)空氣間隙效應(yīng)影響,爆破塊度小,大塊率低。(3)孔底起爆,炸藥爆轟反映完全,故毒氣少。(4)應(yīng)用混裝乳化炸藥車可節(jié)省裝藥時(shí)間40%~60%,節(jié)省鉆孔進(jìn)尺25%~40%,節(jié)省人工60%以上,同時(shí)降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了爆后裝渣效率,減少了二次爆破量,改善了臺(tái)階面平整度。5乳化炸藥混裝水孔爆破的經(jīng)濟(jì)效益(1)乳化炸藥混裝車水孔爆破不但實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化制藥裝藥,而且改善了