立井凍結(jié)碎石層段爆破施工中的盲炮

立井凍結(jié)碎石層段爆破施工中的盲炮

1礫石層爆破試驗(yàn)淮南集團(tuán)集礦是一個(gè)大型工程，年設(shè)計(jì)功率為500萬噸。采用立井開拓,工業(yè)廣場內(nèi)布置有三個(gè)井筒:主井、副井和風(fēng)井。井筒表土段采用凍結(jié)法施工,工作面溫度在-12℃左右,巖石溫度在-18℃左右,凍結(jié)深度560～580m,其中表土段540～560m,包括25～30m的礫石層,其位置在井筒垂深490～520m左右,礫石有大有小,較多粒徑在100～300mm之間,其間含有粘土;凍結(jié)基巖段20m。凍土段采用風(fēng)鎬、風(fēng)鏟等破土。進(jìn)入礫石層后,采用爆破方法施工,第一次爆破時(shí),采用乳化炸藥和毫秒電雷管爆破,采用反向閉合爆破網(wǎng)路。但在工作面98個(gè)炮眼中,僅有8個(gè)炮眼有爆破現(xiàn)象,其他炮眼均無爆破現(xiàn)象,即出現(xiàn)大量的盲炮,這種現(xiàn)象在其他爆破工程中從未出現(xiàn)過。在處理盲炮時(shí)發(fā)現(xiàn)所有雷管均爆炸,炸藥發(fā)生拒爆。為此我們分析了盲炮產(chǎn)生的原因,并通過實(shí)驗(yàn)確定了產(chǎn)生盲炮的根本原因。根據(jù)產(chǎn)生盲炮的原因,采取了克服盲炮的措施,取得了良好的爆破效果。2爆破路徑分析盲爆在工程爆破中是常見的爆破事故之一。對于電爆網(wǎng)路,產(chǎn)生盲爆的原因主要有以下幾方面:其一是炸藥質(zhì)次或過期變質(zhì),使炸藥失去雷管感度而拒爆;其二是電爆網(wǎng)路拒爆,如設(shè)計(jì)電流不夠、起爆器容量不足、接觸電阻過大、線路接地漏電、不同廠家不同批號雷管混聯(lián)或漏接等。其三是裝藥堵塞作業(yè)造成的拒爆,如不連續(xù)裝藥、裝藥過密導(dǎo)致炸藥感度降低、裝藥和堵塞時(shí)操作不當(dāng)、損壞線路、水孔中將部分炸藥溶解、管道效應(yīng)、在操作過程中接錯(cuò)線路等。但本工程中出現(xiàn)大量的盲炮,這種情況在其他工程爆破中從未出現(xiàn)過。根據(jù)盲炮處理時(shí)的發(fā)現(xiàn),炮孔中的電雷管全部爆炸,因此產(chǎn)生盲炮的原因不是由爆破網(wǎng)路引起的。根據(jù)生產(chǎn)廠家提供的材料單,該批乳化炸藥的生產(chǎn)期不超過一個(gè)月,沒有超過有效期,不可能是變質(zhì)過期的炸藥,該品種炸藥不僅在本工程使用,在其他工程都大量使用該品種乳化炸藥,均沒有出現(xiàn)大量的盲炮現(xiàn)象。因此產(chǎn)生盲炮的原因可能是以下三個(gè)方面:一是爆破參數(shù)和爆破延遲時(shí)間不合理,先期起爆的乳化炸藥爆炸時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)壓力,通過巖石介質(zhì)傳遞恰好達(dá)到臨近炮孔中的乳化炸藥時(shí),后期的雷管爆炸,由于動(dòng)態(tài)壓力使乳化炸藥使乳化炸藥的密度增大,超過其臨界密度拒爆。如果是爆破參數(shù)和爆破延遲時(shí)間不合理導(dǎo)致乳化炸藥拒爆,那么出現(xiàn)盲炮的炮孔應(yīng)在已爆炮孔的周圍附近的炮孔,而不應(yīng)該出現(xiàn)大面積的盲炮。另外,根據(jù)爆破施工員的介紹,已爆的炮孔都是后裝藥的炮孔,出現(xiàn)盲爆的炮孔都是先前裝藥的炮孔。因此,這種因素導(dǎo)致拒爆的可能性很小。二是乳化炸藥的抗凍性能差,一般乳化炸藥具有良好的抗凍性能,在溫度-30℃的情況下能穩(wěn)定爆轟,如果是因低溫而拒爆,則是乳化炸藥的抗凍性能不合格。三是由于乳化炸藥在有水的炮孔中時(shí)間過長,炮孔中的水在低溫的情況下凍結(jié),體積增大,壓力升高,使乳化炸藥的敏化泡破裂或使炸藥密度超過其臨界密度而使炸藥拒爆。根據(jù)爆破施工員介紹,由于工作面采用濕式打眼,工作面的溫度較低,一般在-12℃左右,巖石溫度在-18℃左右。為了防止炮孔中的水結(jié)冰,影響炮孔裝藥,炮眼鉆到底后,立即裝入乳化炸藥。由于礫石層中含有粘土,鉆眼難度大,鉆眼工作長達(dá)6～8h,最先裝入炮孔中的乳化炸藥在有水的炮孔中長達(dá)6～8h。因此,炮孔中的水結(jié)冰,體積增大。由于炮孔上部堵有600～800mm的炮泥,體積膨脹受到約束,導(dǎo)致炮孔壓力提高,乳化炸藥受到擠壓后密度增大。當(dāng)密度超過其臨界密度而炸藥拒爆。3乳化空間下的爆爆試驗(yàn)為了找出乳化炸藥拒爆的真正原因,對乳化炸藥進(jìn)行了低溫爆炸試驗(yàn)。采用三種試驗(yàn)方法:①將不同量的乳化炸藥直接放入-32℃的鹽水中,浸泡6h,取出裝入盛有-32℃鹽水的保溫瓶中,以保證乳化炸藥爆炸時(shí)的溫度不變。②將500g的乳化炸藥裝入直徑為80mm的塑料管,塑料管下端密封,上口敞開,并裝入清水,將裝有乳化炸藥裝和清水的塑料管放入-32℃的鹽水中,浸泡6h。③將乳化炸藥裝入直徑為60mm的鋼管中,裝入清水,兩端封閉,放入-32℃的鹽水中,浸泡6h。通過多次試驗(yàn),前兩種條件的乳化炸藥,在-32℃的溫度全部完全爆炸,而在鋼管中的乳化炸藥拒爆。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,可以得到以下兩點(diǎn)結(jié)論:①乳化炸藥具有良好的抗凍性能,在溫度-32℃的條件下能穩(wěn)定爆轟;②在本工程中導(dǎo)致乳化炸藥拒爆的原因是炮孔中的水結(jié)冰體積增大,而裝藥頂部又被炮泥堵實(shí),壓力升高,使乳化炸藥的敏化泡破裂或使炸藥密度超過其臨界密度而拒爆。4塑料套管頂部不獸藥根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和分析,采用上下封堵的塑料套管,將炸藥裝入塑料套管內(nèi),然后封堵塑料套管的底部和頂部,并在塑料套管的頂部內(nèi)留有一定長度不裝藥,如圖1所示。這樣可以使炸藥與水隔開,由于塑料套管有一定的強(qiáng)度,即使炮孔中的水結(jié)冰,體積增大,壓力很高,使塑料套管產(chǎn)生變形,但由于塑料管內(nèi)有一定的空間,也不會(huì)使塑料管內(nèi)的炸藥壓力升高,密度增大,保證乳化炸藥在正常壓力下完全爆炸。5凍結(jié)法鉆爆技術(shù)本文以風(fēng)井井筒為例介紹井筒凍結(jié)礫石段掘進(jìn)爆破參數(shù)設(shè)計(jì)。風(fēng)井井筒掘進(jìn)直徑為11.8m,穿過礫石層厚度28.6m。在凍結(jié)法鉆爆施工,除了保證有較好的爆破效果外,還必須保證凍結(jié)壁和凍結(jié)管的安全。為此采用減弱、低拋掘進(jìn)爆破技術(shù)。即爆破工作面炮眼嚴(yán)格控制裝藥量,采用半秒延期電管雷管起爆,周邊眼采用光面爆破技術(shù)。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,通過理論優(yōu)化并經(jīng)試爆調(diào)整后的爆破參數(shù)見表1。6凍結(jié)管無偏距嚴(yán)格遵守《井巷工程施工驗(yàn)收規(guī)范》中的有關(guān)規(guī)定,嚴(yán)格控制炮孔深度、單孔裝藥量、周邊眼與井幫和凍結(jié)管的距離。要了解凍結(jié)管的偏離情況,并根據(jù)凍結(jié)管的偏離距離,及時(shí)修正周邊眼與井壁的距離,確保凍結(jié)管的安全。為了防止爆破炸裂凍結(jié)管,低溫鹽水往外泄漏,使凍結(jié)壁解凍,出現(xiàn)淹井事故,爆破前半小時(shí)通知凍結(jié)站關(guān)閉所有鹽水管路。爆破后應(yīng)檢查凍結(jié)站的鹽水循環(huán)情況和凍結(jié)壁的情況。一旦發(fā)現(xiàn)鹽水管路有破壞的情況,應(yīng)立即關(guān)閉破裂凍結(jié)管的鹽水進(jìn)出