子长安定煤矿副斜井过加油站静态爆破施工方案

一、子长安定煤矿副斜井筒过加油站施工方案设想1.工程概况由于子长安定煤矿副斜井井筒工程，在距井口m处有一加油站，根据施工图纸计算和实地考察，井筒在m处穿过加油站正上方，井筒顶板距加油站储油池底部仅12m。普通爆破方法产生的爆破震动对加油站影响较大，且不安全，会给加油站及工程施工产生不利影响。因此副斜井筒在穿过加油站正下方前后20米范围内宜采用以下两种方法通过。2.采用方法第一：采用机械破碎掘进（岩石掘进机）；第二：静态破碎+机械破碎掘进（风镐、扒渣机）。根据副斜井的岩石、坡度等情况，机械破碎掘进无法使用（岩石掘进机爬坡能力不大于19°，而副斜井筒坡度为20°），所以选择第二种方法较实用，第二种方法以静态破碎为主，该方法在深圳市南坪快速路（二期）主线新屋隧道工程中已成熟运用。二、静态爆破工艺静态爆破技术破碎过程是低压和慢加载的，静态爆破剂是一种非爆炸性的无公害破碎剂，其破碎物体时不产生震动、噪音、飞石、粉尘及有毒气体，不属易燃、易爆物品。运输、保管安全可靠，使用方便。静态爆破剂的主要成分是CaO。施工中不会产生地震、飞石和声响，所以，静态爆破又名无声爆破。静态破碎技术需对岩体密集布孔，爆破剂对岩体作用后，仅使岩体产生龟裂还需辅以风镐等机械工具实施二次破碎才能使岩体分离。静爆剂破碎效果稳定，一般可使被破碎物在8小时以内发生破碎。主要的优点有：1.膨胀力大。最大可达到120兆帕（1200kg/cm2）。2.反应时间短。最大膨胀力可在8小时内出现。3.需破则破，需留则留。可以很容易控制被破碎体破碎完后的形状。4.施工简单，易操作：膨胀剂用洁净水搅拌后灌入钻孔中捅紧即可，也可以用药卷式。不需雷管炸药，不需放炮，不需专业工种。操作人员培训时间很短。5.安全，易管理:无声破碎剂属建材类产品，产品标准归类于《水泥制品》中，代号为：JC506-92，为非易燃易爆危险品，购买，运输，保管、使用安全可靠。缺点主要是比起普通炸药爆破施工进度低，工程成本相对较高静态爆破施工程序爆破结构（体）调查→爆破设计→选择破碎剂及钻孔参数→钻孔→充填灌注→养护→二次破碎→清理。三、静态爆破参数根据副斜井井筒断面尺寸、岩石性质等选择参数（1）炮孔深度：L＝2～3m。上断面水平进尺0.5～0.8m（具体长度按照实际掘进过程中岩石性质及爆破效果确定）（2）钻孔直径D：采用手风钻钻孔取D＝42mm（3）抵抗线W：W＝30cm（4）孔距和排距：布孔方式如图1所示：30cm30cm30cm30cm30cm30cm30cm30cm30cm30cm30cm30cm图1静态爆破平面布孔方式示意图300cm静态破碎剂图2静态爆破炮孔装药结构示意图孔距a：孔距越小，开裂越容易，破碎时间也短。但是孔距越密，孔数增多，必然加大施工成本，影响施工进度，根据下列公式计算出可行的最大孔距：a=（P/β×R1+1）d式中：P——破碎剂膨胀压力30兆帕；R1——岩体的抗拉强度为12兆帕；β——膨胀系数，β≈0.5；d——孔径，d=0.042。由此可计算出孔距为30.2cm，取a=30cm。排距b：排距b一般小于孔距a，可采取b=（0.6～0.9）×a；这里取b=30cm。（5）灌浆长度L2：L2＝L-5cm（7）用药量：静态爆破与炸药爆破不同，装药需基本填满空孔，用药量可按照空孔总长度计算，并随孔径、孔距而异，单位体积用药量表10所列。表10单位体积装药量破碎岩石类别单位体积用药量（kg/m3）软质岩石8～10中硬岩石10～15硬质岩石12～20破碎剂总用药量也按被破碎岩石体积乘以单位体积耗药量经验数据按下式计算：Q=V×q式中：V——破碎岩石体积（m3）；q——单位体积耗破碎剂量（kg/m3）。四、施工方法1布置孔眼布眼前首先要确定至少一个自由面，钻孔方向应尽可能做到与自由面平行；本工程由于巷道环境影响，采用台式阶爆破，（1）台阶高度选取1～2米，预计施工台阶2～3个。为加快施工进度，当上面一个台阶向内静态破碎开挖完成3～4米时，开始进行下一个台阶的施工，形成梯步式工作面。（2）布孔形式为提高破碎效果，提高装车能力，满足进度需要，根据自由面较多的特点，宜采用对数形布孔方式，即离自由面越远，孔的间距越密。间、排距以20-30cm为宜，采取逐排作业。在掌子面上部用风镐扩大形成一个槽，以这样方式来增加巷道上部自由面，提高破岩效果。当开槽困难时，也可用大孔径钻孔法形成自由面，以大孔为中心向周边逐步扩展，俗称掏洞法。上断面一般采用浅眼法，向下倾斜孔，孔径42mm，水平进尺0.5～0.8m；下断面采用深孔法，向下垂直孔，孔径42mm，台阶高度2～3m。2钻孔的深度和装药深度的确定钻孔的深度可根据岩石条件及巷道温度、湿度等选择，一般在2m--3m较好；装药深度为孔深的95-100%。3钻孔钻孔的直径与破碎的效果有直接的关系，钻孔过小，不利于药剂的充分发挥；孔太大，易冲孔，耗费药剂，根据以往隧道等工程施工经验，本工程宜采用T—28风钻+42mm钻头钻孔。钻孔内的余水和余渣应用高压风吹洗干净，孔口旁应无土石渣。4装药（1）在药剂中加入22%（重量比）左右的水搅拌成流质状态。颗粒药剂水灰比调节到0.22-0.25时静态爆破剂的流动性较好，细粉末药剂水灰比调节到0.32时静态爆破剂的流动性较好，向下灌装较为方便，应采取“由上至下，分层爆破”的施工方式。也可用略小余孔径棒状药卷剂，按一个操作要用的药卷数量，放在盆中导入水完全浸泡，待不冒气泡时，取出药卷开始装入并捅紧。即“集中浸泡，充分浸透，逐条装入，分条捣实”。（2）岩石刚裂开，可向裂缝加水，以便药剂持续完全反应，可以获得更好的效果。（3）每次装填过程中，已经开始发生化学反应的药剂（表面出现冒气和温度快速上升）不允许装入孔内。从药剂加入拌合水到灌装结束，这个过程不允许超过五分钟。（5）药剂反应的快慢和温度有直接关系，温度越高，反应时间越快，反之则慢。在施工中要加以控制，控制药剂反应快慢有两种，一种是加入抑制剂，另一种是控制拌和水、干粉剂和岩石的温度。药剂反应过快易发生冲孔伤人事件，一般反应时间控制在30-60分钟较好。五、安全措施和注意事项（1）无关人员不得进入施工现场；（2）必须戴好安全帽、防护眼镜、穿好劳保工作服和手套。施工中发生冲孔属正常现象，也是不可预见和不可完全控制的现象。冲孔产生的原因较多，大致有以下几种：①施工人员操作不当，包括药剂已经冒热气仍在灌装等；②温度控制不当，气温高时，拌合药剂、钻孔壁温度控制不当、抑制剂药量不够，导致药剂反应过快等；③布孔设计不当，孔距过大；④钻头选不当，钻孔直径过大；⑤孔壁光滑等。冲孔时药剂温度较高且有腐蚀性，如冲入眼中会造成对眼角膜的严重损伤。为了防止伤人事故，操作人员必须戴符合国家安全标准生产的防护眼镜。（3）在药剂灌入钻孔到岩石开裂前，不可将面部直接面对已装好的药孔。药剂灌装完成后，盖上麻袋或棕垫，远离灌装点，现场要装备好清水和毛巾，如有药剂溅入眼中和皮肤上，应立即用清水冲洗，情况严重者要立即就医。（4）在破碎工程施工中需要改变和控制反应时间，必须依照严格规定加入抑制剂和促发剂，并严格按要求配置使用，严禁擅自加入其他任何化学物品。（5）严禁将破碎剂加入玻璃容器中。（6）刚钻好的孔洞，孔壁温度较高，要确定好温度是否符合要求，清洗干净后才能继续装药。（7）膨胀剂在允许和存放过程中应防潮、防暴晒。开封后应立即使用。如未使用完，应扎紧口袋，需要是再开封。（8）使用膨胀剂前请确认施工人员对说明书已仔细阅读并理解。六、施工进度由于静态爆破比较缓慢，以12小时为一循环，循环进尺设计1米，单日进尺2米，月进尺可达60米。