露天中深孔水压爆破结构及施工工艺的制作方法

本发明涉及爆破技术领域，尤其涉及一种露天中深孔水压爆破结构以及施工工艺。

背景技术：

现有技术中，露天岩土爆破引发的“粉尘”作为爆破的有害效应，一直是困扰爆破施工的难题。一方面对周围环境造成污染，影响周边居民健康；另一方面容易引发居民不满，引发工程阻扰。随着国家和社会对环保的要求越来越严格，如何控制爆破“粉尘”也突显其重要性。

现阶段露天岩土爆破引发“粉尘”的主要原因主要分为以下几种：

1、堵孔用土或岩屑；

2、钻爆平台地表岩粉，尤其以钻孔产生的细岩粉为主；

3、岩土体在爆炸破碎过程中挤压破坏形成的岩粉或土粉；

4、临空面上堆积的粉尘；

5、爆后岩石塌落冲击铲装平台地表激起的粉尘。

根据实际施工经验，并结合上述“粉尘”产生的部位和形成原因，针对2、4、5产生的“粉尘”可采用洒水的方式来解决；而针对1和3中原因产生的“粉尘”采用炮孔水堵塞和水间隔的方式来解决。

所谓的水堵塞就是把炮孔内堵塞段的岩粉或黏土替换为水进行堵塞；水间隔就是在炮孔一定位置放置一定长度的水袋。

技术实现要素：

本发明的目的是在于解决现有几乎众露天岩土爆破中容易出现“粉尘”的技术问题，提供了一种能够有效解决露天岩土暴露粉尘问题、利用爆破瞬间水的“雾化”作用达到捕尘和降尘作用的露天中深孔水压爆破结构以及施工工艺。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的露天中深孔水压爆破结构，包括：

均布于待爆破区域内的多列爆破孔组，每列所述爆破孔组等间距分布有多个爆破孔；

爆破孔沿其长度方向由下至上依次分为第一炸药层、水间隔层、第二炸药层、水堵塞层；

所述第一炸药层内填充有炸药，且所述第一炸药层预埋第一起爆装置；

所述第二炸药层内填充有炸药，且所述第二炸药层预埋第二起爆装置；

所述水间隔层内沿竖直方向叠加有多个第一水袋，所述第一水袋内灌装有水，且所述第一水袋的长度为300mm，所述第一水袋的直径小于爆破孔的孔径；

所述水堵塞层内放置有第二水袋，爆破前，所述第二水袋内填充水，且所述第二水袋的长度4500mm，所述第二水袋的直径大于爆破孔的孔径；

该爆破结构还包括堆砌在待爆破区域侧面的堆渣结构。

进一步的，所述爆破孔的开挖深度为h，且所述爆破孔底部具有超钻深度h；

所述超钻深度h＝(0.1～0.5)h；

所述爆破孔竖直延伸时，所述爆破孔的孔深l＝h+h；

所述爆破孔倾斜延伸时，所述爆破孔的孔深l＝(h+h)/sinα，其中α为爆破孔倾角。

进一步的，所述水堵塞层的深度为l1，第二炸药层的深度为l4，水间隔层的深度为l3，第一炸药层的深度为l2；

所述爆破孔的孔深l＝l1+l2+l3+l4；

所述爆破孔的开孔直径为d；

所述水堵塞层的深度l1＝(25～30)d；

相邻每列爆破孔之间的距离为b，每列中相邻所述爆破孔的孔间距为a；

所述第一炸药层的深度l2＝1.35b；

所述水间隔层的深度l3＝(l-l1-l2)/2；

所述第二炸药层的深度l4＝l3＝(l-l1-l2)/2。

进一步的，所述爆破孔的总装药长度为l'，l'＝l2+l4；

所述爆破孔的装药量为q，q＝g*l'；

所述爆破孔的延米装药量为g，其中δ为装药密度，δ＝900-950kg/m³。

进一步的，所述爆破孔的孔间距a＝1.15b。

进一步的，所述堆渣结构的厚度为b，且b＝1.5b；

所述堆渣结构的自燃安息角选取55°；

所述堆渣结构的高度h'＝1.4b。

本发明公开的露天中深孔水压爆破结构的施工工艺，包括如下步骤：

s101、施工准备，在钻爆平台确定爆破作业的范围和开挖深度，在钻爆平台下方铲平平台上划定预留堆渣结构范围；

s102、布孔，按a和b的设计值在地面布孔，每个孔位放置标志，以方便钻车司机确定孔位，填写钻孔技术交底书，按行、列顺序编号，注明每个爆破孔的深度和角度；

s103、钻孔，钻车作业人员按照钻孔技术交底书作业，最大位移和深度不得超过200mm，角度不大于1°，孔口破碎时，应用泥浆护壁，保证孔口完成，钻孔完成后，及时封堵孔口，放置碎石、地表水进入；

s104、验孔，钻孔完成后，逐孔验收，计算各孔使用火工器材数量，孔内各段装药量及长度，总的使用量；

s105、装药，装药前应及时准备好孔内应用的水袋，水间隔层采用直径小于爆破孔孔径的第一水袋，每个水袋长度300mm，事先灌装水，水堵塞层采用直径大于爆破孔孔径的第二水袋，第二水袋的长度为4500mm，随用随灌；

s106、验孔；

s107、洒水，在网络连接前，对地面、临空面、堆渣结构进行洒水作业；

s108、联网、警戒、起爆和起爆后检查作业。

进一步的，爆破孔装药的施工工艺主要包括以下步骤：

s201、装药时先按第一炸药层的装药长度和装药量装填底部，并放置第一起爆装置；

s202、逐个放置第一水袋，填充第一水袋的长度与水间隔层的长度相同；

s203、按工艺要求对第二炸药层的装药长度和装药量填充该层，并放置第二起爆装置；

s204、最后放入第二水袋并灌水至爆破孔的孔口位置。

进一步的，所述第一起爆装置和第二起爆装置均为雷管，且雷管具有延伸至爆破孔外部的起爆线。

进一步的，所述第一水袋和第二水袋均采用18丝厚的聚乙烯塑料材质。

在上述技术方案中，本发明提供的一种露天中深孔水压爆破结构及施工工艺，具有以下有益效果：

在保证同样爆破效果的情况下，降低炸药使用量，根据实际应用，可减少炸药使用量22.5％。抑尘效果明显，粉尘浓度降低与90％。孔口大块率明显降低，基本达到无大块。

钻爆参数和施工工艺基本不做调整，只是装药结构略微调整，不增加施工难度，工程技术人员和工人操作方便。

水袋制作方便，一般塑料加工企业均可生产。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的露天中深孔水压爆破结构的布孔结构示意图；

图2为本发明实施例公开的露天中深孔水压爆破结构的爆破孔的结构示意图。

附图标记说明：

1、爆破孔；2、堆渣结构；

11、第一炸药层；12、水间隔层；13、第二炸药层；14、水堵塞层；

111、第一起爆装置；

121、第一水袋；

131、第二起爆装置；

141、第二水袋。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

参见图1所示；

本发明实施例公开的一种露天中深孔水压爆破结构，包括：

均布于待爆破区域内的多列爆破孔组，每列爆破孔组等间距分布有多个爆破孔1；

爆破孔1沿其长度方向由下至上依次分为第一炸药层11、水间隔层12、第二炸药层13、水堵塞层14；

第一炸药层11内填充有炸药，且第一炸药层11预埋第一起爆装置111；

第二炸药层13内填充有炸药，且第二炸药层13预埋第二起爆装置131；

水间隔层12内沿竖直方向叠加有多个第一水袋121，第一水袋121内灌装有水，且第一水袋121的长度为300mm，第一水袋121的直径小于爆破孔1的孔径；

水堵塞层14内放置有第二水袋141，爆破前，第二水袋141内填充水，且第二水袋141的长度4500mm，第二水袋141的直径大于爆破孔1的孔径；

该爆破结构还包括堆砌在待爆破区域侧面的堆渣结构2。

具体的，本实施例公开了一种用于露天岩土爆破的爆破结构，其在爆破区域内分布有多列爆破孔1，且每列爆破孔1具有多行爆破孔1，该爆破孔1为了避免爆破时产生大量的“粉尘”，设计为四层结构，由下至上分别为上述的第一炸药层11、水间隔层12、第二炸药层13和水堵塞层14。

一般情况下，露天岩土爆破是怕水的，有水时往往需要采取防水、排水措施，但是考虑到水是降尘、捕尘最有效的介质，同时水具有不可压缩的特性，也是能量传递的良好介质，另外，水在爆破压力作用下，可以挤入裂缝中形成劈裂效果，从而提升爆破效能，降低炸药使用量。只要做好谁的包装工作(不渗漏)，将一定量的水放置在爆破孔内一定位置，不单可以有效传递炸药爆炸时产生的能量，达到降低炸药使用量的目的，而且可以利用爆破瞬间水的“雾化”作用，达到捕尘和降尘的作用。

优选的，本实施例中爆破孔1的设计参数如下：

爆破孔1的开挖深度为h，且爆破孔1底部具有超钻深度h；

超钻深度h＝(0.1～0.5)h；

爆破孔1竖直延伸时，爆破孔1的孔深l＝h+h；

爆破孔1倾斜延伸时，爆破孔1的孔深l＝(h+h)/sinα，其中α为爆破孔倾角。

其中，上述的水堵塞层14的深度为l1，第二炸药层13的深度为l4，水间隔层12的深度为l3，第一炸药层11的深度为l2；

爆破孔1的孔深l＝l1+l2+l3+l4；

爆破孔1的开孔直径为d；

水堵塞层14的深度l1＝(25～30)d；

相邻每列爆破孔1之间的距离为b，每列中相邻爆破孔1的孔间距为a；

第一炸药层11的深度l2＝1.35b；

水间隔层12的深度l3＝(l-l1-l2)/2；

第二炸药层13的深度l4＝l3＝(l-l1-l2)/2。

进一步的，上述的爆破孔1的总装药长度为l'，l'＝l2+l4；

爆破孔1的装药量为q，q＝g*l'；

爆破孔1的延米装药量为g，其中δ为装药密度，δ＝900-950kg/m³。

爆破孔1的孔间距a＝1.15b。

堆渣结构2的厚度为b，且b＝1.5b；

堆渣结构2的自燃安息角选取55°；

堆渣结构2的高度h'＝1.4b。

实施例一：

本实施例以“水堵塞-水间隔-少堆渣”的施工结构，实现了既降低炸药使用量，又可以实现降尘和捕尘效果的设计目的，现以h＝12000mm，d＝120mm为例，通过上述各参数之间的关系，得出具体爆破参数：

h＝12000mm；

d＝120mm；

h＝1500mm；

l＝13500mm(垂直钻孔)；

l1＝3500mm；

l2＝5500mm；

l3＝2250mm；

l4＝2250mm；

l'＝7750mm；

g＝10kg/m³；

q＝77.5kg；

k＝0.45kg/m³；

a＝4500mm、b＝4000mm；

b＝6000mm；

h'＝6000mm；

其中，单耗药量k根据岩石条件和经验选取，k＝(0.45～0.5)kg/m³。

实施例二：

本发明公开的露天中深孔水压爆破结构的施工工艺，包括如下步骤：

s101、施工准备，在钻爆平台确定爆破作业的范围和开挖深度，在钻爆平台下方铲平平台上划定预留堆渣结构2范围；

s102、布孔，按a和b的设计值在地面布孔，每个孔位放置标志，以方便钻车司机确定孔位，填写钻孔技术交底书，按行、列顺序编号，注明每个爆破孔的深度和角度；

s103、钻孔，钻车作业人员按照钻孔技术交底书作业，最大位移和深度不得超过200mm，角度不大于1°，孔口破碎时，应用泥浆护壁，保证孔口完成，钻孔完成后，及时封堵孔口，放置碎石、地表水进入；

s104、验孔，钻孔完成后，逐孔验收，计算各孔使用火工器材数量，孔内各段装药量及长度，总的使用量；

s105、装药，装药前应及时准备好孔内应用的水袋，水间隔层12采用直径小于爆破孔1孔径的第一水袋121，每个第一水袋121长度300mm，事先灌装水，水堵塞层14采用直径大于爆破孔1孔径的第二水袋141，第二水袋141的长度为4500mm，随用随灌；

s106、验孔；

s107、洒水，在网络连接前，对地面、临空面、堆渣结构2进行洒水作业；

s108、联网、警戒、起爆和起爆后检查作业。

进一步的，爆破孔1装药的施工工艺主要包括以下步骤：

s201、装药时先按第一炸药层11的装药长度和装药量装填底部，并放置第一起爆装置111；

s202、逐个放置第一水袋121，填充第一水袋121的长度与水间隔层12的长度相同；

s203、按工艺要求对第二炸药层13的装药长度和装药量填充该层，并放置第二起爆装置131；

s204、最后放入第二水袋141并灌水至爆破孔1的孔口位置。

其中，上述的第一起爆装置111和第二起爆装置131均为雷管，且雷管具有延伸至爆破孔1外部的起爆线。

其中，上述的第一水袋121和第二水袋141均采用18丝厚的聚乙烯塑料材质。

在上述技术方案中，本发明提供的一种露天中深孔水压爆破结构及施工工艺，具有以下有益效果：

在保证同样爆破效果的情况下，降低炸药使用量，根据实际应用，可减少炸药使用量22.5％。抑尘效果明显，粉尘浓度降低与90％。孔口大块率明显降低，基本达到无大块。

钻爆参数和施工工艺基本不做调整，只是装药结构略微调整，不增加施工难度，工程技术人员和工人操作方便。

水袋制作方便，一般塑料加工企业均可生产。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。