铜山铜矿选厂原矿仓底部混凝土拆除爆破

第３３卷第３期　２０１７年Ｏ６月　有　色　矿　冶　Ｎ０Ｎ—ＦＥＲＲＯＵＳ　ＭＩＮＩＮＧ　ＡＮＤ　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ　Ｖｏ１．３３．№３　Ｊｕｎｅ　２Ｏ１７　

文章编号：１００７—９６７Ｘ（２０１７）０３—１１—０４　

铜山铜矿选厂原矿仓底部混凝土拆除爆破　

张　彬　，陈　兴　

（１．铜陵有色股份铜山矿业有限公司，安徽池州２４７ｉ００；２．中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司，安徽马鞍山２４３０００）　

摘　要：铜陵有色铜山铜矿选厂原矿仓改造，需将储矿仓仓室下部一圈约２６６　ｍ。的Ｃ２０素混凝土　进行爆破拆除。因拆除量大，而现场条件又限制了每次爆破用药量，因此，实际发生的爆　破次数多，工期紧，要求每次现场爆破作业时间尽可能短。通过在爆破地点外采用ＰＶＣ　管按设计事先加工好药卷的做法，大大缩短了现场装填时间。同时，得出了一般混凝土拆　除爆破的炸药单耗值，证明了只要药卷直径大于炸药临界直径，导爆索爆炸威力足以引爆　ＰＶＣ管内的炸药；提醒对于分层浇筑的混凝土，一定要考虑浇筑缝引起的冲炮影响。　关键词：不耦合装药；临界直径；带炮；冲炮　中图分类号：ＴＤ２３５　文献标识码：Ａ　

１　工程概况　

铜陵有色铜山铜矿选厂原矿仓，因经常堵塞，矿　

山决定对其进行技术改造。为此，需将储矿仓仓室　下部一圈高４．９　ｍ，倾角５Ｏ。的Ｃ２０强度的素混凝土　

进行爆破拆除。由于拆除的混凝土全部位于矿仓内　的封闭空间，对周边环境影响不大，因此，技术难度　

及要求均不高，只要能将储矿仓底部大部分混凝土　爆碎，碎块能通过下部放矿口放出，并不对矿仓本身　

及上部水池产生破坏即可。但由于爆破的混凝土方　

量大，而矿山又是停产改造，要求的工期很紧，因此，　爆破施工组织相当关键。　

该矿仓总体为一钢筋混凝土圆柱体，矿仓圆柱　体净直径为１２　０００　ｍｍ，仓体钢筋混凝土壁厚度　３５０　ｍｍ。整个矿仓下部为１１　６６０　ｍｍ的架空层，架　

空层上部即为厚１　２００　ｍｍ的钢筋混凝土储矿仓底　

板，储矿仓底板以上为高１３　２００　ｍｍ的仓室，仓室　

上部为厚２００　ｍｍ的储矿仓顶板，该顶板同时又是　主井过来皮带给矿室的底板，给矿室净高５　５００　

ｍｍ，给矿室上部即为水池底板，水池底板厚２００　

ｍｍ，水池高４　５００　ｍｍ。　待爆体位于储矿仓仓室下部，高４　９００　ｍｍ，倾　角５Ｏ。，在其正中间有个规格为３　０００　ｍｍ×１　０００　ｍｍ的下料口。根据矿山安排，该下料口作为爆破　

后碎碴的排料口。　爆破空间内，除仓室顶板中间有一个１　０００　ｍｍ　

×１　０００　ｍｍ的给料口、边部有一个１　０００　ｍｉｎｘ　１　０００　ｍｍ的人行口和下部３　０００　ｍｉｎｘ　１　０００　ｍｍ的下料口　

外，其余均为封闭空间，其中下部３　０００　ｍｍ×１　０００　

ｍｍ的下料口在爆破时也为封闭状态。　被爆体材料为素混凝土，其工程量约为２６６　

ｍ。。本次爆破体立体结构见图１。　

图ｌ矿仓立体结构图（单位：ｍｍ）　Ｆｉｇ．１　Ｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｏｒｅ　ｂｉｎ　

２　爆破设计　

２．１总体方案设计　本次拆除爆破，其目的主要是为了形成四个新　

的下料口及其通道。待拆混凝土体周边及底部可以　

保留一部分不予拆除，因此，确定待爆混凝土体紧挨　

仓壁２００～６００　ｍｍ（第一层保留２００　ｍｍ，第二层　

＊收稿日期：２０１７一Ｏｌ一１８　作者简介：张彬（１９６５一），大专学历，高级工程师，长期从事矿山技术及管理工作。

　１２　有　色矿　冶　第３３卷　

４００　ｍｍ，第三层６００　ｍｍ）及仓底４００　ｍｍ保留，用　

以保护仓壁及仓底，然后从上往下分三层顺序进行　

爆破，各层高１　５００　ｍｍ。　２．２爆破参数选择　参照类似混凝土拆除爆破［１　，最小抵抗线ｗ　

及排距均取４００　ｍｍ；孔距ａ按排距的１．２倍考虑，　取４８０　ｍｍ；单耗ｑ初始取０．３６　ｋｇ／ｍ　，试爆后调整　为０．４５　ｋｇ／ｍ”；按体积法计算的每孔装药量（试爆　后）斜孑Ｌ及斜孔间直孔为０．５５×１．５／２×０．７×０．４５　

—１３０　ｇ，其余直孔为０．４８×０．４×１．５×０．４５—１３０　ｇ。　

２．３安全药量计算（最大段药量计算）　根据本次爆破周边条件，爆破位于一个封闭的　空间内，因此，飞石对周边环境的影响基本可以不考　

虑，需要保护的对象主要有爆破体上部的储矿仓顶　板、周边仓壁及矿仓最上面的水池。其中储矿仓顶　

板距爆破区距离最小为８　３００　ｍｍ，仓壁距爆破区最　小距离为８　６００　ｍｍ，水池距爆破区距离最小为１４　０００　ｍｍ。顶板和仓壁承受的主要为冲击波、飞石的　

危害，水池承受的主要是地震波危害。最大（段）药　量据此分别进行计算：　２．３．１地震波影响　根据公式　

Ｑ一　一２１．３　ｋｇ　

式中Ｑ　一允许的最大段药量，ｋｇ；　Ｒ——爆破区至保护物间距离，１４　１ＴＩ；　

ｋ～一…一与爆破点至保护对象间的地形、地质条　件有关的系数，按中硬岩石取２００；　

ａ一…与爆破点至保护对象问的地形、地质条件　

有关的衰减指数，按中硬岩石取１．６；　ｖ——保护对象安全允许质点振速，被保护对象　

为钢筋混凝土，参照水工、交通隧道，取１５　ｃｍ／ｓ。　２．３．２　冲击波影响　

（１）按露天钻孔爆破计算超压值　根据公式　ｎｌ／３　△Ｐ—Ｋ（　）　。　计算，当Ｒ＝＝＝８．３　ＩＴＩ时，　

Ｑ一　一１８．３　ｋｇ　

式中Ｑ一～允许的最大药量，毫秒雷管为总药量，秒　

延期雷管为最大段药量，ｋｇ；　

△Ｐ——空气冲击波超压值，本设计按钢筋混凝　土屋盖无损伤取值，取０．２５×１０ｊ　Ｐａ；　Ｋ、ａ　经验系数和指数，一般阶梯爆破Ｋ－二　

１．４８，ａ＝１．５５：　Ｒ一一爆破区至保护区问距离，８．３　ｍ。　（２）按平坦地形条件下地表裸露药包计算超压　

值（规程使用）　根据公式　

△Ｐ一　＋　＋　计算，　

当ＡＰ＝０．２５×１０　Ｐａ时，Ｒ一８．３　ｍ时，Ｑ—１．３　ｋｇ　（毫秒雷管为总药量，秒延期雷管为最大段药量）。　

（３）最大段药量取值　根据以上计算，决定采用半秒管跳段使用，其段　

间为秒延期，最大段药量按以　计算的最小值取值，　取１．３　ｋｇ。　

２．４炮孔布置及装药结构设计　２．４．１　炮孔布置　根据总体爆破方案及选定的爆破参数，东南西　北每个方向按以下原则进行炮孔布置：首先在每边　

最内侧沿边线布置一排倾斜炮孔，炮孔倾角６９。，孔　距７００　ｍｍ，斜深１．６　ｉＴｔ；接着在每个倾斜炮孑Ｌ之问，　

再竖直往下布置一个垂直孔，孔距７００　ｍｍ，孔深　１．５　ＩＴＩ；最后沿矿仓内侧边沿，去除保留层厚度后，　沿弧线由外往内按排距４００　ｍｍ，孔距４８０　ｍｉｌｌ均匀　

布置其它正常排直孔，孔深１．５　ｉｎ。　

炮孔布置平剖面图见图２和图３。　

一Ａ　

图２炮孔布置平面图　

Ｆｉｇ．２　Ｉ　ａｙｏｕｔ　ｐｌａｎ　ｏｆ　ｂｌａｓｔ　ｈｏｌｅｓ　

图３炮孔布置剖面图（Ａ—Ａ剖面）　Ｆｉｇ．３　Ｓｅｃｔｉｏｎａｌ　ｄｒａｗｉｎｇ　ｏｆ　ｂｌａｓｔ　ｈｏｌｅｓ（Ａ　Ａ）　

２．４．２　装药结构　第３期　张彬等：铜山铜矿选厂原矿仓底部混凝土拆除爆破　１３　

所有炮孑Ｌ采用分段不耦合装药，所有炮孔分三　段装入一根长１　ｍ，直径　２５　ｍｍ的ＰＶＣ管内，其　

中下段和中间段各装３８　炸药，上段装２４　炸药，　中间采用细沙分隔，管外绑扎一根导爆索传爆，孔口　填塞５００　ｍｍ长的黄土炮泥。　

２．５起爆网络设计　

根据计算的最大段允许药量（必须＜１．３　ｋｇ）、　每孔装药量１３０　ｇ、矿山具备的半秒管段数（只有１　

～８段，秒延时需跳段使用，每次爆破只能分１、３、５、　７四个段别），每次爆破炮孔数小于４０个。每次爆　

破炮孔数量不多且相对集中，设计每次爆破所有雷　管脚线均匀绑￥ＬＮ两发非电同段毫秒雷管周围，每　

发雷管约２Ｏ发雷管脚线。该两发雷管脚线内插入　

起爆器击发针，脚线端口用胶布绑扎紧，以防击发针　脱落，然后通过起爆器击发线引至矿仓外安全地点　引爆。　

３　爆破施工　

３．１试爆　由于在爆破设计审查时，施工单位怕麻烦，不愿　意分段装药，提出根据他们经验，素混凝土可爆破　

好，完全可以采用孔底连续装药。此外，相关专家也　针对设计内容，提出一些不同意见及担心。为使爆　

破方案更加合理，在正式爆破之前，组织了一次试　爆。试爆区选择在东侧的边角部位，包括最内侧两　

个斜孑Ｌ、两个直孔，两个正常排直孔共六个炮孔，分　１、３、７三段，炸药按０．３６　ｋｇ／ｍ。单耗，下段６Ｏ　、上　

段４０　间隔装药，孔口采用简单草垫覆盖。试爆主　

要为了验证专家及施工单位提出的以下问题：　（１）爆破使用的乳化炸药其临界直径为２Ｏ　ｍｍ，本设计炸药装入　２５　ｍｍ的ＰＶＣ管内，其直　

径扣除管壁厚度１　ｍｍ后，只有２３　ｍｍ，只比临界直　径稍大，而且还隔着１　ｍｍ厚的管壁，靠管壁外绑扎　

的导爆索，是否能够引爆炸药；　（２）采用秒延时雷管，炮孔间最长爆破延时达３　

Ｓ，先响炮孔是否会将后响炮孔带炮；　（３）是否需要分段装药；　

（４）炸药单耗是否合适。　

试爆结果，所有炮孔引爆、传爆正常，爆下块度　偏大，飞石较少且距离小于７　ｒｎ，孔ＶＩ覆盖草垫基本　

没有变化，但所有炮孑Ｌ孔口均有２０　ｃｍ没有爆下。　试爆结果说明设计选择的孔网参数合适，导爆索引爆　

临界直径以上ＰＶＣ管内的炸药没有问题，孑Ｌ内雷管　延时时间长也不会带炮。在自由面平行炮孔，炮孔下　向布置且孑Ｌ口堵塞长度足够堵塞质量可靠的情况下，　

爆破能量基本不会向孔口外溢，孔口是否覆盖保护并　不重要。但施工队提出的混凝土可爆性好可不分段　

装药并不可行。再就是如果需要考虑爆碎块度的话，　

即使是素混凝土，炸药单耗也要大于０．３６　ｋｇ／＇ｍ￣。　

３．２正式爆破　在试爆验证孑Ｌ网参数可行，调整炸药单耗后，开　

始进行正式凿岩爆破。凿岩按设计圈定的孔位，每　

层一次性将所有炮孔打好。打眼采用普通ＹＴ一２８　

型浅孔凿岩机拆除汽腿后手持向下钻凿，短钎杆开　

炮门，炮孑Ｌ直径　４２　ｍｍ。　

由于项目工期紧，受最大段药量影响，每次爆破　方量少，因而爆破次数多。为此，必须尽量缩短现场　

装填时间。设计采取了平行作业方式，也就是在现　

场打眼等其它工作的同时，在炸药加工场所采用工　

厂流水线作业方式，平行加工好药卷。爆破时只需　

把加工好的药卷拿到现场，然后在距导爆索端头１５　ｃｍ处用电工胶布正向绑扎一发半秒延期雷管，绑扎　

后雷管外包裹一段长１００　ｍｍ以上的炮泥放人孔内，　

然后将剩余孔内全部用炮泥堵塞，（堵塞长度大于５０　ｃｍ），即可连线起爆，大大节省了现场作业时间。　

药卷加工采用工厂流水线作业方式，简单、方　

便、易操作，其具体操作步骤为：首先将每根４ｍ长　的　２５　ｍｍ的ＰＶＣ管锯成４根，每根长ｌ　ｍ，然后　

用电工胶布把一端封死，将２５　ｋｇ／包的粉状乳化炸　药拆开，用电子天平称重，分别按５０　ｇ、５０　ｇ、３０　ｇ称　

好，通过漏斗倒入ＰＶＣ管内（管内长度大概为１１　

ｃｍ、ｌ１　ｃｍ和６　ｃｍ），每倒入一层炸药后，上部接着　

倒人一层细沙（细沙采用一截３０　ｃｍ长的　２５　ｍｍ　

的ＰＶＣ管量取），最上一层细沙必须将ＰＶＣ管填　

满，然后在另一端用电工胶布封死，最后在管外用电　工胶布绑扎一根１．２　ｍ长的导爆索。