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典型工程案例分析文本

来源:大发 | 时间:2019-01-15 人气:[!--onclick-

  ——典型工程案例分析 ? 该工程的特点、难点,采用何种技术措施,解决了什么问题; ? 采取技术措施的合理性; ? 还有什么技术措施可以采用。 ——事故案例分析 ? 事故产生原因分析; ? 设计或施工的不合理性; ? 应该采用的正确设计或措施。 ——设计知识的考核 ? 确定设计参数的依据; ? 进行设计。 ——看清题意 ? 确定属何种题型。 ——贴近试题 ? 答案应切题。 ——分析不漏项 ? 要从设计、施工和管理等方面进行全面分析。 ——有公式、有计算 ? 要给出正确的设计。 案例 6: (1)控制全耦合装药长度的方法:首先确定全耦合装药长度。通常底部全耦合装药段的长度不小于 1.3 倍底盘抵抗线m。其次根据炮孔直径、装药密度、装药长度计算出装药量。第三采用散装炸药。第四在装药过程中 控制装药量,并实时测量药高,控制全耦合装药长度。 (2)上部装药量减半,对爆破效果影响如下:在炮孔不同深度对应部位的岩体受到的约束是不一样的。在底盘抵抗线附近, 岩体受到的夹制作用最大,阻力也高,所以应加大装药量,通常采用全耦合装药。而在中上部的岩体,由于台阶坡面的存在, 提供了自由面,岩体受到的阻力较小,所以需要的炸药能量较低,因此应降低装药量,避免爆破后,该部位的岩块过分粉碎 和过分前抛。适当减少中上部装药量,可以降低炸药爆炸时炮孔中的峰值压力,降低对岩块的破碎和推移作用,使岩块的移 动速度与底部岩块的移动速度基本一致,块度破碎更均匀。 (3)为了达到同样的效果,除了上下部采用不同耦合系数的装药结构外,还可以采取以下措施:一是上部装药选择低威力 炸药,即选择爆速低、密度小的炸药,降低炸药爆炸时的威力;下部装药选择高威力的炸药,即爆速高、密度高的炸药。二 是增加下部炸药装填密度,减小上部炸药装填密度。在炸药威力一定的情况下,减小装药密度,同样可以降低炮孔中峰值压 力,达到同样的爆破效果。 成功案例分析题 01 1、δ 表示最大孔底偏差。 由于台阶不平造成钻孔方向不正确会造成较大的钻孔偏差;钻机类型、性能,钻孔深度,钻孔中岩石因素等也会造成钻孔偏 差;钻孔偏差会造成炮孔中下部实际抵抗线、孔距、排距和超深的偏差。直接影响爆区中下部的破碎效果。钻孔偏差与钻机 和工人的操作技能有关。可以通过质量指标来控制钻孔偏差的大小。 2、钻孔偏差导致炮孔底部抵抗线和孔排距的不规则,使炮孔底部炸药在岩石中的分布不确定。如果炮孔出现偏差后不调整 炮孔位置,爆区底部就无法达到所希望的效果:在偏差过大的地方会引起爆破效果的恶化,大块增加;超深偏差会引起底部 根坎的出现。因此,在炮孔布置中应补偿这一炮孔偏差。 3、改善钻孔偏差,使之控制在更精密的范围内,可以减少因偏差产生的底部爆破效果的恶化,炮孔的布置更为合理。达到 同样的爆破效果,往往所需的炮孔数和炸药量更少。 4、在钻孔作业中,钻孔台阶不平,造成钻孔方向不正确会造成较大的钻孔偏差;钻机类型、性能、钻孔深度、钻孔中岩石 因素等会造成钻孔偏差;工人的操作技能也影响到钻孔的精度。 钻孔偏差会造成炮孔中下部实际抵抗线、孔距、排距和超深的不规则,使炮孔底部炸药在岩石中的分布不确定,如果炮孔出 现偏差后不调整炮孔位置,爆区底部就无法达到所希望的效果。在偏差过大的地方由于爆破作用减弱,会引起大块增多,底 部根坎出现,爆破效果恶化,直接影响爆区中下部的破碎效果。 假设该工程台阶高度 15m,钻孔直径Φ 140mm,原孔网参数为 4m×5m,超深 1.5m。将钻孔施工允许偏斜率由 3%降到 1%, 孔底偏差由 0.62mm 减少到 0.30mm,减少了 0.32mm,那么,钻孔孔网也可相应增加 0.32mm,扩大到 4.32m×5.32m,实取 4.3m×5.4m(炮孔负担面积不变) ,超深减少 0.5m。单孔负担面积由 20m2 增加到 23.22m2,增加 16.1%。如果原设计单耗 为 0.45kg/m3,单孔装药量 135kg,孔网扩大后,填塞长度不变,单孔装药量取 127.5kg,减少 7.5kg(延米装药量 15kg/m) , 相当于设计单耗降到了 0.366kg/m3,降低 18.6%。 (如进一步将上部装药改成柱状装药,减少药量更多) 按该工程后期 1000 万 m3 的方量计算,若按原设计每个炮孔负担面积 20m2,爆破 300m3 计算,需钻孔 3.33 万个、55 万 m (按超深 1.5m,孔深 16.5m 计) 。将钻孔施工允许偏斜率由 3%降到 1%后,孔网参数从 4m×5m 增加到 4.3m×5.4m,每个 炮孔负担面积 23.22m2,爆破 348.3m3 计算,需钻孔 2.87 万个,每个炮孔减少超深 0.5m,即钻孔深度 16m,共计钻孔 45.94 万 m,可以节省钻孔 0.46 万个、9.06 万 m,单耗由 0.45kg/m3 降为 0.366kg/m3 后,总药量从 4500 吨减少至 3660 吨,节省 炸药 840 吨。 (以上数据参阅试题库案例分析 6) 案例 3:安托山 安全——滚石、飞石、振动控制 质量——坚石用于破碎骨料、风化石用于填海造地,块度均匀、大块率低 进度——爆破队 20~30 人,每天 1 万方,人均劳动生产率很高 成本——控制在 6~8 元/m3,不含防护 技术难点——岩墙爆破、飞石和振动控制、降低大块率 为了有效降低爆破振动效应、防止飞石滚石和确保爆破块度均匀,取得满意的爆破效果,还可以采取以下措施: (1)控制爆破规模。在满足生产需要的基础上,尽量缩小每次爆破规模,减小爆破振动。 (2)控制最大同段药量。爆破振动的强度与最大同段药量成正比,所以通过采用逐孔起爆,甚至是单孔起爆,可以有效地 减少最大同段药量,达到降低爆破振动的目的。 (3)优化爆破参数。可能通过减小爆破参数(缩小直径,减小孔网参数) ,改善爆破效果,避免大块的产生。同时,可以降 低同段药量,达到降低爆破振动的目的,并控制飞石的产生。 (4)起爆网路。采用逐孔起爆技术或单孔起爆,控制最大同段药量和抛掷方向,控制飞石和爆破振动的强度。 (5)炮孔填塞。采用大密度物质作为炮孔的填塞物,减小填塞长度,提高装药高度,降低炮孔口部位产生大块的几率。 (6)间隔装药。适当地采用间隔装药结构,使炸药在炮孔中分布得更均匀,改善爆破质量,降低大块率,减小爆破振动。 (7)工作线的布置方向。通常爆区的抵抗线方向产生的个别飞石最远,所以抵抗线方向应朝向正西,以减少飞石滚石对周 围环境和建筑物的影响。 (8)安全防护。在开挖区和保护对象之间采用预裂爆破,事先形成预裂缝,从而可以大大降低主爆区爆破时对保护对象的 振动影响。 案例 4:铁炉港工地 通过现场调研,将岩石分为易爆、中等可爆及较难爆三类,单耗分别取 0.33、0.38、0.42;钻孔直径φ 140mm,负担面积分 别为 25m2、23m2、20m2;超深 0.5~1.5m。 减少粉矿(小于 10kg 的岩块)的措施: 1.全孔不耦合装药,孔底装φ 120 或φ 110 条炸药,上部装φ 100、φ 90 或φ 80 条装药。 2.扩大孔网参数,对特别易爆地带,单孔负担面积有时扩大到 30m2。 3.增加填塞长度,孔口段极破碎岩体,填塞长度增加到 4m。 4.按岩体性质分区开采不同规格的石料; 5.适当加大二次破碎率,找到适合本工程的最佳大块率,作为设计依据。 (摘自相关总结) 规格石开采台阶爆破中石料的成品率是开采很重要指标,它要求石粉、小块石含量低、块度均匀;石料的块度直接影响工程 的所需,同时也严重影响着挖装设备的效率,加大开采成本。因此,通过相关爆破技术,提高爆破时石料的成品率是规格石 开采中比较突出的问题之一。 规格石爆破施工技术 1. 合理安排采区 实验和实践表明,规格石爆破的质量受岩石性质的影响大于炸药的影响,岩石性质和非均质程度不仅影响岩石的破碎程度、 位移和爆破效果,而且还给爆破设计的选择、边坡的不稳定带来影响。因此选址恰当在规格石开采台阶爆破中一个重要的环 节。选址恰当即采区岩体应坚硬、完整或被裂隙切割成大块状。一般按可爆性可把采区岩石分成易爆(Ⅰ) 、中等可爆(Ⅱ) 、 相对难爆(Ⅲ)三类。采大石的开采区应选在难爆岩体地段,在易爆岩体和中等可爆岩体中爆取大块,是一件很困难而且效 率低成本高的工作。 2. 选定合理的爆破参数 在规格石开采台阶爆破中单耗一般在 0.20~0.45kg/m3 之间,岩石 f 值大则取大值,反之,岩石 f 值小则取小值。 3. 合理布置炮孔 由于是单帮工作面开采,所提供的可供布孔的区域不大,基本上一个平台可布置炮孔 30 个左右,梅花形布孔排间顺序起爆 是本采石场在生产中用的最多的一种起爆方法。实践证明,按排间顺序起爆时,爆堆成型较好便于挖运,并且可降低粉矿率。 因此,与之配套的布孔方式一般应采用梅花形,尽量避免矩形或方形布孔。采用梅花形交错布置,使炸药能量分布均匀,减 少根底、大块,它的另一个优点是能更好地调整爆破实际邻近系数,合理的爆破邻近系数有利于改善爆破效果。 4. 采用合理的装药结构 为了提高规格石的成品率,一般要求都采用不耦合装药。不耦合装药主要采用径向不耦合(炮孔直径与药包直径之比大于 1) 和轴向分层(药柱不连续)两种装药结构。为减少爆破后产生的根底,在炮孔的底部一般采用耦合装药,底部耦合段长度一 般为 1~ 3m。由于全耦合装药,底部单耗过大,堵塞段过长,上部容易产生大块,底部容易产生过粉的区域,所以本工程只 是在前期剥离时使用。当形成工作面平台时,基本上都是应用崩塌爆破技术,采用全孔不均匀不耦合装药结构进行装药,下 部装药密度大,上部装药密度小,不装药段采用中细砂或炮泥堵塞。 (1)中间气体间隔分段装药。中间间隔分段装药是指将深孔中炸药分成 2~ 3 段,用适当长度的气体或炮泥等间隔物隔开。 采用分段装药可避免炸药过于集中在深孔下部,使台阶中、上部矿岩也能受到不同程度的破碎,减少塌落形成的大块,增加 规格石的生成。 (2)混合装药。因爆破时下部炸药要推开夹制作用较大的底部岩石,采用Φ 110 药卷连续不耦合装药。确保能将下部岩石炸 开并让上部岩石崩塌下来;上部装药一定要控制,采用Φ 90 药卷连续不耦合装药。 (3)在深孔底部装高密度、高威力炸药,在上部装入普通硝铵炸药,以适应台阶矿岩阻力下大上小的规律,既避免了台阶 根底,又减少了台阶上部大块的产生,取得一定的良好效果。 5. 合理选择炸药 根据炸药爆炸的爆轰性与矿岩性质相匹配的理论,以炮孔不同部位岩体的岩性,选择不同威力的炸药,以达到炸药的爆炸能 量均匀分布并作用于岩体,提高爆破能量的利用率,亦获得良好的爆破效果。 爆破坚硬岩石时应选用高威力炸药。坚硬岩石的密度大,纵波速度快,波阻抗大,对应力波传播的阻尼作用大。 爆破软岩时应选低威力炸药。软岩一般属低波阻抗岩石,不需很高的应力即可破碎。在软岩中采用高威力炸药,往往效果极 差。原因是爆炸时,炸药的特性阻抗未达到岩石的波阻抗之前,随着炸药特性阻抗的增加,岩石破碎程度也增强。若炸药的 特性阻抗超过岩石的波阻抗时,爆炸后会产生很多初始裂缝,并迅速与表面大气沟通,致使岩体中应力提前卸载,降低破碎 能力。此外会导致空腔半径增大,使炸药的绝大部分能量消耗在爆炸近区,爆后形成很大的空洞,而预定破碎区内岩体得不 到破碎,降低了爆破效果和爆破能量利用率。 6. 选择合理起爆网路,控制一次起爆排数。 大量生产试验证明,在规格石开采台阶爆破中为增加一次爆破量,采用多排孔毫秒延时起爆技术,不仅可以改善爆破质量, 提高规格石的成品率,还可以满足大规模开采的需要。控制一次起爆排数,有利于改善爆破夹制作用,改善爆破效果。 除上述的技术措施外,加强挖运施工管理、加强爆破施工管理、加强爆破物品监督管理、采用招标的方式采购爆炸物品等管 理措施也会影响到露天矿的爆破成本。 采用以下方法可以控制块度级配和降低粉矿率: (1)装药结构。采用空气间隔装药,可以降低炮孔中炸药爆炸时在孔壁上产生的峰值压力,减小压缩圈半径,降低粉矿率。 (2)线装药密度。通过采用不耦合装药结构,适当减小线装药密度,降低孔壁峰值压力,同样可以降低粉矿率。 (3)单位炸药消耗量。适当地减小单位炸药消耗量,可以增大爆破后岩块的块度,减少粉矿率 (4)炸药爆速。采用低爆速的炸药,同样可以降低孔壁上的峰值压力,减小粉矿的产出率,增加块石的产出率。 (5)抵抗线和孔间距。为了增大矿石的块度,可以通过增大抵抗线和孔间距,达到弱松动爆破的效果,从而增加块石的产 出率。 以上的措施应综合考虑,统一实施,以达到生产对块度的要求,同时又要考虑施工的方便性和生产成本。 成功案例分析题 03 某矿山大块率 5%,请专家指导,发现大块主要在台阶上部填塞部分,爆区两侧,以及爆破产生后冲的地方,专家提出 4 个 改进意见: (1)将起爆孔数由 50 增加到 100; (2)将钻孔的误差率由 3%降低到 1%; (3)改用斜线。增大每排的爆破长度,可以减少爆破次数,相应的可以减少爆破区间的夹制作用面,从 而降低大块率; 2.将钻孔的误差率由 3%降低到 1%。 钻孔偏差会造成炮孔中下部实际抵抗线、孔距、排距和超深的不规则,使炮孔底部炸药在岩石中的分布不确定,改善钻孔偏 差,将钻孔施工允许偏斜率由 3%降到 1%,可以减少因偏差产生的底部爆破效果的恶化; 3.改用斜线起爆。 改用斜线起爆,提高炮孔密集系数 m,可以增大爆破漏斗角,为岩石受拉伸破坏创造有利条件;防止炮孔之间裂隙过早贯通、 爆炸气体过早泄出,提高炸药能量利用率;使单孔的径向裂隙、环状裂隙得到充分发育;增强辅助破碎作用;有利于改善岩 石的破碎质量。 4.使用间隔装药。 间隔装药可以降低爆炸冲击波的峰值压力,减少炮孔周围岩石的过粉碎。因此,采用间隔装药:可以提高装药高度,改善炮 孔上部的破碎效果,使岩石破碎块度更加均匀。 成功案例分析题 04 某矿山剥离开采,岩石层理发育,软硬岩层相间分布,层厚 2~4m。采用台阶深孔爆破,250mm 牙轮钻钻孔。孔底落在硬岩 处,超深 2.5m 还有根坎。后调整台阶高度,孔底落在软岩处,甚至超深为 0,也没有根坎,且平整度好。试分析其原因。 炮孔超深与岩石的构造和性质最为密切,当台阶底部的岩石呈水平层面或有较大的水平节理构造时,可不设超深;当岩 石软弱或节理裂隙发育时超深较小;当岩石较坚硬时超深较大。 由此,根据岩石地质构造面的位置确定台阶高度,如果岩体由软硬交替的岩层组成,那么,将台阶下平台选择在岩性软 弱带或结构水平层面上,减少岩盘夹制作用,可以减少超深或不设超深 案例 7:鹰厦铁路事故 从周围建筑物和设施的破坏情况判断,应该是爆破产生的空气冲击波破坏的特征,当然也不排除爆破振动破坏的可能性。出 现这起严重事故的主要原因在于设计存在严重错误:一是有 1000 多炮孔,没有采用分段延时爆破,而采用一次齐爆,无论 是空气冲击波安全还是爆破振动的安全,都不应该这么设计,因此这是极不慎重的;二是炸药的单耗达到 1.2kg/m3,大于正 常深孔爆破单耗的 2 倍以上,相当于抛掷爆破的药量,这必然会有大量能量转化为空气冲击波; 三是采用全部是导爆索网路,铺设在地面的导爆索长达 4000m,如果导爆索的线g/m 计算,相当于有药量 56kg 黑索金平面药包的裸露爆破;四是爆破当天是阴天,一般气温容易出现反向变化,即温度随地面高度增加而升高,使 得高处波速大,地面波速小,空气冲击波发生折射,在距离爆源较远的某一距离范围内的空气冲击波得到加强,尤其是石油 库区处于比爆区低十多米的条件很容易形成冲击波的增强效应。 (摘自《工程爆破安全》 ) 1、 爆破方式选取的失误; 2、 炮孔直径选取的失误:直径过大,造成装药集中,填塞起不到自锁的作用; 3、 爆破参数选择的失误:单耗过大,孔网、孔深和药量; 4、 起爆网路的失误:导爆索网路的失误,齐发爆破的失误。 本设计中存在的不中之处有以下几点:一是孔网参数过小:采用直径 150mm 钻机,孔距为 2.3m,排距 2.0m,爆破对象是 砂岩,属于中硬及以下岩体,孔网参数明显太小。二是炸药单耗过高:对于中硬岩体,进行露天浅孔爆破时,单位炸药消耗 量应控制在 0.4kg/m3 为宜,而该设计选为 1.2kg/m3,高出太多。三是单孔装药量高:对于孔深从 0.6m 到 5.6m 的炮孔,平 均每孔装药 22.7t/1436=15.8kg,炸药单耗又高,所以单孔装药量也高,致使爆破地震效应等有害效应突出。 四是起爆器材选用导爆索:爆破时共消耗导爆索 9600m,其中地表敷设 4000m,导爆索本身具有很强的起爆能力,所以敷设 在地表,会产生强烈的冲击波和爆破噪声以及爆破振动。五是齐发起爆,同段药量过大:该次爆破共消耗 22.7t 炸药,使用 导爆索连接网路,属于齐发起爆,同段药量过大,造成民房受损等爆破危害。 案例 8:路堑开挖爆破 该爆破设计与施工工艺存在以下不合理和不安全因素: (1)开挖过程中,同段孔数多,同段药量大,每次爆破时对附近水库的坝体等建(构)筑物产生较强的振动,严重时会造 成坝体产生裂纹等缺陷,影响坝体的稳定性。 (2)孔网参数偏小,取排距 b=W=(25-45)d,对于灰岩,可取 35d,b=3.2m,按三角形布孔,a=1.15b=3.7m。 (3)孔深过大。一般来讲,炮孔深度与炮孔直径成正比关系,对于直径为 90mm 的炮孔,孔深不宜超过 8m。该爆破设计中 全部炮孔孔深都为 10m,显然偏大,而且爆破后,台阶平面不平整,所以应该根据地形高差的变化,调整每个炮孔的深度, 最大不能超过 8m,并保证孔底在同一水平面上。 (4)装药过程中,工人将整包炸药直接倒入孔内,操作方法不当。装药时应根据设计定量装药,而且装药过程不能过快, 应缓慢地进行。 (5)采用石渣进行炮孔的填塞,填塞质量得不到保证,爆破时容易产生飞石,而且会影响爆破效果。应选用细沙、尾砂、 沙土等物质进行填塞。 (6)起爆时,两排为一段,共十四排,分别采用 MS1 至 MS7 段导爆管雷管,实施孔内分段延时起爆,起爆网路设计不合 理。首先不应该将两排作为同段起爆,十四排炮孔至少要分十四段起爆,即实现排间微差起爆。其次,排间微差时间应随排 数的增加而增大,不能都使用相同的时间间隔。考虑到水库坝体等构筑物的安全,应采用逐孔起爆,降低同段药量,减小爆 破振动等有害效果。 案例 9:边坡稳定 我国云南某电站左岸岩体为流纹岩,节理裂隙很发育,顺坡节理倾向于坡外,节理间距一般为 20~30cm,并充填次生泥与 岩屑,有的节理已贯通,角度为 42°~45°,与自然边坡平行。在一次爆破后发生滑坡达十多万立方米。为处理滑坡工程延 长一年,费用约 1 亿元人民币。 试问:爆破对边坡的稳定有哪些影响?如何减小爆破对边坡的影响? 答案提示:从岩体结构面产状与开挖边坡的方位关系,爆破振动产生的惯性力及对原结构面力学强度的影响来进行分析。对 边坡的影响主要从降振的措施来考虑。 爆破对边坡的影响程度与影响范围主要与爆破规模、爆源距离,起爆顺序和地质条件有关。保持边坡稳定的治理原则是 减少下滑力,增加阻滑力。 爆破对边坡的稳定有以下影响: (1)邻近边坡爆破时,爆破后岩体中的裂缝会延伸到边坡中,对边坡岩体造成永久性损伤。这种损伤程度随着爆破规模的 增大而增加,随着爆源距离的缩小而增加。 (2)爆破产生的振动会对边坡产生累积损伤,这种损伤累积到一定程度时,也会造成边坡的位移,甚至是滑坡等危害。爆 破振动对边坡的影响程度也随着爆破规模的增大而增加,随着爆源距离的缩小而增加。 (3)起爆顺序和地质条件对边坡承受爆破损伤的能力有较大影响。当岩体抛掷方向与台阶坡面垂直向外时,在爆区的后方 (边坡)产生的振动强度最大,对边坡的影响也最大。所以在邻近边坡进行爆破时,应调整起爆顺序,改变抛掷方向,减轻 爆破对边坡的影响。 为了减小爆破对边坡的影响,应采取以下措施: (1)控制邻近边坡的爆破规模,减少一次起爆药量和最大同段药量,降低爆破对边坡的影响。 (2)邻近边坡爆破时,在边坡界线处采用预裂爆破,先形成预裂缝,降低主爆区爆破时对边坡的损伤。 (3)改变起爆顺序,使爆破的抛掷方向与边坡走向平行,减小爆破振动对边坡的影响。 (4)对于边坡上存在贯通节理、断层等缺陷时,可以采取打抗滑桩、用长锚索锚固等增加边坡阻滑力措施。也可以清理边 坡上部不稳定的被断层、节理割裂的岩体,减少下滑力,保证边坡的稳定性。 事故案例分析题 01 地下煤矿,到处滴水潮湿。在地下发放处临时放一床板,下面放数盏 200 瓦白织灯加热。工人怕炸药潮湿,放在床板上加热。 一爆破工怕雷管受潮,也跟炸药放在床板上烤。发生爆炸,死 14 人。 试分析:事故原因及违反操作的地方。 事故原因: 1、工人缺乏基本的安全知识,安全意识淡薄; 2、制度不严,责任不清,没有严格执行《爆破安全规程》的有关规定和其它安全要求。 3、混存爆破器材。雷管与炸药不符合同库存放的条件,不能同库存放。 4、乱存乱放。雷管与炸药不能同库存放,应储存在专用库房或指定的安全地点。 5、设施不良。临时存放地点通风效果不好,环境潮湿,不符合爆破器材存放要求。 违反操作的地方: 1、 《爆破安全规程》规定:雷管与炸药不能同库存放。雷管和炸药属于不符合共存范围规定的爆破器材,不能同库存放。 2、 《爆破安全规程》规定:井下贮存爆破器材的硐室或壁槽,不应安装灯具;不应在阳光下暴晒爆破器材。工人违章使用灯 泡照明兼作防潮烘烤,显然不符合《爆破安全规程》的规定。利用灯泡在床板上加热炸药和烘烤雷管,造成雷管局部连续受 热,致使雷管爆炸,并导致炸药爆炸。 雷管中的起爆药主要是 DNNP、雷汞或叠氮化铅,它们的特点是极其敏感,受外界较小能量作用立即发生爆炸反应,雷管中 的主装药为黑索金等单质猛炸药,它们的危险特性是:受热、接触明火、高热或受到摩擦震动、撞击时均可发生爆炸。用白 炽灯烘烤雷管显然危险性极高。 事故案例分析题 02 某一露天深孔爆破,孔内采用导爆索起爆,孔外导爆管接力起爆,造成大面积拒爆现象。 试分析:造成拒爆的原因,提出自己解决问题的最佳方案。 导爆索起爆属高态起爆、是多点起爆的极端形式,可以提高炸药的爆速,增加炸药的爆炸威力,容易造成大面积拒爆现象。 解决问题的关键是孔内导爆索起爆方式及孔内外雷管段别的配置。 孔内用段别高、 延期时间长的导爆管雷管, 孔外用段别低、 延期时间短的导爆管雷管作接力管,当先响孔爆破时,地表传爆雷管应将后响炮孔内所有起爆雷管点燃。如果炮孔较多而不 能做出上述安排时,至少应保证传爆信号已远离先响炮孔确保传爆信号不中断,并将未爆破的传爆雷管远离先响炮孔。 案例 5:精细爆破 精细化管理是对于管理工作要作到制度化、格式化、程式化,强调执行力。 精细化管理在世界上已经有很多专家在研究,并且也取得了相当的成就,同时对精细化管理,也有很多的定义方式。有 人认为:精细化管理是一种管理理念,一种管理文化,其以“精、准、细、严”为基本原则,通过提升改造员工素质,加 强企业内部控制,强化链接协作管理,从而从整体上提升企业整体效益。 有人认为:精细化管理方法就是: 复杂的事情——————〉简单化 简单的事情——————〉流程化 流程化事情——————〉定量化 定量的事情——————〉信息化 有人把精细化管理方法归纳为: 1.各就各位 各就各位,建立专业化的岗位职责体系。 2.各干各事 各干各事,建立目标管理体系。 3.各考各评 各考各评,建立科学的考评体系。 4.各拿各钱 各拿各钱,建立考评结果应用体系。 通过定量化的爆破设计、精心的爆破施工和精细化的爆破管理,进行炸药能量释放与介质破碎、抛掷过程的控制,既达 到预期的爆破效果,又实现爆破有害效应的控制,最终实现安全可靠、技术先进、绿色环保及经济合理的爆破作业。 精细爆破不单单是一种爆破工艺,更是一种有关爆破的理念,是爆破作业的系统工程,是一种技术体系。 与传统控制爆破相比,精细爆破的目的是爆破过程和效果更加可控,危害效应更低,安全性更高,环境影响更小,经济 效益更佳。 精细爆破不仅是细心细致,更是一种态度,一种文化。 精细爆破是一种发展的概念。它将在不断否定自己的过程中发展。 精细爆破技术体系所追求的不是其中某一个技术构成的单个功能,而是各技术组成相互联系所形成的整体功能。 这在认识上是一种突破,也是一种跨越,对爆破技术的发展具有深远的意义 精细爆破的技术体系包括:目标、关键技术、支撑条件、综合评估体系和监理体系。 精细爆破的目标 1. 安全可靠,技术先进。辨别和控制危险源; 2. 绿色环保、控制爆破有害效应和减少对自然环境的影响,推动资源节约型和环境友好型社会的建设; 3. 经济合理。 低成本、低消耗、低排放,实现经济和环境的双赢。 精细爆破的关键技术 定量化爆破设计 – 设计理论和方法 – 爆破效果预测 – 爆破负面效应的预测预报 精心施工 – 精确测量放样 – 反馈设计与施工优化 – 精心施工 精细化的管理(实时监控和科学管理) – 实时监控: 爆破块度和堆积范围的快速测量 爆破影响深度的及时检测 爆破有害效应的跟踪监测与信息反馈 爆破器材性能参数的检测 爆破监控信息的及时反馈等 – 科学管理 爆破工程分级管理 设计施工方案审查与监理制度 爆破作业与爆破安全的管理与奖惩制度等 精细爆破的技术支撑条件 ? 新技术 ? 新工艺 ? 新材料 ? 新设备 精细爆破的定义与内涵 ? 精细爆破的技术体系包括:目标、关键技术、支撑条件、综合评估体系和监理体系。 ? 精心设计是安全的基础,将安全隐患消除于萌芽中;严格施工是关键,是实现设计要求的保证;精细化管理是一种 管理理念和管理方法,是通过管理的制度化、标准化和信息化等手段,使组织各单元的管理精确、高效、协同和持 续运行,精细化管理强调的是执行力。故“精心设计、严格施工、精细化管理”是保障安全的,密不可分、缺一不 可的三要素。 精细爆破的有关叙述 ? 精细爆破是通过定量化的爆破设计和精心的爆破施工,使炸药爆炸能量释放与介质破碎、抛掷等过程得到精密控制, 既要达到预期的爆破效果,又要使爆破有害效应得到准确控制。 基于运动学和结构力学分析对高层框架结构楼房单向或多向折叠爆破、钢筋混凝土高烟囱定向或双向折叠爆破倒塌 的控制,包括爆破缺口高度和范围的确定、缺口起爆时差等关键参数的选择和精确控制的设计理念;拱肩槽开挖工 程中钻孔机具的改进和精确施工工艺,爆破器材的选型及爆破效果的评价方法的科学性都无疑是对精细爆破概念的 最好诠释。 ? 随着爆破理论研究深化和相关技术的发展,特别是计算机技术的广泛应用,爆破器材的不断更新,检测技术的进步 以及钻爆机具的改进,将为精细爆破的实现提供了强有力的技术支撑;高质量的工程要求和环境保护的需要将促使 更多更好的精细爆破施工实例的出现。 ? 加强精细爆破研究的建议 ? 我国已将建设“资源节约型”和“环境友好型”社会作为 21 世纪的重要战略。爆破作为具有潜在破坏性的建设手段与技 术,精细爆破符合上述时代需求。精细爆破的概念需要在爆破行业的方方面面得到体现和实践。建议推动精细爆破 在下述领域或方向研究和应用。 ? ⑴在露天爆破领域,针对大型露天矿山开采和覆盖层剥离爆破,应用现代信息技术的最新成果,研究并建立基于 GPS(全球定位系统)、GIS(地理信息系统)和 RS(遥感)的爆破反馈设计理论与方法,完善机械化和信息化钻爆施工技 术,努力实现高台阶深孔梯段爆破的精细化;在铁道、交通、水利和市政建设中,重点研究复杂地质、地形和施工 环境条件下的石方精细爆破技术,解决石方开挖,边坡成型,预留岩体、邻近建(构)筑和设施设备保护等综合技 术问题。 ? ⑵在地下爆破领域,针对位于城市建筑物下部的地铁开挖爆破、邻近已有铁道交通线路的隧洞爆破,重点完善基于 降低和控制爆破振动的微地震精细爆破技术;对于高地应力和复杂地质条件下的大型地下洞室群、超长隧洞开挖和 深部采矿,重点研究合理的爆破开挖程序、爆破参数及爆破对围岩的损伤控制措施;针对海底隧道爆破施工,应重 点解决覆岩保护及渗流控制相关的安全技术。 ? ⑶在建(构)筑物拆除爆破方面,针对高层(耸)建(构)筑物的结构特征、拆除条件和环境保护要求,开发基于 结构力学和运动学仿真的建(构)筑物拆除计算软件,研究建筑物多向折叠和原地坍塌等高难拆除爆破技术,实现 建筑物拆除爆破效果和负面效应的精细控制。 ? ⑷在特种爆破技术领域,开发钢结构聚能切割、油气井套管爆炸修复、油气井增油断裂控制爆破等精细控制爆破相 关的专用炸药及爆炸能量控制装置。 ? ⑸在爆破器材方面,加强性能可调控炸药和起爆、传爆器材的研制,开发数码电子雷管起爆系统和低能导爆索非电 起爆系统;研制新型的爆破震动、冲击波和噪声测试仪器,实现爆破负面效应监测的便携化、自动化和信息化。 ? ⑹在基础研究领域,重点研究工业炸药爆轰能量释放控制技术,提高和控制爆破能量的利用率;努力开发快速便捷 的爆破测试新技术,实现岩石爆破特性及本构模型研究方面的突破;加强信息化爆破设计和施工的基础理论与应用 关键技术研究,实现工程设计的智能化、可视化以及爆破施工的机械化、信息化。 试以台阶爆破的技术设计,钻孔管理,安全措施三方面论述如何实现精细爆破? 精细爆破的关键技术就是通过定量化的爆破设计、精心的爆破施工和精细化的爆破管理,最终实现安全可靠、技术先进、绿 色环保及经济合理的爆破作业。 精心设计是安全的基础,它可将安全隐患消除于萌芽中。在定量化爆破设计方面,通过对炸药、介质和爆破过程的研究, 在设计中达到精密控制炸药爆炸时的能量释放和介质在爆破中的破碎过程,以及对爆破有害效应的预测预报,从而在达到预 期的爆破效果的同时,又能使爆破有害效应得到准确控制。 在露天爆破领域,针对大型露天矿山开采和覆盖层剥离爆破,应用现代信息技术的最新成果,研究并建立基于 GPS、GIS 和 RS 的爆破反馈设计理论与方法,完善机械化和信息化钻爆施工技术,努力实现深孔台阶爆破的精细化;在铁道、交通、水 利和市政建设中,重点研究复杂地质、地形和施工环境条件下的石方精细爆破技术,解决石方开挖,边坡成型,预留岩体、 特别是邻近建(构)筑和设施设备保护等综合技术问题,重点是边坡控制爆破技术和在复杂环境下爆破有害效应的预测、预 报和防护技术。 在台阶爆破设计中,除了根据工程情况精确选择台阶高度外,特别要注意根据岩石特性、环境情况和爆破破碎要求选取合适 的钻孔机械和钻孔孔径,以及如单耗等爆破参数;同时还应做好装药结构的设计,合理选择起爆网路、延时间隔等数值和安 全设计。在环境复杂的地方进行爆破,应通过试验取得该地区振动效应相应的(K、α )值,以精确的对爆破负面效应进行 预测预报。爆破设计应兼顾爆破安全、爆破效果和爆破进度、成本等综合因素,并力求将最新的爆破理论研究成果和实践经 验应用到设计中来。露天台阶爆破的智能设计系统 严格施工是安全的关键,是实现定量化设计的保证。在台阶爆破中,特别应加强钻孔精度的控制:通过精确测量放样,严格 控制炮孔定位偏差,减少钻孔偏斜率。这就要求加强对钻机作业的管理,包括钻机工人的技术培训、钻机维修保养的制度化 和保证钻孔精度的技术措施。装药、填塞作业应严格按设计要求进行。加强施工信息对设计的及时反馈,以及对施工方案、 程序的优化,做到精心施工,从而确保定量化的设计理念得到准确实施。 精细化的管理强调的是执行力,它包括实时监控和科学管理。在台阶爆破中,设计方案应按相关规定审查,施工时应实行监 理制度,实时监控包括对爆破器材的检测、爆破有害效应的跟踪监测与信息反馈、爆破效果的快速测量以及爆破相关信息的 ? 监控和及时反馈。在爆破环境复杂时,应特别加强安全管理,施工前后,应委托有相应资质的单位做好监测和监控:如施工 前委托有相应资质的单位对周围民房进行评估和拍照取证;施工中委托有相应资质的单位对爆破振动实时监测,及时反馈爆 破振动影响情况,评估爆破振动对周围民房的影响程度,也可依据爆破振动强弱情况,及早采取改进和预防措施,指导后续 施工;施工后还可再委托有相应资质的单位对爆破前后的民房情况进行对比和评估,实现全过程、全方位的系统安全监控和 控制,降低危险性的同时,也可避免和反击一些无理的“索赔” 。 杜绝爆破飞石砸物伤人需要严格验算合理的填塞高度和保证良好的填塞质量,设计合理的起爆网路,使炸药能量合理均匀的 作用于岩体上,减少大块产生的同时也预防个别飞石飞离爆堆过远而产生事故。 在安全管理中,通过管理的制度化、标准化和信息化等手段,可以使爆破各程序的管理精确、高效、协同和持续运行。现 在,爆破安全管理的各项制度正陆续出台,如爆破器材的信息化管理、振动测量的远程控制等等,一些科研成果如露天台阶 爆破的智能设计系统的完成,将为台阶爆破中的精细爆破技术得到有力的支撑,其前景不可估量。 设计知识案例分析题 01 某露天矿边坡高 300m,为保护边坡稳定性,在邻近边坡地段采用了预裂爆破,预裂孔孔径Φ 100mm,台阶高度 12m,共有 不同的岩石坚固性系数 f=10~12,f=8~10,f=5~8 三类岩石。 试分析:不同岩石预裂孔间距、延米装药量的变化规律和确定方法。 1.预裂爆破的效果取决于预裂缝的成缝质量。从预裂缝的成缝机理看,预裂炮孔中炸药爆炸后,产生的应力波从孔壁向四周 传播,当其产生的切向拉应力超过岩石的极限抗拉强度时,使岩石拉裂成缝。最初的裂缝出现在炮孔壁向外的短距离内,同 时应力波在两个预裂炮孔之间产生叠加,合成的拉应力也能使炮孔中间产生裂缝,这些裂缝给预裂面的形成创造有利的导向 条件。显然,预裂缝成缝的难易程度取决于炸药爆炸时产生的拉应力大小、岩石的极限抗拉强度和预裂炮孔的间距。 2. 岩石坚固性系数 f 表征的是岩石抵抗破碎的相对值。因为岩石的抗压能力最强,故把岩石单轴抗压强度极限的 1/10 作为 岩石坚固性系数,岩石越坚硬,其单轴抗压强度越大,对应的 f 值也越大。而大多数岩石的抗压强度是抗拉强度的 8~10 倍, 也就是说,岩石的 f 值越大,拉裂岩石所需的切向拉应力越大,即如果要达到同样的成缝效果,就应增大预裂孔内的炸药 量(延米装药量) ,或缩小预裂孔间距。 3. 在预裂爆破参数的经验公式中,常用的公式为: a=nd n=7~12 延米装药量 q1 可根据经验值选取,或采用经验公式 对钻孔直径 d=100mm 的预裂孔,软岩可取较大的 n 值,如 n=12,即预裂孔距 a=1.2m;中硬岩石可取 n=10,即 a=1.0m, 硬岩取 n=8,即 a=0.8m;f=5~8 取延米装药量 q1=320~480g· m-1, f=8~10 取延米装药量 q1=340~500g· m-1,f=10~12 取延米装药量 q1=380~570g· m-1。 4. 在预裂爆破中,对同样的岩石,要达到理想的成缝质量,改变预裂孔间距,总有一个最佳延米装药量与其匹配。岩石坚固 性系数 f 值与孔间距和延米装药量的变化规律大致是:f 从小到大,间距应从大到小,而延米装药量则从小到大。在施工中 应、可根据该规律进行参数的初选,而最佳参数(间距与延米装药量)应通过试验取得。 设计知识案例分析题 03 ? 某场地平整工程,要求:+0,-20cm 的平整度,共 100 万平方米。因赶工期底板平整度要求不达标,采用浅孔爆 破找平,平均成本达 20 元/m3,多花了 1000 万元。 ? 试分析:应采取哪些技术措施和爆破参数来满足场地平整度的要求和节省爆破成本。 在场平工程中,处理底板不平整度往往导致开挖进度迟缓、施工成本增加。因此,场平工程必须注重底板不平整度的控制。 1. 应根据施工要求选择合理的爆破方案。在挖深较大的场平工程中宜采用分层深孔台阶爆破,进度快、成本较低。分层开挖 时要注意台阶高度的选取,较大的台阶高度可以减少分层数,有利于降低爆破成本,但对钻孔质量要求高,不利于底板平整 度的控制;尤其是最下层台阶高度不宜太高; 2. 要根据钻机性能、 环境和爆破要求合理选择炮孔直径和孔网参数。 采用较大的钻孔直径可以降低钻孔成本, 节约爆破成本, 但孔径大,孔网参数也大,炮孔之间易形成根坎,所以一般超深也大,底板不平整度不易控制。对平整度要求高的工程,最 下层台阶应选用较小的钻孔直径和较小的孔网参数; 3. 如果工程对底板岩石受损程度要求不高,可以适当增加最下层台阶的炮孔深度,多爆一些,可以避免出现小挖深的检底炮 出现;如果工程要求底板岩石不能受损,可以采用孔底间隔装药结构,孔底不装药,采用柔性物质充填,既保证开挖到位, 又保证孔底岩石不受损坏。 4. 精心设计,精心施工,精细管理。严格控制钻孔精度,防止因钻孔不到位而出现根坎;确保每个炮孔安全准爆,避免出现 拒爆;合理安排施工进度,分解各个工序,找出控制点,确保按期完工。

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