泰業(yè)X5鉆機(jī)和泰業(yè)370鉆機(jī)在北京某石灰石礦山鉆爆工程的應(yīng)用2022-09-17 10:57:54
1. 概況
本工程年產(chǎn)300萬方，年消耗炸藥800-1500噸。
施工過程中能過優(yōu)化設(shè)計，逐漸降低生產(chǎn)成本，深受業(yè)主和主管機(jī)關(guān)的好評。
石灰石最常見的是生產(chǎn)硅酸鹽水泥。一般石灰石經(jīng)過破碎、磨礦后均能達(dá)到水泥原料的要求。
石灰石開采過程中的廢棄石料，破碎、過篩后可獲得各種粒徑的碎石、石粉，用于各種建筑工程。
2. 鉆爆技術(shù)
本工程采用臺階爆破技術(shù)，即在地面上以臺階形式推進(jìn)的爆破方法。臺階爆破按照孔徑、孔深不同，分為深孔臺階爆破和淺孔臺階爆破?？讖酱笥?/span>50mm，孔深大于5m的臺階爆破統(tǒng)稱為深孔臺階爆破。本工程采用深孔臺階爆破。
露天臺階爆破一般采用垂直炮孔和傾斜炮孔，個別情況下采用水平炮孔形式。垂直炮孔和傾斜炮孔，二者在作用原理和施工工藝上均有一定的差別，下表中列出了二者的比較。
露天臺階爆破布孔方式主要有單排布孔和多排布孔兩種。多排布孔又分矩形（含方形）和梅花形（三角形）。
一般地，為提高爆破效率，充分利用爆破能量，并利于提高能量利用率，一次布孔以5排為宜，爆區(qū)長度不小于爆區(qū)寬度的3倍，且前排孔略多于后排孔，形成梯形的炮眼布置區(qū)。
孔徑
孔徑主要取決于鉆機(jī)類型、臺階高度、巖石性質(zhì)和作業(yè)條件等。不同的行業(yè)，由于施工條件、爆破對象、鉆孔機(jī)械的不同，所采用的孔徑大小不一。我國大型金屬露天礦山多采用牙輪鉆機(jī)，一般孔徑為250-330mm；中小型礦山、公路和鐵路等，多采用潛孔鉆機(jī)，孔徑為80-200mm。一般來說鉆機(jī)選型確定后，其炮孔直徑就已確定下來。國內(nèi)常用的深孔爆破孔徑有：70-80、100、150、170、200、250、310mm等多種。
本工程最終施工方案：
（1）采用移動靈活、鉆孔效率高的分體式泰業(yè)X5鉆機(jī)2臺，和泰業(yè)370鉆機(jī)2臺，匹配復(fù)盛埃爾曼680空壓機(jī)2臺，和柳州富達(dá)180-19空壓機(jī)2臺。
（2）本工程臺階高度10-15m，
（3）鉆孔為垂直孔，孔徑120mm；米。
（4）梅花形（三角形）布孔，孔距4.0米，排距3.0
（5）超深10倍孔徑；
（6）1m裝藥量按裝藥部位平均裝藥密度900公斤每立方米計算；
（7）爆破單耗0.5公斤每立方米。
3. 施工準(zhǔn)備
覆蓋層清除
按照“先剝離、后開采”的原則，根據(jù)施工區(qū)的特點，安排機(jī)械進(jìn)行表土清除、風(fēng)化層剝離，為爆破施工創(chuàng)造條件。
施工道路布置
施工道路主要服務(wù)于鉆機(jī)就位和道路運輸。
布置鉆機(jī)就位的道路時，要盡量兼顧隨后的運輸需要。運輸?shù)缆凡贾脩?yīng)盡可能利用已有的道路，以便縮短基建工期。應(yīng)盡量減少上山公路的工程量，以便盡可能縮短上山公路的施工周期。上山公路選線應(yīng)有利于整個開采期內(nèi)的石料及廢石運輸，盡可能降低公路縱坡，以保證上山公路具有足夠的通過能力并保證雨天運輸。
臺階布置
將道路修上山后，應(yīng)在道路與設(shè)計的臺階平臺交叉處向兩側(cè)外拓，為鉆機(jī)和汽車工作創(chuàng)造條件，向兩側(cè)的外拓采用挖掘機(jī)械和爆破相結(jié)合的辦法。
爆破法開挖臺階通常采用以下幾種方法。
（1）均勻布孔爆破法。改法類似于正常的臺階爆破，使用垂直炮孔，只不過是前排的炮孔較淺，爆破孔間排距較小；后排炮孔較深。
（2）扇形布孔爆破法。該法采用傾斜炮孔，鉆機(jī)不用移動到邊緣打孔，鉆機(jī)移動少。
（3）準(zhǔn)集中藥包法。該法采用垂直炮孔，鉆機(jī)也不用移動到前緣打孔，鉆機(jī)前后基本不移動，一般進(jìn)行左右移動，炮孔基本布置在一條直線上，炮孔間距較小。
泰業(yè)X5鉆機(jī)和泰業(yè)370鉆機(jī)平臺修建
無論是一次性爆破，還是臺階式爆破，都應(yīng)為鉆機(jī)修建鉆孔平臺。平臺的寬度不得小于6-8m，保證一次布孔不少于2排。平臺要平整，便于鉆機(jī)行走和作業(yè)。在施工時，可采用淺孔爆破，推土機(jī)整平的方法。對于分層臺階式爆破平臺應(yīng)該根據(jù)設(shè)計的爆破梯段，從上到下逐層修建，上層爆破后為下層平臺的修建創(chuàng)造了條件，上一層的下平臺是下一層的上平臺。
泰業(yè)X5鉆機(jī)和泰業(yè)370鉆機(jī)的鉆孔方法
（1）泰業(yè)X5鉆機(jī)和泰業(yè)370鉆機(jī)的鉆孔要領(lǐng)
司機(jī)應(yīng)掌握鉆機(jī)的操作要領(lǐng)，熟悉和了解設(shè)備的性能、構(gòu)造原理及使用注意事項，熟練的操作技術(shù)，并掌握不同性質(zhì)巖石的鉆鑿規(guī)律。其基本要領(lǐng)：“軟巖慢打，硬巖快打；小風(fēng)壓頂著打，不見硬巖不加壓；勤看勤聽勤檢查”。
（2）泰業(yè)X5鉆機(jī)和泰業(yè)370鉆機(jī)的鉆孔的基本方法
開口：對于完成的巖面，應(yīng)先吹凈浮渣，給小風(fēng)不加壓，慢慢沖擊巖面。打出眼窩后，旋轉(zhuǎn)鉆具下鉆開孔。當(dāng)鉆頭進(jìn)孔后，逐漸加大風(fēng)量至全風(fēng)全壓快速鑿巖狀態(tài)。對于表面有風(fēng)化的碎石層或由于上層爆破使下層表面裂隙很多甚至松散的情況，若開口不當(dāng)，會形成喇叭口，碎石隨時都可能掉進(jìn)孔內(nèi)，造成卡孔或堵孔，且不光滑的孔壁亦會出現(xiàn)裝藥時卡孔現(xiàn)象，這不僅影響鉆孔速度，還影響爆破效果。因此，開口時應(yīng)掌握一定的技術(shù)。首先，應(yīng)使鉆頭離地給高風(fēng)高壓，吹凈浮渣，按“小風(fēng)壓頂著打，不見硬巖不加壓”要領(lǐng)開口；其次，為了防止孔口坍塌應(yīng)采用泥漿護(hù)壁技術(shù)，即將黃泥漿注入孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)鉆具下鉆，用一壓一轉(zhuǎn)的方法將黃泥擠入石縫，然后上下提放鉆桿，使黃泥牢固孔口圓順，孔口上部可人工用黃泥護(hù)壁，是松散的碎石牢固，不會受到振動影響而掉進(jìn)孔內(nèi)。
泰業(yè)X5鉆機(jī)和泰業(yè)370鉆機(jī)的鉆進(jìn)技巧：孔口開好后，進(jìn)入正常鉆進(jìn)時，也應(yīng)掌握一定的技巧。對于軟巖，應(yīng)送全風(fēng)加半壓，慢打鉆，排凈渣，每進(jìn)尺1.0-1.5m提鉆吹孔一次，防止孔底積渣過多而卡孔；對于風(fēng)化破碎層，應(yīng)風(fēng)量小壓力輕，勤吹風(fēng)勤護(hù)孔。為了防止塌孔現(xiàn)象，每進(jìn)尺1m左右就用黃泥護(hù)孔一次。
（3）泰業(yè)X5鉆機(jī)和泰業(yè)370鉆機(jī)的泥漿護(hù)孔辦法
對于孔口巖石破碎不穩(wěn)固段，應(yīng)在鉆孔過程中采用泥漿進(jìn)行護(hù)壁，一是避免孔口形成喇叭狀容易影響鉆屑沖出；二是在鉆孔、裝藥過程中防止孔口破碎巖石掉落孔內(nèi)，造成堵孔。泥漿護(hù)壁的操作程序是：
炮孔鉆鑿2-3m；
在孔口堆放一定量的含水粘黃泥；
用鉆桿上下移動，將黃泥帶入孔內(nèi)并侵入破碎巖縫內(nèi)；
檢查護(hù)壁是否達(dá)到要求；
在終孔前鉆桿上下移動，盡量能將巖粉吹出孔外，保證鉆孔深度，提高利用率。
炮孔驗收與保護(hù)
炮孔驗收做到：
（1) 檢查炮孔深度和網(wǎng)孔參數(shù)；
（2) 復(fù)核前排各炮孔的抵抗線；
（3) 查看孔內(nèi)含水情況。
炮孔深度的檢查是用軟尺（或測繩）系上重錘（球）來測量炮孔深度，測量時要做好記錄。根據(jù)工程經(jīng)驗，炮孔深度不能滿足設(shè)計要求的主要原因有：
（1) 孔壁破碎巖石掉落孔內(nèi)造成炮孔堵塞；
（2) 炮孔鉆鑿過程中巖粉吹得不干凈；
（3) 孔口封蓋不嚴(yán)造成雨水沖垮孔口。
為防止堵孔，應(yīng)該做到：
（1）每個炮孔鉆完后立即將孔口用木塞或塑料塞堵好，防止雨水或其他雜物進(jìn)入炮孔；
（2）孔口巖石清理干凈，防止掉落孔內(nèi)；
（3）一個爆區(qū)鉆孔完成后盡快組織實施爆破。
在炮孔驗收過程中發(fā)現(xiàn)堵孔，深度不夠，應(yīng)及時進(jìn)行補鉆。在補孔、補鉆過程中，應(yīng)注意周邊炮孔的安全，保證所有炮孔在裝藥前全部符合設(shè)計要求。
本工程通過2套泰業(yè)X5鉆機(jī)匹配復(fù)盛埃爾曼680空壓機(jī)，和2套泰業(yè)370鉆機(jī)匹配柳州富達(dá)180-19空壓機(jī)，提升了燃油經(jīng)濟(jì)性，同時降低了人工成本，保證每年300萬方的完成量，被主管機(jī)關(guān)評為“安全生產(chǎn)先進(jìn)單位”。
