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礦山爆破設計施工方案范文1
關鍵詞:淺孔留礦;礦柱;回收
0 引言
經過長期的開采,我國很多礦山的資源儲量急劇下降,大量的礦山即將進入衰老期。目前,礦產資源的開采造成了巨大的浪費,除了亂采亂挖外,由生產計劃不周而造成的回采礦柱損失也是一個總要因素。但與亂采亂挖不同的是,礦柱可通過有效的施工進行安全優質的回收,這樣不僅節約了殘余資源,而且還為企業帶來了一定的經濟效益。
淺孔留礦法適用于礦石和圍巖穩固、礦石無結塊或天然急傾斜、薄及中厚以下的礦床開采。該法礦柱留礦量比較大,若及時回收礦柱,必然造成大量礦產資源的浪費,并且存在一定的不安全性。因此,對淺孔留礦法礦柱回收方案的探討,具有實際利用意義。
1 礦柱回采順序
為了保證在礦房回采結束后能夠及時回收礦柱,在理想狀態下應該使頂底柱、間柱的回采施工與礦房回采同步。但是在實際操作施工中,為了保證生產的接續、生產人員的安全,礦柱的回收施工不得不滯后于礦房的回采。由于礦柱回采的滯后,當礦房開采出空后,礦柱就成為了一大安全隱患,如果不及時進行間柱、頂底柱的回采施工,極容易出現安全事故。
在爆破順序上,間柱、頂底柱的爆破施工應同時進行。因為一旦頂底柱的爆破早于間柱爆破,間柱爆破回收的礦石中必然會混入大量的巖石,影響回收質量和回采率。
為了保證施工人員的絕對安全,淺孔留礦法頂底柱的回收施工要與淺孔采礦作業同步進行,否則在礦房采礦結束后再進行頂底柱回采施工,會使施工人員在采空區上部作業,安全隱患很大。
因此,間柱回采施工應與人行天井施工同步進行;頂底柱的回采施工應與礦塊切割和淺孔采礦同步進行。這樣,間柱與頂底柱同時進行爆破落礦就可以緊隨淺孔采礦結束后進行,從而避免了開礦人員在采空區上部作業,保證了施工安全,同時還有效保證了出礦質量和產量。
2 礦柱施工方案
2.1 頂底柱施工
淺孔采礦結束后,為了避免發生冒頂事故,應立即進行頂柱爆破。一般頂柱采取硐室回收,其主要方案有3種。
2.1.1 主巷式
因為采場的上水平有頂底柱,所以一般采用在水平掘鑿一層硐室,回收頂柱,在二段回收底柱。所謂主巷式即掘鑿一條貫通礦體的水平硐室主巷,然后根據抵抗線在主巷中布置成“丁”、“干”或“一”字形硐室;在二段將電耙巷道作為為硐室主巷,在兩邊掘鑿“丁”、“干”或“一”字形硐室。
該方式施工工程量和勞動強度大、工期長、出碴距離遠。由于爆破需要放出礦房內的礦石,但把握采場空間具有一定難度,因此難以控制其爆破效果;但是因為不在采場內作業,通風性較好、物資供應及行人方便、采場內不會造成大量礦石積壓。
2.1.2 多井式
“多井式”適用于一些頂柱靠近地表和上部水平已經采空崩落以及無法進行硐室施工時的采場。由于采場內向頂柱掘鑿若干便于下碴與行人的下碴行人天井,此時需留有大量礦石作為施工平臺,所以采場不能放空。硐室的掘鑿主要是根據礦柱厚和抵抗線來設計施工。硐室可采用“一”、“丁”或“干”字形。
該方式施工相對來說管理比較簡單、工期短、見效快,因為有施工下碴行人井,所以增加了自由面,采礦破碎效果好,使后續出礦工作的順利進行得到了保證;但施工人員在采場內作業,施工時通風性較差,存在一定的安全隱患,并且采場容易造成大量礦石積壓。
2.1.3 混合式
有時由于礦場的特殊條件限制,主巷式與多井式的施工方法都不能夠滿足施工需要時,為保證生產的接續,往往采用主巷式與多井式相結合的方式來回收頂底柱。
該方式具有兩條井,通風性好,施工人員不在采場內作業,行人進出硐室通過天井,具有了安全保障;由于有下碴井,施工碎碴可直接倒入采場,降低了勞動強度,管理簡單;但是不足的是需掘鑿硐室主巷,工期較長、見效緩慢。
2.2 間柱施工方案
理想狀態下,各段硐室回采施工應與天井施工同時進行,爆破時在起爆順序上頂底柱也應滯后于間柱。但在實際作業中,由于一系列復雜因素的影響,比如人員不足、設備緊張以及生產進度需要,往往是頂底柱先回收,而間柱最后回采或作為永久損失。如果間柱的回收在頂底柱回收之后,那么間柱的回收就相當于窄礦體的回收,其施工環境往往比窄礦體回收更不安全。
2.2.1 二段有底柱回收
二段有底柱回收即施工時在二段沿礦柱方向按回收面積掘鑿1~2個漏斗。若有行人天井,就將原行人天井用作行人通風;如果沒有,就需新掘鑿一條行人天井。為保證作業安全,先在四段以上掘鑿硐室,根據實際情況采用“丁” 或“一”字形硐室,硐室施工結束后即可到三段進行切割施工,進行采礦作業。
該方式優點是礦石回收數量多、質量優、效果快,機械化出礦程度比較高,可利用現有設備出礦。在耙道里能夠進行二次爆破,破壞小,但三段切割作業的安全性還需提高。
2.2.2 二段無底柱回收
若有行人天井,就將原行人天井用作行人通風;如果沒有,就需新掘鑿一條行人天井。施工時為保證作業安全,先在三段以上進行掘鑿硐室,根據實際情況采用“丁” 或“一” 字形硐室。硐室施工結束后,在二段按回收面積進行開幫切割施工,進行采礦作業。
該方式可利用自重完成礦石運搬,但是機械化出礦程度低,礦石回收效果不好,質量差。在振動漏口進行二次爆破作業危險性大、破壞力強、效率不高。
2.3 礦柱爆破方案
礦山最重要的落礦工藝是爆破作業,爆破效果的好壞直接影響著后續礦石的鏟裝與運輸工序。在抵抗線確定的情況下,設計好合理的硐室布網、裝藥量、微差及起爆順序,才能夠取得最優的爆破效果,為后續生產順行創造良好的條件。因此對硐室施工的要求是:
1) 均勻布置硐室,間距要等于或接近于最小抵抗線;
2) 裝藥量要根據抵抗線的情況以及硐室所處的地質條件和施工現場情況進行核實;
3)必須采用毫秒微差爆破來保證爆破效果,延時保持在5O~75ms;
4)起爆順序根據實際情況確定。對于只有單層藥室的頂底柱回收,中間先起爆,四周后起爆;雙層藥室的頂底柱回收抵抗線大的方向藥包先起爆,然后層間微差進行。對于間柱回收層間微差的順序,既要保證落礦,又要保證破碎效果和生產的順行。
3 工程實例
3.1 采空區及礦柱狀況
水口山鉛鋅礦的老鴉巢區經過開礦形成了18個采空區,最大垂高為520m。其中,最大的3個采空區分別是8#空區、9#、10#空區,三個空區都已到達12中段。由于三個礦體是獨立的,所以3個空區11中段以上未貫通,到12中段3個礦體相互貫連。空區靠礦柱支撐。8#空區10中段以上基本上已經處理,9#、10#空區只進行了部分廢石充填。8#空區10中段以下, 9#、10#空區9中段以下都未處理。11~12中段9#、10#礦體采用淺孔留礦法進行回采施工, 沿礦體的走向布置電耙道,因礦體傾斜角較小,沿傾角方向布置了3~4條階梯狀電耙道,每條電耙道回采礦體垂直高度在7~10 m之間。
3.2 采礦方法
本工程采取傾斜電耙道的淺孔留礦法。為有效控制地壓,保證回采作業的安全,防止兩邊空區中的充填廢石混入采場,在采空區與礦柱接觸部位預留2.0m的長礦柱。這種采礦方法安全可靠,但回收率較低,在該礦現有回采工藝和技術條件下,是最為合理的。
該種礦柱回采分上、下2個區域進行。上部區域采用電耙道底部結構的淺孔留礦法,電耙道傾角為30°,布置了5個漏斗,漏斗間水平距離為10 m,斗與斗之間通過切割天井、切割斜巷及聯絡巷相互貫通,形成人行出口和回風出口。每個漏斗以切割天井形式上升,先打好劈漏眼,回采時再爆破劈漏。采下的礦石通過電耙道到溜井然后出礦。下部區域采用分層回采方法。在分采區域界線面預留高3到4米的頂柱,采用小直徑中深孔、集中鑿眼、同時爆破方式回采,然后用裝巖機和電耙出礦。
3.3 礦柱回采效果
1209-1#礦柱回采自2006年8月開始,截止目前,1208-1#礦柱已經全部回采, 12010-1#礦柱進行采準工程,安全回采礦石量已達3萬t,創經濟效益800多萬元。2個采場回采的主要技術經濟指標見表1。
表1主要技術經濟指標
4 總結
通過淺孔留礦法對6水口山鉛鋅礦的采空區礦柱的成功回收,不但合理地回收了國家資源,而且減小了采空區的安全隱患,為企業帶來了明顯的經濟和社會效益, 給今后礦柱的大量回收提供了寶貴的經驗。
礦山的資源危機影響著國家經濟和企業效益的生存和發展, 除了積極投入地質勘探工程增加儲量外, 同時還應加強礦柱回采, 最大限度地利用資源, 這也是緩解危機行之有效的途徑。
參考文獻
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礦山爆破設計施工方案范文2
【關鍵詞】 管線 施工技術 爆破減震 爆破控制
1、工程概況
南關嶺站至華北路站區間設計范圍為DK3+114.101~DK4+072.076,右線長957.975m;左線長957.312m,含短鏈0.663m。本次設計為礦山法區間隧道主體土建工程。本區間位于華北路,場地西南高東北低,地形起伏較大,地面高程15.10~23.67m。
2、施工方案的選擇
1)本區間正線結構上方零星分布2至3層樓房,該暗挖隧道施工段穿越華北路,路下管線較多,包含砼污水管道、天然氣管道、自來水管道、電信光纜等管線。根據施工情況,對建筑及管線提前布設監測點,并進行監測。
2)地下水水量中等-豐富,為基巖裂隙水。
3)巖溶中等發育,給隧道施工帶來較大困難。
南華區間大里程防線隧道所穿圍巖為Ⅴ級和Ⅵ級,隧道圍巖為中風化石灰巖,局部夾強風化,巖體裂隙發育,溶洞發育,易產生坍塌現象。
3、 區間隧道鉆爆施工設計
3.1爆破施工原則
針對本區段暗挖隧道的環境特點、結構特點、施工方法等,并綜合考慮鉆爆施工對隧道結構及管線的影響,在保證施工安全的前提下,本著“短進尺,弱爆破,早封閉,勤量測”的原則,決定采用微差、分部、多段、多次弱爆破技術施工的減振措施。
3.2 爆破控制基準
根據《爆破安全規程》標準,結合設計變更及聯系單相關要求,煤氣管線及雨水管的爆破振速限制在4.0cm/s。
3.3爆破減震措施控制
3.3.1爆破地震效應安全標準
炸藥在巖石中爆炸時強烈的沖擊波和應力波,隨著傳播距離的增加,逐漸衰減為地震波,從而使爆區周圍建筑物出現破壞甚至倒塌現象,根據中國《爆破安全規程》(GB6722一2003)提出了爆破對建筑物和構筑物的爆破振動安全標準判斷可采用保護對象所在地質點峰值振動速度和主頻率的對應關系,以主振頻率的頻段確定相應的振動速度,并考慮了延時間隔的影響。
3.3.2爆破振動衰減規律
爆破地震效應是一個比較復雜的問題,它受多種因素的影響,如爆源的位置,裝藥量,爆破方式,傳播介質和局部場地條件等,同時還與地基特性和約束條件以及施工質量等因素有關。影響爆破震動強度的因素較多,最主要的有:藥量,包括總藥量和最大段齊發爆破藥量;距離(爆心到結構點的水平距離)。
3.3.3爆破地震效應控制思路
在區間此段爆破施工中主要從以下幾個方面開展:
一、控制一次起爆的最大藥量,通過采用微差分段,減小最大起爆藥量,控制地震波強度。
二、從傳播途徑上隔震、減震。在主炮孔與開挖邊界之間打設減震孔,從傳播途徑上減震和消震。
可以采取以下措施:
(一)詳細調查管線埋深、材質等,制定沿線盡可能大振動控制標準。
(二)合理布置周邊眼,即在左右線靠近管線一側打設加密的隔振孔以降低地震強度。
3.4爆破設計方案
3.4.1爆破設計方案選擇
本設計將依據線路管線附近的地質狀況及減振要求,選用短進尺的臺階分部開挖法施工。
3.4.2爆破參數選擇、裝藥量計算、鉆孔設計、裝藥、填塞和起爆網路設計
(1)炸藥的選擇
本工程施工中選用防水效果好和有毒氣體生成量小的粉狀乳化炸藥,每卷重量150g。
(2)雷管起爆時差的選擇
根據本工程特點毫秒雷管爆破時間間隔為50~200ms時,效果較好。
(3)炮孔設計
①掏槽孔
為了達到減震的目的,選用楔形掏槽,充分利用楔形掏槽的易拋擲和減震作用與貫通掏槽的臨空面來最大限度地減輕震動。
孔深:考慮到掏槽孔只有一個臨空面,爆破條件較差,炮孔利用率低,故掏槽孔孔深取1.0m,水平角度65°,孔間距0.5m,排距1.6m。
輔助孔
孔間距:為了保證在施工期間煤氣管線不受影響,嚴格本著多打孔、少裝藥的原則,本次取0.6m。
周邊孔:
考慮區間拱頂埋深較淺,為了減少爆破對圍巖的擾動,所以在周邊先打設一圈加密隔振孔,隔孔裝藥,采用空氣間隔不耦合裝藥結構??咨钊?.7m,孔間距取0.4m。
每延米藥量:根據巖性,每延米裝藥量q=0.15~0.25kg/m。
(4) 裝藥結構和填塞
掏槽孔和輔助孔采用反向不耦合連續裝藥,周邊孔采用反向不耦合中間空氣間隔裝藥。
(5)起爆方式及順序
考慮到華北路交通的重要性,及保證煤氣管線和雨水管不受爆破振動破壞,此次爆破方案上臺階進行孔外和孔內延時爆破,在上臺階進行預裂爆破,并把左右部利用孔外延時降低最大單響藥量,最大限度的減小爆破振動速度,初步設計進尺0.5m,根據實時監測及時調整參數,具體炮孔布置如圖所示,爆破順序如下:
①把上臺階分成左右兩部,兩個區域采用MS-2過渡(或采用左側Ms-3、右側MS-4段),利用孔外延時進行起爆,最大程度的降低單響藥量,起爆順序為:先周邊孔―中心孔―掏槽孔―輔助孔。(預裂爆破孔間隔孔裝藥)
② 下臺階采用多段微差弱爆破(松動)一次完成,嚴格控制住最大段的藥量。
炮孔布置示意圖
3.5爆破地震波控制驗算
根據本區間已經實施的爆破振動監測經驗可知,爆破開挖的最大振動速度值取決于某最大段裝藥量及炮孔布置、裝藥結構。
進行預裂爆破時,測點振速大小,主要取決于炮孔起爆順序,一般擔當預裂的周邊孔的段別振速最大,而不完全取決于分段裝藥量的大小,因為預裂為掘進炮孔起到了減振作用。
3.6爆破安全距離計算
隧道開挖爆破中,掏槽孔最有可能產生危害性飛石,應特別注意其填塞質量,并作飛石距離驗算。經驗算,設計中可能產生的最大飛石距離35m。
3.7爆破減震措施
(1)采用分部、分臺階開挖,孔內和孔外相結合微差爆破技術;
(2)采用多段位非電毫秒導爆管雷管,選擇科學合理的雷管起爆時差,增加起爆段數,降低同段起爆藥量;
(3)采用低密度、低爆速、低猛度、高爆炸力的乳化炸藥,嚴格控制裝藥量。
4、結論
在城市地鐵暗挖施工穿越地下管線過程中應注意的幾項問題:
4.1根據設計圖紙提供平面及縱斷面圖紙、物探資料,進行現場風險源調查,詳細記錄地下管線的輸送介質、材質、規格、平面位置、埋深及與區間正線的相對位置,并對其進行風險等級評估、等級劃分;
4.2根據區間正線穿越的地下管線評估風險等級,結合該區段圍巖等級、地表附近的建構筑物情況,制定專項施工方案,方案中應根據爆破規程及當地建設方對于爆破振速的限制要求,做好爆破參數設計,并根據現場爆破作業及監測數據情況,不斷修正爆破參數。
礦山爆破設計施工方案范文3
露天石灰石礦山通常采用自上而下的水平分層開采法,設計時多采用多臺段同時開采,便于各臺段礦石搭配使用。石灰石礦露天開采生產工藝為:礦山土石方剝離,剝離的廢土石運往排土場→在采礦工作面上爆破→爆破后的大塊礦石由液壓錘破碎→破碎后的礦石在剝離工作面進行剝離,剝離的廢石運往廢石場→礦石鏟裝后由運輸工具運至水泥廠卸料平臺。個別礦山還有破碎和輸送系統,新羅區最典型的是華潤曹溪(原三德水泥)和華潤巖山元青的石灰石礦山,破碎后采用皮帶長廊運輸至廠區。新羅區石灰石地下礦山多用平硐開拓或平硐加斜坡道聯合開拓,地下開采通常采用空場類采礦法,施工簡單、便于操作的淺孔留礦法使用特別普遍。石灰石礦地下開采生產工藝為:開拓→采準切割→回采(包括鑿巖、爆破、破碎、挖掘機鏟裝、汽車搬運)。
二、石灰石礦山開采過程中的環境污染及防治措施
礦山開采活動在建設期間對生態環境的影響主要在采場土、石、植被剝離;各項配套設施(工業場地、道路、運礦設施)的占地、取土和棄渣,破壞植被;施工臨時占地及施工活動所產生的環境污染。運營期對生態環境的影響主要是爆破、機械設備運轉所產生的噪聲和振動、礦石運輸拋遺、粉塵、壓占植被以及礦石剝離后的棄石堆置所造成的植被破壞和水土流失。主要的污染因素是廢土石、粉塵、廢氣,其次是廢水、噪聲、爆破震動。
1、廢土石污染防治
礦山的廢土石主要為生產中未能搭配利用的夾層、開采境界內的礦體、覆土。為減少廢土石污染,大多數礦山采用的措施主要是充分利用地質報告,管理人員切實掌握采場生產部位質量情況,對礦區分塊進行評價,根據配料質量要求,及時調劑、合理搭配。廢土石棄于礦山廢石堆場,表層覆蓋土可以作為礦山開采終了后的植被恢復用土,單獨堆存于廢石場。廢石場通常設在離開采區較近的溝坡或溝道中,為了保證安全和減少水土流失,應設計有水土保持及防洪措施,嚴防山體滑坡或滾石。廢石場排棄時將最難搭配使用的廢石填筑在底部,表層覆土排棄在場頂,形成0.5~l.0m厚的表土層,整平壓實后可開墾種植,恢復生態環境,變害為利。
2、粉塵污染防治
礦山生產工序中,穿孔及破碎的產塵量較大。淺孔鑿巖應濕式作業,井下應加強通風,露天采場中深孔爆破采用配有除塵裝置的高風壓潛孔鉆機,石灰石破碎及輸送過程一般都要設有除塵設施。礦山爆破、運礦車輛在采場裝運或將廢石運至廢石場卸車時都會產生揚塵。要合理布置炮孔,正確選用爆破參數,加強裝藥和填塞作業的管理以降低爆破產塵量。采裝、運輸和礦石卸車等產生的粉塵,一般設專人定期清掃、灑水等,減少揚塵的產生量。
3、廢氣污染防治
礦山爆破通常采用2#硝氨類巖石炸藥。爆炸產生的有毒氣體為CO、NOx。一般石灰石礦山開采中炸藥爆炸后產生的有毒氣體總量對環境沒有大的危害。以柴油設備為裝運工具的礦井,柴油尾氣的顆粒污染物(黑煙)含有SO2、NOx、碳氫化合物HC等氣體污染物,有條件的應采取相關的柴油車尾氣處理技術,井下內燃設備應有廢氣凈化裝置,礦井應合理安排運輸車輛,加強通風。
4、廢水、噪聲、爆破震動污染防治
廢水主要來自礦山工業場地和火工庫辦公室、民工宿舍、廁所等處的生活污水,不含有毒物質,量也少,可就近排放。石灰石礦山產生高噪聲的設備有潛孔鉆、手持風動鑿巖機、空壓機、載重車、挖掘機、裝載機、破碎機等。礦山最近的村莊距開采境界線至少幾百m,爆破時產生的噪聲經過衰減后一般較弱,且爆破時間短,爆破噪聲影響不大。爆破震動可造成爆破區周圍建筑物和構筑物破壞,使人產生煩躁不安等。目前,微差爆破應用廣泛,它能降低爆破地震效應。
三、石灰石礦開采的生態環境影響與生態防治
1、水土流失影響因素
水土流失影響因素包括自然因素和人為因素。自然因素:大部分石灰石礦山地處山地溝壑區,溝谷較發育,山坡陡,匯流快,加劇了地表的沖刷和侵蝕;石灰石礦山通常林草植被少,也是造成水土流失的重要因素。人為因素:礦山開發建設及開采過程中,直接改變了原地形地貌,破壞植被、擾動地表;部分棄土棄渣如不加處理,勢必導致新的水土流失。
2、生態地質環境影響
石灰石礦山開采將改變礦山原有的地貌和景觀,且這種改變是不可逆的。地貌、景觀格局的變化使礦山固有的自然生態功能完全喪失,景觀生態結構發生變化。礦山開采破壞土地資源,特別是將破壞原有的植被,但終了后均可恢復。礦山開采對植物的影響通常僅局限于礦山區域內,對區外植物無明顯影響。礦山開采破壞了動物的生存環境,爆破噪聲還對礦山周圍動物的棲息、覓食等活動產生較大影響。礦區建設引發的礦山地質災害,如:地面塌陷、地裂縫、崩塌、滑坡等。礦山開采導致地下含水層受到破壞。包括含水層結構破壞、含水層疏干、地下水水位下降、泉水流量減少、地下水水質變化以及對區域水系、水體及使用功能的影響。石灰石礦山開采造成的生態環境影響還包括:開采區和廢石堆場的水土流失、廢石場的穩定性、次生地質災害等生態環境風險的影響等等。
3、水土流失防治及生態環境保護的對策
(1)編制生態環境恢復治理方案。礦山開采前應制定詳細的生態恢復設計方案、實施計劃和進度安排,并給予資金上的保證。真正做到“在開發中保護”和“在保護中開發”,最大限度地減少礦產資源開發對地質環境的影響,促進礦業活動健康發展。石灰石礦山開采特別是露天開采,對生態環境的影響很大,為了遏制水土資源破壞,保護、恢復、補償生態系統,保障水土資源持續利用,礦山業主應根據《礦山地質環境保護與恢復治理方案編制規范》(DZ/T0223-2011)及《福建省礦山生態環境恢復治理保證金管理辦法》(閩國土資綜(2012)127號),委托有資質單位編制生態環境恢復治理方案,采取積極可靠的生態環境保護措施,采用預防措施和治理措施相結合、工程措施和生物措施相結合的方法,把對生態環境的影響減至最低限度。(2)制定合理的施工方案。設計部門和業主應在滿足生態保護的基礎上,制定合理施工計劃。在施工中,盡量減少擾動地面,平衡挖、填方量,防止造成崩塌、滑坡等現象,填方應及時鋪平壓實,減少風蝕、水蝕。施工機械、土石及其它建筑材料不能亂停亂放,防止破壞植被,加劇水土流失。另外盡量避開在雨季和汛期進行開挖施工,棄土應妥善堆存,不能隨意丟棄。(3)生態環境治理的內部管理與控制。礦山企業應設立專門機構進行管理,如設立安全環保部,對施工人員進行環境培訓教育;監督實施環境管理計劃,執行有關環境管理的法規、標準;負責生態保護設施項目的建設和運行,加強采場邊坡監測與整治,做好地面巖移塌陷沉降范圍觀測。(4)加強生態環境治理的政府監管。編制了生態環境恢復治理方案,政府相關部門還應該督促礦山落實,包括基建期、營運期、閉坑期3個階段的防治。監督檢查是政府加強礦山生態環境管理的重要環節,其目的在于查明礦山企業遵守各項生態環境保護規定的情況,并在必要時采取強制措施。
4、水土流失及生態保護的分區治理
根據礦山地質環境影響評估結果,綜合礦山地質環境問題類型、分布特征及其危害性,以及《礦山地質環境保護與恢復治理方案編制規范》(DZ/T0223-2011)附錄F“礦山地質環境保護與恢復治理分區表”,將礦山地質環境保護與恢復治理區域劃分為重點防治區、次重點防治區、一般防治區。目前新羅區內石灰石礦山都屬后兩類即次重點防治區、一般防治區。詳見表1。具體分區是:(1)開采區:做好邊坡防護、基礎防護,防洪排水,做好采場邊坡監測管理與整治,以其達到防治誘發崩塌、滑坡等地質災害。開采終了后進行覆土整治,植物種植措施。(2)地面巖移塌陷分區:開采期間建設截、排水溝,沉淀池。防范地下開采井巷崩塌、冒落,進行必要的充填,監測地表沉降變形情況,發現異常及時采取措施處理;礦山閉坑期間應及時封閉硐口及露出地面的巷道,防止溝谷水流入地下采場,應繼續注意沉降觀測,設置沉陷區的警示及覆土植被。(3)排土場、廢石堆場:做好擋土壩、截洪溝、邊坡防護、周邊植物防護、后期對渣場進行覆土整治,植物種植。(4)工業場地、硐口:做好防洪排水、地面硬化、擋墻護坡、植物種植措施。(5)運輸道路:做好邊坡防護、防洪排水、植物種植。(6)火工庫:做好地面硬化、擋墻護坡、植物種植。
5、水土流失及生態保護的治理措施
包括工程整治措施和生物措施。(1)工程措施。棄土、石應在廢石場集中處理,盡量減少壓占地表植被。在廢石場底部先以大塊廢石墊底,以利于水的滲透,疏導廢石場內的雨水。采取分段水平堆積,再碾壓,把松散的土壓實。逐級設壩,保證壩體安全與穩定。廢石場上部設截洪溝,避免廢石場受洪水沖刷。礦區新建和改造道路兩側,采取護坡和道路護基措施,防止水土流失和塌方、滑坡。對臨時性施工所造成的陡坡、壩,采取簡易防護措施,并設置水土流失防護欄,疏導排水,減少水土流失。(2)生物措施。礦山開采期間在有條件的道路兩側、工業場地周圍應因地制宜植樹綠化進行生態恢復,在邊坡和路基種草;把最終臺階坡面夯實,進行植被恢復。礦山采區采掘終了,應及時覆土,恢復植被。綠化植被的篩選,應根據所在地區的氣候特征和礦山特性,選擇易于成活的樹種,以鄉土植物為主。
四、結語
礦山爆破設計施工方案范文4
關鍵詞:露天礦山; 爆破安全; 分析; 對策
中圖分類號:P633.2文獻標識碼: A 文章編號:
前言:
隨著我國安全生產形勢的逐漸好轉,人們對安全的認識和期望也越來越高,特別是隨著近年來采礦業的持續快速發展,礦山從業人員也具有了相當規模,國家對礦山安全生產也極為重視。露天礦山的開采作業方式以爆破開采為主,該方式具有高效、準確、快捷的生產優勢,可為礦山企業帶來可觀的經濟效益。隨著生產的不斷發展,對于露天爆破工作的難度,也在逐漸的加大,危險性并沒有實質的降低。我們也應當看到,礦山的爆破安全問題仍然是礦山開采過程中的主要隱患,其產生的爆破公害也是現實存在的,會對人們賴以生存的生態環境造成嚴重的破壞,安全事故也仍然時有發生。因此,應當在加強礦山生產的同時,加強對其爆破安全工作的有效管理,以控制爆破振動強度、有效抑制爆破產生的飛石為目標,合理的選擇爆破參數,切實降低爆破振動對周圍環境的破壞性影響。
露天礦山爆破安全工作所面臨的嚴峻形勢
( 1) 礦山爆破種類多,爆破作業面廣。露天中以深爆破和淺孔爆破為主,同時,也涉及到硐室爆破、擴壺爆破和拆除爆破。爆破工作涉及到全部采場,上、下盤邊坡,及其它需要臨時爆破的部位。
( 2) 隨著生產的發展,露天礦山爆破工作的難度越來越大,危險性也越來越高。
露天礦山爆破的分類及方法
礦山爆破來源于爆破的發展與延伸,其定義為:利用炸藥在空氣、水、土石介質或物體中爆炸所產生的壓縮、松動、破壞、拋擲及殺傷作用,達到預期目的的一門技術。
1)露天礦山爆破分類:臺階的深孔爆破,大塊、根底的二次爆破,臨近邊坡的控制爆破等。
2)爆破方法:微差爆破,擠壓爆破,控制爆破,淺眼爆破和藥包等二次爆破。
露天礦爆破危險范圍的確定
1.精確掌握爆破區域的原始狀況
在爆破之前,對爆破區的地形、地質條件、周圍的建筑物及人員流動情況等,都需要做到詳細的了解,并且針對存在的問題采取有效的防范措施。
2. 精確確定爆破區的危險范圍
根據爆破計算公式進行計算,但同時要滿足通常情況下的危險半徑范圍200 m~250 m之間的條件;當進行爆破時,其危險半徑的范圍應該在350 m~400 m之間。在確定深孔爆破的危險范圍時,應當考慮到地震波以及沖擊波的影響,同時對飛石的安全距離也需要進行測算。無論是深層爆破還是淺孑L爆破,都應當對其危險范圍進行詳細的確定。
3. 爆破施工質量的影響
除極少數地質原因外,絕大多數爆破事故的產生都是由于爆破施工的質量不合格所引起的。比如網絡連接不當、填塞不合格,或者是炮孔的孔口有異物等,這些都會造成爆破事故的發生。另外,在爆破現場設置的警戒也十分重要,應當考慮到發生突然事件時的人員安全問題,簡言之就是要有應急預案。
露天礦山爆破安全事故的防治措施
1.確定爆破危害范圍并指定安全距離
1)礦山爆破地震安全距離。這時候要考慮到周圍的建筑物情況,根據建筑物所能承受的震感選擇合適的爆破距離。科學研究發現,不同的建筑物能夠承受的安全震動速度是不同的,水工隧洞可承受的安全距離為8 cm/s;交通隧洞則比水工隧洞更具穩定性,可以能夠承受每秒14cm的震動速度;礦山巷道的穩定性普遍較高,其中對于圍護結構設計的比較合理且穩定較好的巷道,可以承受高達28 cm/s的震動速度。這些項目若在施工附近存在,則必須校核。
2)爆破空氣沖擊波的安全距離。主要依據對地面建筑物的安全距離,空氣沖擊波超壓值計算和控制標準,爆破噪聲,空氣沖擊波的方向效應與大氣效應來確定。
3)個別碎石飛散的安全距離,露天爆破時,有些巖石飛散很遠,危及周圍人員、牲畜和建筑物,因此在爆破時必須著重考慮。
2.合理確定爆破參數
1)要判明礦區的地質構造,水文地質、巖性、特殊地質。再進行綜合分析研究。
2)必要時利用各種方式,輔之以必要的人工智能設備,如衛星拍照、遙感技術等,獲得關于爆破地區的精確地質結構信息,以便于分析該地的礦產分布結構,確定合理的爆破方式。
3)對于地質結構比較特殊且周圍的建筑比較脆弱的礦區進行爆破時,要慎重的選擇施工方案,并且要采取措施實地驗證爆破產生的影響,綜合討論,利用最優方案,保障當地的建筑及周圍的地質特征的穩定性。
3. 施工過程規范化
施工時,嚴格按照爆破操作規程進行施工、爆破作業人員必須由經過爆破專業培訓并取得爆破從業資格的人員實施。在爆破工程師的指導下完成布孔、鉆孔、驗收、裝藥、連線及起爆。對施工中出現的新情況、新問題、及時調整修改設計、確保最終實現設計要求,只有這樣才能獲得良好的爆破與安全效果。
4. 爆后檢查、總結經驗
爆后檢查的主要內容有:有無盲炮、有無殘藥、有無危坡、危石、爆堆是否穩定等現象。并及時總結經驗,評價爆破效果。檢查人員應經驗豐富的爆破人員或工程技術人員擔任。
5. 加強對爆破事故的防范
( 1) 建立責任追究機制,優化安全行為環境。調查表明事故高發礦山,其行為環境影響大都不良, 違章操作、違章指揮現象公開普遍, 安全氛圍薄弱。其原因主要為管理機制較弱和礦山經營者的安全意識不端,其次是利益的驅動,又缺乏責任追究機制, 在生產實踐中違章指揮。所以建立有力的責任追究機制,切實保障行為環境的安全影響力是預防爆破事故的首要措施。
( 2) 安全管理重心下移,搞好涉爆班組的安全工作。企業的最基層單位是班組, 因此, 要搞好礦山的爆破安全, 就必須把安全管理的重心下移到班組。搞好班組的安全工作, 必須抓好4 件事:①提高班組長的安全管理水平;② 開好班前會, 搞好班前安全交底;③搞好班組的日常安全教育,利用班前會,安全活動周等時間,結合特定季節和班組實際,有針對性地對班組工人進行規程教育、事故案例教育等, 提高工人安全意識;④及時查處事故隱患和“三習四違”行為,落實安全標準化作業措施。
( 3) 針對爆破事故行為特征, 加強重點安全防范。
( 4) 采用系統工程的方法解決爆破安全管理問題。安全系統工程學是一種新科學,對爆破工作中的各個環節,進行分析評價,并采取有針對性的措施, 使這個系統中事故的發生減少到最低限度,達到最佳安全狀態。安全系統工程用于安全管理有6 個方面的內容:①分析系統中的不安全因素② 預測這些因素可能引起的危險③ 設計和選用有針對性的安全措施方案 ④組織實施安全措施⑤ 對措施效果進行評價⑥不斷改善。其中系統分析和評價是核心,系統分析包括定性分析和定量分析,主要有安全檢查表、事故樹分析、故障樹分析和魚刺圖分析。
結束語:
總之,爆破工作的安全是整個采礦工作的重中之重,也是目前以人為本在此工作中的具體體現,由于爆破環境及作業條件的復雜性,對露天爆破安全問題難以求得一個固定的模式,在具體情況下還需根據特定條件進行確定。因此、我們必須加強爆破施工的安全管理、增強對安全生產工作的主動性和預見性。將爆破施工安全事故消滅在萌芽狀態。
參考文獻:
[1]于陽宇.最新礦山礦井工程工藝技術實務全書[M].北京:中國礦業出版社.2009.
礦山爆破設計施工方案范文5
【關鍵詞】石家嶺金礦;地質條件;超高天井
1、概述
石家嶺金礦位于河南省嵩縣前河金礦床,采金歷史已超三十年,礦山現有泥池溝斜井(斜井底標高為385米,井口位置在32線)和調七豎井(井底標高為300米,井口位置在45線)兩個提升系統,現主要開采前河金礦床石家嶺礦段Ⅳ號礦帶和Ⅱ號礦脈,礦帶在地表均有出露。
目前Ⅳ號礦帶385米標高以上基本采空,現主要開采385米標高以下礦體(Ⅳ3礦體主要在40-23線之間,勘探線方位345°)。Ⅱ號礦脈是前河公司收購石家嶺金礦后在生產探礦過程中新發現的礦脈,成為目前石家嶺金礦主要開采對象(Ⅱ號礦脈主要在23線至36線成之間,勘探線方位320°)。從05年開始前河公司已從Ⅱ號礦脈采出約20萬噸礦石量,采出金金屬量約800kg。目前調七堅井300米標高已從45線施工至27線,主要探采Ⅳ號礦帶,而泥池溝斜井385米標高已從37線施工至17線正在進行Ⅳ號礦帶和Ⅱ號礦脈的探采。
石家嶺金礦目前生產過程中存在以下問題;1、泥池溝排料場所面積和礦倉容量都較??;2、斜井提升系統也無法滿足當前生產需要;3、調七堅井提升系統遠遠沒有飽和,排料場所也面積較大;4、生產過程中調七300中段通風條件較差;5、泥池溝與調七之間存在一條伊河,在洪水上漲期間(7-8月)根本無法運送礦石,為了解決以上問題,經公司技術部工程技術人員研究,決定從37線、33線分別施工一條實用型天井,直距達到81.59米的超高天井,解決提渣、出礦、通風及安全出口問題,同時兼顧Ⅳ號礦帶和Ⅱ號礦脈的探礦。由本公司技術部組織力量設計與施工,先施工37線天井,后施工33線天井。
2、天井設計
2.1地質條件
經地質資料核實,Ⅳ號礦帶巖石主要為蝕變安山巖與碎裂巖,構造帶上下盤之間還存在糜棱巖,穩定性差,且Ⅳ號礦帶較寬,在施工過程中難度大,而礦帶下盤圍巖為流紋巖,這種近礦圍巖強鉀化、硅化,巖石硬度較好,巖石硬度在¢10-12之間,構造不發育,含水性差,裂隙不發育,這種巖石整體性好,屬于中等穩固以上巖型,對安全施工提供了客觀保證,因此天井的施工決定在Ⅳ號礦帶下盤。
2.2施工方案選擇
一般天井施工方案有二種選擇:直天井和斜天井。根據石家嶺金礦現有地質資料(如圖1),385米標高中段與300米標高中段坑道的水平距離為60.52米。如果施工直天井則必須在300中段或385中段掘進60.52米穿脈;同時直天井在施工過程中難度較大,施工人員也不安全,而且公司以往根本沒有施工直高天井的經驗。如果施工斜天井,雖然天井的長度增加了,但可減少穿脈的掘進量,同時由于天井的坡度設計在60°左右,施工難度相對降低,施工較安全,同時也能滿足礦渣自溜的要求。經公司技術部技術人員對二種方案研究分析,確定對斜天井進行施工設計。
2.3天井設計
2.3.1斷面。超高天井施工安全為第一因素。考慮到安全性,要盡量減少頂部、四壁巖石暴露面積,同時考慮到今后生產需要,決定采用長方形斷面,規格1.5×1.6米2(見圖2)。
2.3.2行人。天井每隔5米打一錨桿撬,用于固定鐵梯子和風水管,錨桿為φ28螺紋鋼,長度為0.8米,錨桿眼深0.45米。米設一架木梁(φ140-160毫米),固定于天井巖幫。鐵梯子采用撬固定,梯子每5米用撬固定,撬考慮到木梁不被飛石破壞,又為崩落巖石有足夠流動的空間,木梁離巖幫50厘米以上??紤]到鑿巖設備的存放與搬運方便,以及支護工在天井處理工作面浮石時的安全,每隔15米左右設計一個安全硐室。天井底部架設木漏斗,但為使梯子、風水管、工作人員進入工作面,在其底部設計一段拐彎天井(即副天井)。
2.3.3通風。為解決超高天井通風這一難題,設計時采用以下措施:斜天井不設隔板,采用全斷面通風方法;延長通風時間;每隔15米設一處風水管裝置,采用高壓風和井下壓力水相混合,沖洗工作面,既可降塵,又可排煙效果。
3、施工
3.1測量工作
此天井主井斜長94.79米,副井、主井、聯絡道及安全硐室共124.79米,為本區最長的天井,因此無論是在測量還是施工難度都相當大。在這次施工中采用J2型蘇州一光全站儀對調七豎井及泥池溝礦區建立露天測控體系,對385中段斜井和調七豎井進行一井定向,取得井下坐標和方位角,并對井下巷道進行導線及三角高程測量,兩者同時進行,測量結果經評差計算,均符合國家《礦山測量規程》要求,為超高天井貫通提供可靠依據。
本次貫通導線為385中段388.234-4號點與300中段306.284-10號點,設計方位角158°,坡度為60°,高差81.59米,水平距離45.7米,斜距94.67米。在本次施工中采用J6型電子經偉儀、彎管目鏡、礦山懸掛羅盤及半圓儀等測量儀器進行本次天井的測量工作。
由于天井坡度較大且斷面較小,電子經偉儀難以進入現場。在開始施工時我們采用彎管目鏡配合電子經偉儀來指導生產,標定中腰線;由于受天井斷面和長度的影響,在天井向后25米時采用懸掛羅盤與半圓儀相結合方法指揮生產。通常羅盤都受磁性材料的干擾,而斜天井又有風水管和鐵梯子,都影響著羅盤的測量精度。經過幾次實踐,取得了該測區規律性磁偏角為3°20′。在每次天井測量的過程中,分別掛四次羅盤,正反各兩次讀數取其平均值,而半圓儀在坑道高度的1/3與2/3處各掛一次,取其平均值。結合標定的中腰線,使之天井精確貫通,用此法指導施工直至結束。天井貫通后橫向誤差0.25米,縱向誤差-0.15米,符合礦山規范要求。33線天井同樣采用此測量方法,天井貫通后橫向誤差0.15米,縱向誤差0.10米,同樣符合國家礦山規范要求。
3.2施工
斜天井由石家嶺金礦6人組成掘進隊,包括鑿巖爆破工、放礦渣工(包括支護與鑿巖準備工作)、運渣工各2名。本采區采用3×8工作制。施工基本按表1的作業循環圖進行,鑿巖爆破后用一班的4小時高壓通風和4小時自然通風,另一班準備放渣和運輸。該天井在經過三個月零十八天順利貫通。
超高天井作業循環圖表 表1
工種 時間(h) 一班 二班 三班 備注
鑿巖與爆破 8 8 包括準備與收尾工作
通風 8 8 包括高壓通風與自然通風
支護與鑿巖準備 4 4 包括使用風水聯動裝置吹煙和處理浮石
運渣 8 8 專門運輸礦渣
鑿巖爆破工作要掌握平面方向,又要照顧好坡度。在每次施工前,應先給定方向線、坡度線定出天井中心位置,方可施工。鑿巖爆破工在準備好的橫梁與木板上施工,結束后把風水管與木板一并撤到安全硐室。采用火雷管、秒表導爆管爆破,爆下巖石全部自溜至300米標高的木漏斗內。放礦渣工要注意炮煙,如有炮煙即開啟安全硐室之風水聯動裝置。
4、應用
4.1探礦。該天井形成后可以在350米標高增加一個探礦中段,如果按正常方法,則要從豎井口經石門再經脈外運輸巷200米到Ⅳ號礦帶(40-37線之間存在富集),Ⅱ號礦脈主要在23-36線之間存在富集,如果從37線開始探礦可以減少大量開拓工程,節省資金和節約時間。
4.2通風。二個天井貫通后可使300、385中段通風效果得到有效解決,提高工作效率,節省各項成本。
4.3運輸。斜天井貫通后可使目前370、350三個中段的Ⅳ3礦體和Ⅱ號礦體從33線經300中段由電動車運至豎井口,礦渣可從37線運出,這樣可使豎井提升系統達到飽和,提高了設備利用率,又避免資源浪費,滿足了正常生產需要。
5、結論
5.1經濟效益
一個中段開拓工程可以節省石門和開拓運輸巷200米,節約成本30萬元(按公司核定價格);同時可節約礦石運輸成本1.0元/噸(從泥池溝到調七),一年可節省4.0萬元(每年計劃從調七豎井出礦約4萬噸);另外可減少輔助工作人員6人(出礦、運渣工),年節約成本9萬元(每人按1.5萬元/年計算),年總體經濟效益可觀。
5.2應用前景
此天井在設計與施工極具特色:①采用高壓風通風,一次性到達工作面,通風效果好;同時采用風水相混合,達到了降塵、除煙效果;②根據巖石硬度、安全系數除了木漏斗架設需要木板外,全部使用鐵梯子,不再采用以前把天井分隔成兩格的固定模式,節約成本,節省時間,又減少支護工作量和輔助工作人員;③每隔15米設置一安全硐室,可使工作人員安全,又可存放掘進工具,減少其搬運工作量;④對使用經偉儀、彎管目鏡、懸掛羅盤、半圓儀相結合測量天井證明是行之有效的;⑤設置一個副天井,可使工作人員、風水管、材料從副天井進出,增加了安全系數,同時通風效果更好,又可加快掘進量。
礦山爆破設計施工方案范文6
[關鍵詞]地鐵區間,重疊隧道 ,施工風險;施工方案;監控量測
中圖分類號:U455.4 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)18-0186-02
1.概述
某地鐵為平行換乘站,所處路段為商業街,兩側建筑物密集,地下管線錯綜復雜,往來車輛速度快、密度大,人流密集。本場地地下水按賦存條件主要為基巖裂隙水?;鶐r裂隙水主要賦存于基巖裂隙中,區間隧道洞身處于地下水水位以下,疊落區間圍巖拱頂、邊墻、隧底均為:中風化鈣質板巖、中風化輝綠巖,巖體較破碎,圍巖級別為Ⅳ級。
進站區間隧道采用上下重疊的方式與車站相連。上層隧道采用礦山法施工,下層隧道采用盾構法施工,目前下洞盾構區間已經貫通,上洞隧道后行施工,重疊隧道近接距離為上、下行區間外側輪廓線凈距變化范圍左線從2.83m漸變至4.46m;右線從0.71m漸變至3.43m。如圖1、圖2所示、圖3、圖4所示。
2 施工風險及對策研究
2.1 施工風險分析
隧道疊落段埋深20m,隧道頂部覆蓋層較厚,根據已有施工經驗,上導洞施工不會對地面產生較大影響。主要是由于重疊隧道上下洞之間大部分外輪廓間距較小,鉆爆法暗挖施工過程中可能由于爆破震動、土壓卸載等原因造成對下行既有盾構隧道的結構破壞、管片脫落及裂縫、隧道漏水、不均勻沉降等不良影響,因此,研究的對策主要是針對既有結構超小凈距(最小凈距0.7m)近接施工的情況下,通過優化施工工序、減少爆破振動、對下洞盾構區間采取保護措施以及加強監控量測等方面入手,最大限度地減小爆破施工對既有盾構區間的影響。
2.2 對策研究
地鐵區間重疊隧道近接施工國內已有先例,但采用爆破施工尚屬首次,本工程現狀工程下洞采用盾構法已經現行施工完成,后行爆破施工的區間隧道在已施工完成的盾構區間的上方,屬近接上穿既有結構物的暗挖施工,鉆爆法施工間距逐漸接近已完的盾構區間,必須提前界定不同影響程度的里程樁號,分別給出相應的控制措施。
研究正確的施工工序和開挖方法、加強監控量測、嚴格控制爆破振速、以及采取有效措施對下導洞進行加固保護等是本項目研究的重點。
3 施工技術方案
3.1 施工工序及開挖方法
標準地鐵區間外輪廓為6.3X6.5m馬蹄形隧道,施工中采用臺階法開挖,因此左右線上臺階距盾構區間結構凈距約4~8m,這個施工凈距接近于正常狀態下的隧道暗挖凈距,因此,在嚴格控制爆破程序情況下,按照“管超前,嚴注漿;短進尺,弱爆破,強支護;快封閉,勤測量”的十正常施工,完全可以滿足結構安全要求。
下臺階的施工根據情況劃分段落,由于下臺階與盾構結構相距太近,按照薩道夫斯基公式計算爆破振速來評價對近接結構影響已不適用,根據實踐經驗確定凈距大于2.5m的下臺階作為一個處理措施單元;凈距在0.7~2.5m的下臺階作為另一個處理措施單元。對于下臺階凈距大于2.5m的段落,屬于小凈距開挖,需要采取特殊爆破措施,施工過程中加強對既有盾構區間的加固與保護;對于凈距在0.7~2.5m的下臺階,爆破振速呈幾何級數增長,不宜采用爆破法施工。根據以上原則,該段落各段施工方案如下:
1、左、右線上臺階爆源(掏槽孔位置)距盾構區間結構凈距均大于4m,在嚴格按照十條件下正常施工。
2、左線下臺階,爆源(掏槽孔位置)距盾構區間結構凈距為2.83m~4.45m,可進行爆破作業,但必須采用特殊處理措施,降低爆破振速,減輕爆破震動對既有盾構區間的影響,同時對既有盾構區間采用有效的保護措施。
3、右線下臺階,爆源(掏槽孔位置)距盾構區間結構凈距為0.71m~3.43m,距離過近,不適宜爆破施工作業,建議用非爆破法開挖。目前非爆破法開挖主要有人工開挖、靜態爆破和單臂掘進機等,目前這三種方法本工程中均有使用,技術比較成熟,實際采用時刻根據工期、造價、施工人員準備等方面綜合考慮進行比選。
3.2 疊落區間爆破方案
根據已確定疊落段施工工序,上行區間隧道采取臺階法分部開挖,臺階的長度在1~1.5洞徑左右。上臺階爆破總體采取光面爆破的施工工藝,導爆管段位依掏槽眼、輔助眼、周邊眼的次序由低到高,確保爆破的充分性及有效性,這樣爆破后有利于形成光潔圓滑的巖面。上臺階爆破采用常規爆破方案,這里不再贅述。
根據“早成環”的原則,下臺階應及時跟進,如前所述,左線下臺階需采用特殊控制的爆破方法進行分層爆破開挖,即將下導分為兩層進行開挖。層1按正常爆破開挖,一次性爆破面積較小,降低一次爆破用藥量。層2可視圍巖情況采取人工開挖或再次弱爆破施工。這項措施雖然實施較復雜,但理論上延長了爆破作用距離,減少了一次爆破總裝藥量,這就有利于降低爆破質點振速,減低上行區間爆破作業對下行區間不良影響,起到了一定的保護作用。下臺階孔網及裝藥參數如表1所示。炮孔布置如圖5所示。
為了最大程度的降低爆破震動對下層圍巖的不良影響,對常規爆破參數采用以下改良措施。
1)改良炸藥性質?,F行爆破施工采用的是Φ32mm的粉質乳化藥卷,單卷質量為0.15kg,考慮到小凈距、弱爆破的要求,可以采用更小直徑的藥卷,降低單卷藥量。
2)優化孔網參數。適當合理的加密炮孔布置,同樣能達到減少用藥量的目的。將上導掏槽孔上移,延長爆破作用距離,降低爆破作用影響。
3)增加導爆管段位。導爆管數量的增加有利于孔外微差、分段起爆,降低一次性同時起爆的炸藥量,同樣達到預期的爆破效果。
4)下導周邊眼進行預裂爆破,采取的是隔孔裝藥,留出空孔,由于存在爆破層裂效應,空孔可以泄出爆破產生的高能氣體,減輕對圍巖的振動;實行多段位單孔起爆,,降低單段藥量,有利于減弱不良爆破振動、保護下行區間圍巖穩定。
5)周邊眼裝藥后不必進行填塞,輔助眼需填塞。
3.3 既有盾構區間的處理措施
在礦山法施工上行洞之前,對下行既有盾構區間結構采取如下加固及保護措施:
1)應從下層盾構隧道對上行隧道為開挖的仰拱進行注漿加固,保證管片背后的密實度,對松散巖體要及早進行預注漿加固。
2)在下層隧道設置臨時內支撐系統,臨時內支撐至少在下洞影響范圍24m長度內連續設置,超前上洞掌子面6m,內支撐系統宜采用洞內臨時支撐臺車,采用液壓油缸頂推,橡膠輪作為管片支點,滿足300m半徑曲線段施工要求,保證每環管片均有至少7個支點支撐
3)下行盾構區間施工時,應調整好盾構機的施工姿態,控制掘進土壓力和出土量,嚴格控制盾尾同步注漿和二次補注漿,加密監測頻率,對監測數據及時分析并反饋,必要時根據監測結果及時調整設計參數,疊落段影響范圍內不停機,且開挖過程中上下區間掌子面最小距離20m
4)上行隧道在開挖過程中對下行盾構隧道造成的擾動,在盾構隧道相應位置應及時進行背后注漿工作,對盾構隧道管片進行補強。
5)施工過程中根據各段落施工的漸進性以及監控數據及時調整施工參數及控制措施,最大限度地減小對既有盾構區間管片結構的危害,如施工中對已完盾構管片形成損害,宜進行評估,形成專家處理意見后由盾構施工單位在上行區間初期支護完成后進行修補。
3.4 控量測
結合本工程的實際情況,擬將爆破振動檢測、洞內外及支護狀況觀察、水平凈空收斂、拱頂下沉、地表下沉、建筑物沉降、地下管線沉降等項目作為施工監測必測項目,對必測項目進行加密,對地面沉降及建筑物內沉降實行每日一次監測;將建筑物傾斜、錨桿軸力及抗撥力、圍巖內部位移、支護和襯砌內應力及裂縫、鋼支撐內力及外力作為選測項目,同時配備選測項目所需的設備,必要時實施選測項目。
地面量測斷面間距平均7m,地面沉降點布設根據施工情況特殊斷面可加密。各測點布置在同一個斷面內,每個斷面應包括1個拱頂沉降點、2組水平收斂測點、8組應力監測點和4~5個地表沉降觀測點,爆破震動測試根據現場實際情況布點。
4 結語