德兴铜矿一地下铁运地坪的爆破拆除

黄 明,余金勇,柯新华

(江西铜业公司德兴铜矿， 江西 德兴市 334224)

0 引 言

地坪是用人工材料筑成的路面或场地，一般都敷设在夯实的垫层上，采用的材料有三合土、混凝土、片石或块石加水泥砂浆抹面和沥青等。多数地坪厚度为30～40 cm，用做地坪的材料强度和水泥标号比较高，人工破碎难度大，一般厚度大于20 cm的地坪应选择爆破法拆除[1]。

德兴铜矿采矿场铁运工段一地下车间的电机车铁轨枕木因使用年限长，无法固定铁轨，需对一段长约800 m的铁轨进行修缮，拟采用爆破的方法对支撑地坪连同枕木一起拆除。

1 爆破区域概况

爆破区域位于德兴铜矿采矿场铁运工段的地下车间内，爆破体为电机车铁轨下方的地坪连同枕木(铁轨已移除)。爆破体的材质为高强度混凝土，爆破体长×宽×高为70 m×1.8 m×0.4 m，地坪内镶有混凝土枕木(枕木内有钢丝)，枕木长1.15 m，宽0.20 m，高0.25 m，枕木间距0.53 m。地坪两侧上方2.8 m处有6台放矿漏斗，正上方约5 m处有一排照明灯，放矿漏斗后方距离爆破区域11 m处为放矿工值班室，距爆破区域约15 m处是铁运地下调车场巷道。

爆破体有两个自由面：一个为地坪西侧的水沟，一个为北侧的临空面。爆破区环境及爆破剖面结构如图1所示。由图1可以看出，爆破区地理环境复杂，需要实行控制爆破。爆破要求为：爆破后块度均匀，便于人工搬运；控制爆破振动和飞石，避免损坏周边设备和设施。

图1爆破区环境及爆破体剖面结构示意

2 爆破设计

2.1 爆破参数

(1) 最小抵抗线W。最小抵抗线W的确定主要根据拆除对象的材质、几何形状、结构尺寸、布筋情况、周围环境、爆破块度要求以及清碴能力等综合考虑。一般钢筋混泥土的最小抵抗线W取0.3～0.5 m[2]，此次爆破因在室内，无法采用机械，需采用人工清碴方式，因此取W为中间值0.4 m。

(2) 炮孔直径d和炮孔深度L。本次爆破采用钻头直径为38 mm的风钻钻孔，d=38 mm。钻凿垂直孔，一般L=(0.7～0.8)H[ 3]，其中H为爆破体厚度，0.4m，L=(0.7～0.8)×0.4，取为0.3 m。

(3) 炮孔间距a和排距b。采用梅花形布孔方式，孔距a=(0.8～1)L，取为0.4 m。排距b=0.87 a，取为0.35 m。

(4) 单孔装药量。单孔装药量采用体积法公式计算：Q=qabH，其中，Q为单孔装药量，g；H为爆破体厚度，0.4 m；a为孔距，0.4 m；b为排距，0.35 m；q为单位炸药消耗量，对混凝土取值800～900 g/m3，取为900 g/m3。计算得Q=50.4 g，取50 g。

2.2 炮孔布置和装药结构

(1) 炮孔布置。炮孔布置的原则是力求炮孔排列规则整齐，使药包均匀分布于爆破体中，以保证爆后破碎的块度均匀。采用多排三角形布孔，总孔数约1000个。

(2) 装药结构。采用多段毫秒延期电雷管加工乳化药卷单层装药，孔口部分用炮泥加强堵塞，装药结构见图2。

图2 装药结构

2.3 起爆顺序

采用毫秒延期电雷管网络连接，电雷管各段别延期25 m/s，为了降低爆破振动和便于施工管理，计划分3次起爆，每次起爆约300个炮孔，分15个段别，每段别10～20个孔，单段齐发药量为50×20=1000 g，各孔起爆顺序见图3。

图3起爆顺序

2.4 安全防护

2.4.1 爆破振动

根据《爆破安全规程》(GB6722—2003)及国内外研究成果，爆破振动速度一般采用萨道夫斯基经验公式计算[4]：

v=K(Q1/3/R)a

式中:v—爆破引起的质点振动速度, cm/s;

Q—单段响药量，1 kg；

R—药柱中心到周边设施的距离，m；

K—系数，此为与爆破点地形、地质条件有关的系数，查表取K=116.4；

a—爆破振动衰减指数, 查表取a=1.74。

为降低爆破振动，采用微差爆破。大量工程实践表明，采用微差爆破与齐发爆破相比，平均降振率约为50%，分段越多，降振效果越好[5]。

将各参量的取值代入公式计算,结果见表1。从表1可以看出，爆破振动对周边各设施不会造成破坏。

2.4.2 爆破飞石

《爆破安全规程》规定：浅眼爆破时，个别飞散物对人员的安全距离应大于300 m，对设备或建筑物的安全距离，应由计算确定[6]。

表1 爆破振动计算结果

本次爆破是加强松动爆破，因爆破环境复杂，为避免爆破飞石对人员和设备造成伤害，在地表网络敷设完毕后，拟采用两层草袋外加一层橡胶垫覆盖爆破体，覆盖完毕后再用砂袋压实，值班室的玻璃用木板遮挡。

2.4.3 安全警戒

为了确保人员和设备安全，起爆时应充分做好安全警戒工作。爆破前地下车间内设施都要停止运转，人员要全部撤离，爆破警戒范围见图4。

3 爆破效果

图4 爆破警戒范围

本次爆破由于工期很紧，为达到满意的爆破效果和保证爆破安全的目的，在正式爆破前先打了4个孔进行试爆，后在15 d内进行了3次爆破，爆破振动控制合理，未发生飞石伤害事故。爆破后，爆堆隆起0.8 m左右，爆破块度不大于30 cm，便于人工清碴，为铁运工段铁轨修缮的顺利进行赢得了时间。

参考文献：

[1]于亚伦.工程爆破理论与技术[M].北京:冶金工业出版社，2004.

[2]汪旭光.爆破设计与施工[M].北京:冶金工业出版社，2012.

[3]汪旭光.爆破手册[M].北京：冶金工业出版社，2010.

[4]顾毅成.爆破工程施工与安全[M].北京:人民交通出版社,2004.

[5]文 渊.工程爆破常用数据手册[M].北京:人民交通出版社,2002.

[6]黎剑强.爆破工程施工安全技术标准使用手册[M].安徽：安徽文化音像出版社，2004.