预裂爆破技术论文

第一篇：预裂爆破技术论文

浅谈公路建设爆破安全技术

摘要:公路建设带来了交通便利,推动全国互联性的经济发展。公路建设固然重要,然而,在工程施工过程中因为地区的环境条件原因,吊车等机械设备无法使用,爆破技术的使用是必然的。爆破技术给公路建设或者其它工程在施工中带来巨大的作用,同时也存在不少安全隐患,造成工程施工过程中各种伤亡、损失安全事故。因此,对公路建设爆破安全技术的研究很有必要,文章针对公路建设爆破安全技术进行讨论和总结,希望能给爆破施工人员提供经验借鉴。

关键词:公路建设;工程爆破;安全技术

1爆破工程中存在的问题

爆破技术常应用到山区艰巨环境的施工,各种机械设施不可以到达。根据工程事故调查显示,25%的安全事故出于公路建设的开辟爆破。爆破安全技术的应用存着着很大的研究价值,犹如爆破方案的设计是否周密,施行爆破方案的人员对爆破安全技术的掌握是否成熟,操作过程中是否能够应对各种情况。这些因素都会给爆破工程安全性带来隐患。在实际的爆破工程施工中,经验与技术同样重要,这两者之间比较容易出现安全问题。比如,施工人员不细心研究预先设计好的爆破方案,主观性地执行爆破任务,造成安全問题出现。细节问题,比如放线,如果比较大意地直接把导线放在地面进行导爆,如果遇到某地段地面潮湿,导致导线慢引,在其过程中执行爆破任务的人员误以为导线不通,前往查看时,造成误爆伤亡。再比如,连环爆破时,爆破雷管安装太近,指挥人员在听觉上误为全部雷管爆破,其实并未全部爆破,造成执行人员的伤亡。可见,在爆破工程施工过程中,一定要按照规章制度进行,确保万无一失。如果任何一个环节大意,造成误执,都会造成伤亡事故的发生。

2如何做好爆破安全技术

爆破技术基本原理是利用炸药物在压力下升温,或者其它原因升温,造成对气体产生一不同程度的扩散力量。这股力量威力很大,对周围的物体撞击,达到爆破的作用。爆破技术在公路建设爆破上的应用很常见,工程施工中利用这门技术撞击预定的位置起到开辟的作用。原理比较简单,可是这种爆破施工带有非常大的危险性,往往看似简单的任务,却带有很大的安全隐患。

爆破主要做好以下几个方面工作。首先,对爆破施工人员进行安全技术培训。爆破施工人员对爆破安全技术基础知识的了解很重要,安全对施工人员进行爆破安全技术的培训学习是很必要。从爆破技术的最基础原理开始学习,到爆破施工中的经验交流,增加执行爆破施工中安全意识,提高爆破安全技术的应用,减少在爆破施工中事故的发生。其次,对爆破方案从考察到执行,都需要严格把关。爆破工程是一件极度危险的施工项目,任何一个环节的失误都有可能造成损坏或者伤亡,出于安全考虑,参加爆破方案设计的人员一定要有爆破技术相关资格和经验。爆破方案的确定,还应得到相关专家评估认可,比如,现场的地质、附近的地下管道、电缆、建筑物、桥梁、山体等等。需要调整方案时,相关物体需要转移,确保人们命财产安全和自然生态环境等。

3认识爆破工程规章制度的重要性

爆破工程规章制度很重要,它是规范爆破施工的标准。爆破方法、爆破顺序、装药量、点火、连线方法、警戒安全措施等都应列入爆破方案中,由专业爆破技术人员策划、专家评估分析、专业施工人员执行。爆破工程施工一定要遵守爆破规章制度,在爆破前无关的人员必须撤离,施工人员在安装炸药物慎重小心轻放,以免碰撞发生意外。在充填爆药物时必须先进行质检,对引爆导线应该用木槽或者竹筒等木材类的材料进行保护,引爆导线不能与其它电缆距离太近,必须隔有1 m的距离,预护对引爆电缆的损坏。指挥引爆时,同一区用统一雷管型号,大型爆破应该采用复爆式进行。爆炸完成15 min,经过涌风透气后,爆破施工人员才可以进入爆破区域。爆破施工人员进入爆破区域,对现场进行安全检查,是还有危物或者盲炮等。确定爆破完成没有存在危险再发出解除警戒信号,允许相关人员进入爆破区。

4结语

爆破技术的应用常用于公路建设、房屋爆破等工程,在没有使用了机械施工的情况下,爆破施工起到了重要的作用。文章指出了在爆破施工存在的主要问题,并对爆破安全技术方法进行了分析,认识到了遵守爆破工程的规章制度的重要性,从而确保安全、准确、顺利地完成工程爆破任务,为爆破工程的实践工作提供借鉴。

参考文献:

[1] 高艳花.公路改建工程扩堑爆破技术[J] .西部探矿工程, 2004,(10).

[2] 庞玮,余德运.高速公路爆破施工中安全管理探讨[J].爆破, 2007,(2).

作者：郭明强

第二篇：隧道控制爆破技术问题探讨

摘 要：随着我国经济水平的不断提高，城市化进程得到了不断地推进和深入，伴随着这种发展现状，城市的基础设施在不断建设和完善，各种类型的工程建设如雨后春笋般纷纷涌现，尤其是城市道路和公路工程的建设发展势头尤为迅猛，近些年来，全国各大城市纷纷建设了公路、铁路、地铁和轻轨等道路工程，这促进了我国交通事业的腾飞，在这些工程中都伴随着地下工程和隧道工程，而其隧道或地下工程在施工过程中又伴有开挖阶段，在开挖时必须运用到爆破技术，为了使隧道工程施工在爆破上具有安全性，需要了解和掌握隧道的爆破控制技术。文章就隧道控制爆破技术问题进行探讨。

关键词：隧道；控制；爆破技术

1 隧道控制爆破技术的重要性

在我国经济水平不断提高的大前提下，城市的基础设施得到了不断的建设和完善，各种类型的工程建设纷纷涌现，特别是城市道路和公路工程的建设和发展势头尤为地迅猛，这些道路和公路工程的建设促进了我国交通事业的腾飞，使得我国的交通事业进入了一个新的发展阶段。众所周知，公路、铁路、地铁和轻轨等道路和公路工程的建设都伴随着地下工程和隧道工程的施工，而其地下或隧道工程在施工过程中也会伴有着开挖阶段和过程，在开挖的过程中必须运用到爆破技术，由于城市中的隧道在特点上普遍具有地表建筑物密集、埋深较浅的特点，这给其爆破施工带来了施工安全隐患，为了使隧道工程在施工上具有安全可靠性，了解和掌握隧道的控制爆破技术是必要的，只有掌握了这一技术，才能更好地保证隧道工程施工的安全可靠性，进而保障施工人员的生命财产安全不受威胁，并充分发挥隧道工程的社会效益和经济效益，从更大的方面来说，可以推动我国经济健康向上地发展，并促进我国各方面事业的可持续发展，使得我国的可持续发展战略早日实现。因此，作为隧道工程的爆破施工人员，一定要了解和掌握隧道工程施工的隧道控制爆破技术，只有这样，才能更好地保证隧道工程施工的安全可靠性，进而保障自身和人们的生命财产安全不受威胁，并充分发挥隧道工程的社会效益和经济效益，推动我国经济的健康向上发展和可持续发展。从这些方面可以看出，隧道控制爆破技术具有重要的意义和作用，其重要性是不言而喻的。

2 影响和制约隧道工程实施爆破的主要因素

对于隧道工程实施爆破来说，其爆破会受到一些因素的影响，这些因素不利于隧道工程正常和顺利地实施爆破。影响隧道爆破的主要因素表现在以下几个方面：

2.1 地质条件因素影响

地质条件因素对隧道工程实施正常的爆破具有一定的影响，如果隧道工程的施工地质条件比较差，其地质环境是由大量的白云质的灰岩和角砾状的白云质的灰岩组成，上面还覆盖了一层岩层，节理发育，连续性较差，这种地质条件在进行地质勘探和钻孔工作，以控制其深度时，其内部会伴有地下水活动，这就不利于隧道工程顺利地实施爆破。

2.2 地面建筑的密集情况以及危房的覆盖率因素影响

这一因素对隧道工程正常地实施爆破也有一定的影响，如果地面的建筑物比较密集，危房的覆盖率又比较高，很容易在爆破时危害到周边建筑物的安全，对于那些危房来说，更容易遭受损害，因此，实施隧道爆破应该尽量避免在地面建筑物密集和危房覆盖率高这种施工环境下进行隧道工程的爆破。

2.3 隧道的间距因素影响

隧道的间距因素对隧道工程正常地实施爆破同样会有一定的影响和制约，如果隧道与隧道之间的间距过小，在进行隧道爆破时很容易危害到相邻的隧道，进而产生连锁反应，隧道受危害的程度会进一步地加深，这对于整个隧道工程来说是非常不利的，也影响到其顺利和正常地实施爆破。

2.4 隧道埋浅深度和埋段长短因素影响

对于隧道工程实施爆破来说，其还受到埋浅深度以及埋段长短因素的影响，如果隧道的埋浅深度不合适，埋段长短不适宜，会给隧道的爆破施工带来安全隐患，在实际进行隧道的爆破过程中，会受到这两个方面的因素影响和制约，进而使得隧道工程不能正常地实施爆破。

2.5 地表沉降因素影响

对于隧道工程实施爆破来说，其还受到地表沉降这一因素的影响和制约，如果地表的沉降过大或过小，或者对地表沉降的控制不够合理，这些都会影响和制约隧道工程正常地实施爆破。

2.6 施工安全因素影响

众所周知，工程的安全施工是至关重要的，在隧道工程进行爆破施工时，会受到施工安全因素的影响，主要是施工环境的不安全，施工人员不具备安全施工意识，工程管理人员安全责任意识不高，这些施工安全方面的因素会影响和制约隧道工程正常地实施爆破，也不利于爆破实施的安全性。

3 隧道控制爆破技术问题探讨

我国的隧道控制爆破技术，经过长时间的发展以及大量的隧道工程实践活动，在隧道的光面爆破、预裂爆破技术等相关的爆破技术上逐渐成熟，但是，由于爆破器械跟不上爆破技术的发展步伐，发展比较滞后，同时对很多隧道工程的爆破现象缺乏理性、深入的认识和解析，在隧道控制爆破问题上仍然停留在仅凭经验的阶段，进行具体的隧道爆破施工也主要是通过工程的类比法来完成工程的施工，因此，难以充分了解和掌握隧道控制的爆破技术，特别是隧道的微振动爆破技术，在这方面的技术上缺乏探索，这就需要隧道工程相关的爆破技术人员不断完善隧道控制爆破技术。

在运用隧道控制爆破技术进行隧道工程施工时，会产生一定的破坏和扰动效应，具体来说主要是，隧道工程实施爆破，会对隧道围岩的稳定性产生直接性的影响，隧道工程实施爆破对其围岩产生的扰动和破坏效应一般情况下是分为两个区域，一个是爆破的直接破坏区，另一个是爆破的扰动区，直接破坏区一般会生成松动圈，而扰动区一般是在爆破产生的地震动效应范围内。当隧道的埋深不是很大时，会对地面的环境以及地表的建筑物造成一定的破坏和扰动效应，在隧道实施爆破时必然会伴随着开挖的过程，而开挖爆破会对隧道的围岩产生严重的破坏和扰动效应，这一形式的爆破对隧道围岩的破坏和扰动效应主要表现在以下几个方面：

①在接近一定的爆破距离时，爆破的能量对围岩介质产生的作用是非弹性的作用，围岩在这一爆破区域内，受冲击波和爆炸气体产生的高温高压双重作用的影响，会出现破碎圈。

②围岩距离爆破区域比较远时，会受到冲击波的影响而在围岩的介质中产生地震波和应力波，这就会在隧道的围岩内产生扰动和破坏效应。经过对隧道工程施工现场的数据和资料表明，隧道实施爆破会对隧道的围岩产生扰动和破坏效应，这一效应是非常明显的，影响了围岩的稳定性，同时，在隧道的开挖过程中，其实施爆破会使围岩产生剧烈的变形。

隧道工程实施爆破会运用到爆破技术，对其爆破技术也要控制，在隧道控制爆破技术方面，可以通过运用控制爆破振动的隧道爆破技术来实现对隧道的爆破技术进行控制这一目标。控制爆破振动的隧道爆破技术我们也可以将它称为微振动隧道控制爆破技术。在进行隧道开挖工作时，要保证其开挖的安全性，而这就需要对地表的沉降、围岩的稳定性和变形情况进行有效的控制，尤其要注意由于受爆破地震动效应影响而产生的对地表的建筑物造成影响这一问题进行有效的控制。当前，在隧道控制爆破振动的爆破技术中，人们经过大量的工程实践活动，了解和掌握了大量的数据资料，已经能够采用综合性的隧道控制爆破技术措施，从而实现隧道工程实施爆破时的安全性、可靠性这一目标，进而保护人们的生命财产安全不受威胁，同时还能够了解和掌握隧道控制的爆破技术。

4 结 语

综上所述，了解和掌握隧道控制爆破技术具有其重要性，在其爆破技术问题上有着相关的技术作支撑，我们要充分了解和掌握隧道控制爆破技术。

参考文献：

[1] 吴海清.对隧道控制爆破技术问题的探讨[J].建材与装饰,2008,(1).

[2] 齐景岳.隧道控制爆破技术[J].铁道标准设计,2006,(11).

[3] 周春锋.城市浅埋隧道开挖减震控制爆破技术[J].工程爆破,2010,7(1).

[4] 侯春艳.城市电缆隧道控制爆破技术[J].铁道建筑,2009,(14).

作者：傅丽贞

第三篇：厚层坚硬顶板爆破弱化控制技术研究

摘 要：本文基于厚层坚硬顶板的典型地质特征和理论分析结果，确定了垂向爆破弱化高度和循环爆破步距。通过顶板爆破弱化方案设计，将切眼拉槽爆破与两巷超前深孔爆破弱化技术有机结合，设计了炮孔布置方式、钻孔参数、钻具、装药量及工器具等，形成了厚层坚硬顶板爆破弱化控制成套技术，并通过现场观测，证实了该技术的合理性。希望本文的研究能对类似地质条件下工作面坚硬顶板管理提供借鉴。

关键词：坚硬顶板;爆破弱化;垮落步距;爆破循环步距

Research on the Control Technology of Heavy Layer Hard Roof Blasting

WANG Jianwei1，2

(1.State Key Laboratory of Gas Disaster Monitoring and Emergency Technology，Chongqing 400037;2.China Coal Technology and Engineering Group Chongqing Research Institute，Chongqing 400037)

隨着综合机械化采煤技术的发展，高产高效工作面对爆破弱化处理的顶板管理技术提出了较高要求[1]。本文结合工程实际，基于厚层坚硬顶板的弱化方案分析、控制区域理论计算，有机结合切眼拉槽爆破和两巷超前深孔爆破弱化技术，着重分析顶板处理高度、炮孔布置方式、钻孔设计参数、钻具、装药量及工器具、钻具钻杆及封孔等技术参数，并结合现场观测，证实上述技术措施的科学合理性。

1 爆破弱化方案和控制区域分析

1.1 坚硬顶板爆破弱化方案

爆破弱化强制放顶措施一般可分为四类：循环式浅孔爆破、步距式深孔爆破、地面深孔爆破及超前深孔预裂爆破[2]。其中，超前深孔预裂爆破在两巷或专用巷道(工艺巷)内施工，可实现生产与顶板管理平行作业，有利于工作面的高产高效，施工方便，简单易行。

1.2 基本顶弱化控制区域分析

根据工作面生产需要，基本顶弱化处理应满足两个指标：一是基本顶能及时垮落并充满于采空区，即需要在煤层垂直方向上保持一定的弱化高度;二是防止工作面压架现象的发生[3]。为了保证基本顶垮落后能充分充填采空区，爆破的有效放顶高度应满足垮落后的岩石碎胀充满回采的高度。

某矿主采2#煤层，平均厚度4.43m，基本顶以中砂岩为主，硬度和抗压强度较大，岩石破碎后体积碎胀系数取1.3，采高取4.32m，计算可得爆破有效放顶高度为14.4m。额定支护阻力下限取810kN/m3，控顶宽度取5.75m，直接顶充填系数取0.58，根据有关行业标准提供的顶板分类法，计算可得周期来压步距为24.9m。因此，工作面爆破弱化垂直高度不得小于14.4m，循环爆破步距不得大于25m。

2 爆破弱化钻孔设计

2.1 切眼处顶板爆破弱化设计

2.1.1 炮眼钻孔设计。采用60mm钻头施工孔深为16m的1号孔，42mm钻头施工深度分别为9m和5m的2号、3号孔。每组炮眼排距3.0m，两架一眼，炮眼布置如图1所示。推进2个循环后装药、爆破、切断顶板，选择矿用乳化炸药。

2.1.2 装药与封孔。直径60mm的钻孔装药时，采用内径为50mm、管间用管接头连接的PVC管作为炸药载体，保证装药刚度，便于将药包送入炮眼底部。工艺流程为：将PVC管沿直径方向开切1/4的宽度，并运至施工地点;然后根据炮孔长度和封泥长度确定导爆索长度;最后将药包和导爆索放入加工好的PVC管中，并用胶带纸进行绑扎[4]。

装炮孔时，采用炮棍将装有药包和导爆索的PVC管以及炮泥等装入炮孔内，要求必须将药包推至孔底。封孔时分步进行：第一步，先封至距炮孔孔口1.0m处;第二步，将雷管、导爆索捆绑牢固后塞入孔内空段后，再次封堵1.0m的空段。

在装42mm钻孔时，每次装Φ35mm×180mm炸药5～6卷，采用木制炮棍将药包和导爆索装入炮孔内。为确保炮眼内药包完全引爆，炮眼采用耦合方式装药，采用双雷管，双导爆索引爆，导爆索采用瞬发电雷管起爆，2个雷管在孔外并联连接，并在孔口处用刻有浅槽的木塞将其固定。

2.2 两巷超前爆破弱化设计

2.2.1 炮孔布置及钻孔设计。坚硬顶板两巷深孔爆破的炮孔布置主要分为两个部分：一个是切断巷道帮上部与顶板的连接;另一个是切断顶板与顶板的连接。运输平巷和回风平巷每隔20m布置一组炮孔，每组为上下分层，每层4个炮孔，上层炮孔与煤层垂直距离为15m，下层炮孔与煤层垂直距离为10m，炮孔直径为60mm。超前钻孔布置如图2所示。

2.2.2 两巷超前深孔爆破位置。第一组深孔爆破预裂时间为：最优时间应在工作面开切眼前，若不能实施，可在工作面开切眼后未安装液压支架之前，亦可在工作面开切眼内安装液压支架后，工作面推进前。

后续组别深孔爆破预裂时间：深孔爆破预裂顶板钻孔爆破时间或位置应在钻孔孔口距工作面35m左右，当孔底位置离煤壁水平距离最小(10m)时，开始装药(若打孔速度较快，能超前工作面尽量超前)，离煤壁9m时(对支架无影响的最小距离)起爆[5]。

3 实施效果考察

在工作面9#、18#、27#、36#、45#、54#、63#、72#和81#共9个液压支架的前柱及后柱上各安设一台CDW-60支架工作阻力记录仪，用以监测工作面推进过程中顶板来压情况。在距离切眼45m处布置第一个钻孔应力计，钻孔深度最大12m，最小5m，各孔间隔5m。在两巷超前55m和80m处各布置2个巷道变形观测点。

3.1 直接顶初次垮落情况

从支架阻力变化时程及现场观测来看，直接顶初次垮落步距11.3m，支架最大平均阻力5 372kN，平均加权阻力4 128kN，来压显现不明显。直接顶初次垮落后随采随垮，垮落体较破碎，偶有厚60cm、面积约10m2的块体，支架后方3～4m处垮落高度超过支架3m。从两端来看，支架后方7m处，顶板垮落高度为7～10m。由此推测，爆破充分增加直接顶破碎度及裂隙发育程度，垮落情况较好。

3.2 基本顶来压情况

当工作面推进到34.79m时基本顶初次来压，加权平均阻力4 282kN;第一次周期来压平均步距23.59m，加权平均阻力4 379kN;第二次周期來压平均步距18m，加权平均阻力3 764kN;第六次周期来压平均步距23.44m，加权平均阻力3 728kN。

从基本顶三次来压情况看，第一次周期来压显现和步距比第二次大，原因是第一次爆破孔的角度不正确，未实施爆破切顶;第六次周期来压显现比较强烈，原因是循环爆破步距由20m增大至40m。其间支架受到较大冲击，少数支架存在卸压现象。深孔爆破有效增加了直接顶及基本的顶破碎度及裂隙发育程度，缓解了来压强度。爆破迫使直接顶随采随垮，减少顶板垮落时位的能转化量，降低来压时的动载系数[6]。

3.3 工作面压力分布情况

3.3.1 工作面支架阻力分析。72号架平均加权阻力3 258kN，54号架最大平均工作阻力6 085kN，9号支架最大平均阻力4 052kN。可见，在工作面端头40m内实施两巷超前爆破可以弱化顶板强度，减少来压步距，减弱来压强度。工作面中部走向50m范围内未爆破弱化，步距及强度较两端大。

3.3.2 两巷侧向支撑压力分布规律。根据两巷钻孔应力的测定数据，人们可以得出巷道两帮的侧向压力峰值位置和影响范围。回风平巷应力峰值在10m处，压力为6.89MPa;运输平巷应力峰值在6m处，压力10.6MPa。

3.4 两巷支撑及断面收敛

两巷在开采期间变形较小，巷道顶底板移近量在100mm左右，两帮移近量在110mm左右。两帮移近量与顶底板移近量相差不大。这主要是因为采深较小，原岩应力较小，开采煤层围岩条件较好，巷道两帮煤质较硬，巷道两帮松动圈较小，同时采取上述顶板弱化措施，明显改善了工作面及巷道的矿压显现强度。平巷两帮及顶底板移近量如图3所示。

4 结论

①基于上述关于顶弱化控制区域分析方法，确定工作面弱化垂直高度和爆破循环步距，能够较好指导厚层坚硬顶板的爆破弱化区域规划。计算确定的爆破弱化垂直高度不得小于14.4m，循环爆破步距不得大于25m，应用于本次厚层坚硬顶板的弱化区域规划后，效果良好。

②工作面顶板爆破方案将切眼拉槽爆破和两巷超前深孔预爆破弱化顶板有机结合，是科学合理的。实践证实，爆破弱化覆盖范围内顶板来压较为缓和，中部区域未能爆破弱化覆盖，来压显现相对较为强烈。循环爆破步距的增大对工作面周期来压步距影响较小(自20m增至40m)，但对工作面来压显现影响较大。

需要说明的是，上述关于不同炮孔装药过程中采用的工器具，在现场施工中有效提高了顶板爆破弱化的施工速度和工效，为工作面高产高效环节的实施起到了关键作用。

参考文献：

[1]朱志洁，王洪凯，张宏伟，等.多层坚硬顶板综放开采矿压规律及控制技术研究[J].煤炭科学技术，2017(7)：1-6.

[2]朱家胜，张兆威.基于水力压裂法的补连塔矿初次放顶技术分析[J].煤矿安全，2018(2)：77-80.

[3]黄炳香，赵兴龙，陈树亮，等.坚硬顶板水压致裂控制理论与成套技术[J].岩石力学与工程学报，2017(12)：2954-2970.

[4]杨俊彩.高压水预裂强制放顶技术在神东矿区应用[J].煤矿安全，2017(1)：63-68.

[5]王金鑫.深孔预裂爆破在综放工作面坚硬顶板控制中的试验研究[J].煤矿安全，2018(1)：73-75.

[6]焦振华，王浩，卢志国，等.厚层坚硬石灰岩顶板深孔预裂爆破技术研究[J].煤炭科学技术，2017(2)：21-26.

作者：王建伟