硐室爆破法是将大量炸药装入硐室和巷道中进行爆破的方法。由于一次的装药量和爆落方量较大,故常称为“大爆破”。
硐室爆破的分类方法比较多,按爆破目的分为松动爆破、崩塌爆破、抛掷爆破、扬弃爆破、定向爆破等。
松动爆破,仅将土岩松动和破碎,而不得将岩块抛掷和扬弃。崩塌爆破,是利用爆破作用将岩石松动,然后使破碎的岩石在重力作用下塌落的一种方法。对于70°以上的陡坡及多面临空的地形,应用崩塌爆破是最节省炸药的爆破方法。它属于松动爆破,只是应用条件比较严格。抛掷爆破是使爆破作用范围内的岩石不仅被破碎、爆松,而且将部分岩块抛掷出爆破漏斗以外。它应用于多面临空和陡坡地形的效果最佳,其抛掷率可达70%~80%。扬弃爆破是在地面平坦或坡度小于30°的地形条件下,将开挖的沟渠、路堑、河道等各种沟槽或基坑内的挖方部分或大部分扬弃到设计开挖范围以外,使被开挖的工程通过爆破基本成型。定向爆破是将爆破的岩石抛掷到一定方位,其抛掷的距离,堆成一定形状的构筑物,如定向爆破筑坝等。
一、装药形式
硐室爆破的装药形式有两种,即集中装药和条形装药。
集中装药是炸药集中装在药室中,其集中系数为Φ≥0.41的药包。
Φ=0.62VQ/R
式中:VQ——药包体积,VQ=Q/△,m3;
Q——药包重量,t;
A——装药密度,t/m3;
R——药室中心至最远点的距离,m。
条形装药:当Φ<0.41的装药方式称为条形装药。其药室中的炸药呈条形状,它与集中装药相比,爆破时在岩体中的炸药分布比较均匀,因而岩石破碎效果优于集中装药。在抛掷爆破时,堆积体比较集中,药室的开挖跨度和高度比集中药室小,施工比较容易,但装药结构、起爆技术比较复杂。
二、施工技术
(一)起爆药包的布设
起爆药包的起爆能量是起爆药包布设是否合理的关键,因为起爆能量大小对提高整个药室瞬时释放的能量有关键性的影响,还对提高爆炸能量利用率有很大影响。
1.起爆药包个数与重量
对于集中药室,可采用1个或多个起爆药包,重量为该药室炸药重量的1%~2%,单个起爆药包重量为10~25kg。对于条形药室,一般为每5~7m设一辅助药包,每个药包重量为10~20kg。
2.起爆药包的制作
起爆药包一般采用散装2号岩石硝铵炸药,其外壳一般采用木箱制作,起爆雷管与起爆炸药共装在一个箱内,雷管固定在箱内,引线拉出箱外,以便与起爆网路联接。
3.起爆药包的放置位置
小药室只放一个起爆药包,起爆体放在药室中心,当药室较大,且非正方形时,据其具体几何形状和起爆药包个数,按起爆能量均匀分布原则放置起爆药包。
4.起爆药包的起爆网路联接
为使起爆可靠尽量使起爆网路简单,在实际药室起爆中,往往一个药室只有1~2个起爆药包由起爆站直接起爆,为确保网路准爆,一般设置正副起爆网路,对其他起爆体则用导爆索进行联接,使现场施工更简单可靠。
(二)装药
装药前的准备工作主要包括:在组织上建立健全的各级指挥系统和业务部门,如施工作业组、技术组、科研观测组、安全检查组、材料组、机械组、保卫组、后勤组和医疗救护组等。
1.装药前的准备工作
(1)检查药室容积、位置、最小抵抗线等是否与设计图纸吻合。发现问题应在装药前处理完毕。
(2)对采用的爆破器材的数量、质量要有准确了解,并做好质量检查。对电雷管要逐个检查、导通,电阻进行配对。爆破网路按设计进行模拟试验。炸药要作爆破漏斗对比试验。起爆体应按药室编号,对号安放。
(3)对全体施工人员进行基本知识和装药安全技术教育和培训,对工地的运输道路和设置进行检查。
(4)组织好警戒。
(5)检查并处理硐室及药室的安全问题,如处理松石、危石、清除残存的易燃易爆物,检查电器开关及设备的安全等。
2.装药工作
对多药室同时装药的爆破应建立严格的责任制,这是确保工作顺利安全的关键。每个药室要有专人负责,校核药室药量、炸药品种,堆放形状、起爆药包个数、雷管段数、放置位置等均要严格检查。
在装药中,硐内要加强通风。照明电灯挂在离药堆2m以外,在装入起爆药包前,采用电雷管网路要拆除可能产生杂散电流的照明设备。对有淋水药室,底部要作防水处理,顶部要用塑料布盖好,药室边要留流水通道,使积水外排。
(三)填塞
按设计做好填塞工作。注意填塞质量,靠近药包处用细料填塞2m,后面用爆破碎碴装袋填塞。填塞要密实,平硐顶部要堵严。对起爆网路要用木槽或竹管、塑料管等保护起来。填塞过程中不断检查导通爆破网路。有水药室要留好水流通道。
(四)网路联接与起爆
1.网路联接
装药完后进行网路联接,先将硐室内各起爆药包联接起来,并进行导通,确认电阻与设计相符,方可填塞。
填塞完毕,确认各硐口的起爆网路完好后,就可撤除爆区现场的器具和人员,并设置警戒,无关人员一律不得进入爆区。
网路联接人员必须是经过训练并熟练爆区网路布置的爆破工。网路联接由远向起爆站逐段进行,每接入一个支路,都必须导通,电阻符合设计时,再接入下一组支路,直到接入总起爆主线。在起爆站检查电源情况,核实电压是否符合要求。在指挥部发出信号后把网路与主线联接,导通整个网路,记录总电阻。联接时注意线头要擦干净,手要擦干净,联接紧密牢靠,剪线时,防止损伤电线;接头要错开位置联接,遇水电线要架空;线头要绝缘良好;主线预先铺设,但必须短接,并派人看守。在主线上设置两道开关。接到预备信号后,合上一道开关。
2.警戒与起爆
大爆破前应对警戒范围、警戒点的位置作周密布置,并做好安民告示,将警戒信号和警戒范围公布于众。
警戒信号分预备信号、起爆信号、解除信号,由总指挥部发出。
3.爆破后的处理
起爆后,经15~30min后组织有经验的爆破工会同技术人员在爆区内详细检查并清理危石和不稳定的岩块岩堆。对于特别松软的岩石,需经过3h后,才能进入爆区处理。