本發(fā)明屬于露天料場(chǎng)開(kāi)挖施工方法領(lǐng)域，尤其屬于露天料場(chǎng)開(kāi)挖爆破施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種露天料場(chǎng)深孔梯段降塵爆破的泥水混合介質(zhì)裝藥結(jié)構(gòu)及工藝。
背景技術(shù)：
爆破作業(yè)中，存在大量的炮煙及粉塵。爆破粉塵是伴隨爆破瞬間產(chǎn)生的，如果不對(duì)炮煙和粉塵進(jìn)行處理或防護(hù)，則有可能由于爆燃產(chǎn)生大量有毒氣體導(dǎo)致人員傷亡，其所產(chǎn)生的粉塵對(duì)環(huán)境的污染也十分嚴(yán)重。研究表明，粉塵粒徑、濃度與被爆體、爆破工藝密切相關(guān)。
水壓爆破作為一種在孔中采用水作耦合介質(zhì)的爆破方式，能夠利用水介質(zhì)高效傳遞爆炸能量及其產(chǎn)生的水霧進(jìn)行降塵。但是，露天料場(chǎng)開(kāi)挖爆破的炮孔孔壁與孔底大多難以防滲漏，傳統(tǒng)水壓爆破采用水袋作為堵塞介質(zhì)費(fèi)時(shí)費(fèi)工，需要從爆破工藝進(jìn)行改進(jìn)。
目前，爆破作業(yè)采用的干式抑塵措施對(duì)呼吸性粉塵效果并不理想，并伴有二次揚(yáng)塵的問(wèn)題；噴霧措施的抑塵效果相對(duì)較好，但是用水量過(guò)大導(dǎo)致成本過(guò)高，且作業(yè)區(qū)范圍的粉塵濃度難以達(dá)到職業(yè)健康標(biāo)準(zhǔn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足公開(kāi)了一種露天料場(chǎng)降塵爆破工藝。本發(fā)明從爆破時(shí)產(chǎn)生粉塵和炮煙源解析，從粉塵特性入手，綜合露天料場(chǎng)梯段 爆破的施工特點(diǎn)，并從經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度提出一種露天料場(chǎng)深孔梯段降塵爆破的泥水混合介質(zhì)裝藥結(jié)構(gòu)及工藝。
根據(jù)不可壓縮液體傳遞爆破能量原理，設(shè)計(jì)孔內(nèi)泥水混合物的耦合介質(zhì)、孔頂土石混合料的堵塞介質(zhì)和被爆體表面濕化處理工藝，既能達(dá)到傳統(tǒng)水壓爆破降塵等目的，也能省掉水袋制作過(guò)程從而簡(jiǎn)化施工工藝，大大降低生產(chǎn)成本與爆破負(fù)面效應(yīng)。
本發(fā)明利用一種適合噴灑在爆破梯段面與臨空面積塵的表面活性泡沫抑塵劑，液橋力增大粉塵的起動(dòng)風(fēng)力，達(dá)到降低積塵揚(yáng)起強(qiáng)度的目的。
本發(fā)明從爆破時(shí)粉塵和炮煙源解析、粉塵特性入手，綜合露天料場(chǎng)梯段爆破的施工特點(diǎn)，并從經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度提出一種露天料場(chǎng)深孔梯段降塵爆破的泥水混合介質(zhì)裝藥結(jié)構(gòu)及工藝，形成簡(jiǎn)單實(shí)用的爆破施工工藝，從而達(dá)到優(yōu)化爆破工藝成本、提高爆破降塵措施的性價(jià)比，延伸、拓寬綠色爆破施工技術(shù)的深度、廣度。
本發(fā)明采用泥水混合物使得孔壁周圍形成均勻一致的泥漿保護(hù)面，孔內(nèi)的泥漿具有一定的比重，防止孔壁裂隙導(dǎo)致不耦合介質(zhì)滲漏，使得爆炸能量的傳遞效率更高，使爆炸能量充分消化在被爆巖體內(nèi)部，減少能量損失。另外，爆炸水霧拋撒速度快，拋撒半徑大，控制范圍廣，水與粉塵的接觸面積增大，水的利用效率和降塵效率提高。
本發(fā)明對(duì)于爆破臺(tái)階面、臨空面的積塵，在爆破前采用降塵劑溶液進(jìn)行濕化處理，從而減少爆破沖擊波產(chǎn)生的揚(yáng)塵。研究表明，在使用摻入降塵劑等表面活性劑的水溶液濕潤(rùn)情況下，顆粒間的液橋力起主導(dǎo)作用。這 種液橋力將促進(jìn)塵粒間的凝聚,使小塵粒積聚成大塵粒,加速塵粒的沉降，從而起到降塵作用。同時(shí)由于液橋力較大，通過(guò)液橋力被粘結(jié)起來(lái)的粉塵的起動(dòng)風(fēng)力大大增強(qiáng)，與干燥塵粒相比，不易被揚(yáng)起。該技術(shù)可以發(fā)揮降塵劑使液體顆粒與粉塵的混合作用，實(shí)現(xiàn)降塵。在傳統(tǒng)的濕法除塵技術(shù)基礎(chǔ)上，加入一定量的表面活性劑之后，不但可減小水的表面張力，水霧液滴包裹沉降粉塵能力得到加強(qiáng)，粉塵被水潤(rùn)濕更加容易，降塵效果得到進(jìn)一步提升。
本發(fā)明具體技術(shù)方案如下：
一種露天料場(chǎng)降塵爆破工藝，包括以下工藝步驟：
(1)鉆孔：在爆破作業(yè)平臺(tái)上，根據(jù)地形地質(zhì)條件，按照常規(guī)梯段爆破設(shè)計(jì)參數(shù)鉆設(shè)炮孔；
(2)裝藥：每個(gè)炮孔裝藥順序?yàn)椋篈.先填裝炸藥；B.填裝泥水混合物介質(zhì)，或，若炮孔孔壁與孔底經(jīng)檢測(cè)不漏水，直接裝填水介質(zhì)；C.用濕透的土石料堵塞介質(zhì)對(duì)孔頂進(jìn)行封堵處理；
其中，孔內(nèi)泥水混合物介質(zhì)配合質(zhì)量份數(shù)比例為粘土：水＝20～30:70～80，孔頂土石堵塞介質(zhì)配合質(zhì)量份數(shù)比例為黏土：砂：水＝65～75:10～15:15～20；
(3)表面處理：實(shí)施爆破前，將爆破臺(tái)階梯段面、臨空面用降塵劑做濕潤(rùn)處理，增強(qiáng)對(duì)爆破粉塵的凝聚、捕捉能力，保證綠色施工的環(huán)保目標(biāo)實(shí)現(xiàn)；
(4)聯(lián)網(wǎng)爆破：采用毫秒延期電雷管或非電雷管爆破；
所述降塵劑選用降低水面張力的表面活性化學(xué)制劑與基料、水按一定比例混合制成；表面活性化學(xué)制劑包括：質(zhì)量百分?jǐn)?shù)0.05％的十二烷基苯磺酸鈉溶液或十二烷基硫酸鈉溶液；基料為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)0.3％氯化鈉等電解質(zhì)溶液。
實(shí)驗(yàn)效果：通過(guò)儀器測(cè)量，用質(zhì)量濃度為0.05％的SAS十二烷基苯磺酸鈉溶液作為表面活性劑溶液的降塵效果更為顯著，降塵效果大大提高。預(yù)濕處理對(duì)呼塵的沉降效率均在90％以上,對(duì)全塵和呼塵的降塵效率分別達(dá)到96.4％和97.9％,與清水降塵效率相比,分別高出44.1％和46.9％。
附圖說(shuō)明
圖1為水壓爆破炮孔堵塞裝藥示意圖。
圖中，1-土石料堵塞段；2—巖石乳化炸藥裝藥段；3—泥水混合裝填層；4—自然形成的固壁與防滲保護(hù)層。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，具體實(shí)施方式是對(duì)本發(fā)明原理的進(jìn)一步說(shuō)明，不以任何方式限制本發(fā)明，與本發(fā)明相同或類似技術(shù)均沒(méi)有超出本發(fā)明保護(hù)的范圍。
結(jié)合附圖1。
本發(fā)明旨在從實(shí)際行動(dòng)上推行綠色施工，從過(guò)程入手減少料場(chǎng)在開(kāi)挖爆破過(guò)程中的產(chǎn)塵量，形成相應(yīng)規(guī)范的爆破工藝，具體施工步驟如下：
(1)在爆破平臺(tái)按照臺(tái)階參數(shù)進(jìn)行打孔，爆破臺(tái)階參數(shù)如下：
1.鉆孔形式，露天深孔爆破的鉆孔形式為垂直或傾斜鉆孔。
2.2.布孔方式，布孔方式為多排梅花形布置，主爆孔間排距：a×b＝3.0×3.0m，緩沖孔間排距：a×b＝3.0×2.5m，預(yù)裂孔間排距：a×b＝1.0×2.0m
3.孔徑d：d＝90.0mm。
4.超深h是指鉆孔超出臺(tái)階底盤標(biāo)高的孔深，其作用是降低裝藥中心的位置，以便有效地克服臺(tái)階底部阻力，避免或減少留根底，以形成平整的底部平盤。超深值一般為(8～12)d，即0.72～1.08m，取0.8m。
5.孔深L：孔深是由臺(tái)階高度和超深確定的。臺(tái)階高度的確定應(yīng)考慮為鉆孔、爆破和鏟裝創(chuàng)造安全和高效的作業(yè)條件，它主要取決于鏟斗容積和礦巖開(kāi)挖技術(shù)條件，根據(jù)本實(shí)驗(yàn)要求，實(shí)際爆破時(shí)臺(tái)階高度取10.0m?？咨頛＝臺(tái)階高度H+超深h；可求得對(duì)應(yīng)孔深為10.8m。
6.最小抵抗線W1：3.0～4.5m。
7.孔網(wǎng)參數(shù)。由于爆破石料粒徑≤80cm，爆破孔間排距取值：a×b＝3.0×3.0m。
8.堵塞長(zhǎng)度L2。合理的堵塞長(zhǎng)度能降低爆破氣體能量損失和盡可能增加鉆孔裝藥量。良好的堵塞質(zhì)量是盡量增加爆炸氣體在孔內(nèi)的作用時(shí)間和減少空氣沖擊波、噪聲和飛石的危害；不允許有飛石時(shí)，堵塞長(zhǎng)度取鉆孔直徑的30～35倍?？扇2＝35d＝35×0.09m＝3.15m。
9.炸藥單耗。影響單位炸藥消耗量的主要因素有巖石的可爆性、炸藥特性、自由面條件、起爆方式和塊度要求。因此，選取合理的單位炸藥消耗量q需要通過(guò)多次試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證調(diào)整。本工程炸藥單耗暫取0.41kg/m3，后期經(jīng)過(guò)生產(chǎn)性試驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整。
10.單孔裝藥量。臺(tái)階高度10m，裝藥量為36.9kg。爆破孔采用以下裝藥結(jié)構(gòu)單耗為0.41kg/m3，潤(rùn)濕土石料填塞長(zhǎng)度為1m，藥卷上、下的泥水混合介質(zhì)長(zhǎng)度均為1.5m，如圖1；緩沖孔裝藥量為27kg，單耗為0.41kg/m3，潤(rùn)濕土石料填塞長(zhǎng)度為3m；預(yù)裂孔裝藥量為4kg，線裝藥密度為533g/m，潤(rùn)濕土石料填塞長(zhǎng)度為2.5m。
(2)打孔完畢后，進(jìn)行裝藥，采用配置好的泥漿(比重：1.10～1.30，稠度：20～25s)裝填炮孔，然后填裝炸藥，并用泥水混合介質(zhì)將炮孔剩余部分填充，最后用濕透的土石料進(jìn)行炮孔封堵可以達(dá)到良好的爆破效果。土石料配合比擬定為黏土：砂：水＝75:10:15，具有一定的塑性和強(qiáng)度，并根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整炮泥尺寸。爆孔裝藥方式可見(jiàn)圖1。
(3)采用毫秒微差爆破技術(shù)可以減輕地震波，減少二次爆破，根據(jù)爆炸設(shè)計(jì)順序，先爆的炮孔為后爆的炮孔提供臨空面，提高爆破效率，爆破網(wǎng)絡(luò)圖同常規(guī)爆破網(wǎng)絡(luò)。
(4)實(shí)施爆破前，將爆破臺(tái)階面、臨空面用降塵劑淋濕，以借助粉塵顆粒間液橋力的作用來(lái)達(dá)到降低爆破破碎時(shí)產(chǎn)生粉塵的目的。降塵劑配方擬選用增強(qiáng)水面表面活性的化學(xué)制劑和質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.3％氯化鈉電解質(zhì)溶液等，增強(qiáng)對(duì)爆破粉塵的凝聚、捕捉能力，保證施工綠色環(huán)保。
實(shí)驗(yàn)效果：通過(guò)儀器測(cè)量，用質(zhì)量濃度為0.05％的SAS十二烷基苯磺酸鈉溶液作為表面活性劑溶液的降塵效果更為顯著，塵效果大大提高。預(yù)濕處理對(duì)呼塵的沉降效率均在90％以上,對(duì)全塵和呼塵的降塵效率分別達(dá)到96.4％和97.9％,與清水降塵效率相比,分別高出44.1％和46.9％。