原富家坞矿汽修库的定向爆破拆除

2011-10-13金文法

采矿技术 2011年1期

关键词：富家飞石雷管

金文法

(江西铜业集团公司德兴铜矿, 江西德兴市 334224)

原富家坞矿汽修库的定向爆破拆除

金文法

(江西铜业集团公司德兴铜矿, 江西德兴市 334224)

介绍了原富家坞矿汽修库定向爆破拆除设计和施工方案,分析总结了定向爆破的效果和经验。

定向爆破;起爆网络;预拆除

1 工程概况

1.1 周围环境

随着德兴铜矿富家坞采矿场基建剥离工程的快速进展以及 456,440 m排土场的投入使用,原富家坞矿汽车修理库的拆除工作已迫在眉睫,待拆汽修库位于富家坞采矿场南部的 410 m水平上,西面距510 m工业场地 300多 m,东面为长满茂密树林的山脊地形;与汽修库相隔 300～400 m的北面和南面山坡上有花桥林场的职工从事林木的砍伐工作。沟底 (约 300 m标高)有汽车在运输木材。待拆汽修库与在 440 m台阶作业的 4#电铲相距 200多 m。

1.2 汽修库结构

待拆汽修库为钢筋混凝土框架结构,东西长61.5 m,南北宽 12.5 m,高 12 m,在汽修库的北面还建有一排砖混结构的工具间,整个工具间长 61.5 m,宽 4.1 m,高 5 m。汽修库建筑总面积 1020.9 m2。汽修库基本上为 2排立柱,前排 (南面)立柱 11根,后排 (北面)立柱 11根,此外,在东、西两端墙体的中部各有 1根立柱,总共 24根承重立柱,屋顶为钢筋混凝土预制板,汽修库四周为浆砌墙体。前、后排立柱截面均为 0.4 m×0.6 m,配筋为 14根Φ22A3螺纹钢竖筋,间距 a=10～15 cm;横筋为Φ8 mm圆钢,间距 a=30 cm,混凝土标号高,汽修库原安装有行车设备,所以汽修库整个结构十分坚固,承重立柱属粗密钢筋混凝土结构。

1.3 工程要求

在确保安全的前提下,将汽修库彻底炸倒,为富家坞采矿场以后的安全排土创造条件。

2 爆破拆除

根据汽修库的结构特点和工程要求,汽修库的南面又有一块宽 20多 m的空地,有足够的倒塌空间。综合考虑爆区的周围环境后,决定采用向南定向倾倒的定向爆破拆除方案,即通过钻孔爆破,在南面和北面立柱的底部破坏不同的高度并结合微差爆破,使汽修库失稳,产生倾覆力矩,依靠自重而倒塌解体 (见图1)。

图1 爆破拆除方案

2.1 承重立柱破坏高度的确定

定向倾倒爆破设计时,正确选择立柱的破坏高度,对取得理想的爆破效果至关重要。根据理论计算和工程实践经验,钢筋混凝土承重立柱的破坏高度为:

式中:H——承重立柱的破坏高度,m;

K——经验系数,K=1.5～3.0,本工程取K=3;

B——立柱截面的长边,B=0.6 m;

hmin——立柱最小破坏高度,hmin=12.5d,d为钢筋直径,此处 d=0.022 m。

根据计算,倒向侧立柱 (南面立柱)的破坏高度H1=2.64 m,非倒向侧立柱 (北面立柱)的破坏高度H3=2.0B=1.20 m。按实际的孔距倍数考虑,取H1=2.80m,H3=1.40 m,中间 2根立柱 H2=2.45 m。

2.2 爆破参数设计

(1)最小抵抗线:W=b/2=0.4/2=0.2 m,式中 b为立柱宽度 (短边)。

(2)孔间距:爆破钢筋混凝土立柱、梁时,孔间距 a=(1～2)W,此处取 a=1.75W=0.35 m。

(3)炮孔深度:L=2B/3=2/3×0.6=0.4 m,对中间立柱 L=2/3×0.7=0.45 m。

(4)单位用药量:按主筋膨胀,向外弯曲,箍筋拉断,混凝土炸碎并清出笼外的爆破效果考虑,并结合以往的工程实践经验,取 q=1600 g/m3。

(5)单孔装药量:Q=qabB=1600×0.35×0.4×0.6=135 g,对中间的 2根立柱,因其截面为 0.44 m ×0.7 m,故取 Q=160 g。

2.3 炮孔布置

距地面 0.35 m处往上沿立柱宽度中心线布水平炮孔,孔间距 0.35 m,倒向侧 (南侧)每根立柱布孔 8个,背向侧每根立柱布孔 4个,中间立柱每根布孔 7个,总共布孔 146个 (见图1)。

2.4 起爆网路设计

本次爆破采用电雷管与导爆管混合起爆网路,汽修库内所有炮孔每孔装 2发 4段非电毫秒雷管,每根立柱的 8～16根导爆管集成一束捆于 2发电雷管上 (电雷管并联),然后将 24根立柱的电雷管串联,形成一个电雷管和导爆管毫秒雷管组成的起爆网路。起爆顺序先南后北,具体为:南面立柱～中间立柱～北面立柱 (见表1)。本次爆破使用的电雷管和导爆管均为赣州冶金化工厂生产的产品。

表1 起爆破器材消耗

2.5 预拆除

爆破拆除建筑物时一般都有预拆除,这样做的好处是:确保爆破效果;减少装药炮孔的个数,简化施工;减少整个拆除爆破的用药量,从而减低爆破危害。为了使汽修库按设计的预定方向朝南定向倒塌,本次工程预拆除的原则是:

(1)爆破切口范围内的南、东、西三面砖墙必须预拆除,用人工或机械方法拆除均可。本工程计划使用挖机进行预拆除,施工时,为了确保挖机作业的安全,应该从爆破切口范围的上部往下拆,预防墙体突然垮下造成安全事故。

(2)库房后面的工具间采用挖机拆除。

(3)在确保汽修库结构稳定安全的前提下,能预拆除的尽量预拆除,拆到只剩下立柱为止。

2.6 爆破安全距离

根据周围环境,本次汽修库爆破拆除的最大危险来自飞石,爆破地震波和空气冲击波可以不计安全距离。考虑到本次爆破的特点,飞石居高临下将会飞得更远,再加上飞石崩跳距离因素的影响,所以飞石的飞散距离取 300 m。

2.7 安全和防护措施

虽然本次拆除爆破汽修库周围没有其它建筑物,离联络公路和 510 m工业场地也较远,但是,为了使此次爆破做到安全准爆,取得设计预期效果,特采取以下安全措施。

(1)本次拆除爆破的最大危险来自飞石飞散造成的危害,为此,临起爆前 30 min,汽修库东面山脊、北面和南面山坡上所有从事林木砍伐工作的人员以及沟底运木材的人员必须撤至 300 m以外的安全区(最好撤至沟口外);510 m工业场地富家坞采矿场的人员可以不撤离,但必须躲进屋内或机台内,不准在外面休息或从事其它工作。

(2)由富家坞采矿场负责从 440 m排土场的西侧～410 m水平推 1条施工措施道,以便挖机及早进驻场地,开始预拆除工作,此施工措施道要保留至爆破拆除工作结束。

(3)在爆破的前一天,对所有炮孔进行验收,对不合格孔要套打或重打,超深孔用炮泥回填。

(4)要严格按照设计要求进行钻眼、装药、堵塞,装药完后,炮眼一定要用炮泥堵塞好。

(5)中间柱以及后排立柱爆破部位采用茅草和草袋防护,并用 10#～12#铁丝牢固地捆扎在爆破部位上,既防飞石,又对起爆网路起到保护作用。

(6)警戒点的布置:510 m工业场地、440 m台阶 4#电铲、汽修库对面的北面坡与南面坡的沟口各设 1个岗哨。