预裂爆破在副井卷扬机基础拆除中的应用

陈毅CHENYi

（承德铜兴矿业有限责任公司，承德067250）

（ChengdeTongxingCopperMiningCo.，LTD，Chengde067250，China）

摘要：在拆除爆破中运用孔间间隔装药的技术手段，成功对卷扬机基础上的圈梁实施预裂切割。不仅降低了工人的劳动强度，缩短了施工工期，而且为该技术在预裂爆破中的运用，提供了宝贵的经验和依据。

Abstract:Theuseoftechnicalmeans"holeintervalchargeindemolitionblasting"cutshoistbeamonthebasisofpresplitsuccessfully.Itnotonlyreducesthelaborintensity,shortenstheconstructionperiod,butalsoprovidesvaluableexperienceandbasisfortheuseoftechnologyinpresplitblasting.

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关键词 ：预裂切割；钢筋混凝土基础；孔间间隔装药；爆破安全控制

Keywords:presplitcutting；reinforcedconcretefoundation；holeintervalcharging；theblastingsafetycontrol

中图分类号：TU746.5文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）21-0124-02

0引言

寿王坟铜矿是国家“一五”重点建设项目，其副井提升机为2BM2500/1220A型，按矿井提升机分类属于KJ2×2.5×1.2—20型号，系1955年4月抚顺重型机器制造厂制造。该机器位于井下零米中段，已运行近60年，因过度超期使用，设备严重老化，其整体技术状况和能效比较差，既对企业的安全生产造成威胁，又降低了企业的经济效益。根据国家安全生产监督管理总局2013年9月6日发布的《金属非金属矿山禁止使用的设备及工艺目录（第一批）》【安监总管一[2013]101号】要求，该机型已入列强制淘汰设备，自发布之日起一年后禁止使用。为此，矿山决定于2014年10月对副井提升机进行更新改造，卷扬机房内的原设备基础需要进行爆破拆除。

1工程概况

副井卷扬机房位于井下零米中段，机房内的卷扬机基础、电机基座、卷扬操作室、及其它基础开挖等，都是本次爆破的作业对象。其中卷扬机基础上的圈梁拆除要求特别严格，拆除困难较大。

卷扬机基础是一个长6.0米、宽5.6米、深2.0米的基坑，基坑四周的墙体和基础内的隔墙厚度为0.6米，基础为钢筋混凝土结构，基础内下部和中间有槽钢和圆钢加固，基础上部为高约30厘米的两道工字钢并排链接组成的圈梁，圈梁内部和四周用混凝土浇筑，在圈梁和基础之间有一道高约10厘米的垫铁隔层。

根据卷扬安装的要求，拆除基础上部的圈梁，利用原有钢筋混凝土基础，同时还需要保护好基础东墙和隔墙中间部位浇筑在墙体内的四根螺栓。另外，在距离基础上部高约4.0米，卷扬机房的顶部横梁上有起重电机需要保护；基础正东方向约6.0米处有临时设置的小卷扬和电机，以及配电盘等设施也需要保护。

2圈梁拆除爆破方案

根据圈梁的结构构造，以及现场需要保护对象的具体情况，设计圈梁拆除采用预裂爆破的方案。即先通过预裂爆破对圈梁与卷扬基础进行切割分离，然后再用风镐进行破碎。

由于卷扬安装要求利用原有基础，为保护原基础钢筋混凝土的强度，预裂爆破本着“多打孔、少装药”的原则，设计沿垫铁下缘施工一排炮孔，采取炮孔间间隔装药的方案。设计要求炮孔孔底到墙体的距离与炮孔间距相等，这样孔内火药爆炸时，除了孔口一侧墙面作为爆破自由面以外，还可提供两侧不装药炮孔和孔底墙面三个不同方向，且抵抗线相等的自由面，便于火药爆炸能量的迅速释放，有利于预裂缝的形成，同时还可减小爆炸能量对下部钢筋混凝土基础的作用力。为确保浇筑在基础墙体内的螺栓不受破坏，设计还要求在螺栓两侧较近距离施工炮孔，且炮孔不得装药。

设计炮孔施工采用YT—28凿岩机进行钻孔，炮孔直径为32mm；火药使用邢台云山化工厂生产的小卷乳化炸药，每包3kg，20卷，药卷长度20cm；爆破雷管使用辽宁华丰民用化工厂生产的毫秒差导爆管雷管。

3爆破参数设计

3.1最小抵抗线w

最小抵抗线w是拆除爆破工程中最主要的一个设计参数，其大小对介质的破碎程度、飞石的产生、装药量的确定和钻孔工作量的多少等都有直接影响。在确定最小抵抗线w的大小时应根据拆除对象的材料、几何形状、结构尺寸、布筋情况、周围环境、爆后块度要求以及清渣能力等综合考虑。一般钢筋混凝土的w取0.3~0.5m，配筋率高时，w应相应取小，对于室内无法采用机械，需要人工清理时，w应小于0.3m。根据本次爆破的具体情况，w取0.25m。

3.2炮孔间距a

根据本次爆破设计方案中的意图，在圈梁和基础之间进行预裂切割，采取孔间间隔装药，几个不同方向的自由面抵抗线相等，因此设计炮孔间距a等于最小抵抗线w，a=0.25m。

3.3炮孔直径d和炮孔深度L

根据爆破方案采用的钻孔机器为YT—28凿岩机，炮孔直径d=32mm。炮孔深度L主要与爆破体的厚度、宽度和临空面条件等有关。根据孔深公式L=KH，式中K为经验系数，当底部边界条件有自由面的情况，取K=0.6，H为墙体厚度，计算可得L=0.36m。结合设计方案要求，孔底抵抗线应为0.25m，因此设计L取0.35m。

3.4单孔装药量Q

根据预裂切割爆破单孔装药量公式Q=λaH，式中a为炮孔间距，H为基础预裂部位的厚度，λ为单位面积炸药消耗量。考虑到一方面该公式适用条件为素混凝土，根据a的取值，参照材质情况为混凝土地坪，λ取100~150g/m2，另一方面一般预裂爆破每个炮孔都装药，而本次爆破是孔间间隔装药，因此单孔爆破的面积应为两个相邻的不装药孔之间的面积，因此式中的a值应取实际炮孔间距的2倍。通过计算，单孔装药量为30~45g，实施爆破前应进行试爆确定实际装药量。

4爆破安全控制

爆破安全控制是旨在防止爆破实施过程中因爆破作用产生的危害因素，对爆破区域内的人员、机器、设备及建筑等保护对象造成损害，而采取的相应的控制和防护措施。本次爆破因环境复杂，防护要求严格，因此在爆破技术和安全防护上都采取了必要的措施。

4.1安全技术措施

①爆破设计采用预裂切割的方案，遵循“多打眼、少装药”的原则，保护墙体下部基础不被破坏。

②爆破大胆采用了“孔间间隔装药”的技术手段，并且精心设计了多个抵抗线相等的自由面，以便火药爆炸能量的迅速释放，有利于预裂缝的形成，同时减小了爆破能量对下部钢筋混凝土基础的作用力。

③为确保浇筑在基础墙体内的螺栓不受破坏，设计要求在螺栓两侧较近距离施工炮孔，且炮孔不得装药。

④严格控制单孔装药量，在爆破前按照“宁小勿大、爆撬结合、宁撬勿飞、确保安全”的原则进行试爆，保证爆破使用最小的装药量。

⑤为防止爆破因一次总药量过大，对下部钢筋混凝土基础造成较大的振动，而影响基础的强度，爆破采用了分段起爆的手段来减小一次爆破总药量。

4.2安全防护措施

①为保护基础上方，卷扬机房顶部横梁上的起重电机，在电机下方悬吊了一块5.0m长、4.0m宽、5mm厚的铁板。

②为防止飞石砸坏基础东侧的临时卷扬、电机及配电盘，在保护对象前方设置了一道木板墙进行防护。

③为防止爆破后炮烟中毒事件，在卷扬机房门口设置了通风机进行通风，检查人员配备有毒有害气体检测仪检测CO浓度，确保作业现场CO浓度不超标。

5爆破实施及效果

5.1爆破实施

首先根据爆破参数设计中计算的单孔装药量，利用卷扬机房内其他钢筋混凝土基础进行试爆。按照设计参数施工钻孔，将小药分别按1/5药卷、1/4药卷、和1/3药卷进行试爆，最终确定单孔装药量为1/4药卷，合37.5g。然后按设计方案和设计参数，沿垫铁下缘一次性施工所有钻孔，共计施工钻孔84个。为减小爆破振动对下部钢筋混凝土基础强度的影响，采取分段爆破，分8次进行起爆。每次爆破钻孔9~11个，实际装药孔为4~5个，装药孔用同段别毫秒延期导爆管雷管进行起爆。

5.2爆破效果

响炮后，在经过充分通风除尘后，检查人员进入现场检查。爆破没有盲炮，爆破现场没有大块飞石；在圈梁垫铁下缘与下部钢筋混凝土基础之间形成平整的预裂缝，缝宽1~3厘米；下部钢筋混凝土基础没有受到破坏，基础墙体内的螺栓保护完好，没有弯曲损坏。

6结束语

这次预裂爆破的成功应用，不仅大大减轻了工人的劳动强度，有效提高了工程的施工进度，缩短了施工的工期，而且还为“孔间间隔装药”在预裂爆破中的运用提供了宝贵的经验和依据。

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