灰岩石料场开采与支护Word格式.docx
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主爆破孔采用高风压潜孔钻机;
开采边坡预裂孔采用QZJ-100B潜孔钻钻孔,边角部位、找平层及大块石破碎采用液压钻机;
爆破后采用推土机集渣,反铲装车,自卸汽车运输至指定区域。
料场施工程序见下图。
料场施工程序框图
4.2截排水修筑及边坡保护
在开采区边线外侧3~5m处修建浆砌石截水天沟,拦截汛期雨水,截水沟采用人工开挖形成梯形断面,底宽60cm,深60cm,在开挖截水沟同时,对流入开采区内部的水沟进行封堵,使水流顺截水沟排向两侧冲沟,避免水流直接流入开采区,确保开采安全及质量。
在场内临时道路靠山体侧修建临时排水土沟,将山坡来水引排至永久排水沟及冲沟。
为保持开挖边坡稳定,开挖采取先进行永久边坡面分台预裂,严格控制爆破规模。
施工期间加强地质监测和预测,每次爆破和雨后对边坡进行监测,发现情况,及时进行处理、整治,发现局部不稳定块体及时进行随机支护。
料场开采原则如下:
(1)采取自上而下,分层台阶开采。
(2)覆盖层在石料开采前剥离完成。
同时,形成开采平台推进方向的初始掌子面。
(3)覆盖剥离前,先进行运输道路及坡顶截水沟的修建。
(4)开采过程中及时清除夹泥层、软弱层及污染层,确保石料质量。
(5)采用深孔梯段、微差挤压控制爆破开采方案,减少超径大块石二次爆破改小量及便于挖装作业。
五、料场开采方法
料场开采前先形成施工道路,边坡截、排水沟,施工风、水、电等布置,然后进行覆盖层剥离,剥离至有用层,再自上而下分层梯段爆破开挖,爆破前须进行爆破试验,取得最优爆破参数。
随边坡开挖高程下降,对边坡进行支护。
根据料场的开采顺序,随着开采平台的不断下降,在已经形成的开采平台上,及时开挖下层周边无用层,即下层无用层的开挖随着上层有用料开采平台的推进而延伸,下层有用料开采必须在该层无用料剥离完成并经验收合格后进行。
施工顺序为:
上层有用料开采→下层无用层剥离→下层有用料开采。
除料场周边无用层外,料场内的断层、夹层、溶蚀裂隙等无用料的剔除与料场开采同层进行,但应注意爆破分区,合理安排工作面,及时将无用料清除,以免混杂。
5.1覆盖层剥离
料场开采的覆盖层属于无用料,开采根据土层厚度,覆盖层开进行表土和覆盖层的揭顶和剥离至有用石层为止。
厚的部位在石方爆破前采用液压反铲挖除。
无用料剥离至少超前于有用料一个台阶。
采用液压反铲装自卸汽车运输到左岸上游弃渣场。
剥离的表层有机土壤和废土运至指定地点堆放。
5.2石料开采
石料采用自上而下分层开采,采用控制爆破技术,自外向内台阶式分层梯段微差控制爆破开挖,创造梯段爆破临空面,然后再向左右、上下游方向扩大开挖。
梯段爆破分层分区组织“钻、爆、挖、运”机械化流水作业。
(1)平整工作面:
施工前先用手风钻、液压钻钻孔把面层孤石及不规则凸石修平,推土机扫平工作面,以利于大型钻机和挖装设备进场施工。
(2)测量放样、定孔位:
测量人员按分层及设计规格放样定孔位,并以红油漆标明钻孔深度。
(3)钻孔:
钻机分区施工,按设计的孔网参数和孔深钻孔,孔向朝向自由临空面,无自由临空面时必须先创造临空面。
开采临空面应清理干净,若局部根底较大或靠边坡外侧底盘抵抗线较大,则采用手风钻或液压钻钻孔,钻孔完成,应逐个孔检验,超深采用石渣回填,钻孔深度不足时要及时补钻,保证开挖面的平整度,为下一层施工创造良好条件。
(4)装药、联网、爆破:
采用乳化炸药,塑料导爆管联网,电雷管起爆。
爆破施工由专业炮工严格按爆破方案执行。
在新喷锚支护区和已建建筑物附近实施爆破作业时,应进行爆破振动监测,爆破后及时调查爆破效果,根据爆破效果和爆破监测结果,优化调整爆破参数。
(5)取料、运输:
爆破后推土机整理工作面,反铲和装载机进入工作面装渣,自卸汽车运输至砂石加工系统、围堰或者坝体堆石填筑区。
六、爆破参数设计
石料开采采用梯段微差控制爆破技术,排间或孔间微差顺序爆破,控制单响药量,为进一步减小爆破振动对边坡的影响和对已形成预裂面的破坏,并有效解决预裂面挂边问题,拟在边坡梯段爆破孔与预裂孔中间设缓冲爆破孔,缓冲孔和边坡梯段爆破孔同时爆破。
实际施工时,结合生产先进行专项爆破试验,对初拟爆破参数优化调整,施工过程中对周围需保护建筑物进行爆破振动监测,控制质点振动速度不超标。
钻孔的主要设备有:
CM-351高风压潜孔钻机和TOMROCK700液压钻机。
对应各种钻机初拟梯段爆破参数如下表,
梯段爆破参数表
钻孔设备
孔径
mm
孔距
m
排距
钻孔
深度
钻孔角度
超深m
药径
装药结构
堵塞长度m
炸药单耗
kg/m3
CM-351
105
3.5
2.5
6.5~9.5
75°
0.5
70
连续
0.4~0.6
TOMROCK700
89
3.0
2.0
55
说明:
采用乳化炸药,炸药单耗根据地质条件和试验确定。
6.1起爆网络
采用微差爆破网络,1~20段电雷管起爆,最大一次起爆药量≤300kg;
一次爆破钻孔排数不多于3排。
宽孔距小排距微差挤压爆破,能充分利用爆破能量,可较好地控制爆渣块度,堵塞段加辅助药包解决堵塞段岩体的大块率。
布孔形式和起爆破网络,详见梅花形布孔一字型起爆网络图和长方形布孔V型起爆网络图。
起爆采用爆破延时技术,爆破延时选用25~50ms。
6.2预裂爆破
边坡预裂爆破采用100B潜孔钻造孔,人工装药。
选用φ32mm的乳化炸药,不耦合装药结构。
预裂爆破起爆网络采用电雷管导爆,导爆索传爆,起爆方式同梯段爆破,预裂孔起爆时间应超前主爆孔100ms以上。
初拟爆破参数见下表:
预裂孔钻爆参数设计表
参数名称
单位
取值范围
装药结构示意图
孔深
边坡长度+0.5
孔径
㎝
φ90
孔距
100
药卷直径
㎜
φ32
不耦合系数
3.4
线装药密度
g/m
Q=250~300
顶部装药密度
(2/3~1/2)Q
堵塞长度
1.5~2.0
6.3钻爆作业
梯段爆破钻孔、边坡预裂孔钻孔采用液压钻机,超径石解小、场平爆破钻孔采用手风钻。
爆破装药联网用人工进行,钻孔作业与挖运作业平行施工。
边坡预裂孔采用QZJ-100B潜孔钻钻孔,随着开采平台的不断下降,在已经形成的开采平台上搭设脚手架作为下一层预裂边坡钻孔的支撑,以确保钻孔的垂直平稳。
在钻孔前测量边坡开口线,并用红漆标明预裂孔孔位,在钻孔时,采用角度尺配以铅锤控制钻孔角度,钻孔过程中,适当控制钻孔速度,以确保钻孔的准确无误。
装药时,先将药卷按设计间隔装药结构用胶布绑扎在竹片上,然后放入孔内,并用纸团或草团塞在药卷顶部,最后用钻孔岩屑将孔口封堵密实。
主爆孔钻孔前,将台阶面的浮渣清理干净,并按设计用红漆标明炮孔孔位和孔深,在孔位上插上小红旗,上次爆破石料挖运完成后,将临空面清理干净,若局部根底较大(底盘抵抗线较大),则采用手风钻钻孔,与梯段爆破孔一同起爆。
6.4爆破参数与药量计算
(1)钻孔角度α=750,分层高度H=7.5m,超深h=0.5m,
钻孔深度L=H/arcsinα+h=7.5/0.968+0.5=8.25m。
(2)孔径d=φ90mm=0.9dm;
装药密度
=0.95kg/dm3;
装药长度系数
=0.75(当H<
10m,
=0.6~0.86);
单位炸药消耗量
=0.4kg/m3;
炮孔疏密系数
=1.2(范围0.7~1.4,岩石坚固系数越高,可取
值较小,反之可取较大
值)
底盘抵抗线
。
(3)孔网参数:
采用梅花型布孔,炮孔排数为3排,第一排为7孔,第二排为6孔,第三排为7孔,共20个炮孔,孔距a×
排距b=3m×
2.6m。
(4)堵塞长度L2=2.5m;
(5)单位炸药消耗量q=0.4Kg/m3;
(6)单孔装药量Q=qabH=0.4×
3×
2.6×
7.5=23.4kg
第一排孔总装药量:
Q1=7×
qabH=163.8kg
第二排孔总装药量:
Q2=6×
KqabH=161.46kg
第三排孔总装药量:
Q3=7×
KqabH=188.37kg
式中K为后排孔受前排孔岩石阻力作用系数,取1.15。
单次爆破的总装药量:
Q总=Q1+Q2+Q3=163.8+161.46+188.37=513.63kg。
装药结构采用连续装药结构,用双发雷管,一个放置在距孔底0.3~0.5m处,另一个置于药柱顶端0.5m处。
七、边坡支护施工
(1)边坡支护遵循自上而下分层分区跟进施工原则。
为确保边坡稳定,开挖施工要考虑有利于支护施工,开挖要服从支护的要求,并使之合理衔接。
上层的支护应保证下一层的开挖安全顺利进行,锚杆、喷射混凝土和边坡地面排水孔均需在脚手排架上施工,施工时要加强安全防护工作,确保各项工程安全有序的顺利进行。
锚杆与开挖工作面高差不大于10~20m;
喷护与开挖工作面高差不大于20m;
排水孔与开挖工作面高差不大于20m,并满足边坡稳定和限制卸荷松驰的要求。
(2)在边坡开挖前,首先进行周边截、排水沟施工。
周边截、排水沟施工完毕后,才能进行相应边坡的开挖施工,系统支护作业在每级坡面出露,并验收合格后开始进行。
7.1锚杆及锚筋桩施工
锚杆及锚筋桩采用手风钻或QZJ-100B潜孔钻进行钻孔,锚杆在钢筋加工厂内制作,自卸汽车运至现场,人工安装锚杆,注浆采用锚杆注浆机进行,短锚杆采用先注浆后安装锚杆的施工顺序。
施工工序为:
坡面危石清理→测放孔位→钻孔→锚杆制作安装→注浆。
锚杆孔位测放力求准确,偏差不得超过±
3cm,钻孔与坡面俯角20°
,倾角允许偏差±
2°
,水平投影为倾向于该处层面施工,允许偏差±
潜孔钻钻孔,钻孔直径为90mm。
考虑沉渣的影响,为确保锚杆长度,实际钻孔深度大于设计长度1m;
成孔后用高压空气(0.4MPa)清孔。
成孔禁止带水钻进,以确保钻孔施工不致恶化边坡条件,钻进过程中,对每孔地层变化(岩粉情况)、进尺速度(钻速、钻压等)及一些特殊情况做现场记录,若遇塌孔,应立即停钻,进行固壁灌浆处理后重新钻进。
采用从孔底到孔口返浆式注浆,注浆压力不低于1.0MPa。
注浆前用高压风将锚杆孔冲吹干净;
将注浆管插入距孔底20cm处,随砂浆的注入缓慢匀速拔出,注浆开始或中途停止30分钟时,用水润滑浆罐及其管路;
锚杆安装完成后不能随意敲打锚杆。
锚杆施工工艺流程如下:
水
7.2挂网喷混凝土施工
边坡喷混凝土采用TK961型喷射机接湿喷工艺施工。
喷混凝土遵循自下而上分层分片施喷,作业程序为:
搭设排架→测量放样→清理冲洗受喷面→埋设喷厚标志→喷护混凝土→养护。
有挂网要求的地方按按初喷混凝土→挂网→复喷混凝土的程序施工。
7.3排水孔施工
排水孔紧随石料开采后施工,随层开采随层插孔。
施工工艺流程为:
孔位放样→钻机就位→钻孔、吹洗孔→终孔验收→安装软式排水管。
边坡支护主要工程量表
项目
工程量
备注
边坡喷混凝土
m3
3018
喷C20混凝土厚5㎝、15㎝支护
边坡挂网
t
32.8
局部Φ6.5@20㎝×
20㎝
锚筋桩
根
115
3Φ28,L=9m,随机锚筋桩
砂浆锚杆
1230
Φ25,L=4.5m,随机锚杆
排水孔
7190
Φ76㎜,L=5m,@5m×
5m
M7.5砖
1850
宽马道排水沟,240㎜墙
八、施工进度安排
(1)石料场根据砂石骨料、围堰及坝体填筑需要开采。
(2)覆盖层剥离:
根据填筑施工安排,以及本工程砂石加工系统生产需用量,石料开采最高强度约为19.0万m3/月。
石料场开采量表
平台高程
(m)
剥离量
(×
104m3)
可用量
开采量
分层量
累计
830以上
2.16
820~830
1.96
4.12
2.30
4.83
6.99
810~820
0.58
4.70
7.0
9.30
9.33
16.32
800~810
2.07
6.77
9.69
18.99
14.18
30.50
790~800
0.62
7.39
14.09
33.08
18.23
48.73
780~790
0.38
7.77
17.18
50.26
21.86
70.59
770~780
0.19
7.96
19.15
69.41
24.13
94.72
760~770
21.87
91.28
27.34
122.06
750~760
0.73
8.69
23.59
114.87
29.49
151.55
740~750
25.54
140.41
31.93
183.48
730~740
26.78
167.19
33.48
216.96
720~730
28.32
195.51
35.40
252.36
710~720
28.34
223.85
35.43
287.79
705~710
14.36
238.21
17.95
305.74
8.1设备配置
料场开采支护工程拟投入的主要施工机械设备表
机械设备名称
规格型号
数量(台套)
液压钻
2
石料开采
高风压钻
潜孔钻
QZJ-100B
6
手风钻
YT28
20
反铲挖掘机
1.6m3
3
0.8m3
装载机
3.0m3
推土机
TY320
2台
自卸汽车
20t
10
15t
5
砂搅拌浆机
HJ200X
混凝土喷射机
TK961
测斜仪
BHZ-D
混凝土搅拌运输车
6.0m3
移动式拌和机
JZC350
1
劳动力配备一览表
序号
工种
单位
数量
备注
管理人员
人
装载机司机
4
反铲司机
汽车司机
15
钻工
推土机司机
7
电运工
8
爆破工
合计
65
九、质量控制与安全防护
9.1质量控制措施
(1)建立质量控制和管理体系,设置各级质量管理机构,工程项目负责人为施工质量第一责任人,下设专业管理与工作人员,并配备专业设备和器材,积极配合和协助监理及业主对本料场开采工程施工质量的控制和监督。
(2)加强测量控制,开挖前先测量放样,确定开挖开口线位置、开挖范围、开挖深度控制桩线,确保边坡开口定位准确。
开挖过程中,加强控制,避免超挖和欠挖。
(3)边坡开挖要先进行截排水沟的施工,避免雨水流入石料开采工作面。
(4)认真做好爆破方案设计和控制爆破的参数设计,并通过实践不断优化,以达到最佳施工效果。
(5)地质条件较差的,边坡支护应紧跟开挖施工,即上一层支护完成后再进行下一层的开挖。
(6)石料质量是填筑质量的基础,在料场施工中必须严格控制。
本料场质量控制的重点为防止混料、控制石料粒径。
1)防止混料措施
A:
石料开采自上而下分层进行,合理规划每层的开采程序,无用料与有用料分开挖装,先将开采区内的覆盖层及无用料剥离干净,再进行有用料开挖;
B:
采用选择性的挖运措施,对开采过程中出现有较为集中的夹泥层选择性的挖装清除,以防止其与灰岩有用料混杂;
C:
不适合用于围堰及坝体填筑的无用料采用自卸汽车运至业主指定(存)弃渣场。
2)控制开采石料粒径
采用深孔梯段微差挤压爆破法进行石料开采,开采前进行现场爆破试验选择出合理的孔排距、装药量、装药结构以及起爆网络;
施工中严格操作程序,每次爆破先由技术部门根据爆破部位进行钻爆设计,测量人员按设计图现场放出孔位,实测孔口高程计算孔深,交底钻孔人员施工,每个爆区钻孔完成,由质检部门按设计图逐孔检查,验收合格后由爆破人员严格按爆破网络设计图装药连网爆破;
石料爆破后先检查爆堆表面超径石情况,发现超径石立即在石料场解小;
D:
在挖装过程中安排专人负责超径石检查,发现超径石立即采取爆破解小等处理措施。
9.2安全保证措施
(1)始终坚持“安全第一、预防为主”的总方针,制定安全管理制度,制定安全生产措施,健全安全保证体系。
(2)开挖自上而下分层段段依次进行,严禁自下而上或采取倒悬的开挖方法。
(3)随着开挖高程下降,及时对坡面进行测量以防止偏离设计线,避免在形成高边坡后再处理。
(4)边坡施工,经常检查边坡面,及时处理危石、浮石,保证安全。
(5)在施工期间直至工程验收,定期对边坡的稳定进行检测,若出现不稳定迹象时,及时通知监理工程师,并立即采取有效措施确保边坡稳定。
(6)采用控制爆破技术,严格控制分段爆破药量和爆破方向,避免爆破对稳定边坡的影响。
(7)多点同时爆破时,要统一指挥,统一点炮,统一躲炮。
(8)爆破时做好安全警戒工作,警戒时间内无关人员全部撤出警戒区,机械设备尽量撤到安全处,无法撤离的,也要做好安全防护工作。
(9)炮响后,先检查有无盲炮,确定无危险后才能解除警戒,施工机具人员在解除警戒后才能进入现场。
(10)严格按国家爆破安全规程实施爆破作业、加强对火工材料使用的监管。
(11)加强安全教育,确保施工时,自卸汽车和其他施工设备的运行安全。
加强边坡监测,马道设置安全护栏,保证人身安全。
对高脚手架实施规范管理,经质安部门验收签证后方能投入使用,脚手架必须绑扎牢固、工作平台必须设护栏,确保高空作业安全。
9.3爆破飞石防护措施
(1)控制好爆破方向,避免爆破方向直接指向电站、开关站和附近居民房屋。
(2)找出软弱带和空隙,采取间隔堵塞或弱装药的方法。
爆破采用条状乳化炸药,不采用散装炸药,以免在孔隙中形成聚焦;
(3)堵孔时,应将孔口附近的浮石清理干净。
堵塞高度不小于最小抵抗线、采用良好的堵塞材料,合理布孔,合理的起爆顺序,以避免因夹制而冲孔造成大量飞石。
(4)距离建筑物较近时,在爆破区域利用密孔铅丝网、橡胶材料加沙袋进行覆盖保护。
(5)警戒范围:
爆破警戒范围规定为400米,即周边距爆区中心半径400米以内为爆破危险区,400米以外为安全区;
并在危险区边界设立明显警戒标志。
在大爆破时,个别飞石的飞散距离受地形、风向和风力、堵塞质量、爆破参数等影响。
一般按下式计算:
R=20n2WK=20×
12×
3.4×
1.5=102m。
式中:
n---爆破作用指数,标准爆破取1.0;
W---底盘抵抗线,上述计算式得出3.4m;
K---安全系数,一般选用1-1.5。
根据《爆破安全规程》表10的有关规定,浅孔爆破的个别飞石最小安全允许距离为200米(复杂地质条件下或未形成台阶工作面时不小于300米),深孔爆破个别飞石最小安全允许距离不小于200米,计算得出飞散距离102米,因此,每次爆破时警戒线应放在200米以外。
十、环境保护措施
(1)设计中为防止水土流失、尽量少挖少填和挖填平衡;
尽量避免破坏自然植被;
对开挖的边坡采取支护措施如喷砼支护、浆砌石护坡、种草等;
边坡及平台四周设置截水沟、排水沟,以减少水土的流失。
(2)在破碎作业地点、堆场落料点等处,为减少粉尘的产生,采用喷洒雾化水等方法降低粉尘的污染,保障运行人员的身心健康。
(3)弃渣采用汽车转运至指定的弃渣场,不随地倾倒。
(4)减少噪声、废气污染。
加强对设备尾气的检查,对于超标排放废气的车辆及时维修或禁止使用;
机械设备生产操作时,采取有效的降噪、防护措施;
工完场清,保证场地整洁。
(5)控制扬尘。
施工作业产生的灰尘是料场的主要污染源,本料场环境治理的重点是控制扬尘。
主要采取以下几种控制措施:
爆破孔钻孔粉尘控制
优先采用自带除尘装置的钻孔设备,对于CM351高风压钻机等无除尘装置的钻孔设备则采用湿式钻孔,采用小口径胶管自工作面附近水源引水至钻孔部位,钻孔时往孔内连续注水,以不起扬尘为原
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