石料场开采施工方案.docx
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石料场开采施工方案.docx
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石料场开采施工方案
石料场开采施工方案
目录
1、工程概况1
2、工程特点、难点及措施1
3、施工布置1
4、开采分层规划2
4.1开采范围确定2
4.2开采分层2
4.3开采施工程序2
4.4料场开采方式3
5、施工准备及场地清理4
6、开采施工4
7、开采质量控制8
8、爆破安全控制9
8.1炸药用量控制9
8.2飞石控制10
8.3安全防护10
石料场开采施工方案
1、工程概况
国道318线林芝至拉萨公路改造工程拉萨段第一合同起于墨竹工卡县城以东(k4554+800)经过墨竹工卡县城、甲玛乡、达孜县章多乡、终于达孜县塔杰乡(k4590+000),路线全长35.2公里。
我部因施工料源不足,需在k4581+000(章多乡章多村)增设石料场一处,该料场储存量约30万方,面积约1.5万平米,原设计中无,已开采约1.5万方。
根据有关部门要求,该石料场开采有用料只能为13万方。
k4581+000石料场位于章多乡章多村,往拉萨方向318国道左侧约2500m,料场北面有少量残留砂岩盖顶,东南面有大片基岩裸露,山坡基本无生长植被。
上石料场施工临时道路从料场东面经过,开采运输条件好。
岩性分析:
颗粒密度ρP=2.64g/cm3,饱和块体密度ρS=2.60g/cm3,天然块体密度ρ0=2.60g/cm3,烘干块体密度ρd=2.58g/cm3,自然吸水率Wa=0.44%,孔隙率n=2.31%,饱和单轴抗压强度RS=155MPa,烘干单轴抗压强度Rd=176MPa,软化系数0.87,SO3含量QS=0.016%。
2、工程特点、难点及措施
该料场在318国道旁边,露天进行开采,开采时存在以下几个难点:
(1)料场位于318国道旁边,为避免山体大面积破坏,保护当地环境,开采施工较困难。
前期开采临时道路均已修通,拟定从采石场背面即从318国道进入采石场,绕道山体背面,从背面进行采石,避免了从318国道正面开采施工,影响当地环境。
(2)爆破作业较困难:
因西藏地区炸药管理严格,使用困难;且山体爆破区域距山脚碎石加工厂、山下居民区较近,存在安全隐患。
为保证碎石加工厂、营地及邻近建筑物的安全,采用多打孔、孔外分段、孔内微差、孔口保护等措施进行爆破。
3、施工布置
石料场内梯段爆破采用900mm潜孔钻机、270mm潜孔钻机钻孔,采用13m³/7空压机二台供风。
孤石解炮拟采用YT-26手风钻钻孔破解。
4、开采分层规划
4.1开采范围确定
根据现场所定,石场开采范围主要为该山体背面,避免破坏正对318国道一侧山体,影响当地环境。
具体布置见附图。
4.2开采分层
石料场开采边坡分层放坡,最高一层开采层基本为覆盖层,坡比为1:
0.5,下面采层边坡坡比为1:
0.3,分层开采设计高度为10~15m。
先修通通上山顶的道路,从山顶打开开采面,从上往下分层爆破开采。
4.3开采施工程序
石料场开采按“分区、分块,自上而下”的原则开采,每个台阶规划前、后2个作业面,每个工作面按50.0m×10.0~14.0m(长×宽)。
采场分区同步下降。
台阶高度按10m-15m控制(局部岩层较薄部位视岩层厚度适当调整)。
工作面爆破梯段台阶与场内临时道路相结合。
石料钻爆开采施工程序为:
施工准备→修筑施工便道→基础设施安装→覆盖层剥离(挖运、弃渣)→工作面清理→台阶钻爆→石料挖运。
因道路高差过大,为保障石料能顺利外运,拟采用石料爆破与道路修筑结合进行,及按预订的马道高程控制爆破后,石料先不外运,用于道路填筑,从西向东推进,待道路填筑至各级马道高程后,料场自上而下进行梯段爆破,随台阶高程降低,相应石料运输及道路挖除、外运随之同步进行。
道路随石场边采边降,直至降到设计开采高程。
4.4料场开采方式
为了保证开采石料粒经的均匀性,和爆破施工的安全、当地环境的保护考虑,同时满足长时间高强度开采,主爆孔以较大孔径的高风压潜孔钻机为主,靠近边坡部位的爆破孔辅以中大孔径造孔,采取大孔距,小排距的钻孔方式,采用人工装药,微差爆破,既降低作业人员的劳动强度和生产成本,又可提高工作效率和机械化作业程度,且可大幅度地减少二次解炮率和加快开采施工进度。
石料场分层开采程序及方法见下图:
5、施工准备及场地清理
石料场北面有少量残留砂岩盖顶,东南面有大片基岩裸露,仅顶部剥离层较厚。
在料场相应采层开采施工前,需进行剥离施工。
(1)测量放样
安排具有丰富经验的测量人员,负责本标段的测量放样任务。
现场放样采用放样单进行放样交底,计算机校核测量网点,对现场测控网加密。
边坡钻爆前,均需进行边线检查,合格后方进行下一台阶施工。
(2)场地清理
开挖区边线放样后,采用人工对开挖范围内的无用料、杂草、弃料、有害物等进行全面清理,至少清理至开采边线以外3.0m范围,并按指定的方法进行处理。
①施工准备:
设备进场后,用人工配合反铲分段清理表层植被,再形成主干道至各层开采的施工便道,准备工作完成后开始石料的开采。
②植被清理:
目前杂草等植被清理在前期施工时已基本完成。
6、开采施工
(1)覆盖层剥离
首先将开采范围的轮廓线由测量定位,在上开口轮廓线以上清出3m宽范围内的覆盖层形成平台,并将2m以外山坡上的危石清除。
由上而下采用人工配合1.6m反铲和手风钻爆破,挖掘机进行表土和覆盖层剥离。
开挖施工过程中,在边坡地质条件较差部位设置变形观测点,定时观测边坡变形情况,如出现异常,立即采取应急处理措施。
(2)石料开采
料场边坡设计坡比为1:
0.3,每10~15m设一个台阶,中间设3m宽马道,根据工程特点,结合进度要求和资源配置等因素,采取按台阶高度分层开挖的施工方案,施工中主爆孔采用深孔微差爆破技术,边坡采取密集型钻预裂孔及缓冲孔。
由于料场山脚处东边距离50m左右为碎石加工区,为了保证附近建筑物的安全,山顶从上至下采用5m左右预留保护层的两级边坡防护,设计边坡线采用预裂爆破技术,主爆孔采用同排同段炮孔外等间隔控制延时起爆技术,单孔单向,严格控制爆破振速,为了预防爆破飞石,同时对预裂爆孔采取孔外表面覆盖防护,确保周围建筑物的安全。
(3)钻孔施工
钻孔施工前,应定准开孔的位置。
测量人员认真配合,及时准确的给出开口线的位置、坡度。
钻机要调整好角度,做一个同坡度相同的木制三角架,控制钻机的大架。
钻孔施工人员在测量人员的配合下,按照设计所确定的预裂孔孔网参数沿设计预裂线精确的标出孔位,要求按设计钻出“平”“直”“齐”高质量的孔。
①预裂钻孔参数料场的前期属常规开采,根据现场的资源配置,以及岩石的坚硬,选择高性能钻机,钻孔孔径d=115mm,预裂孔距a=(8~12)D。
②炮孔布置
预裂孔按孔距为1m沿边坡设计开口线钻孔,钻孔角度为73°,为了减少消除主爆孔对预裂面的损伤,采用缓冲爆破技术。
缓冲孔布置与预裂孔平行,排距为2m。
钻预裂孔时孔的方向同台阶坡面倾向要保持一致。
孔口的位置要落在本台阶设计外轮廓线上,孔底的位置应落在下一个台阶平面的设计轮廓线上。
主爆孔参数如下:
台阶高度(m)
钻孔直径(mm)
孔深(m)
孔网(m)
单耗(kg/m³)
堵塞长度(m)
装药结构
10-15
115
3-8
3.5×2
0.5
2.5-3.5
间隔装药
炮孔平面布置见下图:
深孔预裂爆破炮孔平面布置示意图(单位:
m)
深孔预裂爆破炮孔剖面示意图
(4)装药施工
预裂(光面)爆破单位体积耗药量q=0.25kg/m~0.35kg/m,线装药密度应该进行严格控制,以防药量过大而损伤边坡。
为了克服孔底较大的夹制作用,确保孔底预裂缝的形成和贯通,适当地加大孔底装药量,孔底1米采取并排装2节,药径为Ø32mm的乳化炸药,孔的其余部分采用不偶合连续装药,孔口1.5米不装药,用钻孔时排出的岩屑充填,装药前,首先用黑胶布捆扎在竹片上,同时把导爆索捆扎在其上,捆扎时必须注意,放入孔底端的竹片上末端及导爆索末端都不允许超过此处的炸药,以保证炸药与孔底的密切接触,捆扎好后,慢慢地把炸药放入孔内,并尽量使炸药紧贴主爆孔一侧,以尽可能减少炸药爆炸能量,对预留壁面的影响。
为了防止充填的岩屑落入孔的下部,在充填岩屑之前,预先在回填区域内用编织袋塞实。
导爆索的长度要超过孔的长度,并且在孔口之上有一定的长度。
主爆孔采用间隔装药结构,控制同段起爆药量。
主爆孔、预裂孔装药结构示意图见图3
(5)网络连接起爆
精心设计主爆孔的网络及引爆顺序和延发时间,使预裂面的第二次损伤减少到最低程度。
预裂孔超前与主爆孔起爆,为了确保主爆孔对预裂面的降震作用,预裂孔起爆的超前时间不得小于100ms。
但是不许超前太长时间,以免出现预裂缝被充填,降低了降震效果。
炮孔外等间隔控制延时起爆网路,是指炮孔外用同一段别的毫秒管先把附近的3个炮孔的导爆管并联(9段),然后再用9段管串联起来,使各个炮孔按一定的顺序先后起爆,而且每个炮孔的起爆间隔时间都在90ms以上,达到单孔单响,而且每个孔的起爆时间不重叠,爆破振动不叠加。
爆破起爆网路如下图:
(6)预裂孔爆破覆盖
为了保护爆破区域周围建筑物的安全,施工中采用两层编织袋覆盖,先在编织袋内装入砂土,覆盖后将排间的编织袋用绳子连成一片,编织袋覆盖时要注意保护好起爆网络。
7、开采质量控制
7.1施工方法控制
(1)严格按爆破设计进行钻爆作业,以满足要求。
(2)安排专人现场监督挖装设备装料上车,保证有次有序,顺利进行。
(3)有用料和弃料分开装运,运输车辆相对固定并编号,做上明显的标志。
(4)严格按风化土和完全弃料分开来堆放,以便采石场达到终采平台后,及时恢复场地进行绿化。
各类渣料的堆渣范围和高程严格按照规范要求实施。
(5)作好料场的边坡保护和排水工作,保持渣料堆体周边的边坡稳定。
(6)作好料场照明工作。
7.2减少超径石的控制
(1)在保证挖掘机械设备作业面安全施工的基础上,选择高梯段进行装药爆破,梯段高度10-15m。
(2)通过爆破试验获取满足石料级配要求的最佳爆破参数,采用孔间微差挤压爆破施工技术,增加爆破块体相互碰撞和挤压,降低超径石百分率。
(3)用钻孔岩粉填塞孔口,确保堵塞质量,防止冲孔。
(4)严格按爆破设计进行钻孔施工,露天液压钻机孔位误差±20cm,孔深误差±20cm;
(5)适当增加钻爆规模,减少临空面产生的超径石。
(6)对少量超径石,在挖装过程中用挖掘机械分选集中,采用啄木鸟进行二次解炮破碎后进行装运。
8、爆破安全控制
8.1炸药用量控制
同段起爆最大药量计算设计根据《爆破安全规范》将爆破震动速度严格控制在2.5cm/s,根据中华人民共和国“爆破安全规程”GB6722-2003中爆破安全震动速度V=K(Qm/R)a推导出Qmax=R3(V/K)3/α:
式中:
R---爆破振动安全允许距离,单位为米,本工程R取43M。
Q---炸药量,齐发爆破为总药量,延时爆破为最大一段药量,单位为千克
V---保护对象所在地质点振动安全允许速度,单位为厘米每秒,对本工程取2.5cm。
K、a---与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数。
表二爆区不同岩性的K、a值
岩性
K
a
坚硬岩石
50-150
1.3-1.5
中硬岩石
150-250
1.5-1.8
软岩石
250-350
1.8-2.0
取V=2.5cm/sk=250a=1.8经计算单孔最大起爆药为Q=36.9Kg
8.2飞石控制
按钻孔爆破施工的飞石距离公式计算:
R=40d,(m);
R=100K1K2(r/w),(m)。
Smax出=260×D2/3
式中:
R—安全距离(m);
d—孔径(m,);
K1—深孔密集系数(取1);
r—深孔半径(cm);
K2—炸药爆能与抵抗线相关的系数(取0.9~1.1);
W—第一排炮孔的最小抵抗线(m)。
计算出露天深孔的爆破飞石距离在60~150m(钻孔直径为115mm)。
在考虑减少爆破飞石的同时,还考虑到为了达到爆破石料的充分破碎,拟在爆破台阶的前沿,预留一定厚度的爆碴,用来进行微差挤压爆破,这样即可防止飞石,又可达到岩石充分破碎的效果。
由于爆破工程本身的诸多不确定性,飞石的可能性总是存在的,对爆破区域附近必须严加防范,设置警戒标志和信号,不留死角,人员必须撤离到300m以外,机械必须撤离到200m以外,对不能撤离的设备,必须进行遮盖防护。
8.3安全防护
本项目施工中主要安全防护对象有:
进场道路以及附近设施等。
为保障炸药库、营地、变压器等重要建筑物及人身安全,拟定采用主动防护与被动防护措施进行预防;
(1)主动防护与被动防护
①主动防护主要以控制爆破规模,调整起爆方向(临空面背向营地方向),减少爆破次数,设计合理的爆破方案,保证爆破孔堵塞质量等。
②为确保起爆顺序按事先设计的起爆,应加强连线的检查和设计合理起爆段位。
③预裂爆破时在爆破孔上采用编织带装砂进行覆盖,减少冲孔飞石危害。
④对于附近的碎石场、变压器等设施以采取被动防护为辅,主要设施的迎炮面采取搭设高排架(采用脚手架钢管及竹排搭设6.0m高的排架),并在高排架前沿采用编织带装粘土筑一道1.0m高的防冲击柔性堤,以确保设备的安全,同时在炸药库内雷管存储箱上设置多层纸盒,以确保炸药库安全。
⑤严格控制爆破震动速度,确保邻近建筑物的安全。
(2)坡脚道路滚石防护措施
①采石场外侧爆破采用浅孔减弱爆破,同时精心安排爆破顺序,控制爆破方向,以最大限度减少爆破后落向山下的滚石。
②靠外侧边坡开挖以液压反铲为主,由外向内开挖,尽可能减少滚石。
③加强爆破警戒,每次爆破均根据实际情况对爆破飞石、滚落石、冲击波可能危及到的范围进行预测并实施警戒,各道口设置警戒哨卡,派专人值守,警戒区线内人员、设备及时撤离,对无法撤离的设施设置保护屏障。
④尤其是在雨后,爆破前后全面对料场山体坡面进行检查,及时清理浮石。
⑤必要时,马道带一定坡度向内倾斜,当开采达到一定高程后,适当加大马道宽度,以防止滚石直接落到坡脚。
(3)边坡稳定
料场顶部碎石土层边坡按1:
0.5,碎石土层以下边坡按1:
0.3设置,每10~15m设置一个3.0m宽台阶(马道)。
边坡采用预裂爆破技术,保护边坡岩石稳定,局部岩层不稳定部位进行适当锚杆支护。
在开挖施工过程中,在边坡地质条件较差部位设置变形观测点,定时观测边坡变形情况,如出现异常,立即采取应急处理措施,避免意外发生。
(4)警戒措施与信号
①装药时,安全警戒范围为爆区外周20m处设岗;起爆时,警戒范围为以爆点为中心,向外200m设岗。
爆破信号拉响后,爆破前所有人员和机械、车辆、器材一律撤至指定的安全地点。
②爆破警戒范围执行《爆破安全规程》(GB6722-2003)的规定,在危险区边界,设置明显标志,并派出岗哨。
核定警戒点和警戒标志的位置,确保能够封闭一切通道。
③各岗哨由项目部指挥部统一编号,岗哨之间和岗哨与指挥部之间应建立通讯联络,警戒人员应将本岗位警戒情况随时向指挥部报告。
④执行警戒的人员,应提前一小时到达指定地点,封闭通往爆区的道路,使所有通向爆区的道路处于被监视之下,并坚守岗位直至警戒信号解除。
⑤加强与临近单位、居民的沟通工作,建立定时爆破时段,起爆前出示起爆信号,并在安全距离内派人把守各个通道口。
在各通道口设立通告牌上标明爆破的范围、时间、地点以及警戒范围。
⑥信号标志流程为:
预告信号→准备信号→起爆信号→解除信号,接收爆破解除信号前,警戒人员需坚守岗位,确保不放任何人进入警戒区域内。
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