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引言
因生產(chǎn)過程不規(guī)范或者某些歷史原因,很多露天礦山上存在著殘留危巖體的隱患,此類危巖體好比險山危峰,這類巖體多為陡坎立面,高差大、體量大、裂隙結(jié)理發(fā)育,危險性很大。在如今建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化礦山和建設(shè)綠色礦山的國家政策面前,如何安全高效地排除此類隱患,是很多有類似情況的礦山單位急需解決的問題。江西某灰?guī)r礦山,由于歷史遺留原因,在資源整合前已被亂采亂挖形成了殘留危巖體,且周邊環(huán)境極其復(fù)雜。自2018年8月開始,著手對該礦山該殘留危巖體進行隱患治理,針對易造成滾石或個別飛石損壞設(shè)備設(shè)施及建構(gòu)筑物的復(fù)雜環(huán)境,施工單位制定了控制爆破方案,并采取必要的安全防護措施,同時配合機械施工,最終很好地完成了隱患的治理。
一、工程概況
該礦山殘留危巖體(如圖1圖2),分為區(qū)域A區(qū)域B,兩區(qū)域本不相連,因隱患治理需要,安排設(shè)備倒運土石方并用挖掘機構(gòu)筑了兩區(qū)域間的聯(lián)絡(luò)道路。該危巖體東、西、北三側(cè)為陡坎,東西平均長度約85m,南北平均長度約80m(以處理至+125m標(biāo)高計算)。北側(cè)已開采至+125m平臺,隱患治理目標(biāo)標(biāo)高為+125m,區(qū)域A最高點+154.6m,需降高差29.6m,區(qū)域B最高點+167.4m,需降高差42.4m。周邊環(huán)境極為復(fù)雜,該危巖體距離破碎機和機電室最近距離為66.5m和80.8m,而破碎機和機電室的標(biāo)高為+110.7m,最大高差達56.7m;距離運輸皮帶約77m,高差約62m;距離加油站為153m,高差約65m;距離鑄鐵廠、水泥磚廠和制砂廠約135m,高差約65m。同時還有鄉(xiāng)村道路、石灰石加工廠以及垃圾收集點等諸多建構(gòu)筑物。
二、施工思路及治理方案
1.施工總體思路。該殘留危巖體分成A、B兩個區(qū)域,兩區(qū)域分開施工,前期施工精力主要放在區(qū)域A。區(qū)域A的開采施工,可充分利用靠近區(qū)域B的土石方修筑聯(lián)絡(luò)道路至區(qū)域A的頂部,使用破碎錘整平區(qū)域A的頂部并創(chuàng)造高風(fēng)壓鉆機的鉆孔平臺。待區(qū)域A施工至標(biāo)高1(如圖2)時,暫停區(qū)域A的施工,轉(zhuǎn)而施工區(qū)域B,將大量土石方甩方至區(qū)域B(保留適量礦石以應(yīng)對區(qū)域A的后期開采,避免重復(fù)甩方),盡量抬升聯(lián)絡(luò)道路高度,以便于區(qū)域B各項施工。區(qū)域B的處理施工,前期需鉆抬眼爆破(如圖2示意),抬眼法開采降段至合適位置后,采用常規(guī)豎直孔爆破。最終兩區(qū)域全部處理至+125m高度(即圖2中最低平面)。
2.爆破施工技術(shù)方案。(1)豎直孔爆破施工。按施工順序進行說明,先施工區(qū)域A,區(qū)域A采取豎直孔爆破施工,其難點在于頂部地形不規(guī)則,需精心布孔、認(rèn)真鉆孔,更要認(rèn)真進行爆破設(shè)計和組織爆破施工。區(qū)域A施工至標(biāo)高1(圖2)時,告一段落,轉(zhuǎn)而全力施工區(qū)域B,區(qū)域B難點在于前期需抬眼法爆破施工,且地形復(fù)雜、巖石早被爆破擾動以至裂隙增多,鉆孔難,裝藥難,堵塞難。施工中需用到木梯、麻繩、鐵鍬、PVC管以及粘土、水等種種工具及材料,需精心安排、統(tǒng)籌組織、認(rèn)真施工,考慮種種細(xì)節(jié)。施工至合適位置時,轉(zhuǎn)為豎直孔爆破,借鑒區(qū)域A的豎直孔爆破經(jīng)驗。豎直孔爆破以區(qū)域A為例作具體技術(shù)說明:采用履帶式高風(fēng)壓鉆機鉆孔,分臺階爆破降段。區(qū)域A頂部標(biāo)高154.6m,計劃三個臺階標(biāo)高為145m、135m和125m,詳見圖3。雷管毫秒微差爆破,裝藥方式為分層間隔裝藥(視情況可采用底部徑向耦合裝藥上部徑向不耦合裝藥)。根據(jù)爆破效果及爆破危害程度對爆破參數(shù)及時調(diào)整。爆破完確定安全后,計劃下一炮鉆機行進道路等問題,綜合考慮礦堆的合理利用(平整為鉆機道路或借助礦堆進行鉆孔等)。循環(huán)作業(yè)時注意調(diào)整挖掘機甩方清除礦堆和修筑鉆機行進道路等的關(guān)系、順序。(2)抬眼法爆破施工。對于區(qū)域B,受高差太大的條件限制,前期因無法實現(xiàn)修筑聯(lián)絡(luò)道路使履帶式設(shè)備行進至區(qū)域B頂部,只能采用抬眼法爆破施工,將上部礦石爆落,降低區(qū)域B的高度,抬眼要求炮孔略向下傾斜(孔底低于孔口,便于裝藥填塞);該位置危巖體東西寬度11.6m,首炮眼孔孔數(shù)11個,采用110mm孔徑。因抬眼堵塞施工難度大、堵塞質(zhì)量不如豎直孔,且考慮到炮口方向上有破碎機和機電室,這里選用堵塞5.1m,如此就形成了藥柱東側(cè)最小抵抗線4.1m,藥柱西側(cè)(堵塞)5.1m,藥柱長度1.9m的情況(圖4)。爆破后大塊較多,及時二次破碎將大塊解小,以方便下一步施工。區(qū)域B首次爆破炮口方向面向西。此次爆破后,及時甩方清理礦渣,視情況保留部分礦渣,用于修筑鉆機工作平臺,調(diào)整最小抵抗線方向為面向北(例如東側(cè)4.5m、西側(cè)5m、北側(cè)3m,如此向北爆破,更為安全),自北向南逐炮推進,擇機創(chuàng)造條件,盡早實現(xiàn)豎直鉆孔爆破,實踐證明,該方法比抬眼法爆破更為安全。
三、安全施工措施
1.爆破飛石控制。爆區(qū)表面采用炮被覆蓋,單塊炮被規(guī)格為1.6m×1.6m,重75kg,多塊炮被用鐵絲緊固的連接在一起,形成一副整張炮被,個別不確定的眼孔可疊加炮被。特別注意事項:炮被重量很大,必須是4人抬起且抬離地面,切不可在炮地內(nèi)拖動,以免損傷導(dǎo)爆管及網(wǎng)路;為了保護好導(dǎo)爆管及網(wǎng)路,將導(dǎo)爆管網(wǎng)路捋好捋順,使用編織袋將導(dǎo)爆管包好且多包幾層,確保不被損傷。區(qū)域B抬眼爆破時,在炮口正前方搭設(shè)防飛石竹排。竹排寬度超過炮區(qū)寬度4m(南側(cè)更危險,超出3m;北側(cè)危險較小,超出1m即可),高度超出炮區(qū)高度2m,竹排整體略向炮區(qū)傾斜。
2.滾石防控措施。在需保護對象(主要是皮帶廊)與山體之間合適位置開挖滾石攔截溝個別位置安裝SNS被動防護網(wǎng)。開挖滾石攔截溝前,到現(xiàn)場進行實地勘察,選好位置及路線以達到防護皮帶廊的作用,同時也要根據(jù)挖掘機開挖能力選擇位置及路線。請專業(yè)隊伍進行SNS被動防護網(wǎng)的安裝,安裝前共同踏勘現(xiàn)場,定好安裝位置、高度及角度等。
3.安全管理措施。首先常規(guī)的爆破安全管理、施工、警戒等措施務(wù)必做到。針對這種復(fù)雜環(huán)境的爆破,隱患治理過程中加強了以下幾點工作:①加強安全培訓(xùn)教育,以提高全員安全意識及技術(shù);②加強施工質(zhì)量管理,尤其是鉆孔孔位、角度、深度、裝藥質(zhì)量以及堵塞質(zhì)量等;③加強施工過程對導(dǎo)爆管的保護,甚至用到雙起爆網(wǎng)路;④起爆前,提前一定時間安排人員警戒,尤其對磚廠、沙場、加油站等礦山外部人員的撤離,因為這些人的撤離需要做更多的溝通協(xié)調(diào)工作;⑤計劃好爆破時間,在爆破前一天就去走訪礦山外部的廠房、加油站等,以確保在計劃的爆破時間上不會有無法撤離的設(shè)備設(shè)施和人員;⑥相關(guān)公共道路提前安設(shè)爆破公告牌,告知過往人員等;⑦警戒時確保所有警戒人員及起爆人員可以通過對講機溝通,確保電量充足、溝通暢通⑧針對附近灌木叢及雜草叢中可能有人但很難觀察的情況,可在制高點安排人員觀察,警戒人員配備口哨,多人地毯式排查撤離相關(guān)人員,告知有危險請務(wù)必撤離。
四、處理效果
按照以上施工措施方法對殘留危巖體進行處理,并累積相關(guān)經(jīng)驗運用到其他較小體量的危巖體的處理上,經(jīng)多次精心設(shè)計統(tǒng)籌組織實施,該礦山全部殘留危巖體得到排除,完成隱患治理。治理后,現(xiàn)場平臺及邊坡平整、安全且美觀。
五、結(jié)語
這種復(fù)雜環(huán)境、復(fù)雜條件的施工,通過合理利用現(xiàn)有設(shè)備設(shè)施人員,最大限度利用好現(xiàn)有環(huán)境、地勢地形等各種條件,各設(shè)備設(shè)施人員之間、各施工環(huán)節(jié)之間互相創(chuàng)造條件,通過精心設(shè)計合理組織,完成良好的控制爆破,并配合機械處理,最終在這種復(fù)雜環(huán)境條件下,以合理的成本安全高效地完成該礦山殘留危巖體的隱患治理。
作者:姜嵩 尹超 栗東方 李志超 單位:兗州中材建設(shè)有限公司