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無管爆破施工技術(shù)(圖文)
引言:本文根據(jù)石匠經(jīng)驗,對無管爆破的流程進(jìn)行實驗,初步論證其定向、造孔、裝藥、封孔的過程和方法。
1 概述
1.1 起源
在川北的農(nóng)村,修房造屋通常使用石板作房屋正面的主要裝飾材料。十余年前,聰明的石匠在開采條石、石板的過程中,發(fā)明了這種技術(shù),經(jīng)過多年的改進(jìn),這種技術(shù)在工程中也得到越來越多的應(yīng)用。
1.2 特點
無管爆破是一種不采用雷管起爆的弱控制爆破,利用火藥或硝銨炸藥按設(shè)定方向爆開爆破對象。爆破具有可控性好、成型精度高、基本不產(chǎn)生飛石、對周圍建筑物無影響的特點。
特別是開采石料板材,開采面平整光滑、線形平直。
其與有管爆破相比較,主要是開采的石材面在炮孔處不容易大塊掉碴,更容
易控制成型精度,在爆破時基本不產(chǎn)生飛石,安全性好。
1.3 適用范圍
無管爆破實際上是利用特殊起爆藥包引燃黑火藥或硝銨炸藥,產(chǎn)生強氣流撕裂爆破對象。所以要求爆破對象整體性好,沒有一點漏氣縫隙;巖石越脆硬爆破效果越好。
目前主要是應(yīng)用于爆破體積小、建筑物密集處的,如開采石板材、條石、撤除建筑物附近的孤石等;也可用于混凝土工程。
目前的炮孔深度最大在4m左右,更大深度的尚須進(jìn)一步試驗論證。
2 爆破器材
2.1 黑火藥
黑火藥是由硝酸鉀、硫磺、木炭組成的混合物,其配合比例為0.75:0.10:0.15,其化學(xué)反應(yīng)原理是:2KNO3+3C+S→N2↑+3CO2↑+K2S。它對沖擊和摩擦的敏感性高,易溶于水,受潮后即不能使用。
黑火藥是一種緩性炸藥,其猛度小,是最好的無管爆破材料。
2.2 炸藥
使用2號巖石硝銨炸藥或2號露天硝銨炸藥。其性能參數(shù)見下表;
炸 藥 性 能 表
炸 藥 品 種
2號巖石硝銨炸藥
2號露天硝銨炸藥
性
能
水分 (不大于1%)
0.3
0.5
密度 (g/cm3)
0.9 ~ 1.0
0.85 ~ 1.10
猛度 (不小于mm)
12
8
爆力 (不小于mL)
320
250
殉爆
(cm)
浸水前不小于
5
3
浸水后不小于
爆速 (m/s)
3600
3525
2.3 起爆器材
起爆藥包僅采用導(dǎo)火索制作而成,不用其它材料,導(dǎo)火索的技術(shù)指標(biāo)見下表;
導(dǎo) 火 索 技 術(shù) 指 標(biāo)
組 成
導(dǎo)火索由索殼和藥芯構(gòu)成,索殼一般由棉線、紙條、瀝青繞成
外 徑
5.2 ~ 5.8mm,藥芯直徑不小于2.2mm
燃 速
100~125s/m
延米燃燒時間差
同批每米燃燒時間差不大于15s
噴火長度
不小于50mm
浸 水
在1m深水中,浸泡4h后燃速與燃燒性能不變
3 工藝流程
無管爆破的流程是:
3.1 定向
在造孔前先根據(jù)爆破目的確定爆破方向,爆破方向不受爆破對象紋理制約。按確定的爆破方向刻劃方向線,也就是預(yù)先設(shè)定的爆破分裂線。如僅是為破碎爆破對象,則不需定向。
3.2 造孔
3.2.1 造孔機械及器具
造孔可采用潛孔鉆、YT28手風(fēng)鉆和石工用的手錘鉆子;設(shè)定方向采用扁鉆開口,扁鉆頭部寬度比孔徑寬5~6mm,兩側(cè)厚度為2mm~3mm
3.2.2 孔深及孔徑確定
炮孔孔深根據(jù)爆破對象確定,一般單孔孔深為石料在炮孔軸線方向上的高度或長度的0.7~0.8倍,目前應(yīng)用的炮孔最大深度在4m左右。多孔布置其爆破孔孔深與單孔孔深一樣確定,隔離孔要穿透爆破對象。
根據(jù)的目標(biāo)物大小、硬度及使用黑火藥或硝銨炸藥的不同,造孔孔徑采用30~100mm不等,石頭面積大、硬度小、使用黑火藥,則孔徑采用較大值。
3.2.3 炮孔布置
炮孔布置是根據(jù)爆破對象的大小和設(shè)計開口方向確定。不管單孔或多孔,有方向要求的,其炮孔均要布置于爆破方向線上,并且定向開口也位于方向線上。有方向要求的炮孔,其最小抵抗線要大于爆破方向上的長度,最好在3m范圍內(nèi)。
單孔布置:炮孔布置在設(shè)計方向線的中點,并且炮孔要位于設(shè)計開裂面上,單孔布置又有單孔單向和單孔雙向,分別見下圖01、圖02所示。
圖01 單孔單向布置示意圖
圖02 單孔雙向布置示意圖
多孔布置:爆破對象較大時,爆破方向線長度大于6.0m以上時,采用多孔布置爆破,先把其分解為兩部分后再進(jìn)一步分解。其布置見圖03,圖中隔離孔要穿透爆破對象。
圖03 多孔布置示意圖
3.3 制作起爆藥包
由于起爆藥包是用導(dǎo)火索制作而成,其防潮能力低,并且不方便保存;所以起爆藥包都是在現(xiàn)場加工。
取一段導(dǎo)火索,其長度L = 孔深H + 30~40cm。兩端固定并在一端褪20cm左右的棉紗和瀝青紙條,注意在褪的過程中不能松動藥芯、不要損壞瀝青紙條、不要扯斷棉線。
兩手捏藥芯的兩端,按藥芯繞線方向擰轉(zhuǎn)至其快打結(jié)止,回折纏繞打結(jié),并用力拉緊;用褪開的瀝青紙包裹藥芯結(jié),再用棉線捆綁結(jié)實。并用工具輕輕把導(dǎo)火索擊扁,以便封孔時不破壞導(dǎo)火索。
多孔爆破要保證其爆破按順序從一側(cè)到另一側(cè),起爆藥包在制作時,外露長度根據(jù)燃速依次增加。
3.4 裝藥
3.4.1 裝藥量
在實際中,爆破孔采用集中裝藥;其裝藥量根據(jù)爆破對象的硬度、大小及使用硝銨炸藥或黑火藥確定,以重量計。一般石頭越硬、越小,使用的藥量越少,使用硝銨炸藥的量小于使用黑火藥的量。由于硝銨炸藥的威力遠(yuǎn)大于黑火藥,對于很軟的巖石及俗稱“沙包石”的巖石,只能使用黑火藥,而不能采用硝銨炸藥,否則爆破后的成品不能成型。
使用硝銨炸藥一般裝藥量為(80~120g/m)×H(m)×孔徑(mm)/25mm,使用黑火藥則用量為硝銨炸藥用量的2~4倍(按重量計)。
3.4.2 裝藥方法
炮孔清理完成無積水后,先裝30%的用藥量,用硬質(zhì)光潔的小木棍輕輕搗筑兩下;再放入起爆藥包,讓導(dǎo)火索垂直貼在孔壁上(但不能貼在開口槽內(nèi));最后把剩余的炸藥裝進(jìn)孔內(nèi),用硬質(zhì)光潔的小木棍稍用力搗筑幾下。
裝藥示意圖如圖4所示:
圖4 多孔布置裝藥示意圖
3.5 堵塞封孔
裝藥完成后,用干燥細(xì)米石堵塞剩余部分炮孔,邊放細(xì)米石邊用手錘擊鐵棍用力搗筑,直至完成。
在堵塞過程中,注意導(dǎo)火索不能貼在開口槽內(nèi),要保持導(dǎo)火索垂直不彎折,并注意不搗筑導(dǎo)火索,以免導(dǎo)火索受力折斷,造成盲炮。
3.6 引爆
點燃導(dǎo)火索引爆;為保證安全,在點燃導(dǎo)火索后,人員撤離現(xiàn)場,待爆破后進(jìn)入。對于多孔爆破布置,其爆破要從一側(cè)到另一側(cè)依次起爆,一般是從爆破對象外邊緣開始的起爆順序。
3.7 盲炮處理
如果爆破材料合格,爆破對象沒有漏氣空隙,在裝藥封孔時不出現(xiàn)導(dǎo)火索折斷破裂,則都能夠穩(wěn)定傳爆,爆破不會出現(xiàn)盲炮。
在實際中,由原因或?qū)Ρ茖ο笥袩o裂縫判斷失誤,出現(xiàn)盲炮后,采用水淘方式進(jìn)行處理,即加水洗并人工搗松,由于沒使用雷管并且起爆藥包僅是一段導(dǎo)火索,在處理的時候是很安全的。
如果是原因造成的盲炮,則按流程重新進(jìn)行一遍即可,但如是由于有裂縫,則只有放棄,采用其它方式進(jìn)行爆破。
4 爆破效果
無管爆破主要是應(yīng)用在開采條石、石板材、建筑物附近的石方爆破及其它不能采用雷管爆破的部位等,現(xiàn)在在公路、堤防、房建等工程開山取石過程中應(yīng)用較多,其爆破無飛石、開采的條石整齊、開采面平整光潔,其效果可達(dá)到比光面爆破和預(yù)裂爆破效果還好的程度。
5 結(jié)束語
在使用合格材料的前提下,無管爆破成敗的關(guān)鍵是制作符合要求的起爆藥包、爆破對象沒有漏氣縫隙和堵塞封孔要緊密不漏氣。
由于在農(nóng)村條件有限,無管爆破基本上都是根據(jù)石匠經(jīng)驗進(jìn)行,難以根據(jù)爆破對象的強度、硬度、體積大小等指標(biāo),確定爆破參數(shù)。本人水平有限,錯誤在所難免,請專家同仁指正。
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