泰业X5钻机和泰业370钻机在北京某石灰石矿山(shān)钻爆工程的应用(yòng)

1. 概况

本工程年产300万方，年消耗炸药800-1500吨。

施工过程中能(néng)过优化设计，逐渐减低生产成本，并实现了安全生产零事故，深受业主和主管机关的好评。

石灰石最常见的是生产硅酸盐水泥。一般石灰石经过破碎、磨矿后均能(néng)达到水泥原料的要求。

石灰石开采过程中的废弃石料，破碎、过筛后可(kě)获得各种粒径的碎石、石粉，用(yòng)于各种建筑工程。

2. 钻爆技术

本工程采用(yòng)台阶爆破技术，即在地面上以台阶形式推进的爆破方法。台阶爆破按照孔径、孔深不同，分(fēn)為(wèi)深孔台阶爆破和浅孔台阶爆破。孔径大于50mm，孔深大于5m的台阶爆破统称為(wèi)深孔台阶爆破。本工程采用(yòng)深孔台阶爆破。

露天台阶爆破一般采用(yòng)垂直炮孔和倾斜炮孔，个别情况下采用(yòng)水平炮孔形式。垂直炮孔和倾斜炮孔，二者在作用(yòng)原理(lǐ)和施工工艺上均有(yǒu)一定的差别，下表中列出了二者的比较。

露天台阶爆破布孔方式主要有(yǒu)单排布孔和多(duō)排布孔两种。多(duō)排布孔又(yòu)分(fēn)矩形（含方形）和梅花(huā)形（三角形）。

一般地，為(wèi)提高爆破效率，充分(fēn)利用(yòng)爆破能(néng)量，并利于提高能(néng)量利用(yòng)率，一次布孔以5排為(wèi)宜，爆區(qū)長(cháng)度不小(xiǎo)于爆區(qū)宽度的3倍，且前排孔略多(duō)于后排孔，形成梯形的炮眼布置區(qū)。

孔径

孔径主要取决于钻机类型、台阶高度、岩石性质和作业条件等。不同的行业，由于施工条件、爆破对象、钻孔机械的不同，所采用(yòng)的孔径大小(xiǎo)不一。我國(guó)大型金属露天矿山(shān)多(duō)采用(yòng)牙轮钻机，一般孔径為(wèi)250-330mm；中小(xiǎo)型矿山(shān)、公路和铁路等，多(duō)采用(yòng)潜孔钻机，孔径為(wèi)80-200mm。一般来说钻机选型确定后，其炮孔直径就已确定下来。國(guó)内常用(yòng)的深孔爆破孔径有(yǒu)：70-80、100、150、170、200、250、310mm等多(duō)种。

本工程最终施工方案：

（1）采用(yòng)移动灵活、钻孔效率高的分(fēn)體(tǐ)式泰业X5钻机2台，和泰业370钻机2台，匹配复盛埃尔曼680空压机2台，和柳州富达180-19空压机2台。

（2）本工程台阶高度10-15m，

（3）钻孔為(wèi)垂直孔，孔径120mm；米。

（4）梅花(huā)形（三角形）布孔，孔距4.0米，排距3.0

（5）超深10倍孔径；

（6）1m装药量按装药部位平均装药密度900公斤每立方米计算；

（7）爆破单耗0.5公斤每立方米。

3. 施工准备

覆盖层清除

按照“先剥离、后开采”的原则，根据施工區(qū)的特点，安排机械进行表土清除、风化层剥离，為(wèi)爆破施工创造条件。

施工道路布置

施工道路主要服務(wù)于钻机就位和道路运输。

布置钻机就位的道路时，要尽量兼顾随后的运输需要。运输道路布置应尽可(kě)能(néng)利用(yòng)已有(yǒu)的道路，以便缩短基建工期。应尽量减少上山(shān)公路的工程量，以便尽可(kě)能(néng)缩短上山(shān)公路的施工周期。上山(shān)公路选線(xiàn)应有(yǒu)利于整个开采期内的石料及废石运输，尽可(kě)能(néng)降低公路纵坡，以保证上山(shān)公路具有(yǒu)足够的通过能(néng)力并保证雨天运输。

台阶布置

将道路修上山(shān)后，应在道路与设计的台阶平台交叉处向两侧外拓，為(wèi)钻机和汽車(chē)工作创造条件，向两侧的外拓采用(yòng)挖掘机械和爆破相结合的办法。

爆破法开挖台阶通常采用(yòng)以下几种方法。

（1）均匀布孔爆破法。改法类似于正常的台阶爆破，使用(yòng)垂直炮孔，只不过是前排的炮孔较浅，爆破孔间排距较小(xiǎo)；后排炮孔较深。

（2）扇形布孔爆破法。该法采用(yòng)倾斜炮孔，钻机不用(yòng)移动到边缘打孔，钻机移动少。

（3）准集中药包法。该法采用(yòng)垂直炮孔，钻机也不用(yòng)移动到前缘打孔，钻机前后基本不移动，一般进行左右移动，炮孔基本布置在一条直線(xiàn)上，炮孔间距较小(xiǎo)。

泰业X5钻机和泰业370钻机平台修建

无论是一次性爆破，还是台阶式爆破，都应為(wèi)钻机修建钻孔平台。平台的宽度不得小(xiǎo)于6-8m，保证一次布孔不少于2排。平台要平整，便于钻机行走和作业。在施工时，可(kě)采用(yòng)浅孔爆破，推土机整平的方法。对于分(fēn)层台阶式爆破平台应该根据设计的爆破梯段，从上到下逐层修建，上层爆破后為(wèi)下层平台的修建创造了条件，上一层的下平台是下一层的上平台。

泰业X5钻机和泰业370钻机的钻孔方法

（1）泰业X5钻机和泰业370钻机的钻孔要领

 司机应掌握钻机的操作要领，熟悉和了解设备的性能(néng)、构造原理(lǐ)及使用(yòng)注意事项，熟练的操作技术，并掌握不同性质岩石的钻凿规律。其基本要领：“软岩慢打，硬岩快打；小(xiǎo)风压顶着打，不见硬岩不加压；勤看勤听勤检查”。

（2）泰业X5钻机和泰业370钻机的钻孔的基本方法

开口：对于完成的岩面，应先吹净浮渣，给小(xiǎo)风不加压，慢慢冲击岩面。打出眼窝后，旋转钻具下钻开孔。当钻头进孔后，逐渐加大风量至全风全压快速凿岩状态。对于表面有(yǒu)风化的碎石层或由于上层爆破使下层表面裂隙很(hěn)多(duō)甚至松散的情况，若开口不当，会形成喇叭口，碎石随时都可(kě)能(néng)掉进孔内，造成卡孔或堵孔，且不光滑的孔壁亦会出现装药时卡孔现象，这不仅影响钻孔速度，还影响爆破效果。因此，开口时应掌握一定的技术。首先，应使钻头离地给高风高压，吹净浮渣，按“小(xiǎo)风压顶着打，不见硬岩不加压”要领开口；其次，為(wèi)了防止孔口坍塌应采用(yòng)泥浆护壁技术，即将黄泥浆注入孔内，旋转钻具下钻，用(yòng)一压一转的方法将黄泥挤入石缝，然后上下提放钻杆，使黄泥牢固孔口圆顺，孔口上部可(kě)人工用(yòng)黄泥护壁，是松散的碎石牢固，不会受到振动影响而掉进孔内。

泰业X5钻机和泰业370钻机的钻进技巧：孔口开好后，进入正常钻进时，也应掌握一定的技巧。对于软岩，应送全风加半压，慢打钻，排净渣，每进尺1.0-1.5m提钻吹孔一次，防止孔底积渣过多(duō)而卡孔；对于风化破碎层，应风量小(xiǎo)压力轻，勤吹风勤护孔。為(wèi)了防止塌孔现象，每进尺1m左右就用(yòng)黄泥护孔一次。

（3）泰业X5钻机和泰业370钻机的泥浆护孔办法

对于孔口岩石破碎不稳固段，应在钻孔过程中采用(yòng)泥浆进行护壁，一是避免孔口形成喇叭状容易影响钻屑冲出；二是在钻孔、装药过程中防止孔口破碎岩石掉落孔内，造成堵孔。泥浆护壁的操作程序是：

炮孔钻凿2-3m；

在孔口堆放一定量的含水粘黄泥；

用(yòng)钻杆上下移动，将黄泥带入孔内并侵入破碎岩缝内；

检查护壁是否达到要求；

在终孔前钻杆上下移动，尽量能(néng)将岩粉吹出孔外，保证钻孔深度，提高利用(yòng)率。

炮孔验收与保护

炮孔验收做到：

（1) 检查炮孔深度和网孔参数；

（2) 复核前排各炮孔的抵抗線(xiàn)；

（3) 查看孔内含水情况。

炮孔深度的检查是用(yòng)软尺（或测绳）系上重锤（球）来测量炮孔深度，测量时要做好记录。根据工程经验，炮孔深度不能(néng)满足设计要求的主要原因有(yǒu)：

（1) 孔壁破碎岩石掉落孔内造成炮孔堵塞；

（2) 炮孔钻凿过程中岩粉吹得不干净；

（3) 孔口封盖不严造成雨水冲垮孔口。

為(wèi)防止堵孔，应该做到：

（1）每个炮孔钻完后立即将孔口用(yòng)木(mù塞或塑料塞堵好，防止雨水或其他(tā)杂物(wù)进入炮孔；

（2）孔口岩石清理(lǐ)干净，防止掉落孔内；

（3）一个爆區(qū)钻孔完成后尽快组织实施爆破。

 在炮孔验收过程中发现堵孔，深度不够，应及时进行补钻。在补孔、补钻过程中，应注意周边炮孔的安全，保证所有(yǒu)炮孔在装药前全部符合设计要求。

本工程通过2套泰业X5钻机匹配复盛埃尔曼680空压机，和2套泰业370钻机匹配柳州富达180-19空压机，提高了燃油经济性，同时减少了人工成本，保证每年300万方的完成量，被主管机关评為(wèi)“安全生产先进单位”。