现场混装炸药在水电站坝料开采中的应用
姜霆
【摘 要】将现场混装炸药引入长河坝水电站江咀料场开挖中，通过商品炸药与混装炸药多次爆破对比，不断调整爆破参数，解决施工过程中遇到的技术问题。事实证明，混装炸药爆破后块度满足堆石料级配要求，爆破效果得到明显改善，提高了开采强度、挖装效率，降低了人工劳动强度、爆破成本。对现场混装炸药在水电行业的料场爆破提供了有益的经验。
【Abstract】The field mixed explosive is introduced into the excavation of Jiangzui material field of Changhe dam hydropower station. Through the comparison between multiple blasting of commercial explosive and mixed explosive， the blasting parameters are constantly adjusted， and the technical problems encountered in the construction process are solved. It has been proved that after blasting with mixed explosive， the lumpiness can meet the gradation requirements for rockfill， and the blasting effect is improved obviously. And the mining intensity is improved， the digging and loading efficiency is improved， the labor intensitAy is reduced and the cost of blasting is reduced. It provides useful experience for the field blasting of field mixed explosive in hydropower industry.
【關键词】现场混装炸药;坝料;堆石料级配
【Keywords】field mixed explosives; dam material; grading of rockfill
【中图分类号】TB41? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文献标志码】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章编号】1673-1069（2018）12-0155-02
1 工程概况
长河坝水电站拦河大坝为砾石土心墙堆石坝，坝顶高程1697.00m，坝顶宽度16.0m，最大坝高240.0m。电站系大渡河干流水电规划“三库22级”的第10级电站，上接猴子岩电站，下游为黄金坪电站。位于四川省甘孜藏族自治州康定境内，地处大渡河上游金汤河口以下约4～7km的大渡河干流河段。
江咀石料场位于坝址区下游左岸磨子沟沟口左侧，距坝址约6km。分布高程1500～1930m，地形坡度一般40°～60°，少量为30°～35°。料源岩性为石英闪长岩，岩质致密坚硬，岩体多呈次块状—块状结构。料场表部岩体卸荷较强烈，勘探揭示，临近沟床下部强卸荷水平深度约35～40m，弱卸荷水平深度约80m，卸荷深度随高程增加而增加。岩体风化作用相对微弱，表部岩体多以弱风化为主，其深度大致和强卸荷一致。岩石饱和湿抗压强度76.4MPa～131MPa，软化系数0.77～0.87，天然密度2.70～2.89g/cm3。
2 坝体填筑料的技术要求
混装炸药使用地点为江咀料场，江咀料场主要供应坝体的过渡料和堆石料。堆石料颗粒级配应符合以下规定：
①级配连续良好，最大与最小边长之比不超过4，最大粒径不大于900mm，D15≤29mm，小于5mm的颗粒含量不大于20%，小于0.075mm的颗粒含量不大于3%。
②开采堆石料的饱和抗压强度应大于45MPa，软化系数大于0.8，冻融损失率小于1%。
③堆石料压实后的渗透系数应大于1×10-1cm/s。
④压实后的孔隙率应不大于21%，压实后干密度不小于2.22g/cm3。
3存在的问题
3.1 商品炸药
由于商品炸药采用的是大包粉状炸药，密度较小，底部装药量不足，容易产生根底，而且在炮孔内有水的情况下无法使用粉状炸药。即使采用条状乳化炸药可以解决底部装药量不足以及孔内有水的问题，但是由于料场岩层裂隙较多，炮孔内壁粗糙，使用条状炸药，容易出现药卷卡在炮孔中间的现象，导致爆破效果差甚至出现残药等问题，且条状炸药装药不耦合也是导致爆破效果差的主要因素之一[1]。
3.2 混装炸药
由于料场遗留有原开采金矿的小巷道，在遇到小巷道的炮孔装药时，由于混装炸药是乳胶状具有较大流动性，易发生炸药渗漏。为解决此问题，采用略大于孔径的高强度的塑膜套，混装炸药灌入塑膜套内进入孔内防止炸药渗漏，保证装药高度。
4 现场混装炸药应用
4.1 主要爆破参数
为保证商品炸药到混装炸药平缓过渡，减小商品炸药替换成混装炸药的过程中造成的爆破质量的影响，初期混装炸药的孔排距与商品炸药的一致，并适当提高了炸药单耗以保证爆破效果，同时采用空气间隔的方式减小堵塞长度，使堵塞长度控制在4m左右。具体爆破参数见表1。
4.2 装药结构及堵塞
装药结构为轴向不耦合装药，在炮孔上部用废旧口袋卡在孔内形成空气间隔，使堵塞长度为4m左右。采用钻孔产生的钻屑作为炮孔堵塞材料，在堵孔过程中严禁将大块岩石铲入炮孔内，同时用炮棍轻捣，保证堵塞质量。
4.3 网路设计
由于永久边坡喷浆工作在同步施工，因此需要控制爆破振动。根据现有毫秒导爆管雷管，选择孔内使用13段毫秒导爆管雷管，孔间使用3段毫秒导爆管雷管传爆，排间使用5段毫秒导爆管雷管传爆，实现逐孔起爆。
4.4 爆破效果及参数调整
通过试验发现，使用混装炸药爆破，确实解决了底板不平和根底的问题。但是由于炮孔过于密集，且装药集中在底部，导致爆堆底部矿渣粒径普遍偏小，而上部矿渣粒径普遍偏大。为解决这个问题，保证工程施工的质量，结合前期试验总结出的线装药密度l=14.26kg/m，对爆破参数进行第一期优化，具体爆破参数见表2。
通过采用优化后的爆破参数进行试验，爆后的块度较为均匀，基本满足堆石料级配要求。爆区后方因为后排孔后冲的影响，产生了较多的超粒径大块岩石，而且后方岩石拉裂，使后期爆区的临空面条件变差，不易布孔，影响后期爆破效果。为控制最后一排的后冲影响，减少拉裂产生的大块岩石，形成良好的台阶坡面，决定减少最后一排炮孔的装药量，使用废旧口袋卡在孔口形成空气间隔，间隔距离为1.5～2m。同时，对爆破参数进行第二期优化，具体爆破参数见表3。
4.5 爆破效果
①通过二期优化后的爆破参数进行试验，爆后块度较为均匀，超粒径大块的数量得到了有效控制，岩石塊度在上、下包线范围内，满足堆石料级配要求。
②采用混装炸药比原商品炸药大块减少约40%，有效降低二次破碎成本。减少了大块对挖装过程的影响，提高了装车效率。
③爆后根坎出现频次远低于商品炸药，底板平整度得到根本改善，既提高了挖装效率，也降低了运输车辆轮胎的磨损，有利于工程施工。
实践证明，采用混装炸药后，爆破效果得到明显改善，有效提高了挖装效率，使爆破块度满足堆石料级配要求。而采用机械化装药，极大地降低了爆破作业的劳动强度，节省了人工成本，降低了爆破工序的持续时间，提高了施工效率。
【参考文献】
【1】薛占山.现场混装炸药出料不均匀因素分析与改进[J].露天采矿技术，2013（8）：20-21.
【摘 要】将现场混装炸药引入长河坝水电站江咀料场开挖中，通过商品炸药与混装炸药多次爆破对比，不断调整爆破参数，解决施工过程中遇到的技术问题。事实证明，混装炸药爆破后块度满足堆石料级配要求，爆破效果得到明显改善，提高了开采强度、挖装效率，降低了人工劳动强度、爆破成本。对现场混装炸药在水电行业的料场爆破提供了有益的经验。
【Abstract】The field mixed explosive is introduced into the excavation of Jiangzui material field of Changhe dam hydropower station. Through the comparison between multiple blasting of commercial explosive and mixed explosive， the blasting parameters are constantly adjusted， and the technical problems encountered in the construction process are solved. It has been proved that after blasting with mixed explosive， the lumpiness can meet the gradation requirements for rockfill， and the blasting effect is improved obviously. And the mining intensity is improved， the digging and loading efficiency is improved， the labor intensitAy is reduced and the cost of blasting is reduced. It provides useful experience for the field blasting of field mixed explosive in hydropower industry.
【關键词】现场混装炸药;坝料;堆石料级配
【Keywords】field mixed explosives; dam material; grading of rockfill
【中图分类号】TB41? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文献标志码】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章编号】1673-1069（2018）12-0155-02
1 工程概况
长河坝水电站拦河大坝为砾石土心墙堆石坝，坝顶高程1697.00m，坝顶宽度16.0m，最大坝高240.0m。电站系大渡河干流水电规划“三库22级”的第10级电站，上接猴子岩电站，下游为黄金坪电站。位于四川省甘孜藏族自治州康定境内，地处大渡河上游金汤河口以下约4～7km的大渡河干流河段。
江咀石料场位于坝址区下游左岸磨子沟沟口左侧，距坝址约6km。分布高程1500～1930m，地形坡度一般40°～60°，少量为30°～35°。料源岩性为石英闪长岩，岩质致密坚硬，岩体多呈次块状—块状结构。料场表部岩体卸荷较强烈，勘探揭示，临近沟床下部强卸荷水平深度约35～40m，弱卸荷水平深度约80m，卸荷深度随高程增加而增加。岩体风化作用相对微弱，表部岩体多以弱风化为主，其深度大致和强卸荷一致。岩石饱和湿抗压强度76.4MPa～131MPa，软化系数0.77～0.87，天然密度2.70～2.89g/cm3。
2 坝体填筑料的技术要求
混装炸药使用地点为江咀料场，江咀料场主要供应坝体的过渡料和堆石料。堆石料颗粒级配应符合以下规定：
①级配连续良好，最大与最小边长之比不超过4，最大粒径不大于900mm，D15≤29mm，小于5mm的颗粒含量不大于20%，小于0.075mm的颗粒含量不大于3%。
②开采堆石料的饱和抗压强度应大于45MPa，软化系数大于0.8，冻融损失率小于1%。
③堆石料压实后的渗透系数应大于1×10-1cm/s。
④压实后的孔隙率应不大于21%，压实后干密度不小于2.22g/cm3。
3存在的问题
3.1 商品炸药
由于商品炸药采用的是大包粉状炸药，密度较小，底部装药量不足，容易产生根底，而且在炮孔内有水的情况下无法使用粉状炸药。即使采用条状乳化炸药可以解决底部装药量不足以及孔内有水的问题，但是由于料场岩层裂隙较多，炮孔内壁粗糙，使用条状炸药，容易出现药卷卡在炮孔中间的现象，导致爆破效果差甚至出现残药等问题，且条状炸药装药不耦合也是导致爆破效果差的主要因素之一[1]。
3.2 混装炸药
由于料场遗留有原开采金矿的小巷道，在遇到小巷道的炮孔装药时，由于混装炸药是乳胶状具有较大流动性，易发生炸药渗漏。为解决此问题，采用略大于孔径的高强度的塑膜套，混装炸药灌入塑膜套内进入孔内防止炸药渗漏，保证装药高度。
4 现场混装炸药应用
4.1 主要爆破参数
为保证商品炸药到混装炸药平缓过渡，减小商品炸药替换成混装炸药的过程中造成的爆破质量的影响，初期混装炸药的孔排距与商品炸药的一致，并适当提高了炸药单耗以保证爆破效果，同时采用空气间隔的方式减小堵塞长度，使堵塞长度控制在4m左右。具体爆破参数见表1。
4.2 装药结构及堵塞
装药结构为轴向不耦合装药，在炮孔上部用废旧口袋卡在孔内形成空气间隔，使堵塞长度为4m左右。采用钻孔产生的钻屑作为炮孔堵塞材料，在堵孔过程中严禁将大块岩石铲入炮孔内，同时用炮棍轻捣，保证堵塞质量。
4.3 网路设计
由于永久边坡喷浆工作在同步施工，因此需要控制爆破振动。根据现有毫秒导爆管雷管，选择孔内使用13段毫秒导爆管雷管，孔间使用3段毫秒导爆管雷管传爆，排间使用5段毫秒导爆管雷管传爆，实现逐孔起爆。
4.4 爆破效果及参数调整
通过试验发现，使用混装炸药爆破，确实解决了底板不平和根底的问题。但是由于炮孔过于密集，且装药集中在底部，导致爆堆底部矿渣粒径普遍偏小，而上部矿渣粒径普遍偏大。为解决这个问题，保证工程施工的质量，结合前期试验总结出的线装药密度l=14.26kg/m，对爆破参数进行第一期优化，具体爆破参数见表2。
通过采用优化后的爆破参数进行试验，爆后的块度较为均匀，基本满足堆石料级配要求。爆区后方因为后排孔后冲的影响，产生了较多的超粒径大块岩石，而且后方岩石拉裂，使后期爆区的临空面条件变差，不易布孔，影响后期爆破效果。为控制最后一排的后冲影响，减少拉裂产生的大块岩石，形成良好的台阶坡面，决定减少最后一排炮孔的装药量，使用废旧口袋卡在孔口形成空气间隔，间隔距离为1.5～2m。同时，对爆破参数进行第二期优化，具体爆破参数见表3。
4.5 爆破效果
①通过二期优化后的爆破参数进行试验，爆后块度较为均匀，超粒径大块的数量得到了有效控制，岩石塊度在上、下包线范围内，满足堆石料级配要求。
②采用混装炸药比原商品炸药大块减少约40%，有效降低二次破碎成本。减少了大块对挖装过程的影响，提高了装车效率。
③爆后根坎出现频次远低于商品炸药，底板平整度得到根本改善，既提高了挖装效率，也降低了运输车辆轮胎的磨损，有利于工程施工。
实践证明，采用混装炸药后，爆破效果得到明显改善，有效提高了挖装效率，使爆破块度满足堆石料级配要求。而采用机械化装药，极大地降低了爆破作业的劳动强度，节省了人工成本，降低了爆破工序的持续时间，提高了施工效率。
【参考文献】
【1】薛占山.现场混装炸药出料不均匀因素分析与改进[J].露天采矿技术，2013（8）：20-21.
