瓦斯隧道爆破施工技术

2020-05-13韩晓庆

四川水泥 2020年3期

关键词：单段炮眼雷管

韩晓庆

（中铁十六局集团第一工程有限公司，北京 101300）

随着我国经济水平的发展，国家对基础建设尤其交通建设方面越来越侧重，一些隧道会穿越不良地质地段，而瓦斯隧道就是其中一种。本文针对在项目施工中遇到的穿越煤层的瓦斯隧道爆破技术进行探讨，方便以后类似项目参考。

1 瓦斯隧道工程概况

根据地质调绘及物探解译资料，有一条北东-南西向的逆断层。根据瓦斯评价结果显示：从单项指标判断瓦斯含量较高，属高瓦斯隧道，煤层顶底板围岩较破碎，有逸散突出危险。

2 爆破总体方案的选择

该隧道开挖净宽13.56m，开挖净高度10.59m，断面开挖总面积约为117m2，围岩级别为IV、V 级围岩，属于软岩，当开挖进度达到一定深度可以进行全断面开挖，但是该隧道为高瓦斯隧道，煤矿许用电雷管（1～5 段）延期时间不能超过130ms，故该隧道掘进选用分部开挖，通过控制开挖面积，降低开挖过程中一次用雷管的量，从而达到控制雷管段别的目的，据此断面开挖采用上下台阶法，有效进尺1.6～1.8m，超深0.2m，周边孔采用煤矿许用毫秒雷管连接，煤矿许用电雷管依次串联。掌子面通过三台阶作业达到整个断面的爆破开挖任务。

3 具体爆破设计

3.1 炮眼布置

（1）台阶法炮眼布置

台阶开挖采用大面积深孔楔形掏槽，由于此隧道属于高瓦斯隧道采用煤矿许用电雷管起爆，周边孔采用煤矿许用导爆索连接，串联形成闭合网路。上下台阶法爆破参数设计见表1，因篇幅限制上台阶1#掏槽及2#掏槽段爆破参数。

（2）布置说明

①炮眼数量N 的确定，根据断面积、岩石强度、炮眼直径、循环进尺、炸药品种、炮眼装填系数等因素确定，266 个。

②掏槽眼设计采用大面积深孔楔形掏槽，设计循环进尺1.8m。

③周边眼参数设计。周边眼间距E=（9-12）d=37.8-50cm，为取得良好的爆坡效果取E=40cm；光爆层厚度W 取80cm；周边眼线装药密度q=0.18～0.25kg/m；不耦合系数r=D/d=42/25=1.68。

表1 上下台阶法爆破参数设计表

在具体实施中可先在现场试验，根据试验和量测资料所反馈的信息及时总结分析，反复调整参数使爆破效果达到最佳状态。

3.2 钻孔及装药

熟悉布孔图并设专人指挥，确保角度准确，误差≤5cm，炮孔深度≥0.6m。

严格执行“一炮三检”制，装药前瓦检员在断面20m 范围内进行瓦斯检测，当瓦斯浓度＞1%时严禁装药。

装药过程参照图1，分组按炮孔设计图确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”，装药前爆破员要对炮孔位、深度进行检查，对不合格的应补钻。

图1 装药结构示意图

3.3 爆破检查

爆破后待掌子面的炮烟被吹散，瓦斯员再次检查瓦斯，只有回风流中瓦斯浓度降到1.0%以下，由瓦检员、班组长、安全员、爆破员依次进入验炮。瓦检员在进入时边走边检查瓦斯，只有验完炮且处理完隐患后方可恢复工作。

3.4 爆破震动速度和最大单段药量核定

由于本设计采用毫秒微差分段控制爆破，充分考虑了爆破震动效应。设计中IV、V 级围岩一次最大段药量39.6kg。

根据萨道夫斯基公式：

式（1）中：V-为被保护建（构）筑物允许的震动速度，选取频率时参照：洞室爆破＜20Hz；深孔爆破10Hz～60Hz；浅孔爆破40Hz～100Hz；K、α -与爆破点至被保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数，按《爆破安全规程》（GB 6722-2014）[1]分别取150、1.5；Q-爆区允许一次齐爆的最大药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大一段药量，kg；R-爆点距被保护建（构）筑物的最近距离，m。

根据该工程实际情况，K 取150，α 取1.5，R 取100m，计算IV、V 级围岩爆破震动速度为0.88cm/s，小于《爆破安全规程》[2]规定的标准，所以爆破震动对周边建（构）筑物影响不大。但在整个爆破过程中需要对爆破震动进行不间断监测，以便根据实际情况及时调整爆破参数，减小震动。

根据《爆破安全规程》规定，建筑物地面质点安全振动速度和主振频率规定见表2。