以白云岩矿山为例论述矿区范围内高压线保护措施

王增林

中国建筑材料工业地质勘查中心山东总队（250100）

1 矿山基本情况

济南某建筑用白云岩矿矿区平面形态大体呈南北向的倒“E”形，矿床南北长1 150 m，东西宽360 m，开采方式为露天开采，规模为55万m3/a。矿区北部有两条架空电力线路（220 kV石瑞线、220 kV耿平线）通过，与之相关有两处杆塔。矿山开采时需采取相应措施并对安全条件进行论证。

2 安全措施论证

根据《电力设施保护条例实施细则》（1999年3月18日起施行，2011年6月30日修改）第十条规定:“任何单位和个人不得在距电力设施范围500 m内（指水平距离）进行爆破作业。因工作需要必须进行爆破时，应当按国家颁发的有关爆破作业的法律法规，采取可靠的安全防范措施，确保电力设施安全，并征得当地电力设施产权单位或管理部门的书面同意，报经政府有关管理部门批推，在规定范围外进行的爆破作业必须确保电力设施的安全。”企业已征得国家电网县级供电局同意，在高压线200 m范围内禁止爆破，采用机械开采，在高压线200～300 m采用控制爆破方式进行开采[1]。

3 爆破作业影响计算

根据穿孔、爆破、采装、运输作业特点和各工序之间的衔接关系，露天采场采用集中爆破作业制度。深孔爆破尤其是毫秒延时爆破，爆破效果好，炸药单耗小，爆破飞石距离小，震动影响范围小，对环境影响小。方案选择采用三角形布孔，矿山二次破碎采用液压碎石锤破碎方式，不采用二次爆破。

矿山爆破参数应通过生产实践或爆破试验进行修正，取得适合本矿山的数据。

起爆方法为V型延时起爆（一段最大起爆孔数为3个）。

台阶高度H＝15 m；

钻孔角度α≥75°；

钻孔孔径d=120 mm；

孔深L＝15/sin75°＋1.6＝17.1 m（式中超深h=1.6 m）；

最小抵抗线W=4.0 m；

孔间距a=4.5 m，

排距b＝4.0 m；

填塞长度L2=4.0 m；

装药长度L1＝L－L2＝13.1 m；

每米孔装药量Q1＝（d/2）2×π×r＝10.17 kg/m（装药密度r=0.9 t/m3）；

单孔装药量Q=Q1×L1=10.17 kg/m×13.2 m=133.2 kg；

每孔爆破量A＝270 m3/孔；

每米炮孔爆破量:18 m3/m；

单位炸药消耗量q=Q/A≈0.49 kg/m3；

3.1 爆破地震波

爆破振动安全允许距离的计算

式中:R——爆心至观测点的距离，m；V——保护对象所在地面质点振动速度，按一般民用建筑考虑取2.5 cm/s；Q——一次爆破装药量（齐爆为总装药量，延迟爆破为最大一段装药量），按最大一段装药量取399.6 kg；K、α——与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数，按中硬岩石计K取200，α取1.6。

经计算，在R≈113.9 m的范围外，爆破地震波对建筑物不会造成影响。

3.2 爆破冲击波安全允许距离

爆破作用指数n＜3的爆破作业，对人员和其他保护对象的防护，应首先考虑个别飞散物和地震波安全距离。本矿采用深孔毫秒延时爆破，爆破作用仅对矿岩起到松动效果即可，爆破作用指数n＜1，因此不作此项计算，按个别飞散物和地震安全确定安全距离。

3.3 个别飞散物安全允许距离采用瑞典经典公式

式中:Rf——个别飞散物安全允许距离，m；D——炮孔直径，12.0 cm。

计算得，Rf=189.0 m。

经计算个别飞散物（飞石）距人员的安全距离Rf＝189.0 m。根据《爆破安全规程》（GB 6722—2014），深孔爆破时个别飞散物对人员的安全距离为200 m。沿山坡爆破时，下坡方向的飞石安全允许距离应增大50%，确定爆破安全警戒线不小于300 m。

综上，爆破地震波影响距离及飞石距离均在200 m范围内，且爆破方案已征得当地电力设施产权单位书面同意。在高压线两侧200 m范围内设置禁爆区，200～300 m设置控制爆破区，满足“因工作需要必须进行爆破时，应当按国家颁发的有关爆破作业的法律法规，采取可靠的安全防范措施，确保电力设施安全，并征得当地电力设施产权单位或管理部门的书面同意”的要求[2]。

4 开采工艺

4.1 矿山根据与高压线之间的距离，将开采工艺分为三种

4.1.1 按正常爆破方案开采（距高压线300 m外）

露天采场的生产作业主要包括采矿，其工艺为:凿岩→爆破→铲装→运输四个主要环节。矿山采用CTQ-D100YA2型潜孔钻机凿岩，深孔爆破，爆破后的矿石用斗容3.2 m3的挖掘机挖装，采用60 t自卸汽车运输至破碎机卸料口。主要工艺参数如下:

至今我都还记得，国家主席习近平在法国的一场演讲。他从雨果的《悲惨世界》、司汤达的《红与黑》、巴尔扎克的《欧也妮·葛朗台》谈到法国的绘画艺术，那渊博的知识、深厚的人文素养，令我由衷钦佩。他是一个怎样的人呢？这是一个曾经让我十分好奇的问题。直到最近，阅读了《习近平的七年知青岁月》，我终于找到了答案。

台阶高度15 m；

最小工作平台宽度≥40 m；

工作线长度≥60 m；

工作台阶坡面角75°。

4.1.2 按控制爆破方案开采（距高压线200～300 m）

露天采场的生产作业主要包括采矿，其工艺为:凿岩→爆破→铲装→运输四个主要环节。矿山采用CTQ-D100YA2型潜孔钻机凿岩，深孔爆破，爆破后的矿石用斗容3.2 m3的挖掘机挖装，采用60 t自卸汽车运输至破碎机卸料口。在装药时，应减少炮孔装药量，采取侧向爆破等措施，以减小爆破震动距离及废石距离，确保高压线安全。

主要工艺参数如下:

最小工作平台宽度≥40 m；

工作线长度≥60 m；

工作台阶坡面角75°。

4.1.3 挖掘机配液压锤开采工艺（距高压线200 m范围内）

挖掘机配液压破碎锤的开采方式是一种无爆破开采的开采方式，破碎锤生产平均采矿率很大程度上取决于矿床不连续性及岩石的断裂、破碎特征，本矿矿石为白云岩，岩石坚硬、质脆，可以采用碎石锤开采。挖掘机配液压破碎锤生产作业，其采剥工艺为:破碎→铲装→运输三个主要环节。

4.2 工艺参数

终了台阶高度15 m；

开采台阶高度3~5 m，采用锤采时将15 m高度台阶划分为3~5个分台阶进行作业；

其他工艺参数同正常爆破开采工艺参数。

4.3 禁止在杆塔10 m范围内取土与开挖

根据《电力设施保护条例实施细则》第十二条规定:“任何单位或个人不得在距架空电力线路杆塔、拉线基础外缘的下列范围内进行取土、打桩、钻探、开挖或倾倒酸、碱、盐及其他有害化学物品的活动:66 kV及以上电力线路杆塔、拉线周围10 m的区域”。与该矿山相关的杆塔有两处，一处位于矿区10号拐点西南处，距矿区边界约20 m。该处已形成终了边坡，不再采动。另一处位于矿区5号拐点附近，临近矿区边界，两处杆塔均为角钢塔，无拉线。后期矿山开发利用方案及设计应对杆塔提出相应的保护措施，在杆塔周围10 m划定禁采区，并做好警示标识，禁止在杆塔10 m范围内取土与开挖。

4.4 在架空电力线路下禁止种植高杆植物，禁止通过4 m以上的车辆或机械

根据《电力设施保护条例实施细则》中第十三条规定:“在架空电力线路保护区内，任何单位或个人不得种植可能危及电力设施和供电安全的树木、竹子等高杆植物。”第十四条规定:“超过4 m高度的车辆或机械通过架空电力线路时，必须采取安全措施，并经县级以上的电力管理部门批准。”矿山在架空电力线路下禁止种植树木、竹子等高杆植物，禁止通过4 m高度以上的车辆或机械。挖掘机与潜孔钻机经过架空线路下时，应低速通过，注意观察，挖掘机应保持臂杆与履带平行，禁止高举大臂行进，潜孔钻机应放平滑架和钻臂[3]。

4.5 全区域内任何建构物必须满足要求

根据《电力设施保护条例实施细则》第五条规定:“架空电力线路保护区，是为了保证已建架空电力线路的安全运行和保障人们生活的正常供电而必须设置的安全区域。在厂矿、城镇、集镇、村庄等人口密集地区，架空电力线路保护区为导线边线在最大计算风偏后的水平距离和风偏后距建筑物的水平安全距离之和所形成的两平行线内的区域。各级电压导线边线在计算导线最大风偏情况下，距建筑物的水平安全距离如下:154～220 kV，5.0 m”。该矿山未在安全距离内修筑任何建构物，满足该条件要求。

4.6 架空电力线路保护区的其他要求

根据《电力设施保护条例》（1987年9月15日国务院发布，1998年1月7日第一次修订，2011年1月8日第二次修订）第十条规定:“架空电力线路保护区:导线边线向外侧水平延伸并垂直于地面所形成的两平行面内的区域，在一般地区各级电压导线的边线延伸距离如下:154～330 kV，15 m。”两条架空电力线路高度均在20 m以上。挖掘机在高压线下采用碎石锤机械破碎时，应采用低位作业，保证施工时与高压线的安全距离，且派专人站在高处看护。

5 建议

国家电网县级供电局已出具关于高压线路的答复函，答复函中提出，在开采时，矿山应严格落实相关保护措施，按照相关法律法规、规程条例等要求，保护高压线路安全，并对高压线路安全承担全部责任。

后续开发利用方案和设计充分考虑高压线路与塔杆准确位置落，并根据现场情况合理设计。

架空线路下及杆塔旁禁止堆放土堆、石堆。在架空线路两侧20 m处及杆塔10 m范围处设置固定明显的区界标志、危险警示标志，标志不得损坏移位。在雷、雨、雪、雾、大风等恶劣天气下，必须停止一切在架空线路两侧20 m内的施工，不得在杆塔旁逗留。

施工企业应制订高压线下各工种及各机械设备的安全操作规程及规章制度，定期对人员进行相关的安全培训。

6 结语

矿山采取以上措施后，能够保护高压线及线杆不受损坏，也能保证在高压线周边采矿作业的安全。