临近220kV高压线露天深孔爆破技术研究

摘要：本文以浦江县黄宅镇张官村普通建筑石料矿建设及砂石加工总承包项目爆破工程实例为依据，深入研究在220kV高压线附近露天深孔土石方中的爆破技术措施，保证爆破有害效应不对高压线造成损害，实现降本增效，为以后的类似深孔土石方爆破施工提供技术参考。

关键词：爆破；220kV高压线；安全

一、工程概况

浦江县黄宅镇张官村普通建筑石料矿建设及砂石加工总承包项目隶属浦江县。浦江县为促进矿产资源开发、矿地利用、生态保护三者协调发展，同意将张官村废弃矿区、借卜坞废弃矿区与西山石宕废弃矿区进行整合，并设置了浦江县黄宅镇张官村建筑用石料矿采矿权，浙江交投浦新矿业有限公司于2019年1月23日通过招拍挂取得了该采矿权。矿区属于丘陵地貌，开采标高为+60m～+216.53m，相对高程156.53m，矿区面积0.553km2；生产规模为500万t/年，总计资源储量4473.71万t。

矿区中部有南北走向220kV丰云2398线通过，给爆破作业带来很大的技术难题。根据相关规范要求，该项目爆破事先征得了电力企业批准，在距离高压线120m以外进行，爆破设计方案经专家评审、报送公安机关审批通过后，可以实施爆破作业。

二、爆破施工方案

（一）爆破方案

根据该工程爆破开采总体情况，从矿区环境、山体走势、岩石种类、开采工期等诸多因素考虑，采用分阶段、分区域露天深孔台阶爆破技术，爆破临空面朝向高压线侧向面的总体方案。一次最大起爆药量3000kg，最大单响药量为60kg，经专家评审会议定，爆破范围为距离高压线120m以外矿内区域，以内区域采用机械剥离，高压线搬迁后采用穿孔爆破开挖。

（二）爆破参数设计

爆破开采拟采用露天深孔松动爆破，根据工程资料、施工现场踏勘情况及以往类似爆破工程成功经验，采用孔内分段间隔不耦合装药结构，爆破参数选择如下：钻孔直径d=90mm，钻孔间距a=（3.5～4.2）m，钻孔排距b=（2.8～3.2）m，钻孔超深h=（0.15～0.35）W，钻孔长度L=5.0～16m，堵塞长度L2，L2≥W，台阶高度H=L－h=（5～15）m，最小抵抗线W=b=（2.8～3.2）m，单孔装药量Q=qabH。具体爆破参数如表1所示。

三、爆破有害效应控制措施

根据专家论证会的要求，结合爆破安全规程规定，高压线塔基基础的最大允许爆破振动速度控制在3.0cm/s以内，确保爆破开采作业不会影响高压线正常运行。为进一步有效降低爆破地震效应，通过干扰降振改变地震波频率，减弱爆破振动对高压线塔基的影响，控制爆破飞石，本项目方案中运用了多项可行施工技术：

（一）爆破振动控制措施

1.爆破采用孔内微差电子雷管逐孔起爆技术。采用这种起爆网路可以很好地控制岩石破碎效果和最大单响药量，进而控制爆破地震波，延时时差40～110ms。

2.创造良好自由面。爆破前应确保自由面堆渣全部清理完毕，更有利于爆体移动及爆破能量的有效做功，进而大大降低爆破振动。

3.合理布置孔网参数。设计上减小孔排距，控制抵抗线，减少单孔装药量，炮孔装药采用吊装连续不耦合装药的方式，控制线装药密度均匀，既降低单响药量，又可以保证爆破效果。

4.爆破振动实时监测。作业时进行爆破振动监测，根据爆破测振结果及时对爆破技术方案进行调整，确保不会对高压线塔基造成危害。

爆破振动核验：

根据爆破安全规程推荐振动速度计算公式为：

R=（K/V）^1/a·Q^1/3  （1）

式中：R—爆破振动安全允许距离，m；

Q—炸药量，60kg，齐发爆破为总装药量，微差爆破或毫秒爆破取最大一段药量；

K—与介质性质、爆破方式等因素有关的系数，取150；

α—与传播途径和地质地形等因素有关的指数，取1.5；

V—介质质点振动安全速度，cm/s。

依据GB 6722—2014《爆破安全规程》爆破振动安

全允许标准表中大体积混凝土安全允许振速为7.0～12.0cm/s，结合类似工程实际爆破施工经验，本次设计高压线塔基安全允许振速取3.0cm/s。

理论计算得出与爆区最近的高压线塔基（120m）的振动速度质点最大振动速度V=0.88cm/s＜V=3.0cm/s；采用以上爆破设计参数和单次爆破总药量能够控制爆破振动不对高压线塔基造成危害。实际爆破作业中，通过第三方单位测振，爆破振动数值均控制在设计范围内。

（二）爆破飞散物控制措施

1.控制爆破方向。合理确定自由面方向，通过调整起爆方式，使被保护对象避开飞散物主方向。根据高压线塔基和爆破矿体的方位，拟定高压线东侧爆破开采平台工作线总体呈南北向展布，自东向西推进。

2.合理的装药结构、爆破参数和起爆网路时差。多排台阶爆破中，前排临空面处及后面各排的孔口部位最容易产生飞石，前排孔装药吊装方式可以有效控制产生飞石风险；做好爆破网路设计，合理控制起爆网路时差；控制每次爆破排数，每次爆破2～4排。

3.在爆破前，仔细测量确定工作面坡顶线与坡底线，绘制抵抗线三维立体图，最小抵抗线过小，也可采用改变爆破钻孔角度的办法；底盘抵抗线过大，采用打炮根或台阶底部钻孔的办法，提前处理工作面根底。

4.合理利用矿区地形条件，矿区内距离爆破区域最近的57号高压线塔基（标高+140m）位于矿区中部+120m平台西侧，塔基与爆破区域之间有原始山体（最大标高+170m）阻隔，形成天然防护屏障。

5.除以上措施外，为确保爆破飞散物不会对高压线造成影响，采取加强防护措施：

为进一步确保高压线安全，重点爆破防护区域拟采用废旧橡胶带或竹篱笆对爆破区域进行覆盖，并用钢丝网进行全覆盖，最后用适量沙袋重压的防护措施，以保证爆破可能产生的个别飞散物对高压线不造成损坏。

施工方法：待爆体上采用废旧传送带或竹篱笆并加钢丝网覆盖，接头搭接宽度不小于0.5m，用沙袋重压，用沙袋压住接头处，并保证每个孔口上一个沙袋且每个沙袋质量不小于25kg，沙袋不可装填直径超过1cm的固体颗粒物。爆破区域覆盖如图1所示。

其他爆破区域根据实际环境情况，必要时加强堵塞并在孔口重压沙袋。

6.理论验算

露天石方爆破个别飞散物安全距离计算公式为：

R_F=20K_Fn²W （2）

式中：KF—安全系数，本次设计K_F=1.5；

n—爆破作用指数，本次设计n=0.8；

W—最小抵抗线，m，本次设计抵抗线W=3.0m。

经计算：飞散物最大安全距离RF=57.6m＜120m。

通过以上控制措施，施工过程中严格按照爆破设计方案施工，能够保证不会影响高压线的正常运行。

四、结语

本方案中给出的几种控制爆破振动及爆破飞石的施工技术，在实际爆破作业中确实能够起到降低爆破震动、控制飞石的效果，可以有效提高矿山开采效率。

优化合理爆破参数，采用电子雷管微差起爆方式、改变装药结构及依托原始山体屏障、依据矿体节理发育情况布置工作面等措施，降低爆破单响药量、改变炮孔内部炸药爆炸能量的作用，可以更好地起到破碎岩石效果，进而控制爆破效果；合理设计排间起爆时间、创造良好临空面，减弱了前排岩体的阻力，延长了岩石运动过程中的挤压时间，既能够控制爆破有害效应，又能增加破碎率。

经过实际施工检验，本方案可以保证高压线稳定安全运行，有效降低爆破有害效应，降低爆破综合成本，提高开采效率。在实际露天深孔爆破施工中加以调整，为以后在高压线附近实施爆破作业提供了很好的参考。

参考文献：

[1]徐顺香，毕可召.市区超高压线下深孔石方控制爆破及安全技术[J].爆破，2005，22（02）：44-46+66.

[2]范金国.露天台阶爆破参数优化及反馈式设计软件开发[D].湘潭：湖南科技大学，2011.

[3]葛乐，仪海豹，尤元元，等.220 kV超高压线下某矿山控制爆破方案设计[J].现代矿业，2018，34（10）：78-80.

[4]汪旭光.爆破设计与施工[M].北京：冶金工业出版社，2014.

[5]GB 6722—2014 爆破安全规程[S].国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会，2015.

作者简介：曹根富（1972），男，浙江省金华市人，本科学历，高级工程师，主要研究方向为矿山爆破。