某礦電廠60 m磚結構煙囪爆破拆除

王德中，熊雪強

(1.江西銅業集團銀山礦業有限責任公司， 江西上饒市 334201;2.江西理工大學， 江西 贛州市 341000)

某礦電廠60 m磚結構煙囪爆破拆除

王德中1，熊雪強2

(1.江西銅業集團銀山礦業有限責任公司， 江西上饒市 334201;2.江西理工大學， 江西 贛州市 341000)

介紹了某礦電廠60 m磚結構煙囪定向爆破拆除的設計與施工方案。根據煙囪結構將北檢修門及爆破預拆除部分作為定位窗，對南檢修門用磚混材料封堵提高承重能力，清除傾倒方向部分內襯以提高傾倒方向準確性，達到了預期效果。

煙囪;磚結構;定向爆破;爆破網絡

某礦電廠煙囪為自備火力發電機組所用，為積極響應國家“節能減排、關閉小火電”政策，配合政府城市建設統一規劃，決定拆除煙囪?？紤]到工期緊、附近分布有居民區等環境復雜的特點，同時為了便于管理和節約成本，經現場勘查研究，決定采用定向爆破方法拆除這座煙囪。

1 工程概況

1.1 周圍環境

該礦廠區內煙囪東側距發電機組廠房5 m，距辦公樓25 m;南側距居民區12 m;西側距皮帶廊15 m。爆破區平面位置如圖1所示。

圖1 爆破區平面位置

1.2 煙囪結構

電廠煙囪為1989年設計，1990年建成使用。煙囪高60 m、外徑5.30 m、外壁厚62 cm，內襯耐火磚厚24 cm，外壁與內襯空隙5 cm，為水泥砂漿砌筑的紅磚煙囪，總重量569.77 t。該煙囪底部南北兩側分別設置有檢修門與煙道。

2 爆破設計方案

2.1 設計依據

(1)合理選取爆破切口和定向傾倒預留支撐部位的尺寸使其符合力學強度、磚體彎曲變形以及定向傾倒運動的要求。保證爆破切口在爆破瞬間準確成型，同時將碎塊拋出防止局部支撐，控制爆破飛石、爆破振動與空氣沖擊波的危害，使爆破施工符合安全要求。

(2)根據周圍環境與被保護目標的安全要求，由理論計算確定爆破規模和一次起爆藥量，通過防護、減振和阻斷等措施來控制爆破振動、空氣沖擊波與飛石造成的危害，以保證周圍建筑物、設施和控制儀器儀表等的安全[1]。

2.2 傾倒方向

煙囪屬于高細結構物，剛度較好，要求坍塌方向有長度不小于其高度1.2倍、寬度大于其底部直徑2.5～3倍的場地[2]。該煙囪北面有開闊空地足以實施定向控制爆破，經現場考察，確定了煙囪向北偏西10°方向傾倒的定向爆破方案，如圖1所示。

2.3 爆破切口

梯形切口有確定的弱面，在重力矩作用下，初始裂紋形成位置是由設計切口形狀預先確定，杜絕了初始裂紋形成的隨機性，可以保證定向準確。正梯形切口前沖小或不發生前沖，適合于倒塌方向空間不夠充足，且允許后坐的煙囪，倒梯形切口容易發生前沖[3，4]。鑒于待爆破煙囪周邊環境復雜，倒塌空間不足、不允許前沖、倒塌方向要求高，該煙囪選擇正梯形復式切口，切口圓心角約200°，如圖2所示。

2.4 定向窗與定位窗

為保證煙囪平穩、準確地傾倒，在合理選擇爆破切口所對圓心角和切口高度的同時，在切口兩端開設定向窗，在傾倒方向上開設定位窗。定向窗為底邊長0.75 m，角度45°的三角形，將爆破預拆除及檢修門作為定位窗，如圖2所示。

圖2 爆破設計剖面

結合本次爆破煙囪的特點，為進一步提高傾倒方向準確性，將南側檢修門用磚混材料封堵提高承重能力，并清除部分內襯。

3 爆破參數和爆破網絡

3.1 爆破參數

(1)鉆眼直徑d用YT27型風鉆，鉆頭直徑Φ38 mm，炮孔直徑d≈40 mm;

(2)藥孔深度I取煙囪外壁厚δ的0.68倍，即0.68 × δ=0.68 ×62=42.16 cm，取 I=42 cm;

(3)炮孔間距a=40 cm，炮孔排距b=0.85a=34 cm，取35 cm;

(4)爆破切口高度h=(5－I)×0.40=1.6 m＞2δ;

(5)爆破切口底弧長 L1=200/360×5.3×3.14=9.24 m，取 9.2 m;

(6) 單孔裝藥量q=Kabδ=1100×0.4×0.35×0.62=95.48 g，取 q=100 g;

(7)總裝藥量Q=qn=100×110=11000 g。

3.2 爆破網絡

由于煙囪附近有高、低壓線線路，為了防止雜散電流影響，設計采用毫秒非電導爆管起爆網路。自傾倒中心線開始向兩側依次(分4個段位)起爆如圖2所示，孔外采用即發毫秒導爆管復式網路，總延期時間控制在250 ms以內。

3.3 爆破預拆除

為了便于人工拆除部分煙囪內襯，同時驗證單孔裝藥量的合理性，預先用爆破方法將傾倒方向中心的3列炮孔進行爆破，每孔裝藥量取q=100 g，試爆結果良好。

4 爆破安全

(1)筒體上爆破切口采用風鉆打眼，孔深及孔位按要求進行，裝藥后用黃泥沙子堵滿?？紤]到煙囪傾倒地面兩側有廢廠房阻擋飛石，故不另外加鋪墊。

(2)根據計算，以煙囪為中心，200 m半徑范圍內人員撤離。考慮到周圍建筑物的阻擋防護作用，為不造成道路交通堵塞，除煙囪傾倒的正前方警戒距離為200 m，電廠圍墻東面距圍墻100 m以內住戶人員撤離外，其他方向以電廠的圍墻和洎水河為界。

(3)爆破飛石防護。用麻袋裝部分濕煤灰，用鐵絲掛在被爆破物體外層，再用麻袋外掛1層網狀橡膠墊，最后外纏竹質腳手片[5，6]。

5 爆破效果

起爆后約2～3 s煙囪開始傾斜，傾斜至40°～60°時高約40 m處出現折斷。全部倒地約6～8 s，倒地后煙囪全部破裂但沒有明顯的飛濺物，傾倒方向為西偏北8°～9°，稍偏離設計方向。3.5 m以下未爆底部(檢修門側)有1條縱向和1條斜向裂縫，對周邊建筑未產生不良影響，達到了預期效果。主要經驗如下:

(1)爆破切口h最大高度按煙囪壁厚2.0～3.0倍或按煙囪傾斜30°計算是可行的;

(2)對于強度較小磚砌煙囪切口弧長在煙囪1/2～2/3周長較為合理;

(3)傾倒方向有微小偏差原因是由于檢修門的封堵強度不夠，爆破后有微弱后座(有2條裂縫)所致。

[1] 劉國軍.復雜環境下50 m高磚結構煙囪爆破拆除[J].爆破，2010，27(3):70 －72.

[2] 廟延鋼，張智宇，欒龍發.特種爆破技術[M].北京:冶金工業出版社，2004.

[3] 李起山，邵曉寧，胡昆倫.爆破切口形狀對細高建筑物倒塌效果的影響[J].爆破，1998，15(4):66 －68.

[4] 駱利鋒，段衛東，程良奎，等.煙囪爆破傾倒過程中的前沖問題[J].爆破，2004，21(3):8 － l0.

[5] 龍維祺.特種爆破技術[M].北京:冶金工業出版社，1993.

[6] GB6722－2003.爆破安全規程[S].

2010－01－30)

王德中(1967－)，男，江西上饒人，工程師，主要從事礦山開采設計與管理工作。