以白云巖礦山為例論述礦區范圍內高壓線保護措施

王增林

中國建筑材料工業地質勘查中心山東總隊（250100）

1 礦山基本情況

濟南某建筑用白云巖礦礦區平面形態大體呈南北向的倒“E”形，礦床南北長1 150 m，東西寬360 m，開采方式為露天開采，規模為55萬m3/a。礦區北部有兩條架空電力線路（220 kV石瑞線、220 kV耿平線）通過，與之相關有兩處桿塔。礦山開采時需采取相應措施并對安全條件進行論證。

2 安全措施論證

根據《電力設施保護條例實施細則》（1999年3月18日起施行，2011年6月30日修改）第十條規定:“任何單位和個人不得在距電力設施范圍500 m內（指水平距離）進行爆破作業。因工作需要必須進行爆破時，應當按國家頒發的有關爆破作業的法律法規，采取可靠的安全防范措施，確保電力設施安全，并征得當地電力設施產權單位或管理部門的書面同意，報經政府有關管理部門批推，在規定范圍外進行的爆破作業必須確保電力設施的安全。”企業已征得國家電網縣級供電局同意，在高壓線200 m范圍內禁止爆破，采用機械開采，在高壓線200～300 m采用控制爆破方式進行開采[1]。

3 爆破作業影響計算

根據穿孔、爆破、采裝、運輸作業特點和各工序之間的銜接關系，露天采場采用集中爆破作業制度。深孔爆破尤其是毫秒延時爆破，爆破效果好，炸藥單耗小，爆破飛石距離小，震動影響范圍小，對環境影響小。方案選擇采用三角形布孔，礦山二次破碎采用液壓碎石錘破碎方式，不采用二次爆破。

礦山爆破參數應通過生產實踐或爆破試驗進行修正，取得適合本礦山的數據。

起爆方法為V型延時起爆（一段最大起爆孔數為3個）。

臺階高度H＝15 m；

鉆孔角度α≥75°；

鉆孔孔徑d=120 mm；

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

最小抵抗線W=4.0 m；

孔間距a=4.5 m，

排距b＝4.0 m；

填塞長度L2=4.0 m；

裝藥長度L1＝L－L2＝13.1 m；

每米孔裝藥量Q1＝（d/2）2×π×r＝10.17 kg/m（裝藥密度r=0.9 t/m3）；

單孔裝藥量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；

單位炸藥消耗量q=Q/A≈0.49 kg/m3；

3.1 爆破地震波

爆破振動安全允許距離的計算

式中:R——爆心至觀測點的距離，m；V——保護對象所在地面質點振動速度，按一般民用建筑考慮取2.5 cm/s；Q——一次爆破裝藥量（齊爆為總裝藥量，延遲爆破為最大一段裝藥量），按最大一段裝藥量取399.6 kg；K、α——與爆破點至計算保護對象間的地形、地質條件有關的系數，按中硬巖石計K取200，α取1.6。

經計算，在R≈113.9 m的范圍外，爆破地震波對建筑物不會造成影響。

3.2 爆破沖擊波安全允許距離

爆破作用指數n＜3的爆破作業，對人員和其他保護對象的防護，應首先考慮個別飛散物和地震波安全距離。本礦采用深孔毫秒延時爆破，爆破作用僅對礦巖起到松動效果即可，爆破作用指數n＜1，因此不作此項計算，按個別飛散物和地震安全確定安全距離。

3.3 個別飛散物安全允許距離采用瑞典經典公式

式中:Rf——個別飛散物安全允許距離，m；D——炮孔直徑，12.0 cm。

計算得，Rf=189.0 m。

經計算個別飛散物（飛石）距人員的安全距離Rf＝189.0 m。根據《爆破安全規程》（GB 6722—2014），深孔爆破時個別飛散物對人員的安全距離為200 m。沿山坡爆破時，下坡方向的飛石安全允許距離應增大50%，確定爆破安全警戒線不小于300 m。

綜上，爆破地震波影響距離及飛石距離均在200 m范圍內，且爆破方案已征得當地電力設施產權單位書面同意。在高壓線兩側200 m范圍內設置禁爆區，200～300 m設置控制爆破區，滿足“因工作需要必須進行爆破時，應當按國家頒發的有關爆破作業的法律法規，采取可靠的安全防范措施，確保電力設施安全，并征得當地電力設施產權單位或管理部門的書面同意”的要求[2]。

4 開采工藝

4.1 礦山根據與高壓線之間的距離，將開采工藝分為三種

4.1.1 按正常爆破方案開采（距高壓線300 m外）

露天采場的生產作業主要包括采礦，其工藝為:鑿巖→爆破→鏟裝→運輸四個主要環節。礦山采用CTQ-D100YA2型潛孔鉆機鑿巖，深孔爆破，爆破后的礦石用斗容3.2 m3的挖掘機挖裝，采用60 t自卸汽車運輸至破碎機卸料口。主要工藝參數如下:

至今我都還記得，國家主席習近平在法國的一場演講。他從雨果的《悲慘世界》、司湯達的《紅與黑》、巴爾扎克的《歐也妮·葛朗臺》談到法國的繪畫藝術，那淵博的知識、深厚的人文素養，令我由衷欽佩。他是一個怎樣的人呢？這是一個曾經讓我十分好奇的問題。直到最近，閱讀了《習近平的七年知青歲月》，我終于找到了答案。

臺階高度15 m；

最小工作平臺寬度≥40 m；

工作線長度≥60 m；

工作臺階坡面角75°。

4.1.2 按控制爆破方案開采（距高壓線200～300 m）

露天采場的生產作業主要包括采礦，其工藝為:鑿巖→爆破→鏟裝→運輸四個主要環節。礦山采用CTQ-D100YA2型潛孔鉆機鑿巖，深孔爆破，爆破后的礦石用斗容3.2 m3的挖掘機挖裝，采用60 t自卸汽車運輸至破碎機卸料口。在裝藥時，應減少炮孔裝藥量，采取側向爆破等措施，以減小爆破震動距離及廢石距離，確保高壓線安全。

主要工藝參數如下:

最小工作平臺寬度≥40 m；

工作線長度≥60 m；

工作臺階坡面角75°。

4.1.3 挖掘機配液壓錘開采工藝（距高壓線200 m范圍內）

挖掘機配液壓破碎錘的開采方式是一種無爆破開采的開采方式，破碎錘生產平均采礦率很大程度上取決于礦床不連續性及巖石的斷裂、破碎特征，本礦礦石為白云巖，巖石堅硬、質脆，可以采用碎石錘開采。挖掘機配液壓破碎錘生產作業，其采剝工藝為:破碎→鏟裝→運輸三個主要環節。

4.2 工藝參數

終了臺階高度15 m；

開采臺階高度3~5 m，采用錘采時將15 m高度臺階劃分為3~5個分臺階進行作業；

其他工藝參數同正常爆破開采工藝參數。

4.3 禁止在桿塔10 m范圍內取土與開挖

根據《電力設施保護條例實施細則》第十二條規定:“任何單位或個人不得在距架空電力線路桿塔、拉線基礎外緣的下列范圍內進行取土、打樁、鉆探、開挖或傾倒酸、堿、鹽及其他有害化學物品的活動:66 kV及以上電力線路桿塔、拉線周圍10 m的區域”。與該礦山相關的桿塔有兩處，一處位于礦區10號拐點西南處，距礦區邊界約20 m。該處已形成終了邊坡，不再采動。另一處位于礦區5號拐點附近，臨近礦區邊界，兩處桿塔均為角鋼塔，無拉線。后期礦山開發利用方案及設計應對桿塔提出相應的保護措施，在桿塔周圍10 m劃定禁采區，并做好警示標識，禁止在桿塔10 m范圍內取土與開挖。

4.4 在架空電力線路下禁止種植高桿植物，禁止通過4 m以上的車輛或機械

根據《電力設施保護條例實施細則》中第十三條規定:“在架空電力線路保護區內，任何單位或個人不得種植可能危及電力設施和供電安全的樹木、竹子等高桿植物。”第十四條規定:“超過4 m高度的車輛或機械通過架空電力線路時，必須采取安全措施，并經縣級以上的電力管理部門批準。”礦山在架空電力線路下禁止種植樹木、竹子等高桿植物，禁止通過4 m高度以上的車輛或機械。挖掘機與潛孔鉆機經過架空線路下時，應低速通過，注意觀察，挖掘機應保持臂桿與履帶平行，禁止高舉大臂行進，潛孔鉆機應放平滑架和鉆臂[3]。

4.5 全區域內任何建構物必須滿足要求

根據《電力設施保護條例實施細則》第五條規定:“架空電力線路保護區，是為了保證已建架空電力線路的安全運行和保障人們生活的正常供電而必須設置的安全區域。在廠礦、城鎮、集鎮、村莊等人口密集地區，架空電力線路保護區為導線邊線在最大計算風偏后的水平距離和風偏后距建筑物的水平安全距離之和所形成的兩平行線內的區域。各級電壓導線邊線在計算導線最大風偏情況下，距建筑物的水平安全距離如下:154～220 kV，5.0 m”。該礦山未在安全距離內修筑任何建構物，滿足該條件要求。

4.6 架空電力線路保護區的其他要求

根據《電力設施保護條例》（1987年9月15日國務院發布，1998年1月7日第一次修訂，2011年1月8日第二次修訂）第十條規定:“架空電力線路保護區:導線邊線向外側水平延伸并垂直于地面所形成的兩平行面內的區域，在一般地區各級電壓導線的邊線延伸距離如下:154～330 kV，15 m。”兩條架空電力線路高度均在20 m以上。挖掘機在高壓線下采用碎石錘機械破碎時，應采用低位作業，保證施工時與高壓線的安全距離，且派專人站在高處看護。

5 建議

國家電網縣級供電局已出具關于高壓線路的答復函，答復函中提出，在開采時，礦山應嚴格落實相關保護措施，按照相關法律法規、規程條例等要求，保護高壓線路安全，并對高壓線路安全承擔全部責任。

后續開發利用方案和設計充分考慮高壓線路與塔桿準確位置落，并根據現場情況合理設計。

架空線路下及桿塔旁禁止堆放土堆、石堆。在架空線路兩側20 m處及桿塔10 m范圍處設置固定明顯的區界標志、危險警示標志，標志不得損壞移位。在雷、雨、雪、霧、大風等惡劣天氣下，必須停止一切在架空線路兩側20 m內的施工，不得在桿塔旁逗留。

施工企業應制訂高壓線下各工種及各機械設備的安全操作規程及規章制度，定期對人員進行相關的安全培訓。

6 結語

礦山采取以上措施后，能夠保護高壓線及線桿不受損壞，也能保證在高壓線周邊采礦作業的安全。