數(shù)碼電子雷管在級配料開采中的應用研究

李佐武

中國葛洲壩集團第二工程有限公司,四川 成都 610091

0 引言

數(shù)碼電子雷管的生產(chǎn)和使用成本較高,在水利水電施工中的料源級配料開采方面的研究較少。開展基于數(shù)碼電子雷管提高級配料開采質(zhì)量精細化爆破研究,對于提高水電站大壩填筑施工效率、減少二次破碎、降低級配料開采成本等有著較大意義。本文針對山東文登抽水蓄能電站上壩料開采施工中工期緊、粒徑及級配要求高等技術(shù)難題,開展基于數(shù)碼電子雷管提高級配料開采質(zhì)量的精細化爆破研究,以提高壩料開采一次上壩合格率,滿足大壩回填施工質(zhì)量及進度要求,為類似工程施工提供技術(shù)借鑒。

1 工程概況

山東文登抽水蓄能電站上下庫工程石方明共計724.53萬m3,回填部位主要為上水庫大壩、下水庫大壩,主要填筑料種類包括堆石料、過渡料,堆石料粒徑要求小于等于60 cm,過渡料要求粒徑小于等于60 cm,堆石料和過渡料均有級配控制要求。電站上下水庫項目開工時間為2017年7月28日,爆破作業(yè)于2017年8月21日正式開始。項目部自2020年11月開始使用數(shù)碼電子雷管,在施工過程中,數(shù)碼電子雷管具有可檢測性、延時時間設(shè)置靈活、不誤爆、上傳雷管出庫及起爆信息等優(yōu)點,有效解決了實際爆破施工中存在的主堆石粒徑過大、級配不連續(xù)的問題,并且降低了爆破振動對周邊重要建(構(gòu))筑物的影響。

2 數(shù)碼電子雷管的優(yōu)點

2.1 高安全性

第一,數(shù)碼電子雷管引火藥頭與腳線之間連接有電子控制模塊,由電子控制模塊控制引火藥頭,該結(jié)構(gòu)具有良好的抗靜電、抗雜散電流、抗射頻和抗交直流的特性,安全性高;第二,須使用專用起爆器;第三,根據(jù)《數(shù)碼電子雷管信息管理通則》GA 1531—2018要求,數(shù)碼電子雷管使用前須下載相應的密碼,起爆器、爆破作業(yè)人員、地理位置、工程項目、雷管編碼、雷管起爆狀態(tài)、起爆時間等信息須與實際相匹配才能進行起爆作業(yè),否則無法起爆,起爆完成后以上信息上傳到監(jiān)管平臺,做到對每枚數(shù)碼電子雷管進行全生命周期監(jiān)管,監(jiān)管部門可實時追蹤每枚數(shù)碼電子雷管的流向,實現(xiàn)對每枚數(shù)碼電子雷管生產(chǎn)、流通及使用過程的全面跟蹤,對公共安全管理具有重要意義。

2.2 高穩(wěn)定性和可靠性

數(shù)碼電子雷管起爆系統(tǒng)具有完善的檢測功能,不僅能夠?qū)蝹€產(chǎn)品進行檢測還能對整個爆破網(wǎng)絡(luò)進行檢測,并能夠準確定位到存在問題的雷管編碼,提前解決相關(guān)問題,避免盲炮的發(fā)生;同時具有良好的抗靜電、抗雜散電流、抗射頻和抗交直流及高精度等性能優(yōu)勢。

2.3 降低成本,改善爆破效果

數(shù)碼電子雷管的延時設(shè)置靈活,且延時精度遠高于電雷管和導爆管雷管,這對微差爆破機理的實現(xiàn)提供了可能,通過爆破方案的優(yōu)化可最大限度提高炸藥的利用率,達到理想的爆破效果,特別是在大型工程爆破中可降低綜合成本。

2.4 降低爆破振動

數(shù)碼電子雷管具有靈活的延時設(shè)置和高精度的特點,可實現(xiàn)合理的爆破方案,減小爆破振動、飛石、地震波等危害。

3 現(xiàn)場應用

山東文登抽水蓄能電站上庫面板堆石壩填筑石料主要利用庫內(nèi)料場及庫內(nèi)其他出露巖石部位爆破開采,大壩回填料技術(shù)指標見表1。

表1 上庫大壩回填料技術(shù)指標

3.1 爆破參數(shù)設(shè)計

在上水庫庫盆進行上壩過渡料深孔爆破作業(yè),高程EL585～570 m,總孔數(shù)為48個,設(shè)計炸藥單耗0.61 kg/m3,其他爆破參數(shù)如表2所示。炸藥為乳化炸藥,孔間延時20 ms,排間延時45 ms,總延時340 ms,起爆網(wǎng)路如圖1所示。

圖1 起爆網(wǎng)路

表2 庫盆EL585～570 m深孔爆破參數(shù)

在正常的布孔裝藥條件下,通常采用體積公式來計算裝藥量,即根據(jù)爆下的巖石體積來決定所需要的炸藥量Q。

Q=q×V

(1)

式中:Q為炸藥量,kg;q為比例系數(shù),實際意義為每爆落1 m3巖石所需的炸藥千克數(shù),通常稱為炸藥單耗,kg/m3;V為爆破巖石體積,m。對于臺階爆破,公式如下。

V=a×b×H

(2)

可得出:

Q=q×a×b×H

(3)

式中:a為孔距,m;b為排距,m;H為(不算超深)臺階高度,m。

3.2 爆破效果分析

經(jīng)過開挖前爆破后檢查和對整個挖裝過程的跟蹤檢測,爆后爆堆表面標準檢驗為無大塊,爆堆總體向自由面方向成斜線形撲下,后排破裂線整齊,與工業(yè)雷管起爆相比,爆破后的料源合格率有了較大的提高,且級配連續(xù),現(xiàn)場大粒徑塊石明顯減少,爆破效果符合上壩料要求。爆破實施效果如圖2、3所示。

圖2 實施前 圖3 實施后

4 結(jié)束語

電子雷管的推廣使用實現(xiàn)了民爆物品的全生命周期管控,數(shù)碼電子雷管具有安全與穩(wěn)定等優(yōu)點,隨著工程行業(yè)的發(fā)展,數(shù)碼電子雷管被更加廣泛地應用到各種工程爆破中。本工程采用數(shù)碼電子雷管逐孔起爆網(wǎng)路,在保持爆破孔網(wǎng)參數(shù)和單耗均不變的情況下,調(diào)整傳統(tǒng)的網(wǎng)路延時時間,較大地改善了爆破效果,提高了挖裝效率和臺階平整度。本項目的成功實施為類似工程提供強有力的技術(shù)支持,具有一定的推廣應用價值。