地下采空区深孔爆破处理技术

地下采空区深孔爆破处理技术

刘高飞

刘高飞

中铁十七局集团公司

摘要：随着我国基础建设的长足发展，为我国铁路公路工程的发展带来了极大的推动作用，但是，因为长期的开采，加之一些特殊的地质构造，一些矿区很容易出现采空区的现象，在铁路公路施工过程中，也会遇到这样的地质灾害。因此，为了能够有效的解决这方面的问题，将深孔爆破处理技术应用到其中是非常必要的。

关键词：深孔爆破；采空区处理；实践探索

地下采空区是铁路公路隧道段施工中的一个严重隐患，多数地段均采取了有效的措施，但也有较早施工的私营矿区没有处理的现象，这是公路、铁路施工中遇到的地基处理的难题，一旦没有有效的解决这种问题，对于今后的铁路运营必将带来极大的危害，因此，文章通过下文对深孔爆破处理地下采空区的相关内容进行了详细的分析与阐述，进而为有关单位及工作人员提供一定的借鉴作用。

一、选择处理方案

崩、充、封是国内外铁路公路工程处理空区时的重要方法，或是与组合法结合起来。但是，在铁路、公路施工中，以前遇到的较少，没有成功经验。因为一些矿区的高度差异较大，并且，在对空区进行处理的时候，或许还会爆破一些别的区域，必然会对设备的正常铲装带来影响，所以，我们可以应用Q150钻机和KY-250牙轮钻机联合完成作业施工，深孔和中深孔一同开始作业施工，进而实现填充—崩落的空区处理方案。

为了将采空区的真实情况弄清楚，首先一定要钻孔来探测采空区。依据炮孔的倍数超前布置探测孔，当在最小安全厚度以下存在着采空区顶板的时候，向前作业施工必须要立刻停止下来，并且将警戒区设置出来。当在30米以上没有看见空区的时候，钻孔施工一定要立刻停止下来。然后有效的堵塞穿透采空区的炮孔下部分，便于以后的装药爆破施工。

当台阶的高度低于炮孔的深度时，在爆破的工程中不能将台阶的坡面当作自由面，应该选取台阶面与采空区顶板之间厚度最小的区域作自由面，通过前期拉槽的办法开挖出自由面，采用逐排分段微差起爆法爆破施工。当台阶面的厚度和采空区顶板厚度都比较大的时候，应该对VCR法自拉槽法进行选择使用，进而将爆破自由面构建起来。

二、具体的应用及施工分析

湘黔复线铁路贵州段有部分地段经过已开采未处理的矿区采空区，该段有厚度为2~10米宽度3~50米的采空区。上覆基岩厚度7～28m，处理采空区需爆破石方2.9万m3，本段路横向坡度1∶0.4～1∶1，爆破后坡度1∶0.75，低山丘，纵向坡度起伏较大。岩体基岩裸露、有大量孤石、冰碛砾岩，可爆性强，节理发育。

1、穿孔情况及孔网参数的选择

合理的选择钻孔机进行钻孔，合理的确定孔网参数，根据具体情况设置出来穿孔的具体数量，例如，深孔多少个，浅孔多少个，并且，对于孔的深度，也应该根据具体情况进行严格的掌控，露出足够数量（3~5%）的积水孔和透孔，凿孔的过程中，一定要根据相应的施工方案和要求去做，防止出现过多的废孔，将凿孔的成功率有效的提升上来。具体的孔网参数如下：

深孔：

1）孔径（Φ）：Φ=250mm

2）孔倾角（θ）：80~90度

3）孔深（L）：L=20~50m

4）孔距（a）：a=10m

5）排距（b）：b=7.0m

6）单耗（q）：q=0.5~0.6kg/m3

中深孔：

1）孔径（Φ）：Φ=150mm

2）孔倾角（θ）：80~90度

3）孔深（L）：L=10~20m

4）孔距（a）：a=6m

5）排距（b）：b=4.5m

6）单耗（q）：q=0.4~0.5kg/m3

2、炸药结构分析

①、深孔

采用间隔装药，在炮孔底部装每孔总药量的2/3，中间隔填充3.5~4米，再装剩余的1/3药，最后填充高度控制在5~6米之间，填充材料可用钻屑或半干性粘土。

②、中深孔

以连续柱装药方式为主，上部填充高度控制在4~5米之间，填充材料可用钻屑或半干性粘土。

③、用堵孔塞堵住了透孔下部之后，在使用细岩粉进行了3~4米的填充之后才能够进行装药。在抽水处理完毕之后，积水孔下面装乳化炸药，将铵油炸药等装在没有水的上部炮孔中。

3、起爆的网络

采用导爆索或导爆管复式闭合非电起爆网络，中深孔直接装导爆管，较深的采用间隔装药的孔内装导爆索，孔外连接非电导爆管。

①可以将MS6-MS8段的导爆管雷管应用到中深孔的爆破中，并且根据具体的段数合理的确定炸药的数量，爆破方向根据现场情况而定，之后在向着深处逐渐的进行引爆炸药。

②、深孔之下的空区是所谓的自由面，由下而上依次引爆孔内的分段。

4、安全措施分析

因为装药、穿孔等施工都是施工于采空区的上方，为了保证有效的完成施工，我们可以应用这样的防护对策来确保施工人员及设备装置的安全。

①、从穿孔当天开始，24小时不间断的监测爆破区四周的空区，为了能够有效的预测分析地压活动的情况，将可靠的数据资料提供出来是非常必要的。进而判断是否可以根据预先的计划开始爆破。

②、在装药施工的过程中，分配专门的工作人员来监测附近塌方区的裂隙和崖壁，此外，与地压监听配合起来，将第一手的安全信息为他们提供出来，一旦发现特殊的情况，立急撤离人员并马上启动应急预案。

③、应急预案要经常演练，做到非常熟练，一旦发生异常，指挥长就要发布撤离指令，现场的全部人员应该马上从规定的安全区域撤离，即非空区的上面。

三、施工效果分析

根据现场塌陷情况和具体测量分析，合理确定每一段的爆破范围和爆破参数，力求取得最佳效果。总体来说，爆破后爆堆前抛平缓、岩体块度适中、爆区中部凹陷均匀、邻近边坡稳定可靠，较为成功的处理了本采空区，将此区域对铁路公路的安全隐患也很好的进行了消除，完成了之前所设定的目标。

不足之处是，由于部分炮孔的深度在一些台阶处可能不够到位，仍会出现一定面积的崩落空区，爆破完成后通过现场的具体测量，对空区进行二次处理。

结语：

随着我国矿产开采工程的不断发展，地下采空区的处理也成了工程施工中常见的问题，处理不好，就会诱发矿体塌方等进而造成安全事故。因此，为了能够有效的解决这方面的问题，将深孔爆破技术应用到其中是非常必要和合适的，采用深孔爆破技术处理采空区不仅成本低，而且安全高效，有着非常优越的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]刘良发，谭勇，赖伟.药室爆破在黑箐铜矿采空区处理中的应用[J].采矿技术.2014（04）.

[2]昝红建，陈星明，杨再高.硐室和中深孔爆破相结合的采空区处理实践[J].现代矿业.2014（01）.

[3]贾宝珊，闫伟峰.露天正常台阶深孔爆破处理地下采空区的实践[J].爆破.2012（04）.

[4]张耀平，曹平，高赛红.武山铜矿中深孔爆破振动速度衰减规律的研究[J].有色金属（矿山部分）.2007（06）.