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建筑石料用砂岩、石灰岩矿采矿技改扩建工程地裂缝区域控制钻、爆施工探索
一、工程简介
源山矿区180万吨/年建筑石料用砂岩、石灰岩矿技改扩建工程项目,在该矿区西采区石灰岩矿体发育一条地裂缝,通过调研、核查证实该地裂缝存在时间较长,1986年顺风山铁矿闭坑之前就存在。现状调查发现结合物探解译资料显示,地裂缝与F1断层在空间位置及顺风山铁矿地表塌陷边界,在走向,平面位置等方面重叠,F1断层为逆断层,倾向较陡,判断地裂缝地质灾害的诱发因素为采空塌陷沿地质构造在断层面的方向上产生应力释放及张拉变形作用下形成的。
地裂缝地表表现形式主要因为断层上下盘均为石炭系灰岩,在长期地表水及地下水下渗的作用下,碳酸盐类溶蚀掏空流失断层面上部充填物,位于丘顶地带,长约35m,宽2m,深约5~10m,延缝表层高程+230m~236m,呈近南北走向,两端延伸部分及向下深度方向被碎石、砂砾等充填。
根据物探工程解释资料和矿山地质灾害危险性评价报告结论,初步判断地裂缝现状条件处于稳定状态,后期矿山开采活动,不会对其产生不利影响。
为确保安全,需中针对该地裂缝区域编制专项安全技术措施设计方案,并结合现场实际、《初步设计》、《安全设计》及与矿山的基建推进计划进行钻、爆施工部署、安全技术控制。
二、工程部署
设计在地裂缝区域控制钻、爆施工爆破15次,使用炸药约10吨,该区域由标高+236m整体降方至+216m高程,推进时间为一个月。与常规钻、爆区域共同形成矿区西面顶部、+228安全平台靠帮,拉出+216、+204平台。
三、组织准备
施工前计划部署结合设计要求及现场实际进行:
1.人员配备:现场配备1名爆破技术人员全程现场技术指导、立足现场,消除隐患。安排经验丰富的钻、爆班组进行现场施工,确保常规钻、爆作业人员不低于5人。
2.设备选用:因作业面现状不平整、裂隙发育,确定选用2台三脚架及1台履带凿岩车配合使用,孔径均为90mm,场面局部拉平后方可使用凿岩车钻孔。
3.施工顺序:以地裂缝两边为界限分次钻、爆施工,按从南到北的顺序推进,炮口朝东。
4.测量跟进。设置监测点,并进行动态校核,参数符合度作为是否开展钻、爆施工的参照。
四、安全技术措施
1.开工前进行安全技术交底(材料交底,签字存档),每班前由技术人员结合现场实际进行班前交底。
2.清理该区域上部覆土层使岩体完全裸露,辨识地裂缝实际分布情况。相关位置树立警示标志;地裂缝附近50m距离设置警戒线,严禁无关人员靠近。严禁交叉作业。爆后清渣彻底,铲装设备撤场,评估钻孔作业面安全方进行下一组钻、爆施工。
3.测量动态跟进。该区域设置监测点,最少3个,连续性施工时每周校核,停工状态每月校核。采集地裂缝沿线高程点,以备后续施工渣石覆盖寻查。校核中发现异常立即汇报并采取处置措施。
4.合理规划布局,动态纠偏。该区域以地裂缝两边为界限分开钻、爆施工,原则上按从南到北的顺序推进,炮口朝东。
5.考虑该区域岩层结构的不确定性,每组炮孔钻凿完成后应立即安排爆破施工,实际延迟不应超过1天。
6.安全控制的实质在现场施工,重在钻孔。如钻孔过程出现异常(如下杆速度突然加快、孔内出现类似裂隙、溶洞等特殊构造均标注清晰),应暂停钻孔及时反馈论证,商议解决对策,并应如实填写钻孔记录交底表,交爆破班组,指导后续施工,同时为判断该区域地裂缝深度提供参考数值依据。
7.爆后清渣应彻底,下个爆区施工前先检查现场,确保爆区岩体稳固、坡面无松渣方可进场钻孔。
8.应避免雨天等恶劣天气在该区域施工,雨季施工前应校核监测点确认无异常方可进行钻爆施工。
9.后期该矿区其他区域钻爆施工应注意调整炮孔朝向,避免爆区长期正背对该区域,削弱其他区域爆破震动对该区域的叠加影响。
10.该区域主要影响为爆破振动,为有效降低爆破对地裂缝区域震动影响,同时确保基建推进进度,单次爆破施工设计选取两个爆破点,即:地裂缝区域+常规区域,两个点总药量不超过1000kg。相关参数见下表:
11.地裂缝区域采取毫秒微差非电起爆网路,逐孔起爆。该区域单次爆破网路图如下(或类似下图:孔较浅控制2孔一响,Qmax≤50kg):
12.正常施工期间,每周不少于2次安全检查,对发现的安全问题形成书面整改记录,均进行整改、落实。
五、结语
依据标准施工、精准防控,在该矿区西侧地裂缝区域形成顶部、+228安全平台靠帮,拉出+216、+204平台。
1.对地裂缝原始深度、范围与基建现状降方深度进行对比,符合前期工程的论证和判断。
2.参考作业面现状及钻孔石质反馈,+228m以上钻孔遇到裂隙石质,+216m平台往下钻孔未出现类似情况。
3.测量监测点数据反馈,数次监测对比误差在合理范围内,基本无位移。
4.严格按照工艺参实施“深孔微差松动控制爆破”,有效控制了爆破震动,创造良好的爆堆效果,避免四散性飞散物抛掷。
5.严格落实钻孔记录及钻爆交底制度。特殊岩石结构特殊处理,避免局部薄弱带冲炮导致飞散物抛掷失控。
6.邀请了3名地质、采矿、安全专家勘查现场进行评估,并出具的评估报告,综合确定地裂缝位置区域控制钻、爆施工阶段基本完成,裸露的地裂缝已经灭失,未发现矿体或岩体有位移现象,已具备按设计进行常规钻、爆施工条件。但为提高后期基建施工安全,在该区域坐标范围内施工,应重点继续落实以下几点:
1)该区域爆破参数及网路选用应同前期控制施工标准执行。
2)钻孔记录交底规范执行,特殊石质构造反馈及时汇报、处置。
3)监测点应继续保留,并进行动态校核。