泰业X5钻机和泰业370钻机在北京某石灰石矿山钻爆工程的应用

1. 概况

本工程年产300万方，年消耗炸药800-1500吨。

施工过程中能过优化设计，逐渐减低生产成本，并实现了安全生产零事故，深受业主和主管机关的好评。

石灰石最常见的是生产硅酸盐水泥。一般石灰石经过破碎、磨矿后均能达到水泥原料的要求。

石灰石开采过程中的废弃石料，破碎、过筛后可获得各种粒径的碎石、石粉，用于各种建筑工程。

2. 钻爆技术

本工程采用台阶爆破技术，即在地面上以台阶形式推进的爆破方法。台阶爆破按照孔径、孔深不同，分为深孔台阶爆破和浅孔台阶爆破。孔径大于50mm，孔深大于5m的台阶爆破统称为深孔台阶爆破。本工程采用深孔台阶爆破。

露天台阶爆破一般采用垂直炮孔和倾斜炮孔，个别情况下采用水平炮孔形式。垂直炮孔和倾斜炮孔，二者在作用原理和施工工艺上均有一定的差别，下表中列出了二者的比较。

露天台阶爆破布孔方式主要有单排布孔和多排布孔两种。多排布孔又分矩形（含方形）和梅花形（三角形）。

一般地，为提高爆破效率，充分利用爆破能量，并利于提高能量利用率，一次布孔以5排为宜，爆区长度不小于爆区宽度的3倍，且前排孔略多于后排孔，形成梯形的炮眼布置区。

孔径

孔径主要取决于钻机类型、台阶高度、岩石性质和作业条件等。不同的行业，由于施工条件、爆破对象、钻孔机械的不同，所采用的孔径大小不一。我国大型金属露天矿山多采用牙轮钻机，一般孔径为250-330mm；中小型矿山、公路和铁路等，多采用潜孔钻机，孔径为80-200mm。一般来说钻机选型确定后，其炮孔直径就已确定下来。国内常用的深孔爆破孔径有：70-80、100、150、170、200、250、310mm等多种。

本工程最终施工方案：

（1）采用移动灵活、钻孔效率高的分体式泰业X5钻机2台，和泰业370钻机2台，匹配复盛埃尔曼680空压机2台，和柳州富达180-19空压机2台。

（2）本工程台阶高度10-15m，

（3）钻孔为垂直孔，孔径120mm；米。

（4）梅花形（三角形）布孔，孔距4.0米，排距3.0

（5）超深10倍孔径；

（6）1m装药量按装药部位平均装药密度900公斤每立方米计算；

（7）爆破单耗0.5公斤每立方米。

3. 施工准备

覆盖层清除

按照“先剥离、后开采”的原则，根据施工区的特点，安排机械进行表土清除、风化层剥离，为爆破施工创造条件。

施工道路布置

施工道路主要服务于钻机就位和道路运输。

布置钻机就位的道路时，要尽量兼顾随后的运输需要。运输道路布置应尽可能利用已有的道路，以便缩短基建工期。应尽量减少上山公路的工程量，以便尽可能缩短上山公路的施工周期。上山公路选线应有利于整个开采期内的石料及废石运输，尽可能降低公路纵坡，以保证上山公路具有足够的通过能力并保证雨天运输。

台阶布置

将道路修上山后，应在道路与设计的台阶平台交叉处向两侧外拓，为钻机和汽车工作创造条件，向两侧的外拓采用挖掘机械和爆破相结合的办法。

爆破法开挖台阶通常采用以下几种方法。

（1）均匀布孔爆破法。改法类似于正常的台阶爆破，使用垂直炮孔，只不过是前排的炮孔较浅，爆破孔间排距较小；后排炮孔较深。

（2）扇形布孔爆破法。该法采用倾斜炮孔，钻机不用移动到边缘打孔，钻机移动少。

（3）准集中药包法。该法采用垂直炮孔，钻机也不用移动到前缘打孔，钻机前后基本不移动，一般进行左右移动，炮孔基本布置在一条直线上，炮孔间距较小。

泰业X5钻机和泰业370钻机平台修建

无论是一次性爆破，还是台阶式爆破，都应为钻机修建钻孔平台。平台的宽度不得小于6-8m，保证一次布孔不少于2排。平台要平整，便于钻机行走和作业。在施工时，可采用浅孔爆破，推土机整平的方法。对于分层台阶式爆破平台应该根据设计的爆破梯段，从上到下逐层修建，上层爆破后为下层平台的修建创造了条件，上一层的下平台是下一层的上平台。

泰业X5钻机和泰业370钻机的钻孔方法

（1）泰业X5钻机和泰业370钻机的钻孔要领

 司机应掌握钻机的操作要领，熟悉和了解设备的性能、构造原理及使用注意事项，熟练的操作技术，并掌握不同性质岩石的钻凿规律。其基本要领：“软岩慢打，硬岩快打；小风压顶着打，不见硬岩不加压；勤看勤听勤检查”。

（2）泰业X5钻机和泰业370钻机的钻孔的基本方法

开口：对于完成的岩面，应先吹净浮渣，给小风不加压，慢慢冲击岩面。打出眼窝后，旋转钻具下钻开孔。当钻头进孔后，逐渐加大风量至全风全压快速凿岩状态。对于表面有风化的碎石层或由于上层爆破使下层表面裂隙很多甚至松散的情况，若开口不当，会形成喇叭口，碎石随时都可能掉进孔内，造成卡孔或堵孔，且不光滑的孔壁亦会出现装药时卡孔现象，这不仅影响钻孔速度，还影响爆破效果。因此，开口时应掌握一定的技术。首先，应使钻头离地给高风高压，吹净浮渣，按“小风压顶着打，不见硬岩不加压”要领开口；其次，为了防止孔口坍塌应采用泥浆护壁技术，即将黄泥浆注入孔内，旋转钻具下钻，用一压一转的方法将黄泥挤入石缝，然后上下提放钻杆，使黄泥牢固孔口圆顺，孔口上部可人工用黄泥护壁，是松散的碎石牢固，不会受到振动影响而掉进孔内。

泰业X5钻机和泰业370钻机的钻进技巧：孔口开好后，进入正常钻进时，也应掌握一定的技巧。对于软岩，应送全风加半压，慢打钻，排净渣，每进尺1.0-1.5m提钻吹孔一次，防止孔底积渣过多而卡孔；对于风化破碎层，应风量小压力轻，勤吹风勤护孔。为了防止塌孔现象，每进尺1m左右就用黄泥护孔一次。

（3）泰业X5钻机和泰业370钻机的泥浆护孔办法

对于孔口岩石破碎不稳固段，应在钻孔过程中采用泥浆进行护壁，一是避免孔口形成喇叭状容易影响钻屑冲出；二是在钻孔、装药过程中防止孔口破碎岩石掉落孔内，造成堵孔。泥浆护壁的操作程序是：

炮孔钻凿2-3m；

在孔口堆放一定量的含水粘黄泥；

用钻杆上下移动，将黄泥带入孔内并侵入破碎岩缝内；

检查护壁是否达到要求；

在终孔前钻杆上下移动，尽量能将岩粉吹出孔外，保证钻孔深度，提高利用率。

炮孔验收与保护

炮孔验收做到：

（1) 检查炮孔深度和网孔参数；

（2) 复核前排各炮孔的抵抗线；

（3) 查看孔内含水情况。

炮孔深度的检查是用软尺（或测绳）系上重锤（球）来测量炮孔深度，测量时要做好记录。根据工程经验，炮孔深度不能满足设计要求的主要原因有：

（1) 孔壁破碎岩石掉落孔内造成炮孔堵塞；

（2) 炮孔钻凿过程中岩粉吹得不干净；

（3) 孔口封盖不严造成雨水冲垮孔口。

为防止堵孔，应该做到：

（1）每个炮孔钻完后立即将孔口用木塞或塑料塞堵好，防止雨水或其他杂物进入炮孔；

（2）孔口岩石清理干净，防止掉落孔内；

（3）一个爆区钻孔完成后尽快组织实施爆破。

 在炮孔验收过程中发现堵孔，深度不够，应及时进行补钻。在补孔、补钻过程中，应注意周边炮孔的安全，保证所有炮孔在装药前全部符合设计要求。

本工程通过2套泰业X5钻机匹配复盛埃尔曼680空压机，和2套泰业370钻机匹配柳州富达180-19空压机，提高了燃油经济性，同时减少了人工成本，保证每年300万方的完成量，被主管机关评为“安全生产先进单位”。