石料场开采施工方案

1、工程概况

国道318线林芝至拉萨公路改造工程拉萨段第一合同起于墨竹工卡县城以东（k4554+800）经过墨竹工卡县城、甲玛乡、达孜县章多乡、终于达孜县塔杰乡（k4590+000），路线全长公里。我部因施工料源不足，需在k4581+000（章多乡章多村）增设石料场一处，该料场储存量约30万方，面积约万平米，原设计中无，已开采约万方。根据有关部门要求，该石料场开采有用料只能为13万方。

k4581+000石料场位于章多乡章多村，往拉萨方向318国道左侧约2500m，料场北面有少量残留砂岩盖顶，东南面有大片基岩裸露，山坡基本无生长植被。上石料场施工临时道路从料场东面经过，开采运输条件好。岩性分析：颗粒密度ρP=cm3，饱和块体密度ρS=cm3，天然块体密度ρ0=cm3，烘干块体密度ρd=cm3，自然吸水率Wa=%，孔隙率n=%，饱和单轴抗压强度RS=155MPa，烘干单轴抗压强度Rd=176MPa，软化系数，SO3含量QS=%。

2、工程特点、难点及措施

该料场在318国道旁边，露天进行开采，开采时存在以下几个难点:

（1）料场位于318国道旁边，为避免山体大面积破坏，保护当地环境，开采施工较困难。前期开采临时道路均已修通，拟定从采石场背面即从318国道进入采石场，绕道山体背面，从背面进行采石，避免了从318国道正面开采施工，影响当地环境。

（2）爆破作业较困难：因地区炸药管理严格，使用困难；且山体爆破区域距山脚碎石加工厂、山下居民区较近，存在安全隐患。为保证碎石加工厂、营地及邻近建筑物的安全，采用多打孔、孔外分段、孔内微差、孔口保护等措施进行爆破。

3、施工布置 

石料场内梯段爆破采用900mm潜孔钻机、270mm潜孔钻机钻孔，采用13m3/7空压机二台供风。孤石解炮拟采用YT-26手风钻钻孔破解。

4、开采分层规划

开采范围确定

根据现场所定，石场开采范围主要为该山体背面，避免破坏正对318国道一侧山体，影响当地环境。 具体布置见附图。

开采分层

石料场开采边坡分层放坡，最高一层开采层基本为覆盖层，坡比为1:，下面采层边坡坡比为1:，分层开采设计高度为10~15m。先修通通上山顶的道路，从山顶打开开采面，从上往下分层爆破开采。

开采施工程序

石料场开采按“分区、分块，自上而下”的原则开采，每个台阶规划前、后2个作业面，每个工作面按×～（长×宽）。采场分区同步下降。台阶高度按10m-15m控制（局部岩层较薄部位视岩层厚度适当调整）。工作面爆破梯段台阶与场内临时道路相结合。

石料钻爆开采施工程序为：施工准备→修筑施工便道→基础设施安装→覆盖层剥离（挖运、弃渣）→工作面清理→台阶钻爆→石料挖运。

因道路高差过大，为保障石料能顺利外运，拟采用石料爆破与道路修筑结合进行，及按预订的马道高程控制爆破后，石料先不外运，用于道路填筑，从西向东推进，待道路填筑至各级马道高程后，料场自上而下进行梯段爆破，随台阶高程降低，相应石料运输及道路挖除、外运随之同步进行。道路随石场边采边降，直至降到设计开采高程。

料场开采方式

为了保证开采石料粒经的均匀性，和爆破施工的安全、当地环境的保护考虑，同时满足长时间高强度开采，主爆孔以较大孔径的高风压潜孔钻机为主，靠近边坡部位的爆破孔辅以中大孔径造孔，采取大孔距，小排距的钻孔方式，采用人工装药，微差爆破，既降低作业人员的劳动强度和生产成本，又可提高工作效率和机械化作业程度，且可大幅度地减少二次解炮率和加快开采施工进度。

石料场分层开采程序及方法见下图：

5 、施工准备及场地清理

石料场北面有少量残留砂岩盖顶，东南面有大片基岩裸露，仅顶部剥离层较厚。在料场相应采层开采施工前，需进行剥离施工。

（1）测量放样

安排具有丰富经验的测量人员，负责本标段的测量放样任务。现场放样采用放样单进行放样交底，计算机校核测量网点，对现场测控网加密。

边坡钻爆前，均需进行边线检查，合格后方进行下一台阶施工。

（2）场地清理

开挖区边线放样后，采用人工对开挖范围内的无用料、杂草、弃料、有害物等进行全面清理，至少清理至开采边线以外范围，并按指定的方法进行处理。

① 施工准备：设备进场后，用人工配合反铲分段清理表层植被，再形成主干道至各层开采的施工便道，准备工作完成后开始石料的开采。

② 植被清理：目前杂草等植被清理在前期施工时已基本完成。

6、开采施工

（1）覆盖层剥离

首先将开采范围的轮廓线由测量定位，在上开口轮廓线以上清出3m宽范围内的覆盖层形成平台，并将2m以外山坡上的危石清除。由上而下采用人工配合反铲和手风钻爆破，挖掘机进行表土和覆盖层剥离。

开挖施工过程中，在边坡地质条件较差部位设置变形观测点，定时观测边坡变形情况，如出现异常，立即采取应急处理措施。

（2）石料开采 

料场边坡设计坡比为1:，每10~15m设一个台阶，中间设3m宽马道，根据工程特点，结合进度要求和资源配置等因素，采取按台阶高度分层开挖的施工方案，施工中主爆孔采用深孔微差爆破技术，边坡采取密集型钻预裂孔及缓冲孔。由于料场山脚处东边距离50m左右为碎石加工区，为了保证附近建筑物的安全，山顶从上至下采用5m左右预留保护层的两级边坡防护，设计边坡线采用预裂爆破技术，主爆孔采用同排同段炮孔外等间隔控制延时起爆技术，单孔单向，严格控制爆破振速，为了预防爆破飞石，同时对预裂爆孔采取孔外表面覆盖防护，确保周围建筑物的安全。

（3） 钻孔施工

钻孔施工前，应定准开孔的位置。测量人员认真配合，及时准确的给出开口线的位置、坡度。钻机要调整好角度，做一个同坡度相同的木制三角架，控制钻机的大架。钻孔施工人员在测量人员的配合下，按照设计所确定的预裂孔孔网参数沿设计预裂线精确的标出孔位，要求按设计钻出“平”“直”“齐”高质量的孔。

① 预裂钻孔参数 料场的前期属常规开采，根据现场的资源配置，以及岩石的坚硬，选择高性能钻机，钻孔孔径d=115mm，预裂孔距a=（8~12）D。

② 炮孔布置

预裂孔按孔距为1m沿边坡设计开口线钻孔，钻孔角度为73°，为了减少消除主爆孔对预裂面的损伤，采用缓冲爆破技术。缓冲孔布置与预裂孔平行，排距为2m。钻预裂孔时孔的方向同台阶坡面倾向要保持一致。孔口的位置要落在本台阶设计外轮廓线上，孔底的位置应落在下一个台阶平面的设计轮廓线上。

主爆孔参数如下：

深孔预裂爆破炮孔平面布置示意图（单位：m）

深孔预裂爆破炮孔剖面示意图

（4）装药施工

预裂（光面）爆破单位体积耗药量q＝／m～／m，线装药密度应该进行严格控制，以防药量过大而损伤边坡。为了克服孔底较大的夹制作用，确保孔底预裂缝的形成和贯通，适当地加大孔底装药量，孔底1米采取并排装2节，药径为?32mm的乳化炸药，孔的其余部分采用不偶合连续装药，孔口米不装药，用钻孔时排出的岩屑充填，装药前，首先用黑胶布捆扎在竹片上，同时把导爆索捆扎在其上，捆扎时必须注意，放入孔底端的竹片上末端及导爆索末端都不允许超过此处的炸药，以保证炸药与孔底的密切接触，捆扎好后，慢慢地把炸药放入孔内，并尽量使炸药紧贴主爆孔一侧，以尽可能减少炸药爆炸能量，对预留壁面的影响。为了防止充填的岩屑落入孔的下部，在充填岩屑之前，预先在回填区域内用编织袋塞实。导爆索的长度要超过孔的长度，并且在孔口之上有一定的长度。主爆孔采用间隔装药结构，控制同段起爆药量。

主爆孔、预裂孔装药结构示意图见图3

（5）网络连接起爆

精心设计主爆孔的网络及引爆顺序和延发时间，使预裂面的第二次损伤减少到最低程度。预裂孔超前与主爆孔起爆，为了确保主爆孔对预裂面的降震作用，预裂孔起爆的超前时间不得小于100ms。但是不许超前太长时间，以免出现预裂缝被充填，降低了降震效果。

炮孔外等间隔控制延时起爆网路，是指炮孔外用同一段别的毫秒管先把附近的3个炮孔的导爆管并联（9段），然后再用9段管串联起来，使各个炮孔按一定的顺序先后起爆，而且每个炮孔的起爆间隔时间都在90ms以上，达到单孔单响，而且每个孔的起爆时间不重叠，爆破振动不叠加。爆破起爆网路如下图：

（6）预裂孔爆破覆盖

为了保护爆破区域周围建筑物的安全，施工中采用两层编织袋覆盖，先在编织袋内装入砂土，覆盖后将排间的编织袋用绳子连成一片，编织袋覆盖时要注意保护好起爆网络。

7、开采质量控制

施工方法控制

（1）严格按爆破设计进行钻爆作业，以满足要求。

（2）安排专人现场监督挖装设备装料上车，保证有次有序，顺利进行。

（3）有用料和弃料分开装运，运输车辆相对固定并编号，做上明显的标志。 

（4）严格按风化土和完全弃料分开来堆放，以便采石场达到终采平台后，及时恢复场地进行绿化。各类渣料的堆渣范围和高程严格按照规范要求实施。

（5）作好料场的边坡保护和排水工作，保持渣料堆体周边的边坡稳定。 

（6）作好料场照明工作。

 减少超径石的控制

（1）在保证挖掘机械设备作业面安全施工的基础上，选择高梯段进行装药爆破，梯段高度10-15m。

（2）通过爆破试验获取满足石料级配要求的最佳爆破参数，采用孔间微差挤压爆破施工技术，增加爆破块体相互碰撞和挤压，降低超径石百分率。

（3）用钻孔岩粉填塞孔口，确保堵塞质量，防止冲孔。

（4）严格按爆破设计进行钻孔施工，露天液压钻机孔位误差±20cm，孔深误差±20cm；

（5）适当增加钻爆规模，减少临空面产生的超径石。

（6）对少量超径石，在挖装过程中用挖掘机械分选集中，采用啄木鸟进行二次解炮破碎后进行装运。

8、爆破安全控制

炸药用量控制

同段起爆最大药量计算 设计根据《爆破安全规范》将爆破震动速度严格控制在s，根据中华人民共和国“爆破安全规程”GB6722-2003中爆破安全震动速度V =K(Qm/R)a推导出Qmax=R3(V/K)3/α：

式中：

R---爆破振动安全允许距离，单位为米，本工程R取43M。

Q---炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大一段药量，单位为千克

V---保护对象所在地质点振动安全允许速度，单位为厘米每秒，对本工程取。

K、a---与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数。

表二爆区不同岩性的K、a值

 飞石控制

按钻孔爆破施工的飞石距离公式计算：

R=40d，（m）；

R=100K1 K2（r/w），（m）。

Smax出=260×D2/3

式中：R—安全距离（m）；

d—孔径（m,）；

K1—深孔密集系数（取1）；

r—深孔半径（cm）；

K2—炸药爆能与抵抗线相关的系数（取～）；

W—第一排炮孔的最小抵抗线（m）。

计算出露天深孔的爆破飞石距离在60～150m（钻孔直径为115mm）。在考虑减少爆破飞石的同时，还考虑到为了达到爆破石料的充分破碎，拟在爆破台阶的前沿，预留一定厚度的爆碴，用来进行微差挤压爆破，这样即可防止飞石，又可达到岩石充分破碎的效果。

由于爆破工程本身的诸多不确定性，飞石的可能性总是存在的，对爆破区域附近必须严加防范，设置警戒标志和信号，不留死角，人员必须撤离到300m以外，机械必须撤离到200m以外，对不能撤离的设备，必须进行遮盖防护。

  安全防护

本项目施工中主要安全防护对象有：进场道路以及附近设施等。 为保障炸药库、营地、变压器等重要建筑物及人身安全，拟定采用主动防护与被动防护措施进行预防；

（1）主动防护与被动防护

①主动防护主要以控制爆破规模，调整起爆方向（临空面背向营地方向），减少爆破次数，设计合理的爆破方案，保证爆破孔堵塞质量等。

②为确保起爆顺序按事先设计的起爆，应加强连线的检查和设计合理起爆段位。

③预裂爆破时在爆破孔上采用编织带装砂进行覆盖，减少冲孔飞石危害。

④对于附近的碎石场、变压器等设施以采取被动防护为辅，主要设施的迎炮面采取搭设高排架（采用脚手架钢管及竹排搭设高的排架），并在高排架前沿采用编织带装粘土筑一道高的防冲击柔性堤，以确保设备的安全，同时在炸药库内雷管存储箱上设置多层纸盒，以确保炸药库安全。

⑤严格控制爆破震动速度，确保邻近建筑物的安全。

（2）坡脚道路滚石防护措施

① 采石场外侧爆破采用浅孔减弱爆破，同时精心安排爆破顺序，控制爆破方向，以最大限度减少爆破后落向山下的滚石。

② 靠外侧边坡开挖以液压反铲为主，由外向内开挖，尽可能减少滚石。

③ 加强爆破警戒，每次爆破均根据实际情况对爆破飞石、滚落石、冲击波可能危及到的范围进行预测并实施警戒，各道口设置警戒哨卡，派专人值守，警戒区线内人员、设备及时撤离，对无法撤离的设施设置保护屏障。

④ 尤其是在雨后，爆破前后全面对料场山体坡面进行检查，及时清理浮石。

⑤ 必要时，马道带一定坡度向内倾斜，当开采达到一定高程后，适当加大马道宽度，以防止滚石直接落到坡脚。

（3）边坡稳定

料场顶部碎石土层边坡按1：，碎石土层以下边坡按1：设置，每10~15m设置一个宽台阶(马道)。边坡采用预裂爆破技术，保护边坡岩石稳定，局部岩层不稳定部位进行适当锚杆支护。

在开挖施工过程中，在边坡地质条件较差部位设置变形观测点，定时观测边坡变形情况，如出现异常，立即采取应急处理措施，避免意外发生。

（4）警戒措施与信号

①装药时，安全警戒范围为爆区外周20m处设岗；起爆时，警戒范围为以爆点为中心，向外200m设岗。爆破信号拉响后，爆破前所有人员和机械、车辆、器材一律撤至指定的安全地点。

②爆破警戒范围执行《爆破安全规程》（GB6722-2003）的规定，在危险区边界，设置明显标志，并派出岗哨。核定警戒点和警戒标志的位置，确保能够封闭一切通道。

③各岗哨由项目部指挥部统一编号，岗哨之间和岗哨与指挥部之间应建立通讯联络，警戒人员应将本岗位警戒情况随时向指挥部报告。

④执行警戒的人员，应提前一小时到达指定地点，封闭通往爆区的道路，使所有通向爆区的道路处于被监视之下，并坚守岗位直至警戒信号解除。

⑤加强与临近单位、居民的沟通工作，建立定时爆破时段，起爆前出示起爆信号，并在安全距离内派人把守各个通道口。在各通道口设立通告牌上标明爆破的范围、时间、地点以及警戒范围。

⑥信号标志流程为：预告信号→准备信号→起爆信号→解除信号，接收爆破解除信号前，警戒人员需坚守岗位，确保不放任何人进入警戒区域内。 下载本文