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爆破聚能管
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BTC-1500礦用型雙向爆破聚能管
BTC-1500礦用型雙向爆破聚能管

BTC-1500礦用型雙向爆破聚能管

  • 所屬分類:礦用型雙向爆破聚能管 BTC-1500
  • 發布日期:2023-05-29
24小時免費咨詢熱線:15805114678
  • 產品概述
  • 性能特點
  • 技術參數

聚能水壓光面爆破試驗總結

PVC爆破聚能管主要應用于隧道、煤礦、鐵礦等需要進行光面爆破施工的工程。采用聚能管的光面爆破可減少鉆孔,擴大孔距,減少導爆管用量,減少超挖,減少噴漿,提高半孔率,既節省了成本又提高了施工效率。聚能光面爆破技術,布孔和普通光面爆破完全一樣,鑿巖工具和工藝均無變化。不同之處在于周邊眼的間距,普通光面爆破40至50cm,聚能光面爆破周邊眼間距布置80至100cm,加大了孔間距,減少了炮孔鉆孔量,節約了鉆孔時間,節省了炮工的工作時間,降低了成本。起拱線、圍巖節理發育處可根據現場情況適當縮小孔間距。

爆破聚能管可根據炮眼深度采用合適的聚能管管體,不需其他工具幫助送入炮眼,切縫方向準確,兩端的前錐形定格帽和后定格堵外徑與炮眼內徑一致,保證聚能管管體同心,定向準確。且利于工業化生產,作業安全。


原理說明

聚能管聚能效應共四個過程:

1. 炸藥爆炸產生的爆轟波通過聚能管的聚能槽,將炸藥的動能于勢能轉換成高壓、高速、高能的射流,切割巖石成縫,形成1~2cm的深縫。

2. 射流在孔壁產生的射流壓力高達7000MPA,巖石動載抗壓強度為200MPA,抗拉為1/8~1/10的抗壓強度,響鈴的兩個炮孔即為鄰空面,疊加后的壓縮波變為稀疏波,在兩炮孔連線上使巖石分子結構斷裂,形成裂紋。

3. 準靜態氣體膨脹,靜態壓力在兩炮孔z短連線兩側產生拉力使巖石裂縫進一步擴展。

4. 根據爆破應力集中氣刃作用原則,爆破氣體沿裂縫進一步擴大貫通,拋落巖石。


聚能水壓光面爆破就是炮孔中由聚能管裝置替代了常規光面爆破炮孔中的藥卷和傳爆線,炮孔的z底部和上部有水袋, 用專用設備加工成的炮泥回填填塞。

常規光面爆破炮孔中的炸藥爆炸后,在巖石傳播應力波時產生徑向壓應力和切向拉應力, 由于光爆炮孔相鄰互為“空孔”,所以在光爆炮孔連線兩側產生應力集中度很高的拉應力超過了巖石抗拉強度,于是使炮孔之間的巖體形成的初始裂縫要比其他方向厲害的多,除此之外,由于炸藥爆炸生成的高壓氣體膨脹產生的靜力作用促使初始裂縫進一步延伸擴大。而聚能水壓爆破除上述應力波作用外,聚能槽產生的高溫高壓射流以及光爆孔中的水袋在爆炸作用下產生的“水楔”效應,促使巖石初始裂縫延伸擴展加大。聚能水壓光爆炮孔由于水袋炮泥復合填塞,有力控制炸藥爆炸生成的膨脹氣體于炮孔中, 其膨脹氣體靜力作用要比常規光面爆破不填塞強的多, 更有利于已形成的裂縫再延伸擴展加大。

聚能水壓光面爆破技術由于聚能管的高溫高壓射流、“水楔”作用以及增強了膨脹氣體的靜力作用,解決了常規光面爆破的不足,同時由于在光爆炮孔中放置了水袋,在爆破過程中產生的水霧起到了降塵的效果,改善了作業環境,保護了施工人員的身體健康。


聚能管光面爆破相對比常規光面爆破的優勢:

1、節省周邊孔數量50%;

2、周邊孔節省雷管50%,炸藥7%,導爆索80%;

3、節省噴射砼15%~30%;

4、節省鉆孔工人一名;

5、每個循環節約時間1.5~2小時,節約成本約30%;

6、安全方面,因對保留圍巖擾動小,不塌方,不滲水;

7、因采用聚能光面爆破,周邊圍巖平整度好,曲面圓順,鋪設防水板及二襯在同一面上,防水板與二襯之間沒有間隙,防水效果更佳。


數據對比方面

技術效果對比

項目

常規光面爆破

聚能光面爆破

周邊眼直徑/mm

φ42

φ42

周邊眼間距/cm

50

100

藥卷直徑/mm

φ32

φ32

周邊眼個數

42

23

炮眼深度/m

3.5

3.5

炸藥消耗量/kg

29.4

24.84

雷管消耗

42

23

z大開挖/mm

250

165

循環進尺/m

3.1

3.4

半眼痕/%

60

85


經濟效果對比分析(相同條件下,單個循環為單位)

項目名稱

單位

單價

常規光面爆破

聚能光面爆破

成本節約(%)

消耗量

合計

消耗量

合計

鉆孔

m/孔數

12.33

155.4/42

1916.08

85.1/23

1049.28

-45.2

炸藥

kg

8.7

29.4

255.78

24.84

216.1

-15.5

雷管

5.37

42

225.54

23

123.51

-45.2

導爆線

m

2.74

189

517.86

29.8

163.85

-68.4

聚能管

m




57.5

402.5


合計




2915.26


1955.24

-32.9


實際試驗數據對比

1、橫洞地質情況

試驗段掌子面圍巖等級為IV級,支護參數S4a,預留變形量8cm。揭露圍巖為中風化板巖、變質砂巖互層,圍巖裂隙發育,巖體破碎-較破碎,呈楔形碎裂隙鑲嵌結構,洞內地下水不甚發育,以潮濕狀-滴水狀為主。綜述,圍巖為IV級較差類型。

2、試驗分為3個循環,大峽谷隧道峨眉端橫洞試驗3個循環,開挖掘進長度分別為:3.3m、3.2m、3.2m。

3、所使用聚能管外形型號如下圖:

聚能管


聚能管


聚能管

C型聚能管

材質:PVC型材

尺寸:可定制

規格:φ32mm、φ36mm、φ40mm(可定制)

介紹:本產品共分為管體及蓋板兩部分,結合后呈字母C形狀,主管體兩側具有聚能槽,可應用于隧道及礦井,根據實際操作環境,可調整注藥量,現有規格可直接裝填各尺寸的乳化炸藥。產品材質可根據客戶要求進行定制。

表1:

試驗開挖進尺情況對比

序號

聚能爆破

普通爆破

開挖里程

長度(m)

開挖里程

長度(m)

1

TK0+266.2-262.9

3.3

TK0+253.88-250.96

2.92

2

TK0+262.9-259.6

3.2

TK0+250.96-247.82

3.14

3

TK0+259.6-256.4

3.2

TK0+247.82-244.8

3.02

4

平均值(m)

3.23

平均值(m)

3.02


結論:表中所示,聚能爆破平均每循環開挖長度為3.23m,普通爆破平均每循環開挖長度為3.02m,增加開挖長度0.21m。


表2:

聚能爆破周邊眼數據情況

序號

孔眼深度(m)

聚能管長度(m)

掘進長度

循環炸藥用量(根)

周邊眼孔數

單孔炸藥用量(根)

1

3.5

2.5

3.3

60

24

2.5

2

3.5

2.5

3.2

57.5

23

2.5

3

3.5

2.5

3.2

55

22

2.5

平均值(m)

3.5

2.5

3.23

57.5

23

2.5

表3:

普通爆破周邊眼數據情況

序號

孔眼深度(m)

掘進長度

循環炸藥用量(根)

周邊眼孔數

單孔炸藥用量(根)

平均周邊眼間距(m)


1

3.5

2.92

114

38

3

0.5

2

3.5

3.14

114

38

3

0.5

3

3.5

3.02

114

38

3

0.5

平均值(m)

3.5

3.02

114

38

3

0.5

表4:

周邊孔眼循環火工品數據情況

分類

平均孔數(個)

平均孔深(m)

平均進尺(m)

數碼雷管用量(發)

循環炸藥用量(根)

延米炸藥用量(根)

聚能爆破

23

3.5

3.23

2

57.5

17.8

普通爆破

38

3.5

3.03

2

114

38

差額對比

15

3.5

0.21

0

-56.5

-20.2

備注

表中“+”為聚能爆破數值大于普通爆破,反之為“-”。

結論:①聚能爆破:平均進尺/平均孔深=3.23/3.5=92.3%

          ②普通爆破:平均進尺/平均孔深=3.02/3.5=86.3%

表5:

噴射混凝土用量對比表(一)

序號

聚能爆破


普通爆破


掘進長度(m)

噴砼用量(m3)

掘進長度(m)

噴砼用量m3)

1

3.3

35

2.92

40

2

3.3

34

3.14

41

3

3.2

35

3.02

40

4

差額對比

延米噴砼(聚能爆破-普通爆破)

5

說明

統計表中噴砼差額數值是實際用量,損耗 、反彈均考慮在內;實際錨噴施工中會復噴上一循環交界段,經分析復噴用量占總用量的20%左右。

結論:粗略統計數據得知:延米噴射混凝土減少2.6m3/m。

試驗結果

1、人工成本:

①鉆孔分析:普通情況下,橫洞開挖班組共11人,每天2個班,一個班2.5小時,即2*2.5=5小時;采用聚能爆破時,開挖班鉆孔眼數量減少15個,單個孔眼一個工人鉆孔10分鐘,即可減少150分鐘。

②裝藥分析:每循環裝藥50分鐘,即增加100分鐘。總體而言減少20分鐘,人工成本基本不變。

2、火工品成本:(周邊眼)

1、普通爆破每延米炸藥用量為114根。

2、采用聚能爆破每延米炸藥用量為57.5根,數碼雷管節約15發。

3、延米炸藥用量減少11.3kg,延米費用減少124.3,數碼雷管4.7元/發,減少15發。費用減少70.5元;即火工品費用減少194.8元,延米費用減少64.9元。

3、噴砼成本:

①采用噴砼總用量統計法,每延米噴砼減少2.6m3。勞務成本單價350元/m3。減少費用為910元。

4、附加成本:包含減少攪拌噴砼、減少鉆孔所用高壓風、水、電,每延米按60元/m計算。

5、聚能爆破成本:

①聚能管:平均開挖3.23m,采用聚能管平均長度2.5m,循環孔眼數為23個,總長度57.5m,每延米長度為19.1m,單價為20元/米,延米費用為382元,一循環附屬用品100元,延米費用30.9元,總延米費用為412.9元。

6、試驗成本分析:

表6:

延米成本分析(砼總量分析法)      單位:元  

分項

人工費用

火工品費用

噴砼

附屬費用

聚能爆破費用

金額

0

-194.8

-910

-60

+412.9

綜合分析

-194.8-910-60+412.9=-751.9

備注

正值為增加費用,負值為減少費用

結論

1、采用聚能爆破需要圍巖結構性完整,才能達到較好效果。大峽谷隧道81%為III級圍巖,后期使用效果進入主洞后進行試爆。聚能水壓爆破經現場試驗,試驗段IV級圍巖炮眼殘留率達66.6%,但結構不完整及節理裂隙、斷層發育部位,即使能達到較好的炮眼殘留率,但受開挖擾動而出現掉塊現象、節理斷層面楔形切割形成凹槽,綜合評定實驗實際情況,炮眼殘留率較低,不能滿足光爆要求;使用聚能爆破可以較好的控制圍巖的超欠挖,節約炮眼成孔及裝填時間,節約火工品費用,節約噴射混凝土方量及噴射混凝土作業時間。

表:7:

周邊眼炮眼半眼殘留情況

序號

周邊眼炮眼數量

半炮眼殘留數量

半眼殘留率(%)

1

24

16

66.6

2

23

15

65.2

3

22

15

68.2

合計數據

69

46

66.6

1、對超挖現象控制情況較好,理論計算減少超方噴射混凝土方量較大。

2、每循環減少的施工時間約40分鐘,對整體施工影響較大。


建議

針對目前的圍巖情況和當前施工工藝,超挖量較大,導致噴砼超方嚴重,光爆差、初支平整度差。

1、根據圍巖強度及結構完整性,嚴格控制開挖周邊眼間距,嚴禁為省工擴大間距。

2、控制每循環進尺,以及周邊眼單孔孔深及炸藥用量。

3、根據已開挖的超挖情況分析,可適當縮小開挖輪廓線,減少超挖。

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