本發明屬于露天料場開挖施工方法領域，尤其屬于露天料場開挖爆破施工技術領域，具體涉及一種露天料場深孔梯段降塵爆破的泥水混合介質裝藥結構及工藝。
背景技術：
爆破作業中，存在大量的炮煙及粉塵。爆破粉塵是伴隨爆破瞬間產生的，如果不對炮煙和粉塵進行處理或防護，則有可能由于爆燃產生大量有毒氣體導致人員傷亡，其所產生的粉塵對環境的污染也十分嚴重。研究表明，粉塵粒徑、濃度與被爆體、爆破工藝密切相關。
水壓爆破作為一種在孔中采用水作耦合介質的爆破方式，能夠利用水介質高效傳遞爆炸能量及其產生的水霧進行降塵。但是，露天料場開挖爆破的炮孔孔壁與孔底大多難以防滲漏，傳統水壓爆破采用水袋作為堵塞介質費時費工，需要從爆破工藝進行改進。
目前，爆破作業采用的干式抑塵措施對呼吸性粉塵效果并不理想，并伴有二次揚塵的問題；噴霧措施的抑塵效果相對較好，但是用水量過大導致成本過高，且作業區范圍的粉塵濃度難以達到職業健康標準。
技術實現要素：
本發明根據現有技術的不足公開了一種露天料場降塵爆破工藝。本發明從爆破時產生粉塵和炮煙源解析，從粉塵特性入手，綜合露天料場梯段 爆破的施工特點，并從經濟實用的角度提出一種露天料場深孔梯段降塵爆破的泥水混合介質裝藥結構及工藝。
根據不可壓縮液體傳遞爆破能量原理，設計孔內泥水混合物的耦合介質、孔頂土石混合料的堵塞介質和被爆體表面濕化處理工藝，既能達到傳統水壓爆破降塵等目的，也能省掉水袋制作過程從而簡化施工工藝，大大降低生產成本與爆破負面效應。
本發明利用一種適合噴灑在爆破梯段面與臨空面積塵的表面活性泡沫抑塵劑，液橋力增大粉塵的起動風力，達到降低積塵揚起強度的目的。
本發明從爆破時粉塵和炮煙源解析、粉塵特性入手，綜合露天料場梯段爆破的施工特點，并從經濟實用的角度提出一種露天料場深孔梯段降塵爆破的泥水混合介質裝藥結構及工藝，形成簡單實用的爆破施工工藝，從而達到優化爆破工藝成本、提高爆破降塵措施的性價比，延伸、拓寬綠色爆破施工技術的深度、廣度。
本發明采用泥水混合物使得孔壁周圍形成均勻一致的泥漿保護面，孔內的泥漿具有一定的比重，防止孔壁裂隙導致不耦合介質滲漏，使得爆炸能量的傳遞效率更高，使爆炸能量充分消化在被爆巖體內部，減少能量損失。另外，爆炸水霧拋撒速度快，拋撒半徑大，控制范圍廣，水與粉塵的接觸面積增大，水的利用效率和降塵效率提高。
本發明對于爆破臺階面、臨空面的積塵，在爆破前采用降塵劑溶液進行濕化處理，從而減少爆破沖擊波產生的揚塵。研究表明，在使用摻入降塵劑等表面活性劑的水溶液濕潤情況下，顆粒間的液橋力起主導作用。這 種液橋力將促進塵粒間的凝聚,使小塵粒積聚成大塵粒,加速塵粒的沉降，從而起到降塵作用。同時由于液橋力較大，通過液橋力被粘結起來的粉塵的起動風力大大增強，與干燥塵粒相比，不易被揚起。該技術可以發揮降塵劑使液體顆粒與粉塵的混合作用，實現降塵。在傳統的濕法除塵技術基礎上，加入一定量的表面活性劑之后，不但可減小水的表面張力，水霧液滴包裹沉降粉塵能力得到加強，粉塵被水潤濕更加容易，降塵效果得到進一步提升。
本發明具體技術方案如下：
一種露天料場降塵爆破工藝，包括以下工藝步驟：
(1)鉆孔：在爆破作業平臺上，根據地形地質條件，按照常規梯段爆破設計參數鉆設炮孔；
(2)裝藥：每個炮孔裝藥順序為：A.先填裝炸藥；B.填裝泥水混合物介質，或，若炮孔孔壁與孔底經檢測不漏水，直接裝填水介質；C.用濕透的土石料堵塞介質對孔頂進行封堵處理；
其中，孔內泥水混合物介質配合質量份數比例為粘土：水＝20～30:70～80，孔頂土石堵塞介質配合質量份數比例為黏土：砂：水＝65～75:10～15:15～20；
(3)表面處理：實施爆破前，將爆破臺階梯段面、臨空面用降塵劑做濕潤處理，增強對爆破粉塵的凝聚、捕捉能力，保證綠色施工的環保目標實現；
(4)聯網爆破：采用毫秒延期電雷管或非電雷管爆破；
所述降塵劑選用降低水面張力的表面活性化學制劑與基料、水按一定比例混合制成；表面活性化學制劑包括：質量百分數0.05％的十二烷基苯磺酸鈉溶液或十二烷基硫酸鈉溶液；基料為質量百分數0.3％氯化鈉等電解質溶液。
實驗效果：通過儀器測量，用質量濃度為0.05％的SAS十二烷基苯磺酸鈉溶液作為表面活性劑溶液的降塵效果更為顯著，降塵效果大大提高。預濕處理對呼塵的沉降效率均在90％以上,對全塵和呼塵的降塵效率分別達到96.4％和97.9％,與清水降塵效率相比,分別高出44.1％和46.9％。
附圖說明
圖1為水壓爆破炮孔堵塞裝藥示意圖。
圖中，1-土石料堵塞段；2—巖石乳化炸藥裝藥段；3—泥水混合裝填層；4—自然形成的固壁與防滲保護層。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本發明進一步說明，具體實施方式是對本發明原理的進一步說明，不以任何方式限制本發明，與本發明相同或類似技術均沒有超出本發明保護的范圍。
結合附圖1。
本發明旨在從實際行動上推行綠色施工，從過程入手減少料場在開挖爆破過程中的產塵量，形成相應規范的爆破工藝，具體施工步驟如下：
(1)在爆破平臺按照臺階參數進行打孔，爆破臺階參數如下：
1.鉆孔形式，露天深孔爆破的鉆孔形式為垂直或傾斜鉆孔。
2.2.布孔方式，布孔方式為多排梅花形布置，主爆孔間排距：a×b＝3.0×3.0m，緩沖孔間排距：a×b＝3.0×2.5m，預裂孔間排距：a×b＝1.0×2.0m
3.孔徑d：d＝90.0mm。
4.超深h是指鉆孔超出臺階底盤標高的孔深，其作用是降低裝藥中心的位置，以便有效地克服臺階底部阻力，避免或減少留根底，以形成平整的底部平盤。超深值一般為(8～12)d，即0.72～1.08m，取0.8m。
5.孔深L：孔深是由臺階高度和超深確定的。臺階高度的確定應考慮為鉆孔、爆破和鏟裝創造安全和高效的作業條件，它主要取決于鏟斗容積和礦巖開挖技術條件，根據本實驗要求，實際爆破時臺階高度取10.0m。孔深L＝臺階高度H+超深h；可求得對應孔深為10.8m。
6.最小抵抗線W1：3.0～4.5m。
7.孔網參數。由于爆破石料粒徑≤80cm，爆破孔間排距取值：a×b＝3.0×3.0m。
8.堵塞長度L2。合理的堵塞長度能降低爆破氣體能量損失和盡可能增加鉆孔裝藥量。良好的堵塞質量是盡量增加爆炸氣體在孔內的作用時間和減少空氣沖擊波、噪聲和飛石的危害；不允許有飛石時，堵塞長度取鉆孔直徑的30～35倍。可取L2＝35d＝35×0.09m＝3.15m。
9.炸藥單耗。影響單位炸藥消耗量的主要因素有巖石的可爆性、炸藥特性、自由面條件、起爆方式和塊度要求。因此，選取合理的單位炸藥消耗量q需要通過多次試驗來驗證調整。本工程炸藥單耗暫取0.41kg/m3，后期經過生產性試驗進行調整。
10.單孔裝藥量。臺階高度10m，裝藥量為36.9kg。爆破孔采用以下裝藥結構單耗為0.41kg/m3，潤濕土石料填塞長度為1m，藥卷上、下的泥水混合介質長度均為1.5m，如圖1；緩沖孔裝藥量為27kg，單耗為0.41kg/m3，潤濕土石料填塞長度為3m；預裂孔裝藥量為4kg，線裝藥密度為533g/m，潤濕土石料填塞長度為2.5m。
(2)打孔完畢后，進行裝藥，采用配置好的泥漿(比重：1.10～1.30，稠度：20～25s)裝填炮孔，然后填裝炸藥，并用泥水混合介質將炮孔剩余部分填充，最后用濕透的土石料進行炮孔封堵可以達到良好的爆破效果。土石料配合比擬定為黏土：砂：水＝75:10:15，具有一定的塑性和強度，并根據實際情況調整炮泥尺寸。爆孔裝藥方式可見圖1。
(3)采用毫秒微差爆破技術可以減輕地震波，減少二次爆破，根據爆炸設計順序，先爆的炮孔為后爆的炮孔提供臨空面，提高爆破效率，爆破網絡圖同常規爆破網絡。
(4)實施爆破前，將爆破臺階面、臨空面用降塵劑淋濕，以借助粉塵顆粒間液橋力的作用來達到降低爆破破碎時產生粉塵的目的。降塵劑配方擬選用增強水面表面活性的化學制劑和質量分數0.3％氯化鈉電解質溶液等，增強對爆破粉塵的凝聚、捕捉能力，保證施工綠色環保。
實驗效果：通過儀器測量，用質量濃度為0.05％的SAS十二烷基苯磺酸鈉溶液作為表面活性劑溶液的降塵效果更為顯著，塵效果大大提高。預濕處理對呼塵的沉降效率均在90％以上,對全塵和呼塵的降塵效率分別達到96.4％和97.9％,與清水降塵效率相比,分別高出44.1％和46.9％。