爆破飞散物的预防控制

2014-03-22张九龙

采矿技术 2014年5期

张九龙

(浙江安泰爆破工程有限公司，浙江台州市 318050)

爆破飞散物是指爆破时个别或少量脱离爆堆，飞得较远的石块或碎块[1]。其飞散方向和距离具有不完全可控性，对爆区附近的人和物构成一定的威胁。工程技术人员应结合工程实际情况，在设计、施工中对爆破飞散物采取一系列措施加以预防控制，以尽可能减少飞散物，降低爆破安全事故率。

1 主动控制

1.1 资料分析和现场勘查

在爆破设计前仔细分析工程相关的地质地形资料、周边环境资料、原设计资料，并根据现场勘查情况对资料进行校核，然后进行精细的设计施工。条件允许的情况下进行小规模试爆，使爆破设计更安全合理。

1.2 准确的工程测量

测量结果准确是爆破设计精确安全的前提。测量人员应认真仔细，可采用多点抽检或多次重复测量等方法检验测量结果的准确度。

1.3 完善的爆破设计方案

1.3.1 优选爆破参数

(1) 抵抗线的位置、大小和方向。应尽量使容易产生飞散物的方向不朝向需保护的人和物。施工中如发现最小抵抗线过小，可采用处理爆区作业面，改变钻孔角度，分段装药，调整爆破顺序和时间等技术措施。对于较大的底盘抵抗线，应提前处理掉或在相应部位补孔。

(2) 在满足工程质量的前提下，尽量降低炸药单耗。单耗采用类比法或参照爆破条件相近的工程选取，情况复杂的可通过小范围试爆或爆破漏斗试验等方法确定。

(3) 严格控制装药量。装药量对爆破飞散物的产生有较大的影响。应结合被爆体的物理性质及周围环境、自由面个数、炮孔参数、实测的抵抗线大小等确定合理的装药量，防止个别孔药量过大而产生飞散物。

某文献建议在计算装药量的公式中加入个别飞散物控制系数c，c值小于1.0，能使爆破的岩石松动而不飞散，坍塌而不抛散。经实践，岩石坚硬取c=0.7～0.8，中等坚硬取c=0.5～0.6，软弱取c=0.3～0.4，裂缝发育取小值，反之取大值[2]。

(4) 安全可靠的起爆网路。为保证可靠起爆，尽量采用多套起爆网路。采用导爆索起爆时容易破坏炮孔的填塞，从而产生较多的孔口飞散物。

选取合理的起爆顺序和起爆时差，可以调整最小抵抗线的方向，避免出现跳段现象；还可以利用先起爆药包破碎的介质阻挡后起爆药包产生的飞散介质，从而使飞散物的数量减少，飞散距离缩短。实践表明，微差间隔时间为25～50 ms比较合适，“V”形起爆网路产生的飞散物相对较少。在选择微差网路的毫秒雷管的段别时，应考虑到雷管的延时误差以避免产生跳段现象。为避免同段别雷管延时误差的影响，在同一爆破部位采用1～10段的同段毫秒雷管，可以利用药包间的阻挡防护作用，并防止先起爆药包把后起爆药包的覆盖防护物掀开[3]。在爆破现场对设计的起爆顺序进行复核，防止出现炮孔夹制、带炮、改变后爆孔的抵抗线等现象。

(5) 采用合理的装药结构。在设计时根据爆区的地形地质条件，采用不耦合装药，小孔径分散装药，分段装药等装药结构。遇到局部抵抗线过小的炮孔，自由面较松动破碎的炮孔，多临空面的炮孔，节理裂隙、夹层、断层、岩缝、空洞等软弱面，前排自由面有凹陷等情况，应对钻孔位置、钻孔方向、装药量、装药位置、装药结构、炸药类型等进行适当调整。将炸药避开薄弱部位进行布置，尽量避免药包各方向的抵抗线相差过大，尽可能地消除不良地质条件的影响，使炸药的能量得到充分利用。

1.3.2 选择合适的炸药类型

尽量采用爆速低、猛度低的炸药，避免爆后的岩块过破碎引起远距离飞散物。炸药的波阻抗接近或略大于岩石的波阻抗时，炸药爆轰的能量充分利用于岩石破碎，转化为破碎岩块飞散的能量相对较少。

1.3.3 爆破作用指数

函数f(n)也是个别飞散物的影响因素，一般可按表1选择适当的f(n)值[4]。

表1 药包性质与爆破作用指数函数f(n)的关系

1.4 严格按照爆破作业施工程序组织爆破

1.4.1 精细施工确保质量

爆破设计人员参加并指导现场施工，发现问题及时采取措施，认真检查各作业工序的施工情况，对施工质量的验收应严格。

1.4.2 控制钻孔精度

爆破前将台阶面和自由面上的松动石块清理掉。根据爆破设计说明书并结合爆区实际情况确定孔位，并保证钻孔数量、钻孔深度、钻孔角度、孔间距符合设计的要求[5]。

爆破飞散物多产生于最小抵抗线部位、自由面处、孔口部位及地质薄弱部位。在布置炮孔前，要查看自由面的凹凸情况、底盘抵抗线的大小，爆区是否有节理裂隙、软弱夹层、断层、岩缝、空洞、破碎带和弱化区(特别是与临空面贯穿的)等。炮孔不能布置在薄弱部位，如已在薄弱部位钻孔，应适当减少该孔的装药量，采用不耦合装药、分段装药法等技术措施。前排孔的钻孔角度要根据坡面角度确定，使抵抗线均匀。

1.4.3 细致的装药

装药前复核孔位、孔深、倾角、孔排距、最小抵抗线等参数，检查自由面凹凸根底是否超欠挖情况。

装药的过程中应随时辨别药柱的高度，检查药柱的上升速度，防止装入过量炸药。上升缓慢则可能孔壁有空洞、裂隙等，应停止装药，如已装入过量的铵油炸药，必须注水溶解。若空洞或裂隙小则采用分段装药，若空洞过大应报废此孔，在其附近安全距离外补孔，或填塞形成柱塞再装药。如上升过快则说明炮孔有堵塞，应用高压风吹孔或用炮锤等通孔[6]。

1.4.4 仔细填塞

填塞材料选用密度大且不夹杂较大物块的细砂、湿土、岩粉或其混合物。填塞长度应确保不小于最小抵抗线值，一般工程中取20～40倍孔径。施工过程中要逐孔检测装药与填塞长度，如填塞长度小于最小抵抗线，应取出或吹出一些炸药，或在孔口压一些装土或碎岩渣的袋子。填塞应连续密实。

1.5 孤石及二次破碎时爆破飞散物的控制

尽量采用机械破碎、静态破碎、水炮破碎等破碎方法。爆破破碎时采取以下措施控制飞散物[7-8]：

(1) 采用小孔径，钻孔深度取1 /2～2 /3岩石高度。加大孔网密度，使炸药尽可能均匀地分布于石块内部。

(2) 控制单耗及装药量。装药前测量所钻炮孔，校核最小抵抗线并确定装药量。每个覆土炮的药量不能大于0.8 kg，块度较大的岩石或者根底应采用浅孔爆破，药量应小于1 kg。

(3) 保证填塞长度不小于最小抵抗线，选用炮泥或湿土逐层密实填塞。

(4) 同一石块上的多个炮孔，应采用瞬发雷管或1～3段毫秒雷管起爆，段差大会使后爆炮孔的爆破条件发生改变而产生飞散物。

(5) 禁止在石缝中插炸药或在根底掏穴装炸药进行爆破。

1.6 施工管理

1.6.1 加强爆破安全管理力度

严格遵守《爆破安全规程》，建立完备的规章制度，制定安全合理的爆破操作规程，制定爆破过程中各环节的操作细则并严格执行。建立质量保证体系，加强作业人员的责任感，依照设计说明及施工程序施工，互相监督检查。爆破作业人员应经过技术培训和安全培训，强化爆破作业的安全意识，并通过考核持证上岗。实行爆破工程安全监理制度[9]。

1.6.2 施工管理的主要内容

(1) 炮孔检查，炮孔位置、深度、孔排距、倾斜角度、最小抵抗线等与设计是否相符，孔内是否有水或杂物甚至被堵塞等。与设计不符的炮孔，对爆破安全或质量会产生影响的应进行处理或补孔。

(2) 爆破器材检查，炸药、雷管、导爆索、导爆管的种类、数量是否与设计相符，有无破损、过期、变质等质量问题；起爆电源能否满足爆破要求。

(3) 装药与填塞检查，单孔装药量、装药结构、起爆药包、填塞长度、填塞质量等是否与设计相符。

(4) 线路检查，起爆线路是否符合设计要求，管线是否有破损，是否有漏连，起爆方向是否正确，线路电阻是否与设计相符，线路能否导通等。

(5) 安全警戒情况，警戒距离能否满足爆破安全要求，各警戒点人员是否到位，警戒工作是否到位。

2 被动防护

限于对自然事物的认识和一些不可控因素，即使经过精细的设计和施工，也不能保证不会出现个别飞散物。为防止发生意外事故，在复杂环境下进行爆破需进行防护。

2.1 防护形式

2.1.1 覆盖防护

直接将防护材料覆盖在爆破体上。作用是减少飞散物的数量，降低飞散高度和距离，减缓飞散速度。主要防护最小抵抗线、炮孔口、自由面凹陷处、地质薄弱部位等可能出现爆破飞散物的部位以及朝向建筑物、设备、道路、管线等方向。

覆盖防护的材料应来源广泛，搬运方便，透气性良好，容易裁剪和联接，有足够的强度和重量，可重复使用。常用草袋(帘)、胶帘、麻袋、荆笆、竹笆、厚尼龙塑胶布、旧工业用毡、废旧地毯、金属网、胶带、轮胎、钢板、不含石块的砂袋或土袋等。根据被爆体的破碎程度、孔径、单孔装药量、爆区与保护物的距离等因素，选用合适的防护材料和防护形式。为加强防护效果，覆盖物之间应互相搭接，且从后爆炮孔依次向先爆炮孔搭接覆盖，以防先爆炮孔将覆盖物掀开，使后爆炮孔失去防护而产生飞散物。用铁丝、绳子等对覆盖物进行固定，以防防护物被冲击移位，但不能绑的过紧。

2.1.2 近体防护

防护材料设置在爆破体附近。采用钢管、毛竹、木杆等作排架，上面挂荆笆、竹笆、帆布、铁丝网等防护物，阻挡从覆盖防护中飞出的碎块。

2.1.3 重点对象的保护性防护

对爆区附近需要保护的重要设备、设施进行遮挡或覆盖防护。用草袋、荆笆、竹笆、条笆、木板、钢丝网、麻袋等材料。

2.1.4 设置缓冲层

爆破拆除烟囱、水塔等高耸建筑物时，为防止其坍塌时与地面接触出现弹射飞散物，应在建筑物坍塌方向的地面上铺设缓冲层,以隔离冲击作用，吸收建筑物坍塌下落产生的强烈冲击能，降低弹射飞散物的数量、弹射速度和距离[10]。缓冲层材料可用土、沙包、草袋、麻袋、胶带、木板、钢板等。

2.1.5 安全警戒

爆区周围划定警戒区，警戒距离原则上必须在个别飞散物的飞散距离以外。警戒距离外应设置警示牌，爆破时封锁出入爆区的每条道路，并安排防守人员。爆区内的所有人员和重要设备应转移到安全区域，不能转移的要设置防护设施[11]。