浅谈几种爆破方法中飞石产生的原因和控制措施

2017-09-28 16:04:15.0 责任编辑:崔玮娜

 刘志明

(葛洲坝易普力新疆爆破工程有限公司,新疆乌鲁木齐,830000)

摘要:工程爆破中造成人员伤亡和设备损伤的最大危害就是爆破飞石。本文针对拆除爆破、裸露爆破和深孔爆破等几种爆破方法中爆破飞石产生的原因及控制措施进行阐述,为工程爆破中降低爆破飞石的危害提供参考依据。

 

 

1引言

爆破飞石是指在爆破作业过程中从爆破点抛掷到空中或沿地面抛掷的杂物、杂物、泥土、砂石等物质。爆破飞石的危害主要体现在人员伤亡、建筑物损坏、机器设备破损等方面,而其中的人员伤亡是爆破飞石的最大危害。统计资料表明,在我国由于爆破飞石造成的人员伤亡、建筑物损坏事故已经占整个爆破事故的15%~20%,我国露天矿山爆破飞石伤人事故占整个爆破事故的27%[1]。因此,了解爆破飞石的危害,研究爆破飞石的产生原因,有针对性地开展爆破飞石的预防措施,对预防爆破事故的发生具有重要的意义。

随着爆破技术的发展,爆破技术人员对爆破飞石产生的机理及原因有着较为全面和深刻的认识,归纳起来有两个方面:一是设计原因,二是施工原因。合理科学的爆破设计建立在对爆破体介质特性完全掌握的基础之上,根据爆破体的特性选择合理的爆破参数,是达到预期爆破效果的关键。飞石的产生于爆破体力学性质及其与炸药匹配、地质结构和构造、爆破参数等因素相联系。一般情况下,岩石越“硬”、“脆”,越易产生飞石;岩体节理裂隙及片理、节理越发育,因不确定性更明显,炸药能量释放过快,越易产生飞石。

2爆破飞石产生的原因

2.1拆除爆破产生飞石的原因

在工程爆破中,对爆破介质物理力学性能了解不够、药量控制不准的现象出现较多。针对这种问题,可以通过多次试爆来获得准确的爆破设计依据。队于较小的爆破介质或只准一次成功的爆破,因受条件制约而不能进行试爆的,即使有原始设计和施工资料,但也会因风化、腐蚀作用的不同,导致设计药量不准而发生飞石超距。另外,对结构、尺寸等相同的介质,在同样的施工条件下,也存在有的爆破效果好和有的飞石较远的现象。因此,爆破介质内部结构不详,物理力学性能不清是导致飞石超过安全距离的主要原因之一。

爆破设计不当而导致飞石超过安全距离的情况,主要表现为以下几个方面:

(1)孔位设计不当,如孔位设计在爆破介质结构比较脆弱的地方等;

(2)爆破参数设计不当,布孔过于密集,抵抗线选取不当等;

(3)微差爆破网路设计不当,如微差时间选取不当等;

(4)爆破安全技术设计不当,表现为防护材料、防护方法等不合理。

在拆除爆破作业中,往往会出现因条件限制而难以完全按爆破设计书进行爆破施工的情况,如遇到钢筋不能穿孔等。此时若作业人员技术水平不佳,就很难合理调整装药量。此外,盖和遮挡不认真等都有可能导致飞石产生。

2.2裸露爆破产生飞石的原因

在爆破体介质特性同等条件下,单位炸药消耗量越大越易产生飞石或飞石距离越远[2];孔网面积和孔径越大,炸药在岩体内分布越不均匀,越易产生飞石。另堵塞长度偏大或偏小,微差延时爆破的延时时间偏长或偏短,同样是产生飞石的原因。

2.3深孔爆破爆破飞石产生的原因

(1)填塞长度过小。当炮孔中炸药爆炸后,爆生气体作用于孔壁上的压力在岩石介质中都以应力波的形式向远处传播,压力作用于炮孔上部时,爆生气体对岩石有效作用时间很短,孔口四周少量岩石获得很高初始速度,造成爆破危害。当相邻两个以上炮孔同时出现填塞过小时,孔口处出现应力波叠加,爆破漏斗效应更显著,飞石更远,危害更大。

(2)最小抵抗线过小或过大。最小抵抗线过小时,容易发生在采用倾斜深孔爆破的情况下,爆生气体对抵抗线最小处岩石的有效作用时间过短,应力波在此薄弱处破碎岩石,造成飞石危害。

抵抗线过大时,容易发生在采用垂直 孔爆破的情况下,爆生气体对此处有效作用时间过长,导致应力波延迟传播以至于改变方向,朝孔口相对薄弱处突破,产生爆破漏斗效应,造成飞石危害。

3爆破飞石的控制措施

3.1拆除爆破爆破飞石控制措施

在拆除爆破中,飞石的安全防护措施主要采用近体防护与间接防护相结合的方法。为削弱飞石的飞散距离,用稻草直接捆绑遮挡立柱的炮孔部位,用麻袋紧贴1~5楼的外墙炮孔部位,再覆盖钢丝网。同时在一楼和二楼围一圈彩条布,以防飞石损坏邻近建筑物的玻璃。在大型商场、银行和大型娱乐场所建筑物的一层设有落地门窗玻璃的,用纸箱或竹夹板遮挡,对一二层再用彩条布进行围挡。再对爆破体倒地范围的地下管线,铺垫沙土或草袋。

3.2裸露爆破爆破飞石控制措施

爆破设计者应做到精细设计与施工。

设计前必须到现场对孤石进行观察,通过各种手段了解掌握孤石的力学性质、形状特点等。设计时采取以下措施达到对飞石的控制:(1)采取小直径钻孔;(2)加大孔网密度;(3)控制单耗;(4)布孔遵循使炸药最大限度地均匀分布于孤石内部的原则。

设计人员必须在现场对施工全过程控制。装药时,根据实际孔位重新校核最小抵抗线,计算实际装药量;保证堵塞长度和堵塞质量。

为进一步防止飞石,可采用能吸收能量的材料对爆破体进行覆盖。覆盖材料大致可分为重型覆盖物和防护碎石的轻型覆盖物两类。孤石临空面极好,产生空气冲击的能量比较大,故宜采用透气较好的轻型防护材料另加压重防护。

3.3深孔爆破爆破飞石控制措施

(1)避免飞石危害的一个简单易行的方法就是控制爆破方向,使主爆方向及炮孔背向交通要冲、人员密集区以及有建筑物设施的方向。

(2)做好爆破设计,并编写爆破设计说明书,内容包括综合技术经济参数表、每孔爆破参数表、布孔及起爆网路图、设备避爆转移图、警戒范围图等;运用计算机进行辅助设计,建立爆破参数数据库,进行方案参数优化和爆破效果模拟。

(3)精心设计,精细施工,严格遵守《爆破安全规程》,制定“爆破现场施工程序”。严格按程序施工,增强责任心,加强监督检查。爆破施工时装药长度与堵塞长度要逐孔进行检测,发现堵塞长度小于30倍孔径或小于最小抵抗线时(多见于实际装药量超过设计药量而导致的填塞长度不足),使用“压包法”将炸药编织袋装岩渣压住孔口,袋数依堵塞长度而定;为了保证填塞质量,用小塑料袋装岩渣填孔,每孔3~5袋。由于塑料不透气,在孔中形成楔的作用,以延长爆生气体对岩石的作用时间,改善爆破效果。

(4)排除各种客观因素的影响,确保填塞质量。

(5)在进行爆破设计前,仔细测量坡顶线和坡底线。最小抵抗线过小,可以采用分段装药法,也可采用改变炮孔倾角的方法,以降低飞石的产生;底盘抵抗线过大,采用打斜孔或在台阶底部补孔的方法,以获得较好的爆破效果。

参考文献

[1]  刘殿中.工程爆破手册[M].北京:冶金工业出版社,1999.

[2]  邹文明.孤石爆破飞石控制与防护[J].西部探矿工程,2002,5:257~258.

 

摘自《中国爆破新进展》


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