爆破安全技术

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,二一一年三月,爆 破 安 全 技 术,1,1 、爆破地震波,2 、爆炸空气冲击波,3 、爆破噪音,4 、爆破破片与爆破飞石,5 、,爆破对环境的有害影响,6、早爆、迟爆与拒爆,爆 破 安 全 技 术,主要内容,2,基 本 要 求,1,、了解爆破地震波、爆炸空气冲击波、爆破噪音、爆破破片与爆破飞石的特点,2、学会安全距离计算方法及预防措施；,3、了解爆破对环境的有害影响以及一些应急,处理方法,3,爆破安全技术,炸药爆炸时，人类可利用其化学能转变成的机械功，完成一些人工或机械不能或难以完成的工作。爆炸的同时还将产生,爆破地震波、空气冲击波、爆破噪音、个别飞石、爆破毒气等危害作用,，这些危害作用亦称危害效应或负面效应。它们对人员、建筑物和设备所造成的危害范围，因爆破规模、性质与周围环境的不同而异。如露天爆破时，地震与飞石的影响范围较大；空气冲击波在加强抛掷时有显著作用，而松动爆破则几乎没有影响。爆破规模较大时，还要考虑爆破毒气的危害问题。,为了保证人员和设备的安全，必须正确计算各项安全影响范围，以便采取相应措施。对于建筑物与构筑物必须评价其安全程度。对于重要目标必须保证不受爆破地震、空气冲击波和爆破飞石的破坏，要严格进行安全校核，必要时应减少一次（或一段）的爆破装药量或采取其它安全措施,。,4,1 、爆破地震波,1.1 地震的有关概念,在地底下发生地震的地方，叫震源。地面上与震源相对处，叫震中。地震的大小，在地震学上用震级和烈度来衡量。,1.1.1 震级,震级也称地震强度，用以说明某次地震本身的大小。它是直接根据地震释出来的能量大小确定的。,1.1.2 烈度,烈度是指某一地震在具体地点引起振动的强度标准，它标志着地震对当地的实际影响，作为工程建筑抗震设计的依据。,5,必须强调指出，,地震震级与地震烈度是两个不同的概念，不可混淆。,如把地震比作装药爆炸，那么，装药量就相当于地震震级，而装药在爆炸时的破坏作用则是地震烈度。,一个地震只有一个震级，但在不同地区可以有不同的烈度，因为在一个地震区域内，不同部位的破坏程度是不同的。显然，震中区的烈度（叫震中烈度）就比其他地方的大。所以震中烈度就是最大烈度，用以表示该次地震的破坏程度。,6,大,长,低,大,地壳深处,天然地震,小,短,较高,小,地表（浅）,爆破地震,影响范围,持续时间,振动频率,释放能量,震源深度,项目,类别,爆破地震与天然地震比较,允许地面质点振动速度（）,建筑物设计的抗震烈度（度）,抗震烈度与相应的地面质点振动速度值,7,1.2 爆破地震的概念,当装药在固体介质中爆炸时，爆炸冲击波和应力波将其附近的介质粉碎、破裂，与天然地震一样，也会造成地面的震动，这种弹性波就叫爆破地震波。 视被爆介质不同，炸药爆炸后约有220%的能量转化为地震波。,由爆破引起的振动，常常会造成爆源附近的地面以及地面上的一切物体产生颠簸和摇晃；当爆破地震波的强度达到一定程度时，可以造成爆区周围的地表或建（构）筑物及设施的破坏。因此，为了研究爆破地震效应的破坏规律，找出减小爆破地震强度的措施和确定出爆破地震的安全距离，对爆破地震效应进行系统的观测和研究是非常必要的。,8,1.3 爆破地震的特点,爆破地震与天然地震一样，都是由于能量释放，并以地震波形式向外传播，引起地表振动而产生的破坏效应。它们造成的破坏程度又都受地形、地质等因素的影响。但天然地震发生在地层深处，其造成破坏的程度主要决定于地震能量（震级）与距震源的远近。爆破地震的装药则是在地表浅层爆炸的，其造成破坏的程度主要决定于装药量与距震源的远近。,通过对大量爆破地震和天然地震的实测分析，可以得出以下几点认识：,（1）,爆破地震振动幅度的数值虽大，但衰减很快，破坏范围并不大，天然地震振幅度的数值虽小，但衰减缓慢。破坏范围比前者大得多；,（2）爆破地震地面加速度震动频率较高（约1020 Hz以上），远超过普通工程结构的自振频率。天然地震地面加速度震动频率较低（一般25 Hz）。与普通工程结构的自振频率相接近；,（3）爆破地震持续时间很短（以万吨爆破为例，在近区仅1s左右）。天然地震主震持续时间多在1040s间。,9,由上可得重要结论：,在其处测得的爆破地震参数值（地面振动的速度或加速度值），是不能套用参数相等的天然地震烈度来估计该处破坏后果的。爆破地震的实际破坏效果要比相同烈度的天然地震小得多。,例如，万吨爆破时，在某厂房测得参数值相当天然地震烈度8度，但宏观调查并未发现房屋结构有任何破坏现象。,10,1.4,建筑物允许的爆破振动速度,对于一般的建筑物，许多国家在实际应用中，将“墙壁的抹灰层出现裂缝或脱落”视为“开始破坏”，并以此为标准，规定建筑物允许的振动速度,。例如，美国、加拿大、瑞典等国家，将一般建筑物允许的极限振动速度规定为2 ins（5.1cms）、允许的振动加速度为0.1g；前苏联将一般建筑物允许的最大振动速度规定为10cms。这是美国、加拿大、瑞典、前苏联等国家的学者据其本国情况早期对完好的砖、石结构房屋进行振动试验的成果。但,根据我国房屋建筑的实际情况、建筑材料、结构、新旧状况及破损程度各不相同，抗震能力差别很大，一律采用5cms仍会破坏某些房屋,。这个规定还没考虑爆破振动对电气设备的影响，国内矿山爆破已多次出现爆破振动引起电闸跳闸的事故。这个规定也没有考虑经常爆破的重复振动对结构的影响。,11,综上所述，,一般情况下把爆破振动速度控制在1cms 以内，可以保证任何正常房屋不致受到破坏,。,12,1.5 爆破振动强度及其安全参数的确定,1.5.1 爆破振动速度,（1）集团装药爆破振动速度计算公式,大量实测数据表明，爆破振动速度与装药量、距离、土石特性、爆破方法、爆破参数、地形及方向等因素有关。,式中，V单个集团装药内部爆破质点振动速度，cms；,C一次爆破装药量（齐爆时为总装药量，延迟爆破时为最大一段装药量），kg；,R爆心至观测点的距离，m；,K与爆破方法、爆破参数、地形及观测方法等因素有关的爆破场地系数，一般K=30500；,与土石地质因素有关的振动波衰减系数，一般=1.52.0；,m与装药形状有关的指数，国内多采用1/3，西方国家对深孔柱形药包采用1/2，对硐室集中药包采用1/3。,13,（2）爆破振动速度经验修正公式,萨道夫斯基公式是单个集团装药置于地下较深处爆破后距爆点一定距离处的质点振动速度公式。在实际工程中，一般采用多个装药同时起爆或分段延期起爆的爆破方式，装药数量较多，药量较小，且比较分散，如岩石深孔爆破、结构物拆除时的药孔爆破等，而且结构物拆除爆破时装药位置往往布置在距地面一定距离处的建筑物或基础之上，用此式计算的值与实际情况相差较大。为克服此缺点，国内有的学者在萨道夫斯基公式的基础上，根据多次工程实测数据和经验，提出了较为符合爆破实际的经验修正公式：,式中，K与爆破方法,、爆破参数、地形及观测方法等因素有关的爆破场地修正系数，,K,一般取0.251.0，距爆源近、且爆破体临空面较少时取大值，反之取小值,。,14,1.5.2 爆破振动的安全距离,在爆破设计时，为了避免爆破振动对周围建筑物产生破坏性的影响，必须计算爆破振动的安全距离，即危险半径。如果建筑物位于危险半径以内，则需将建筑物拆迁，如果建筑物不允许拆迁，则需要减少一次爆破的装药量，控制一次爆破的规模。因此，爆破前必须确定爆破振动的危险半径，同时计算一次爆破允许的安全装药量。,15,（1）爆破振动安全距离的一般算式,爆破振动的安全距离可按下式计算,：,次爆破允许的安全装药量可按下式计算：,式中，R,c,一爆破振动安全距离，m；,Q,max,一次爆破允许的安全装药量，kg；,V,kp,一 被保护建筑物允许的临界安全振动速度，cms。,式中其他符号含义同前。,16,（2）拆除爆破、药孔爆破振动安全距离的经验公式,爆破振动安全距离：,次爆破允许的安全装药量：,式中符号含义同前。,17,1.6 影响爆破振动强度的因素,通过大量爆破实践观测，得出下列几点认识：,（1）装药的分散性,与单个装药相比，如药量不变，则随着装药个数增多，爆震强度将降低。因此，适当分散配置装药将有利于减弱地震危害。,（2）地形地质条件,地震波传播经过深沟时，常能降低地震效应，但沟底高于爆破点的浅沟则作用不明显。突出的山包、陡坎、甚至斜坡或阶梯处则能增强地震效应。地势比装药高的地方较地势比装药低的地方破坏严重些。地震波传播经过断层，有时能降低地震效应。爆区的断裂带愈宽，延伸愈长，深度愈大，距离愈远，则对地震强度的影响也愈大。,18,（3）相对位置,飞散爆破产生的振动，在背飞散方向强度最大，可较横向同一距离处大一倍左右。坑道垂直爆破径向的比平行爆破径向的破坏严重些，而迎向装药的坑道壁面的破坏程度将大于背向爆源的一面。,（4）起爆时间间隔,多个装药爆炸时，如采用秒延期爆破，各段相隔时间大于1s，则全部装药产生的爆炸振动强度可按装药时最大的一段来计算。采用毫秒延期爆破，如各段相隔时间25ms，则全部装药产生的爆炸振动强度可按三分之二装药量计算。,（5）地震波的频率,建筑物遭受爆破地震的破坏程度除了与爆破地震波的质点振速（或振幅、或振动加速度）外，还与爆破地震波的频率密切相关。爆破地震波的频率愈高，与建筑物的自振频率相差愈大，则建筑物的破坏程度愈轻；反之，爆破地震波的频率愈低，则容易与建筑物的自振频率发生谐振，建筑物的破坏程度愈严重。,19,1.7 降低爆破振动效应的安全措施,为了减小爆破振动对爆区周围建筑物的影响，应根据被保护目标与爆点的相对位置、距离、分布情况，有针对性地采取相应以下一些措施：,（1）采用多段微差起爆技术，变能量一次释放为多次释放,，减小每次爆破的能量（转化为爆破地震波的能量则相应减小），将振幅较大的地震波变成多个振幅较小的地震波，从而减小爆破振动的强度。分段越多，振幅越小，爆破振动也越小。实践表明，微差爆破可使爆破地震强度降低3050%；秒差爆破的地震波强度取决于其中最大的一段药量。,（2）采用分散布药方式，把所有装药同时爆炸产生的大震源分成数个微差延时起爆的小震源，变能量集中释放为分散释放,。实践表明，分散装药可降低爆破地震波的振幅，缩短主周期，避免了地震波出现过高的峰值，从而大大削弱爆破振动强度，既达到减震目的，又有利于改善破碎效果和加大一次爆破量。,20,（3）合理选取微差起爆的间隔时间、起爆顺序和起爆方案,，保证爆破后的岩石能得到充分松动，消除夹制爆破的条件，使爆炸能量及时得到有效的逸散，减小转化为爆破地震波的能量；,间隔时间应大于,50ms。,（4）合理选择爆破的方式,。采用飞散爆破，爆炸能量中会有更多的一部分形成空气冲击波，使转化为地震波的能量相对减小，爆破振动强度随之减小。在一定场合下（如地下室内基础爆破）适当使碎块飞散，既有利于目标的破碎也能降低爆破振动的强度。例如，爆破作用指数n=1.5的飞散爆破比n=0.81的松动爆破，地震波强度平均降低422%。而且在飞散爆破中，最小抵抗线方向的振动强度最小，反方向最大；也可以采用不耦合装药。,（5）严格按照被保护目标的抗震能力及其与爆点的相对距离等确定的一段(次)最大起爆药量进行装药和分段,，把爆破震动引起的地面质点振动速度控制在周围需保护设施所允许的振动速度(即安全震动速度)以下，确保被保护目标的安全。,21,（6）合理选取爆破参数和单位炸药消耗量,。单位炸药消耗量过高会产生强烈的振动和空气冲击波。单位炸药消耗量过低则会造成岩石的破碎和松动不良，大部分能量消耗在振动上。因此，应通过现场的试验来确定合理的爆破参数和单位炸药消耗量。,（7）在露天深孔爆破中，防止采用过大的超深,，过大的超深会增加爆破的振动。,（8）利用或创造减振条件,。地形和地质条件是影响爆破地震强度的一个重要因素，实践表明，药量、距离和传播介质相同时，低于装药的地面，振动强度小；高于装药的地面振动强度大。爆破地点与被保护目标之间存在的沟、壕、坑以及岩石内部存在的裂隙等都有一定的减振作用。因此，在爆破地点与被保护目标之间可开挖防震沟；在同一爆破体上爆破其中一部分而保留另一部分时，可用预裂爆破首先在两部分之间形成预裂缝；为了防止爆破振动破坏露天的边坡，应采用预裂爆破处理边坡，在进行预裂爆破时，为了防止预裂爆破造成过大的振动，亦应采用分段延时起爆技术，并尽量减少每个分段同时起爆的炮孔数量。,22,1.8,水下爆破地震效应,水下爆破地震效应振动衰减规律可按照下式确定：,式中，v地表振速，cm/s；,Q单响药量，kg；,R距离，m；,K、由地形地质条件决定的系数和指数，可参照以下实际工程的数据：,黄浦港水下爆破,：水中装药K=94，=0.84；水底装药K=117.4，=0.94；,水下钻孔爆破K=25.3，=0.58。,连云港软基爆破,：触地爆炸K=280，=1.51；平面爆夯K=530，=1.82；,爆炸排淤填石 K=450，=1.65。,23,2、 爆炸空气冲击波,理论上：,空气中爆炸时，约有90%的爆炸能量转化为空气冲击波和噪音，留在爆炸产物中的能量不足10%；,实际上：传给冲击波和噪音的能量大约占70%。,对于岩土内部爆破，由于装填在炮孔、深孔和药室中的装药爆炸产生的高压气体通过岩石中的裂缝或孔口泄漏到大气中，冲击压缩周围的空气也会形成空气冲击波。,空气冲击波一般存在于爆源附近的一定范围内，对建筑物、设备和人员等会造成不同程度的危害，常常会造成爆区附近建筑物的破坏、人类器官的损伤和心理反应,。,24,2.1 爆炸空气冲击波对目标的破坏作用,大规模爆破时，特别是在井下进行大规模爆破时，强烈的爆炸空气冲击波在一定距离内会摧毁设备、管道、建筑物、构筑物和井巷中的支架等，有时还会造成人员伤亡和采空区顶板塌落,。,例如，1980年12月28日在江西省鹰潭火车站深孔爆破爆炸空气冲击波破坏事故。,岩石为红色厚层砂岩；深孔间距2.3m；排距2.0m；炸药单耗1.2kg/m,3,；总装药量22.7t；采用导爆索齐发起爆，共消耗导爆索9600m（地表敷设4000m）；起爆时天阴，气温5。爆后的破坏情况如下：, 离爆区650700m的鹰潭石油库区（海拔标高比爆区低1020m），近百扇玻璃窗全部破碎；两层的办公楼和平房住宅的木窗框向室内位移0.52.0cm；三座仓库的木大门折断损坏，一座仓库的屋顶桁架坍陷；许多平房天花板抹灰大面积脱落。, 离爆区1300m某部后勤基地的修理车间，四周的砌石承重墙有13mm宽的裂缝多条；四幢住宅室内抹灰大量脱落，外走廊的砖柱位移13mm；俱乐部中的吊灯震落了19盏。, 距爆区23km的市内房屋的个别玻璃窗被损坏，居民感到强烈振动。,25,实施爆破时，特别是大爆破时，关于爆炸空气冲击波对目标的破坏作用必须引起足够的重视。,2.3 爆炸空气冲击波安全距离的确定,2.3.1 冲击波对建筑物和设施的安全距离,空气冲击波对建筑物和设施的安全距离可采用下式计算：,式中，R从装药中心到目标的距离，m；,C梯恩梯的装药量，kg；,K,B,与目标性质有关的系数，表,26,安全等级,建筑物破坏程度,安全系数,K,B,安全无损,50100,玻璃设备偶然破坏,1030,玻璃完全破坏，门、窗局部破坏,58,门、窗、隔墙、板棚破坏,24,不坚固的砖石及木结构建筑破坏，铁路车辆被颠覆，输电线破坏,1.52,城市建筑和工业建筑物全破坏，铁路桥梁和路基破坏,1.4,安 全 系 数 K,B,27,2.2 露天爆破冲击波对建筑物和设施的安全距离,露天爆破空气冲击波的安全距离按下式计算：,式中，R空气冲击波安全距离，m；,K,n,按爆破作用指数n值选取的系数，表,C总装药量，kg。,对松动爆破可不考虑空气冲击波的影响。对加强松动爆破，K,n,值可按0.51.0进行计算。,28,n = 1,n = 2,n = 3,0.51.0,12,玻璃破碎、门窗部分破坏、抹灰脱落,破坏限于抛掷漏斗内,12,25,偶然损坏玻璃窗,12,25,510,完全没有破坏,爆破作用指数,建筑物破坏程度,系 数 K,n,29,2.3 爆炸冲击波对人员的安全距离,（1）空气冲击波对人员的最小安全距离,根据爆破安全规程（GB6722-2003）规定：空气冲击波超压的安全允许标准；对人员为0.0210,5,Pa。还可按照下式确定空气冲击波对人员的最小安全距离R,min,：,（m）,此时超压不大于0.110,5,Pa。,（2）裸露爆破冲击波对掩体内避炮人员的最小安全距离,在爆破设计和施工时，为了防止爆炸空气冲击波对在掩体内避炮的作业人员的伤害，对露天裸露爆破时，其安全距离可按下式来确定：,式中，R 空气冲击波对掩体内人员的最小安全距离，m；,C 一次爆破的炸药量（不得超过20kg，秒延期起爆时按最大一段药量计，齐发起爆时按总药量计），kg。,最后需要说明的是，,露天松动爆破的空气冲击波影响范围很小，在距装药中心2.54.0倍最小抵抗线范围内，空气冲击波超压实测值已在0.001MPa（小于对人员的安全超压值0.02 MPa）以下。但须注意，若填塞不良形成的空气冲击波在出口方向会出现冲击波加强效应,。,30,2.4 爆炸冲击波的预防措施,爆炸空气冲击波的危害范围受地形因素的影响。因此，在不同地形条件下其安全距离可适当增减。,例如,在狭谷地形中爆破时，沿沟的纵深或沟的出口方向，应增大50100；在山坡一侧进行爆破对山后影响较小，在有利的地形下可减少3070,。,空气冲击波对野战筑城工事或掩体内人员的杀伤作用会大为减小，试验表明，掩护在堑壕、交通壕内的人员，比暴露在外的人员，空气冲击波的杀伤半径可减小1/3；在掩蔽所或避弹所内的人员比暴露在外的人员，其杀伤半径可减小2/3。因此，战时可利用壕沟、弹坑、掩蔽所等进行隐蔽，以减轻冲击波的杀伤作用,。,31,必须指出：,在坑道内，空气冲击波的强度比一般场合下要大的多,。,在此情况下，人员应尽量离开坑道并避开坑道出口，或根据坑道转向，多转几个弯。,炮、炸弹在堑壕、交通壕内爆炸，冲击波作用也有所增强。,因此，将壕开挖成折线可削弱冲击波强度，减轻对人员的杀伤作用。,32,空气冲击波的强弱与药包在岩石中爆破时爆炸能量有多少转化为空气冲击波能量有关。如果能,尽量提高爆破时爆炸能量的利用率，减少形成空气冲击波的能量，那么就能最大限度地降低空气冲击波的强度，若合理确定爆破参数，避免采用过大的最小抵抗线，防止产生冲天炮,；,选择合理的微差起爆方案和微差间隔时间，保证岩石能充分松动，消除夹制爆破条件,；,保证堵塞质量和采用反向起爆，防止高压气体从炮孔口冲出,。这些措施都能有效地防止产生强烈的空气冲击波。对露天爆破来说，除了采取上述措施以外还应大力推广导爆管起爆或电雷管起爆，尽量不采用高能导爆索起爆。在破碎大块时尽量不要采用裸露药包爆破；规定合理的放炮时间，最好不要在早晨、傍晚、云层较低的雨天或雾天放炮。,33,在,井下爆破,时，为了削弱空气冲击波的强度，在它流经的巷道中可以使用各种材料（如混凝土、木材、石块、金属、砂袋或充水的袋）,砌筑成各种阻波墙或阻波排柱,。采取此措施可大大削弱空气冲击波的强度。,水中或水下爆破,时，减弱水中冲击波的主要措施之一就是,采用气泡帷幕,。,34,3、爆破噪音,3.1 爆破噪音的影响因素,爆破噪音的强度和作用时间受地形、气象等的影响。气象是指温度、风力和气压等。,温度不随高度而变、无风的理想条件下，声波波线呈直线，噪音强度可按公式计算。当温度随高度增加时，声速增加，声波波线向下弯曲，直到弯至地表；靠近爆破区域的噪音强度增加，故可传播较远。当温度随高度减小时，声速减小，声波波线向上弯曲，说明声波能量向上方扩散，故传播不会太远。有时还可能出现比较复杂的温度梯度情况，此时声速可能先增加、然后减小，再增加、再减小，波线轨迹就特别复杂且可能出现聚焦。这时距爆破场地很远处可能出现极高的压力带或很强的噪音。同时，由于声波循直线和非直线轨迹在不同时刻到达某一点，使噪音持续时间很长，造成意外危害。在国内爆破实践中曾出现过这类特例事故。,。,35,3.2 爆破噪音的预防措施,在城镇拆除及岩土爆破，宜采取以下措施控制噪声：,（1）不用导爆索起爆网路，在地表空间不应有裸露导爆索；,（2）不用裸露爆破；,（3）严格控制单位耗药量、单孔药量和一次起爆药量；,（4）实施毫秒爆破；,（5）保证填塞质量和长度；,（6）在爆炸气体易于逸散的部位和方向上实施覆盖或遮挡；,（7）放炮时间尽量避开早晨、傍晚、云层较低的雨天或雾天；,（8）对暴露在外的雷管、导爆索等爆炸品，用松散的土壤进行掩埋等。,（9）选择合理的爆破方式。实验表明，装药内部爆破时，传给空气的爆炸能量受到限制，爆破噪音强度将随装药比例埋深的增加而减少。标准梯段爆破时，同一比例距离的条件下将降低3040dB。几千克量级的猛炸药爆破时，覆盖土1m厚，噪音可降低20dB。,（10）爆区周围有学校、医院、居民点时，应与各有关单位协商，实施定点、准时爆破。,36,4、 爆破破片与爆破飞石,4.1 爆破破片,结构物爆破时，伴随着爆体的爆破破碎，爆轰气体往往会推动破碎的破片向四周飞散，如金属破片，砖、石、混凝土的碎块等。此外，对于烟囱（特别是钢筋混凝土烟囱）、水塔等高耸建（构）筑物在定向爆破倾倒时，爆体落地与地面（特别是混凝土、岩石等刚性地面）撞击，还会产生飞溅的碎片，这种碎片飞散距离有时会大于爆破本身产生的碎片，80m以上的钢筋混凝土烟囱落地撞击混凝土地面时，有时可飞散150200m。因此，无论是爆破本身产生的碎片，还是爆体落地撞击地面产生的飞溅碎片，都会对周围的建筑、设施和人员构成巨大威胁，甚至会导致人员的重大伤亡事故。,37,4.1.1 爆破破片的安全距离,在普通爆破中，飞散破片的安全距离一般根据经验数据确定。不同条件下、用不同方法爆破各种构件材料时，飞散破片的安全距离可参照表9-4-1确定。,4.1.2,爆破破片的安全防护措施,在城市拆除控制爆破中，虽然从爆破设计方面已经考虑了对混凝土、砖、石碎块的控制，但由于爆体材料的非均质性，或者受技术水平和其它条件的限制，或施工时未能达到设计要求，还有可能出现碎块飞散超出规定范围的现象。因此，每次爆破都应采取一定的防护措施。,特别是在繁华市区内建筑物密集、车辆人员众多以及有可能危及生命财产安全的场合下，更应作好安全防护工作,。,实践表明，,对爆破破片最有效的防护措施主要是覆盖和遮挡,。用于覆盖和遮挡的防护材料应当有较高的强度和韧性、有一定的厚度和重量、易于设置和固定等特点。国外一般使用由工厂生产的橡胶带编制而成的制式“炮被”；,国内使用的防护材料一般根据上述要求就地取材，例如废旧的橡胶制品（旧输送带、旧汽车轮胎、旧胶垫等）；编制物（竹笆、竹跳板、荆笆、草袋、草垫等）、钢丝网或厚度约1cm的钢板；圆木或厚度在2cm以上的木板等。,38,根据爆破目标的特点和周围环境，对爆破破片的防护可采用以下几种方式进行；,（1）厂房内钢筋混凝土实体结构爆破：需要保证附近的机器和设备正常工作时，应对爆体全面覆盖，严格控制碎片，使其不致飞散出来。,（2）厂区内结构物爆破：对距爆破目标较近的建筑物上的门、窗，应考虑重点遮挡；或对爆体的爆破部位进行覆盖。,（3）城市内爆破法开挖沟槽：爆除混凝土路面，应进行全面覆盖；市区拆除建筑物时，应封闭门窗，防止碎片向外飞散；建筑物的外围应酌情进行覆盖或遮挡；靠近街道拆除楼房时，应用圆木、钢丝网、木板等防护材料在重点方向实施加强防护。防护时，防护材料应离开墙壁一定的距离，其高度应能完全遮挡住飞散的碎块。,39,（4）钢筋混凝土支柱失稳爆破：因药量较大，一般会有碎块飞散，应加强防护。其防护方法是将竹（荆）笆、竹跳板、旧输送带、草垫等捆包在支柱爆破部位的周围。,设置防护材料应牢固固定，不同构件和部位的防护材料不应连在一起，防止因部分构件倾倒时牵动或破坏其它部位的防护材料。在设置防护材料的过程中，应防止损坏起爆网路。当使用金属防护材料时，导线的接头必须用胶带（布）进行包缠，以免造成短路。,在控制爆破中，虽然对飞散的碎块进行了防护，但具体爆破时仍应规定危险范围（半径）。危险半径的大小应根据爆破的目标、倒塌的方式、破坏的程度、防护的质量等因素确定，一般不应小于50m，此范围内的人员必须撤离。,40,4.1.3 爆体撞击地面飞溅碎片的安全防护措施,（1）在确定爆破位置、起爆段数和起爆顺序时，尽量避免整个爆体一次性落地；,（2）降低烟囱或水塔等高耸构筑物的爆破切口位置；,（3）在烟囱或水塔等高耸构筑物定向爆破倒塌落地的预定撞击点处的地面位置，铺垫一定厚度的缓冲材料（如土袋、煤灰渣袋等）等；,（4）在预定的撞击点处两侧，如果有建筑物、设施需要保护的玻璃等易碎目标，需用竹（荆）笆、竹跳板、旧输送带、草垫等悬挂遮挡；或者在撞击点两侧的近距离处扎脚手架悬挂竹（荆）笆、草垫等，形成遮挡屏障，其高度应大于撞击点以45,0,向外飞散至遮挡屏障处的高度；,（5）爆破的安全半径以及人员参观点、点火站和警戒人员所处的位置，应大于正常爆破所需的安全距离。,41,4.2 爆破飞石,土石爆破时，部分岩块脱离岩体抛掷至远处，称为爆破飞石。个别飞石的产生，主要是因为炸药爆炸能破碎土石后，还有较多剩余气体能量继续作用于碎石，使之获得很大动能及初速，如遇有岩体构造上的薄弱面（断层、裂隙、软夹层等），强大的气体能量即从该处集中冲出，使该部分碎石获得极大的动能并以很高的初速（有时大于岩体鼓包运动的速度几倍）向外飞出。,在露天进行爆破时，特别是进行抛掷爆破和用裸露装药或炮孔装药进行大块破碎时，个别岩块可能飞散得很远，常常造成人员、牲畜的伤亡和建筑物的损坏。根据矿山爆破事故的统计，露天爆破飞石伤人事故占整个爆破事故的27。个别飞石的飞散距离与爆破方法、爆破参数（特别是最小抵抗线的大小）、填塞长度和填塞质量、地形、地质构造（如节理、裂缝和软夹层等等）以及气象条件等等有关。由于爆破条件非常复杂，要从理论上计算出个别飞石的飞散距离是十分困难的，般常用经验公式或根据施工经验来确定。,42,4.2.1 爆破飞石距离的确定,（1）爆破飞石距离的理论公式,飞石抛落距离取决于抛射角、初速和地形、风向等各种因素，飞石本身形状和尺寸也有很大影响。当忽略空气阻力时，飞石最大抛落距离可由下式计算：,山区爆破要考虑地形影响，沿山坡下方抛散时飞石抛落距离为：,式中，V,0,飞石初速度，m/s；,飞石抛射角，,0,；,山体坡角，,0,；,g重力加速度，9.81ms,2,。,抛射角=45时飞散最远。大量测试数据表明，松动爆破时飞石初速约为1020m/s，抛掷爆破时飞石初速约为30100ms。但个别飞石的初速值还难于用理论解析方法确定。,43,（,2,）集团装药内部爆破飞石距离经验公式,集团装药爆破包括药室（硐室）爆破、药壶法爆破、装药较少且集中的药孔爆破和拆除控制爆破。虽然拆除控制爆破时多采用药孔法装药，但其装药量较小，在孔内比较集中，可近似视为集团装药。集团装药内部爆破的飞石距离可按下式进行估算：,式中，R,F,个别飞石（土）的安全距离，m；,n最大一个装药的爆破作用指数；,W最大一个装药的最小抵抗线，m；,K,F,安全系数，一般取1.01.5，根据地形与不同方向上可能产生飞石的条件而定。爆破法开挖防坦克壕时，轴向取K,F,=1.0，壕的侧向取K,F,=2.0；爆破法开挖平底坑亦取2。,公式16-4-3,44,由于地形高差的影响，飞石向下坠落后会蹦跳一段距离，这段距离可用下式来确定：,式中，X蹦跳距离，m；,R,F,个别飞石的飞散距离，m；,最小抵抗线与水平线的夹角，,0,；,山坡坡面角，,0,。,在高山地区进行硐室大爆破时，尚须考虑爆破后岩块沿山沟滚滑的范围。如某地在山区进行松动爆破，岩块沿山坡滚滑的距离达700m。当山沟坡度较大而又有较厚的积雪时，爆破后的岩块将滚滑很远。如某矿一次抛掷大爆破，岩块沿两侧山沟滚动形成岩石流，流动的距离达4km。,45,总结几次硐室爆破飞石事故后得出，造成飞石抛散过远原因是：, 装药洞口填塞质量差，冲出的高压气体夹有许多石块，飞散较远；, 岩体不均质，从软弱夹层方向冲出飞石；, 装药最小抵抗线不准，因过量装药产生飞石；, 鼓包破裂后，沿最小抵抗线方向获得较大初速的个别飞石。,46,（,3,）药孔爆破飞石距离经验公式, 按照炸药单耗、药孔直径和爆破的统计规律给出的公式,根据的统计规律，结合我们的工程实践经验，深孔爆破飞石距离可由下式计算：,式中，K,T,与爆破方式、填塞长度、地质和地形条件有关的系数，垂孔台阶爆破： K,T,=1.01.5；水平孔台阶爆破： K,T,=1.52.5；,q炸药单耗，kg/m,3,；,D药孔直径，mm。,47, 露天台阶爆破按照药孔直径给出的公式,瑞典德汤尼克研究基金会对露天台阶爆破的飞石问题进行研究，提出下面的经验公式来估算台阶深孔爆破的飞石距离：,式中， R,fmax,飞石的飞散距离，m；,K,安全系数，取1516；,D药孔直径，cm。,该经验公式适用于单位炸药消耗量达到0.5kgm,3,的爆破条件。,实践证明，正常台阶爆破的飞石一般不会太远（多数小于按式9-4-6计算的距离）。但是，当填塞长度过小或最小抵抗线过大而形成爆破漏斗效应，以及岩石中含有软弱夹层，或梯段深孔爆破由于过量装药、穿孔位置错误、工作面局部超挖、介质不均匀性、岩体有薄弱面、起爆顺序错误等种种原因，个别飞石距离可能大于200m，甚至个别飞石飞散得很远，有时可能飞出1km。最坏的情况是采用大直径的药孔爆破。,48,（4）露天爆破人员与爆点的爆破飞石安全距离经验值，露天爆破时，人员与爆破地点的爆破飞石安全距离的见下表,（5）爆破安全规程规定的爆破飞石安全距离,爆破安全规程（GB6722-2003）规定，除抛掷爆破以及其它爆破的飞石对设备、建筑物的安全距离须由设计确定外，个别飞石对人员的最小安全距离给出了明确的规定。见下表,49,爆 破 方 法,人员与爆破地点间的最小距离（m),二次爆破,400,药孔、深孔爆破，药壶爆破,200,深孔扩壶,100,药孔扩壶,50,药室爆破,按照 计算,注：沿坡度大于30的山体向下爆破时，本表所列数据应增加50%。,爆破飞石安全距离的经验值,50,4.2.2 爆破飞石的预防措施,（1）布孔前要测量爆体的尺寸，确保实际最小抵抗线不小于设计值；,（2）使最小抵抗线方向避开重点目标，指向开阔区；,（3）根据岩石的性质和具体的地质条件确定合理的装药量、装药的集中度和单耗药量；,（4）加强填塞质量，填塞长度应大于最小抵抗线或30倍孔径；,（5）严格执行钻孔测量验收制度；对不利的地质条件应在装药量、装药结构与布孔分明采取相应措施；,（6）尽量避免多药包同时起爆，采用微差爆破方式，并保证前后排延时间隔大于50ms；,（7）当离建筑物较近爆破时，要调整爆破开采的作业面方向及采取覆盖工作面等措施；,（8）所有人员撤至设计或爆破安全规程规定的安全距离以外。,51,5、 爆破对环境的有害影响,5.1 爆破毒气（有害气体）,炸药不良的爆炸反应会生成一定量的一氧化碳和氮的氧化物。此外，在含硫矿床中进行爆破作业，还可能出现硫化氢和二氧化硫（本节不作重点介绍）。上述四种气体都是有毒气体，凡炸药爆炸以后含有上述四种中的一种或一种以上的气体叫做炮烟，或称之为爆破毒气。人体吸入炮烟，轻则中毒，重则死亡。据我国部分冶金矿山爆破事故统计，炮烟中毒的死亡事故占整个爆破事故的28.3。,52,5.1.1 预防措施,在实际爆破作业中，单位质量炸药爆后生成的气体约为300500,l/kg,，其中有毒气体约占20100,l/kg,。根据以上所述，降低有毒气体的危害程度，可采用以下措施。,（1）使用合格炸药或选定炸药合理配方,从理论上设计接近零氧平衡的炸药，供地下爆破专用。根据我国煤炭部门研究提出，矿用炸药的有毒气体含量不能超过80,l/kg,。我国现产矿用岩石硝铵炸药、煤矿硝铵炸药113种样品的检验结果，认为这些炸药爆后有毒气体含量未超过规定，符合矿用爆破要求。研制新品种炸药时，必须坚持通过实验室及工业性试验，得出结论才能推广使用。用户对所用炸药的性能与规格必须完全掌握，有条件时应按工业试验要求检验炸药各项指标（包括有毒气体成份及数量）是否符合要求。,53,（2）增大起爆能,起爆能不足会产生大量有毒气体，故选用感度较高、威力较大的炸药作为起爆药包，对感度较低的炸药（如铵油类、不含梯恩梯或含梯恩梯较少的硝铵类炸药等）尤为重要。同时，做好爆破器材防水处理，确保装药和填塞质量，避免半爆和爆燃。,（3）选定合理装药形式,装药前必须将药孔内水及岩粉吹干净。根据情况采用散装药（耦合系数为1），将会显著降低有毒气体浓度。此外，装药密度、起爆药包的位置、填塞物种类、堵塞质量等，对有毒气体的产生都有一定影响。,54,（4）加强通风与洒水,爆后通风，可驱散比重较小的CO。我国煤矿和油母岩规程曾规定：按单位质量炸药爆后产生CO量为100,l,/kg（包括将氮氧化合物成份折算为6.5倍CO量）计算，通风20min即可将有毒气体浓度冲淡到0.02%以下。因此，爆破后要加强通风，一切人员必需等到有毒气体稀释至爆破安全规程中允许的浓度以下时，才准返回工作面；地下爆破中必须坚决执行煤矿安全规程，爆后至少通风20min才准进入工作面。按一般经验，爆破烟尘可在几分至十几钟内扩散干净。,井下爆破前后加强通风，应采取措施向死角盲区引入风流。,洒水一方面可将溶解度较高的NO,2,N,2,O,4,N,2,O,3,转变为亚硝酸与硝酸；另一方面可将难溶于水的氮氧化合物（如NO）从碎石堆或裂隙中驱赶出来便于随风流出工作面。在水中加入一定浓度的碱液，如加入Ca（OH）,2,、Na,2,CO,3,等则效果更好。,55,（5）加强炸药的质量管理，定期检验炸药的质量，注意防水和防潮，不要使用过期变质的炸药；避免炸药产生不完全的爆炸反应而产生过多的毒气。,（6）露天爆破选定点火站和观测站时，应考虑爆破当天的风向和地形条件，点火站和观测站要尽量避免设在下风方向。若须在有毒气体影响范围内工作时，应采取有效的个人防护措施。,56,6、早爆、迟爆与拒爆,6.1 早爆,炸药包比预定时间提前爆炸，称为早爆。发生早爆时，通常由于作业人员就在药包附近或尚未撤离危险区，故极易造成人员伤亡。其原因有：,（1）采用电爆网路起爆时，受雷电、射频电（广播、电视、无线电台等发射的电波）、静电、高压电、杂散电流等外来电流的影响所致。,（2）雷电直接落在雷管、炸药包、起爆导爆索或导爆管等爆炸材料商导致早爆；,（3）违反安全操作规程、违章作业而引起早爆，如扩壶爆破间隔时间过短，或几次扩壶后随即装药，因壶内温度过高引起早爆；在填塞是由于用力过猛捣响雷管；用钻杆当填塞棒捅响雷管等引起早爆。,57,（4）起爆器材有问题；如导火索速燃也可引起早爆；,（5）硫化矿床如用硝铵类炸药进行爆破时，由于硝酸铵与硫化矿接触产生放热反应，使炮孔内温度升高，如装药环境内有水，则加速该反应，而引起早爆。,为了防止早爆事故的发生，可采取如下措施：,（1）若爆区附近有广播、电视、无线电发射台和高压输电线时，可采用非电起爆；,（2）提高爆破作业人员安全施工操作水平，严禁违章作业；,（3）坚持用木质炮棍；,（4）对新购进的爆炸物品，在使用前要进行性能检测；,（5）雷电天气采用非电起爆。遇雷雨时应立即停止爆破作业，迅速撤离危险区，并在危险区边界设置岗哨，防止他人误入。,（6）在含硫矿床地段作业时，应向作业面或炮孔中涂洒石灰水，或采用抗高温的雷管、炸药。,58,6.2,迟爆,炸药包比预定时间滞后爆炸，称为迟爆。迟爆具有不可预见性和突然性，所以也极易发生安全事故。产生迟爆的原因有以下几方面：,（1）起爆材料或炸药过期，起爆能力或爆轰性能降低，起爆后炸药不能立即爆轰，存在一段由爆燃转为爆轰的时间，导致爆炸时间滞后；,（2）起爆器材质量不好，如导火索缓燃，延期雷管延时延长等；,为防止迟爆所引起的事故，应抓好以下几个环节：,（1）不使用已过期的爆炸材料；,（2）使用前要检查爆炸材料的性能；,（3）发现有炮未响时，不要急于处理，应在其延期时间到时，再等1520分钟后处理，以防遭迟爆。,59,6.3 拒爆,拒爆,通常称盲炮，又称瞎炮、哑炮。通常大多数都出现在各类工程爆破中，出现较少时，会影响爆破效果；如大面积出现时，将导致整个爆破作业失败。其原因可归纳为以下几方面：,（1）炸药、起爆器材不合格；,（2）炸药、起爆器材变质造成；,（3）电爆时，起爆电源容量不够，起爆网路中雷管不准爆；,（4）爆破施工不当，损坏了起爆线路，使导爆管网路中不少导爆管雷管不准爆；,（5）将大直径乳化炸药由人工加工成小药卷，使其小于了炸药的极限起爆的临界值产生拒爆；,（6）电爆网路接头接地或短路，或采用了不同厂、同厂不同批的电雷管，或网路中电雷管的电阻值相差过大，造成局部药包拒爆；,60,（7）在导爆管网路中，因线路设计不当造成先爆的药包爆炸后,破坏了后起爆网路，造成拒爆；,（8）电爆网路设计错误，并联电路电阻不平衡，致使电阻大的一组网路拒爆。,6.3.1 防止拒爆的主要措施：,（1）使用前对爆破器材进行性能检测，禁止使用不合格产品；,（2）不使用过期失效的爆炸材料；,（3）提高爆破设计水平，避免因设计差错造成拒爆；,（4）提高专业人员施工技术水平，防止操作失误造成拒爆；,（5）对于大型爆破和城市控制爆破工程，要进行技术审查和安全评估，杜绝事故发生。,61,6.3.2 拒爆的处理,在处理之前必须要查明是否出现拒爆，方法是：,（1）爆破效果与设计有较大差异，爆堆形态和设计有较大差别，地表无松动或抛掷现象；,（2）在爆破地段范围内残留炮孔，爆堆中留有岩坎、陡壁或两药包之间有明显的间隔；,（3）现场发现残药和导爆管残段。,经检查发现盲炮及其它险情，应立即上报及时处理；处理前应在现场设立明显标志，并采取相应的安全措施；无关人员不应接近。在处理盲炮是应遵循以下规定：,（1）处理盲炮前应由爆破领导人定出境界范围，设置警戒，无关人员不得进入警戒区；,（2）派出由经验的爆破员处理盲炮，硐室爆破的盲炮应由工程技术人员提出方案并经单位主要负责人批准；,62,（3）电爆时，应立即切断电源，及时将盲炮电路短路；,（4）导爆管网路发生盲炮时，首先要检查导爆管是否有破损或断裂，有发现应修复后重新起爆；,（5）不应拉出或掏出炮孔和药壶中的起爆药包；,（6）盲炮处理后，应仔细检查爆堆，将残余的爆破器材收集起来销毁；在不能确认爆堆无残留爆破器材之前，应采取预防措施；,（7）盲炮处理后应提交事故报告，说明产生盲炮的原因、处理的方法和结果、预防措施。,处理浅孔爆破的盲炮可采取以下方法：,（1）检查线路完好，可重新起爆；,（2）打平行孔装药爆破，平行孔距盲炮不应小于0.3m；对于浅孔药壶爆破，平行孔距盲炮药壶边缘不小于0.5m。为确定平行孔的方向，可在盲炮孔口掏出部分填塞物；,（3）可用木、竹或其他不产生火花的材料制成的工具，轻轻地掏,63,出填塞物，用药包诱爆；,（4）处理非抗水硝铵炸药的盲炮，可将填塞物掏出，再向孔内注水，使其失效，将雷管回收销毁；,（5）盲炮应当班处理，对当班不能处理或处理不完的，应将盲炮情况（盲炮数目、炮孔的方向，装药数量和起爆药包的位置，处理方法和处理意见）在现场交接清楚，由下一班继续处理。,处理深孔爆破的盲炮可采取如下方法：,（1）爆破网路未受破坏，且最小抵抗线无变化，可重新连线起爆；最小抵抗线有变化，应验算安全距离，重新确定警戒范围后，再连线起爆；,（2）在距盲炮孔口不小于10倍炮孔直径处另打平行孔装药起爆；爆破参数有爆破技术人员确定并经爆破领导人批准；,（3）所用炸药为非抗水性硝铵类炸药，且孔壁完好时，可取出部分填塞物，向孔内注水使之失效，然后再做进一步处理。,64,Square (or rectangular) arrangement of boreholes,（ millisecond intervals between rows.）,排间微差起爆,Some frequently used plans of initiation,常用的起爆方案,65,Square (or rectangular) arrangement of boreholes,（millisecond intervals initiation in diagonal.）,对角微差起爆,66,Square (or rectangular) arrangement of boreholes,（millisecond intervals in V shape.）,V形微差起爆,67,Square (or rectangular) arrangement of boreholes,（millisecond intervals in crosswise pattern）,横向掏槽起爆,68,Triangular,三角形,arrangement of boreholes,（millisecond intervals between rows）,排间微差起爆,69,Triangular arrangement of boreholes,（millisecond intervals in diagonal）,对角微差起爆,70,Triangular arrangement of boreholes,（millisecond intervals in V shape）,V形微差起爆,71,University Of Science And Technology of PLA.,China,01/11/2005,谢 谢,THANKS,72,