淺析工程爆破中的災(zāi)害及其控制

龐久強(qiáng)

（貴陽新聯(lián)爆破工程有限責(zé)任公司 貴州 貴陽 550000）

淺析工程爆破中的災(zāi)害及其控制

龐久強(qiáng)

（貴陽新聯(lián)爆破工程有限責(zé)任公司 貴州 貴陽 550000）

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，我國工程數(shù)量也在迅速增加，而為了節(jié)省施工時(shí)間，爆破技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，但此種技術(shù)的應(yīng)用還會(huì)引發(fā)一定的災(zāi)害，且有些還會(huì)對(duì)人們的生命安全造成威脅，所以必須對(duì)其進(jìn)行有效的控制。本文在此情況下，對(duì)工程爆破中的災(zāi)害及其控制進(jìn)行了研究，從而為工程與人們的人身安全提供保障。

工程爆破；災(zāi)害；控制

引言

隨著工程數(shù)量的逐漸增加，爆破技術(shù)也得到了越來越廣泛的應(yīng)用，且其不僅大大降低了人們勞動(dòng)的強(qiáng)度，還加快了工程建設(shè)的速度，但同時(shí)也給人們帶來了一定的災(zāi)害，嚴(yán)重的甚至還對(duì)人們的生命安全造成了巨大的威脅。因此，必須對(duì)爆破技術(shù)進(jìn)行全面的分析，并了解其帶來的災(zāi)害，只有這樣，才能不斷改進(jìn)其存在的缺陷，充分發(fā)揮其在國家建設(shè)中的重要作用。

1　大氣污染

1.1爆破有毒氣體

不論是哪一種炸藥，其主要成分都為C、H、O、N，并以另一些元素，例如F、Cl、S、Mg、Al等共同制成，但因這些元素的成分相對(duì)較少，所以一般都不會(huì)考慮其在炸藥成分組成中的作用，基于此，對(duì)于炸藥成分通式，一般為CaHbOcNd。同時(shí)，在設(shè)計(jì)工業(yè)炸藥配方時(shí)，還要遵循零氧平衡的原則，具體來說就是使炸藥中含有的氧剛好可以能夠完全氧化其所包含的可燃元素，也就是炸藥中包含的C元素能夠完全反應(yīng)生成CO2，且H元素也可以完全反應(yīng)生成H2O，但其所包含的N元素是不發(fā)生任何反應(yīng)的，而是以一種游離的形態(tài)存在。一般來說，在炸藥爆炸之后，通常是不會(huì)產(chǎn)生CO和氮氧化物等有毒氣體的。此外，對(duì)于正氧平衡的炸藥，其在爆炸之后會(huì)產(chǎn)生大量的NOX，而對(duì)于負(fù)氧平衡的炸藥，其在爆炸之后則會(huì)產(chǎn)生大量的CO。

1.2爆破揚(yáng)塵

一般情況下，在炸藥爆炸時(shí)，因炸藥主要作用于其行為對(duì)象，所以能夠使被爆破體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。但被爆破體同時(shí)又會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境產(chǎn)生一定的作用，從而產(chǎn)生較大的灰塵，并排放出大量的煙塵與粉塵等顆粒污染物。對(duì)于爆破產(chǎn)生的揚(yáng)塵，其主要開源于爆破對(duì)象與爆破對(duì)象周圍的環(huán)境。

在炸藥爆破過程中，介質(zhì)會(huì)被破碎，從而產(chǎn)生不同粒度的粉塵與碎塊，并在爆破生成的氣體的作用下，四處溢散，最終產(chǎn)生大量的揚(yáng)塵。此外，在進(jìn)行城市拆除爆破時(shí)，因被拆除的建筑物已經(jīng)沉積了大量的粉塵，再加上建筑物在傾倒的過程中產(chǎn)生高度沖擊氣流，從而輕松的揚(yáng)起周圍一定范圍內(nèi)地面與建筑物上的灰塵。

1.3控制大氣污染的措施

1.3.1合理選擇炸藥

為了減少工程爆破過程中產(chǎn)生的有毒氣體，應(yīng)盡量選用零氧平衡的炸藥。在炸藥實(shí)際應(yīng)用過程中，就算是零氧平衡的炸藥，其多少也會(huì)產(chǎn)生一些CO和NOX等大氣污染物。通過大量統(tǒng)計(jì)與分析可知，對(duì)于工程爆破中常用的炸藥，其大氣污染物排放量是存在明顯的差別的，例如2#巖石炸藥與銨油炸藥，2#巖石炸藥爆炸產(chǎn)生的CO量為6.3g/kg，NOX為14.6g/kg；而銨油炸藥產(chǎn)生CO和NOX的排放量分別為13.8g/kg、31.2g/kg，相比于2#巖石炸藥，明顯多出了一倍。

1.3.2嚴(yán)禁使用過期變質(zhì)炸藥

在工程爆破過程中，應(yīng)盡量使用高爆速炸藥。如果一定要采用大量低爆速炸藥對(duì)碉室進(jìn)行爆破操作，也要采用多點(diǎn)起爆的方式，從而確保爆轟波穩(wěn)定傳播，并盡可能的減少有毒氣體的排放量。同時(shí)，因超過存儲(chǔ)期限的炸藥可能存在板結(jié)或變質(zhì)情況，炸藥的爆炸性將會(huì)發(fā)生較大的變化，進(jìn)而降低了炸藥爆速，不易發(fā)生爆轟與爆燃現(xiàn)象，因此，應(yīng)嚴(yán)禁使用過期的炸藥。

1.3.3減少粉塵污染物的排放

為了減少揚(yáng)塵量，可在爆炸之前對(duì)需要被爆炸拆除的建筑物噴灑水，并用水濕透一定范圍內(nèi)的地面，進(jìn)而減少揚(yáng)塵量。如果有必要，還可在需要被爆破的建筑物上懸掛水幕。此外，在土巖爆破過程中，因爆破面積較大，所以較難實(shí)施灑水抑塵措施，此時(shí)可通過自然降雨來抑制塵土飛揚(yáng)。在進(jìn)行峒室爆破時(shí)，為了減少揚(yáng)塵量，應(yīng)在裝填之前用水濕潤導(dǎo)硐的填塞物，且有條件的話，應(yīng)盡量采用水壓爆破。

1.3.4合理選擇爆破時(shí)間

一般情況下，爆破具有復(fù)雜性，且到目前為止，還沒有辦法完全消除大氣污染物的排放。所以，為了降低因爆破排放的污染物對(duì)環(huán)境造成的影響，應(yīng)在確定爆破時(shí)間時(shí)，應(yīng)盡量將爆破時(shí)間設(shè)置在10～16時(shí)之間，這主要是因?yàn)樵缤砣菀仔纬傻蛪耗鏈靥鞖猓以摃r(shí)段還是大氣污染物易消散的時(shí)段。

此外，對(duì)于爆破天氣的選擇，應(yīng)盡量選在下雨后或是有風(fēng)的天氣，同時(shí)還要避免靜風(fēng)或逆溫等大氣污染物不易擴(kuò)散的天氣，從而促進(jìn)大氣污染物的消散，并盡可能降低其對(duì)局部環(huán)境造成的高濃度影響。除了上述事項(xiàng)之外，還要注意風(fēng)向，從而確保需要保護(hù)的部位不處于爆破對(duì)象的下風(fēng)側(cè)，最終免受大氣污染物的影響。對(duì)于城市拆除爆破，為確保被爆破的建筑物能夠按照設(shè)計(jì)方向傾倒，并避免出現(xiàn)意外事故，還應(yīng)避免在風(fēng)速過大時(shí)進(jìn)行爆破施工。

2　噪聲污染

經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，爆破噪音是爆破施工中極易被忽視的一種污染，強(qiáng)大的噪聲會(huì)給環(huán)境帶來嚴(yán)重的危害，甚至威脅到人們的身體健康，所以必須重視爆破噪聲的有效控制。在進(jìn)行大爆破施工時(shí)，其所產(chǎn)生的脈沖噪聲峰壓級(jí)高達(dá)170～190dB，此時(shí)若不采取任何防護(hù)措施，并且還沒有一點(diǎn)精神準(zhǔn)備，極易導(dǎo)致爆振性耳聾。對(duì)此，可采用微差爆破方式對(duì)單發(fā)起爆藥量進(jìn)行有效的控制，并盡量選用小爆炸作用指數(shù)，做好裝藥炮孔填充工作，以此來降低爆破噪聲強(qiáng)度。

3　爆破飛石

炸藥爆炸釋放的能量能夠使周圍的巖石破碎，但依舊會(huì)有多余的能量存在，而多余的能量在作用于碎塊上時(shí)，會(huì)使得碎塊獲得一定的初速度，進(jìn)而向周圍飛散。而爆破飛石極可能會(huì)導(dǎo)致人員的死亡與財(cái)產(chǎn)的損失。現(xiàn)階段，通常采用以下公式估算爆破安全距離Rf：Rf=20Kn2w。式中：n—爆破作用指數(shù)；w—爆破最小抵抗線；K—與爆破地形和氣候有關(guān)的系數(shù)，一般取1.1～1.5。

在此情況下，為了減少爆破飛石量，應(yīng)對(duì)炸藥單耗進(jìn)行合理的選擇，并盡量采用松動(dòng)爆破施工方式。同時(shí)，為了對(duì)飛石進(jìn)行有效的控制，還可采用微差爆破技術(shù)，并通過合理選擇時(shí)差和起爆順序的方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)飛石方向與飛石量的有效控制。

4　爆破振動(dòng)

當(dāng)炸藥在巖石中爆炸時(shí)，其中的一部分能量會(huì)通過爆破地震波來向外傳播，進(jìn)而使得地層發(fā)生振動(dòng)，同時(shí)也使地面上的結(jié)構(gòu)物也一起晃動(dòng)。但如果結(jié)構(gòu)物振動(dòng)超過了一定的范圍，就可能導(dǎo)致破壞，進(jìn)而引發(fā)人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失問題。此外，對(duì)爆破振動(dòng)產(chǎn)生影響的因素具體如圖1。

圖1　爆破振動(dòng)影響因素圖

現(xiàn)階段，工程中通常將爆破振動(dòng)速度作為爆破振動(dòng)強(qiáng)度的衡量指標(biāo)。且當(dāng)?shù)貙幼兓^小時(shí)，可通過以下公式預(yù)測爆破振動(dòng)速度V：

上式中：V—爆破振動(dòng)速度；Q—最大一次單響起爆藥量；R—測點(diǎn)距爆源的距離；m—與裝藥形式有關(guān)的系數(shù)，集中裝藥取1/ 3，條形裝藥取1/2；K，α—與爆破場地和地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)。

經(jīng)過一定的研究與分析發(fā)現(xiàn)，爆炸地震波在裂隙區(qū)與彈性分界面的最大質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度僅與爆破介質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)有關(guān)。同時(shí)，爆炸地震波視頻率與單孔裝藥量1/3次方存在正比關(guān)系，因此，單孔裝藥量大的爆破的爆炸地震波主頻也相對(duì)較低，但高頻地震波衰減速度相比于低頻地震波來說，速度要快速的多。基于此，為了降低爆破振動(dòng)速度，應(yīng)適當(dāng)減少一次單響最大藥量，并采用微差起爆技術(shù)對(duì)地震波進(jìn)行一定的干涉，從而實(shí)現(xiàn)降低振動(dòng)速度的目標(biāo)。

5　爆破水災(zāi)和涌浪

在進(jìn)行大容積容器拆除操作時(shí)，大部分都是采用的水壓爆破技術(shù)進(jìn)行的，且其主要是向容器內(nèi)注入水，并將水作為爆炸能量傳播的介質(zhì)，進(jìn)而滿足破碎容器的要求。對(duì)于具體的注水量，則需要根據(jù)容器體積實(shí)際大小來決定，有時(shí)候一次注水量可達(dá)到上千立方。而如果大量的水在容器內(nèi)破壞時(shí)瞬間傾瀉出來，若是無法及時(shí)排出，極易淹沒或沖壞周圍的設(shè)施。而為了將水及時(shí)排出，應(yīng)預(yù)先在被爆破的容器周圍開挖排水溝，或是預(yù)先轉(zhuǎn)移重要的設(shè)施。

此外，如果要在靠近河流與湖泊處進(jìn)行大量爆破施工，因大量被爆破體沖入其中，必將激起巨大的涌浪，從而對(duì)附近的水利設(shè)施造成沖擊，最終使其遭受破壞。在此情況下，為了減小大量爆破產(chǎn)生的涌浪，應(yīng)選擇在淺水期或枯水期進(jìn)行爆破施工。

6　結(jié)語

總而言之，為了降低爆破施工帶來的危害，爆破技術(shù)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)爆破污染與爆破災(zāi)害控制的研究與分析，爆破監(jiān)督人員也要不斷加強(qiáng)對(duì)爆破施工的管理與監(jiān)督，從而為提高爆破施工質(zhì)量與水平提供保障。

[1]劉海，馬光，張智釗，等.深部大規(guī)模爆破振動(dòng)信號(hào)分析與災(zāi)害控制研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2014（12）：12～13.

[2]黃龍華.控制爆破技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害治理中的應(yīng)用[J].爆破，2010（02）：41～44.

[3]陸廣亮.淺談爆破工程中地質(zhì)災(zāi)害防治[J].華東科技：學(xué)術(shù)版，2014（02）：442.

TB41

A

1673-0038（2015）42-0155-02

2015-9-28

龐久強(qiáng)（1975-），男，工程師，本科，主要從事爆破安全負(fù)責(zé)人工作。