淺談料倉堵塞疏通爆破關鍵技術

蘇筱嘉+劉輝+呂小慈

摘要：從一次爆破后的下料口意外裂開事故引入，分析了事故產生的原因，結合料倉堵塞材料特性、爆破施工特點，從仔細勘察、正確設計、精心施工和嚴格管理等方面介紹了料倉疏通爆破關鍵技術，以期為爆破同仁提供借鑒與幫助。

Abstract： Starting from the accidental crack of opening after blasting， this paper analyzes the causes of the accident， and introduces the key technology of silo dredging blasting from several aspects including careful investigation， proper design， careful construction and strict management based on the characteristics of the clogging material and the characteristics of the blasting， to provide reference and help for colleagues.

關鍵詞：控制爆破；堵塞疏通；精細施工；安全管理

Key words： control blasting；plugging dredging；fine construction；safety management

中圖分類號：TU751.9 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）17-0135-02

0 引言

2015年9月28日下午，某氧化鋁二廠的磨浮車間四號料倉發生堵塞，該料倉高約13m，直徑4m。下料口頂部離地面4m，底部離地面2m，如圖1所示。為了快速解決堵塞恢復生產，廠方委托有資質的爆破單位進行爆破疏通，在按照正常的設計藥量等施工爆破的過程中，發生了下料口裂開事故。

爆破作業采取的懸吊藥包爆破方法，發生事故的那次起爆藥包藥量0.6千克，從上口吊下，位置距料倉頂部約5m，距離下料口底部位置約6m，藥包位于料倉中軸線上，即距倉壁2m。考慮爆炸空氣沖擊波的影響，起爆時料倉上口未進行封閉，如圖1所示。

1 原因分析

經現場仔細勘察及認真分析，認為造成此次下料口開裂事故發生的主要原因是料倉內壁粘料過多，爆破引起大量料石掉落，下料口部位的焊縫連接處由于受力過大產生開裂，屬爆破意外事故。

①此次爆破時，料倉內壁堆積的料石太多，而且大部分料石位置距下料口較遠。起爆后，在爆破爆炸應力波的作用下，料石與倉壁脫離后自然塌落，全部砸向下料口，由于料石質量大，下落高度高，因此待落至下料口時就產生了巨大壓力，下料口焊縫因為長期老化作用承受不了這個壓力產生的變形，被撐裂。

②該次起爆選取藥量為600g，裝藥位置如圖1所示，屬合理布置，且符合藥量設計要求。如果是藥量過大造成的開裂，根據爆破時的爆炸沖擊波傳播方向是瞬間同時向四周傳播的，那么開裂位置應該是在裝藥部位同一水平的圓周倉壁處，即料倉上口以下5m處的周邊料倉內壁。但是爆破前未對料石下落產生的落體影響考慮周全，是管理疏忽。

③爆破作業溝通、管理不到位，也是導致此次事故發生的原因。如果爆破作業前，爆破員及時與車間安全員進行溝通，把爆破作業時的不安全因素和爆破可能引起的不安全后果進行很好的溝通，在爆破作業前就采取措施，將不會發生此次下料口開裂事故。

2 疏通爆破原理

2.1 堵塞形成原因分析

氧化鋁磨浮車間的料倉儲藏的是高溫料石，這些料石屬于多種材料的混合物，有一定的粉細度，在進行高溫處理的過程中，料石顆粒之間的粘結度增加，處于軟化或熔化狀態，極易黏結粘附于料倉內壁上形成結碴，而且冷卻后硬度極大。相關研究表明，結碴一旦形成，粘附在料倉內壁上，形成一定結碴面積，如果處理不及時，就會越結越大，越結越厚，形成平臺后，后續料石粉粒就會越堆越多，嚴重影響正常生產[1]。

2.2 堵塞疏通爆破機理

炸藥的爆炸作用通常可分為動作用和靜作用，爆炸瞬間在炸藥周圍形成爆炸沖擊波，沖擊波對周圍介質產生沖擊壓縮，待沖擊波在介質內傳播到外表面時，就會形成應力反射，對介質產生反射拉裂破壞[2]。由于料石顆粒之間、料石和倉壁之間存在著不同的收縮拉伸變形系數，爆破疏通作用使得料石顆粒之間、料石與倉壁之間的粘結破壞，進而相互脫離，在重力作用下自然掉落，順著下料口排出料倉，達到堵塞疏通爆破清理的工程目的。

3 爆破作業關鍵技術

3.1 爆破震落設計

一般是按結碴的厚度來設計選取起爆藥量的，公式如下[3]：

Q=c（-0.1）3 （1）

其中c是一經驗系數，一般取1.5～3.0，單位為kg/m3；H指結碴臨空表面到料倉內壁的距離（即結碴厚度），單位為m。

受結碴特性和結碴結構的影響，爆破疏通往往需要多次震落，所以，在實際爆破震落時，為防止藥量過大造成設備的損壞，藥量的選取一般從計算的最小值開始選取，根據爆破效果逐漸增大。

3.2 爆破解體設計

當結碴太厚，堆積過多，公式（1）設計的藥量加大到一定程度可能會影響到料倉設備時，一般要采取鉆孔分塊解體爆破技術，其藥量按體積公式來選取[4]：

Q=qabL （2）

其中Q指單個炮孔的藥量，單位為kg；q是炸藥單耗，一般取值為1.0～2.0kg/m3；a指鉆孔間距，單位為cm，一般按W=25d選取，d為炮孔直徑；b指炮孔排距，單位為cm，一般取b=0.7～1.0a；L指炮孔深度，單位為cm，一般按結焦厚度選取，即L=H-（0.2～0.5），這里的0.2～0.5是保護料倉壁不受破壞的厚度。

3.3 爆破安全技術設計

①采用爆破震落進行疏通時，其安全作業的關鍵在于藥包位置的準確懸掉，通常用準繩滑放進行施工投放藥包，即在料倉上口沿中心安放兩根十字輔梁，從兩梁交叉位置向下按指定落差懸掛藥包。

②采用鉆孔爆破解體進行疏通時，其安全作業的關鍵在于對藥包的隔熱處理和起爆范圍控制。隔熱處理措施主要是對藥包進行隔熱包裹，每次從裝藥到起爆作業總時間不得超過5min；起爆一次最多6個炮孔，防止造成大范圍落碴；一般是從結碴內側向外擴孔剝離的順序進行爆破解體[5]。

③要注意防止雜散電流對爆破作業的影響，因此進入作業現場之前要先檢查雜散電流，加工起爆藥包的時候對作業場地要進行絕緣處理，防止雷管腳線與環境中的鐵板接觸。連接線和放炮母線的接頭要做絕緣處理，不用的電雷管放在絕緣保管箱內。

④在疏通爆破作業時，尤其是懸掉藥包震落爆破時，下料口、觀測口等部位周圍30m范圍內不得有人，防止料石飛濺傷人。為了防止爆破空氣沖擊波對料倉設備造成損壞，在爆破時所有可以打開的孔門、窗門等均應處于的打開狀態[6]。

4 預防措施

料倉結碴堵塞時有發生，可以通過及時疏通的方式來避免結碴過厚，為了避免類似事故再次發生，可以采取以下預防措施：

①加強對所有參與爆破作業的工作人員進行安全教育，嚴格按照操作規程進行施工作業。在作業前，爆破技術人員必須認真分析爆破部位結碴情況，確定安全的起爆藥量和藥包位置。

②爆破施工前，爆破技術人員和爆破員、安全員要共同對爆破可能對周圍環境，尤其是設備本身產生的影響做出準確的判斷，對不確定、不安全，可能發生意外事故、可能造成設施損壞的起爆部位和爆破作業，在沒有制定和采取必要的保護措施時不得進行任何操作。

③加強管理控制，每次爆破作業前，爆破員都要及時和車間安全員進行溝通，借鑒以往類似爆破作業過程中的不可預見因素以及曾經發生的意外事故，力爭做到提前預防，把爆破意外影響控制在最小的范圍內。

參考文獻：

[1]宮開利.防治電廠鍋爐爐內結渣的技術措施[J].煤炭技術，2009，28（8）：165-166.

[2]呂小師，王光勇.電雷管在電廠鍋爐結焦爆破清除中的應用[J].工程爆破，2011，17（3）：85-87.

[3]王劍，鐘永曉.煉鐵高爐高溫爐瘤爆破清除實踐[J].爆破，2010，27（3）：81-82.

[4]呂小師，王春玲，李高峰.電廠鍋爐爐膛結焦清除中的快速外部裝藥爆破技術探索[J].爆破器材，2011，40（4）：19-21.

[5]孫致華，劉洪興.某高溫高硫銅礦采場的中深孔爆破技術優化設計研究[J].江西有色金屬，2010，24（1）：29-31.

[6]房澤法，閻曉榮，王維.預熱器系統結皮堵塞疏通爆破[J].爆破，2009，26（2）：77-79.