爆破飛散物的成因及控制防護

王偉澄 許鴻翔 曹宏亮 廖必超

(福州大學(xué)紫金礦業(yè)學(xué)院，福建 福州 350007)

0 引言

由于礦山的建設(shè)生產(chǎn)都離不開爆破，爆破產(chǎn)生的能量被用于破碎巖石和產(chǎn)生沖擊波，還有相當(dāng)一部分的能量會轉(zhuǎn)化為拋擲被破碎的巖石或小石子的動能，我們稱之為爆破飛散物。這些飛散物不僅難以控制，更會威脅到人的生命和財產(chǎn)安全。因此，研究控制防護飛散物的方法就很有必要。國內(nèi)外許多爆破專家提出了很多建設(shè)性的方法，并廣泛應(yīng)用到實際工程中，這里做一些討論與分析。

1 設(shè)計方面

1.1 對地質(zhì)探測與考察不夠細致

地質(zhì)人員沒有準(zhǔn)確判斷巖石的物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)，并且對地下是否存在溶洞、裂隙、結(jié)構(gòu)面、節(jié)理等了解的不夠透徹，這些都是首先會導(dǎo)致個別飛散物的首要因素[1]。

1.2 參數(shù)的設(shè)計存在問題

每一環(huán)的設(shè)計基本都關(guān)系到是否會產(chǎn)生個別飛散物、產(chǎn)生飛散物的數(shù)量，以及拋擲距離等。起爆順序、起爆位置、炸藥單耗等都是影響因素[2]，主要分析以下主要因素：

1)最小抵抗線。

根據(jù)《爆破工程》可知，爆破產(chǎn)生的碎石沿著最小抵抗線拋擲的最遠，數(shù)量也最多，所以在設(shè)計階段應(yīng)準(zhǔn)確判斷爆破巖層的厚度，找到最小抵抗線的位置，并依照它進行之后的爆破參數(shù)設(shè)計。這是產(chǎn)生個別飛散物的重要因素之一[3]。

2)雷管延期時間。

在露天臺階爆破現(xiàn)場，為了減小飛散物及震動的危害，我們一般會采用微差毫秒延期逐孔起爆法，雷管需隔段使用，保證爆破延期時間的精度控制。延期時間控制不到位或者爆破器材本身有問題，都會對個別飛散物的危害造成重大影響。

3)裝藥量及注意事項。

裝藥量的多少、是否耦合裝藥以及藥卷間是否有間隔等，都在很大程度上決定了爆破飛散物的拋擲距離和數(shù)量，裝藥結(jié)構(gòu)采用錯誤，裝藥量多都會產(chǎn)生較多飛石[4]。

1.3 爆破安全的設(shè)計不當(dāng)

在計算爆破飛石的拋擲距離時出現(xiàn)錯誤，從而導(dǎo)致警戒范圍不準(zhǔn)確。或者防護方式設(shè)計出錯、防護器材不合格等都會危及到現(xiàn)場工人甚至居民的財產(chǎn)人身安全。

2 施工方面

2.1 炮孔、抵抗線的偏移

現(xiàn)場施工的時候，尤其是打斜孔的時候，難免會產(chǎn)生一定偏差，可能導(dǎo)致抵抗線前移，使得爆破巖層變薄，產(chǎn)生能量更大的飛散物，非常不安全；炮孔的偏移可能會增大炮孔的密集程度，導(dǎo)致產(chǎn)生部分能量過大的問題[5]。

2.2 堵塞材料的選用

堵塞的時候用鉆屑或小石子等用作堵塞材料是很危險的。堵塞物的本身就是碎石，很可能會導(dǎo)致個別飛散物的增多，從而增大了它的危害[6]。而用于堵塞炮眼的材料可以是沙土、巖粉，還可以是其他的化學(xué)材料，比如磷石膏、酸堿膨脹劑等。

2.3 施工操作不夠精細

現(xiàn)場施工裝藥時，沒有時刻留意目前裝藥高度，特別是間隔裝藥的時候，時刻都要清楚已裝藥的高度，以防裝藥高度超出，導(dǎo)致單孔裝藥量過高，使得爆破飛散物數(shù)量增加、飛行距離增加[7]。

3 設(shè)計需要合理化

設(shè)計工作作為采礦工程中的重要一環(huán)，設(shè)計人員應(yīng)充分利用自己的專業(yè)知識，合理設(shè)計，設(shè)計應(yīng)符合《爆破安全規(guī)程》及相關(guān)規(guī)定，確保在實地做過現(xiàn)場試驗后才能給出適合當(dāng)前礦山的合理設(shè)計方案，有效管理，嚴(yán)格監(jiān)督，之后才能提交設(shè)計方案。下面分以下幾點來說明如何做到設(shè)計合理化。

3.1 地質(zhì)勘探圖的繪畫

地質(zhì)人員在現(xiàn)場需仔細勘察地質(zhì)地貌，特別關(guān)注地下情況。重點要關(guān)注的對象有：爆區(qū)的地層，巖體的風(fēng)化程度，巖性，斷層節(jié)理的方位走向，覆蓋層厚度，破碎帶產(chǎn)狀，規(guī)模等。準(zhǔn)確測量，鉆孔采樣，秉著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度分析研究，不可馬虎大意，更不可憑著經(jīng)驗去猜，需要實打?qū)嵉漠嫵龅刭|(zhì)勘探圖[8]。

3.2 完善爆破方案

首先，方案需要經(jīng)過多人多方推敲考量才可實施，根據(jù)最小抵抗線方位等來設(shè)置炮孔角度、深度、超深等參數(shù)，最小抵抗線方向不能朝著被保護對象，應(yīng)在盡量減小炸藥單耗的情況上提高炮孔利用率，要使炸藥在堅硬巖層中爆炸，不能在軟弱層中爆炸，否則會導(dǎo)致較多飛石[9]。調(diào)整各孔間距應(yīng)不宜太近，要使最小抵抗線長度稍大于堵塞長度，力求用最少的炸藥，充分發(fā)揮其威力，得到最好的爆炸效果。而一旦爆破壓力不夠也可能會造成只是松動爆破而沒有拋散，甚至只是內(nèi)部爆破的情況；其次對開挖工具的選擇也有講究。需要根據(jù)現(xiàn)場具體實際情況，包括生產(chǎn)成本、生產(chǎn)時間、地質(zhì)條件來選擇開挖工具。

3.3 管理和監(jiān)督

加強管理，完善管理制度，組織施工人員進行安全培訓(xùn)，嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)場負責(zé)人的施工監(jiān)督。多檢查復(fù)核，確保設(shè)計的合理性[10]。

4 施工需要精細化

簡單來說，現(xiàn)場施工需要留意各類注意事項，施工時需要細心與耐心。每一個在現(xiàn)場的人員應(yīng)當(dāng)都接受了足夠的相關(guān)安全教育，了解許多可能發(fā)生隱患的方面，互相監(jiān)督，互相幫助，形成很好的監(jiān)督系統(tǒng)。不能將私人情緒帶到工作中，控制消極情緒，每一個行動都必須符合相關(guān)安全規(guī)定以及設(shè)計方案。工作時需要細心，留意每一步的操作，每個員工也應(yīng)十分清楚自己的相關(guān)工作，知道有哪些安全隱患，當(dāng)危機影響小的時候就應(yīng)當(dāng)及時發(fā)現(xiàn)并按照相關(guān)規(guī)定控制它，確保安全后才可進行后續(xù)施工。下面分以下幾點細細說明如何做到施工精細化。

4.1 優(yōu)先做好安全、經(jīng)濟評估

在施工準(zhǔn)備階段，需對潛在風(fēng)險進行安全評估，對開采過程中的經(jīng)濟損失也作出評估，根據(jù)地質(zhì)報告及相關(guān)的規(guī)章制度，選擇合適的采礦器械、采礦方法、開拓方式、爆破方法等。有些情況下會進行二次爆破，要選擇夾縫塞藥，可以使用覆土法，使先爆的巖石覆蓋在后爆的覆土炮上。收集、參考資料，對巷道支護的方法及穩(wěn)固性、邊坡治理的方法及穩(wěn)固性、爆破危害的波及范圍等都提前作出評估，有效預(yù)防片幫、冒頂、突水等事故，充分考慮經(jīng)濟和安全因素，才能在施工中作出最準(zhǔn)確的評估，控制損失，保證施工安全。

4.2 覆蓋防護與防護層

被保護的對象如果是小件的物體，可以移動或方便覆蓋的物體，需先用有彈性有重量的材料將其覆蓋，如竹笆、工業(yè)氈布，輪胎，麻袋，金屬網(wǎng)等；對于不好覆蓋的建筑物，如高樓等，需設(shè)置防護層，如在飛散物的路徑上布置圍墻等類似的防護層，用于削減飛散物的能量;對于重點保護對象等，可以在其周圍圍堆起沙袋，且使最小抵抗線方向遠離重點保護對象進行爆破作業(yè)。

4.3 現(xiàn)場安全監(jiān)理

監(jiān)理人員應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)督現(xiàn)場工作人員是否有按《爆破安全規(guī)程》要求來施工，爆破的有害效應(yīng)是否有控制在安全范圍之內(nèi)，工人施工時是否有偷工減料的行為，確保工人資格是否適應(yīng)所對應(yīng)工作，驗收巷道時也應(yīng)仔細檢查，確定符合相關(guān)設(shè)計及規(guī)定后方能進行下一輪作業(yè)。安全警戒需按照《爆破安全規(guī)程》保守計算，做好警戒工作，確保整個爆破過程安全有效的進行。

5 結(jié)論

1)前期的仔細勘探十分關(guān)鍵，地質(zhì)人員應(yīng)準(zhǔn)確判斷巖石的物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)。

2)爆破參數(shù)中的最小抵抗線、雷管延期時間、裝藥結(jié)構(gòu)等都是影響飛散物威力的主要因素，也是比較容易著手并有效控制的方面。

3)控制方面應(yīng)著重做好保護對象的覆蓋工作、拉好防護網(wǎng)、建好緩沖格擋物等防護措施。