爆破作業(yè)現(xiàn)場危險隱患及危害程度分析

吳曉峰

（江西銅業(yè)民爆礦服有限公司，江西 德興 334224）

人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)是事故發(fā)生的直接原因，而物的不安全狀態(tài)是由于人的缺點造成的。因此，企業(yè)安全工作的中心就是防止人的不安全行為，消除機械的或物質(zhì)的不安全狀態(tài)，中斷事故連鎖的進程而避免事故的發(fā)生。爆破作業(yè)現(xiàn)場作為爆破施工企業(yè)危險隱患最為集中，發(fā)生重大傷亡事故可能性最大，現(xiàn)場施工組織又最為復雜的作業(yè)場所，其安全生產(chǎn)壓力相對較大，明確各危險隱患的危害程度，有助于提高現(xiàn)場作業(yè)人員的安全意識，減少乃至杜絕人的不安全行為。本文第一部分結(jié)合以往的事故案例，對爆破作業(yè)現(xiàn)場（以下簡稱“作業(yè)現(xiàn)場”）的危險隱患進行定性分析，本文的第二部分參考《GB6722-2014 爆破安全規(guī)程》、《彈丸終點效應(yīng)》和《WJ9045-2004 起爆具》等相關(guān)文獻資料，對作業(yè)現(xiàn)場各危險隱患可能造成的危害進行定量分析。本文對為現(xiàn)場聯(lián)合作業(yè)標準化建設(shè)提供一定參考。

1 爆破作業(yè)現(xiàn)場存在的危害

爆破作業(yè)現(xiàn)場存在的危險物品主要有起爆具、導爆管雷管和混裝炸藥車，針對現(xiàn)場情況和事故案例，對危險物品可能存在的危害進行辨別。

（1）起爆具。根據(jù)行業(yè)標準《WJ9045-2004 起爆具》要求，起爆具從12m 高處跌落至硬土地面，應(yīng)不然不爆。但作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境復雜，地面尖銳碎石較多，不能單純的以12m 作為安全高度，而且其主要成分為黑索金和TNT，其本質(zhì)仍為軍用烈性炸藥，起爆感度相對較高，是爆破作業(yè)現(xiàn)場的主要危險源之一。存在的危險隱患：起爆具發(fā)放過程中的拋擲、撞擊；炸藥車或輔助車輛碾壓起爆具等。事故案例：1998年美國內(nèi)華達州sierra 化學公司，起爆具廠發(fā)生爆炸，死亡4 人，傷6 人，建筑物被摧毀。事故原因：殘留凝固的炸藥與混藥鍋內(nèi)旋轉(zhuǎn)的攪拌器葉產(chǎn)生摩擦，造成爆炸。

（2）導爆管雷管。導爆管雷管由導爆管和基礎(chǔ)雷管構(gòu)成，導爆管內(nèi)部含有粉狀黑索金，具有靜電火花感度，基礎(chǔ)雷管內(nèi)部含有1g 烈性炸藥，部分型號雷管內(nèi)部含有藥型罩，爆炸會產(chǎn)生聚能效應(yīng)，穿透力較強。

存在的危險隱患：炸藥車或輔助車碾壓導爆管，導爆管卷入輪胎或鉆機履帶中，導爆管雷管發(fā)放過程中拋擲、撞擊，雷管遇到外來電流如高壓電纜、雷電等。

事故案例1：2009 年某鐵礦井下發(fā)生爆炸事故，造成6人死亡，6 人受傷，原因是導爆管分發(fā)過程在，照明電纜由于漏電產(chǎn)生電火花引發(fā)導爆管雷管爆炸，進而引起炸藥爆炸；事故案例2：河北涇縣一采石場，雷雨天氣爆破，分發(fā)導爆管雷管在孔口準備裝藥時，天空發(fā)生雷電引爆一枚導爆管雷管，幸好旁邊沒人也沒有裝藥；事故案例3：1993 年，某單位進行隧道開挖，爆破器材運到掌子面，卸車過程中，將250 發(fā)雷管扔下車，拋下的雷管撞擊在洞壁巖石上引發(fā)爆炸，傷兩人，所幸未引起炸藥爆炸。

（3）混裝炸藥車。炸藥車裝藥作為現(xiàn)場混裝乳化炸藥配制的最后一道工序，也是現(xiàn)場乳化炸藥生產(chǎn)工藝中的唯一重大危險源。鑒于混裝車空間受限，較難使用靜態(tài)乳化工藝，乳化器及螺桿泵的危險性相對較高。

存在的危險隱患：硝酸銨溶液在乳化器內(nèi)結(jié)晶導致水分受熱蒸發(fā)，乳化器出現(xiàn)干磨且摩擦系數(shù)加大，使硝酸銨結(jié)晶受熱分解放熱，最終出現(xiàn)爆燃、爆轟現(xiàn)象。螺桿泵“死頭”或者空轉(zhuǎn)，導致乳化炸藥過熱出現(xiàn)爆轟。事故案例：2013 年江西省永平銅礦發(fā)生一起現(xiàn)場混裝炸藥車爆炸事故，造成4 人死亡，9 人受傷。事故原因是螺桿泵斷料空轉(zhuǎn)，同時殘留于螺桿泵內(nèi)乳膠基質(zhì)產(chǎn)生內(nèi)循環(huán)引起破乳，硝酸銨結(jié)晶，同時內(nèi)循環(huán)溫度升高水分蒸發(fā)，干摩擦后溫度急劇升高，引起硝酸銨分解釋放大量的熱，在密閉空間內(nèi)形成熱點引起爆炸。

2 事故危害程度評價

2.1 單個孔內(nèi)炸藥被引爆

以單孔裝藥量750kg 為例，工業(yè)炸藥折合為TNT 當量（1 噸工業(yè)炸藥折算為0.89 噸TNT 當量2）。

（1）炮孔內(nèi)爆破沖擊波危害。假設(shè)750kg 炸藥裸露在地表，地勢平坦條件下爆破，超壓按（式1）計算：

式中：P—空氣沖擊波超壓值，105Pa；Q—一次爆破TNT 炸藥當量，kg；R—爆源至保護對象的距離，m。

表1 人體受損程度與距離關(guān)系表

（2）爆破振動危害。以銅廠采區(qū)難爆區(qū)為例，爆破振動速度按薩道夫斯基公式計算如下：

v—爆破引起的質(zhì)點振動速度，cm/s；Q—單段裝藥量，假定單孔裝藥量750kg；R—爆源至被保護物的距離，m；K—此為與爆破點地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)，取K=150；a—爆破振動衰減指數(shù)，保守取a=1.5。

表2 爆破引起的振動與天然地震對比表

（3）爆破飛石危害。爆破飛石距離Rf按式公式3進行計算：

式中：Rf—爆破飛石飛散距離；k—安全系數(shù)1 ～1.5，取最大值1.5；n—爆破作用指數(shù)，松動爆破n 取0.75；w—最大一個藥包的最小抵抗線，為6m。

計算得飛石距離Rf=101m，說明在101m 范圍內(nèi)均有被飛石砸到的可能性。

2.2 導爆管雷管破片殺傷

基礎(chǔ)雷管內(nèi)部一般含有1g 烈性炸藥，假設(shè)爆轟產(chǎn)物一直在破片的后面向外膨脹，并使破片達到初速Vf0，且爆轟產(chǎn)物在中心處速度為0，則圓柱形彈丸破片初速Vf0計算見式4（哥耐公式）。

常用基礎(chǔ)雷管規(guī)格參數(shù)，代入計算的破片初速Vf0=509.52m/s，當破片質(zhì)量為1g時，破片能力為125J，遠高于美國規(guī)定殺傷動能（78J），此動能可擊穿人體脊柱。說明在較近范圍內(nèi)，基礎(chǔ)雷管爆破構(gòu)成較強的殺傷效應(yīng)。

2.3 炸藥車爆破沖擊波危害

以炸藥車漏斗、螺桿泵和管道內(nèi)含有的成品乳化炸藥進行計算，計算公式見（式1），其中乳化炸藥以300kg 計，折合TNT 為267kg，計算結(jié)果見表3。

以炸藥車滿載16t 水、油相原材料計算，折合乳化炸藥15t，距離為100m 時，沖擊波強度仍有0.07MPa，根據(jù)人體受損程度可知，100m 范圍內(nèi)的人員仍有較大可能的重傷。

2.4 單個起爆具被引爆

主要考慮起爆具（重1.2kg，按配比RDX:TNT=1:1，計算TNT 當量為1.608kg）爆炸后產(chǎn)生的空氣沖擊波對人體的損害，計算公式見1，結(jié)果見表4：

表4 人體受損程度與距離關(guān)系表

3 結(jié)論

綜上，可得出以下結(jié)論：

（1）若因炸藥車或輔助車碾壓導爆管、導爆管卷入輪胎或鉆機履帶中、導爆管雷管發(fā)放過程中拋擲和撞擊、雷管遇到外來電流如高壓電纜及雷電等各類異常情況導致單發(fā)雷管被引爆，其產(chǎn)生的破片初速，當破片質(zhì)量為1g時，破片能力為125J，遠高于美國規(guī)定殺傷動能（78J），此動能可擊穿人體脊柱。說明在較近范圍內(nèi)，基礎(chǔ)雷管爆破構(gòu)成較強的殺傷效應(yīng)。

（2）若因雷管異常使孔內(nèi)乳化炸藥被引爆，30m 范圍內(nèi)人員將受爆破沖擊波傷害造成死亡，77m 范圍內(nèi)出現(xiàn)重傷或輕傷，101m 范圍內(nèi)有被飛石砸傷的危險。

（3）若因起爆具發(fā)放過程中的拋擲、撞擊或炸藥車、輔助車輛碾壓起爆具等原因?qū)е氯绻麊蝹€起爆具引爆，形成的沖擊波將導致4.1m 范圍內(nèi)人員死亡，10m 范圍內(nèi)造成重傷或輕傷。

（4）只考慮車內(nèi)成品炸藥情況下，若因螺桿泵空轉(zhuǎn)、“死頭”和乳化器堵塞各類異常超溫超壓情況導致車內(nèi)剩余炸藥爆炸，22m 范圍人員出現(xiàn)死亡，56.7m 范圍人員造成重傷或輕傷，甚至引起炸藥混裝車殉爆，造成更大的生命財產(chǎn)損失。

雖然目前難以對雷管、炸藥、起爆具等民爆物品受到機械強度時發(fā)生爆炸的概率定量化，但從各種事故案例的發(fā)生可以看出，事故發(fā)生概率較高且危害巨大。以帶血的事故為鑒，爆破現(xiàn)場作業(yè)應(yīng)嚴格遵守《爆破工安全操作規(guī)程》、《爆破工生產(chǎn)技術(shù)操作規(guī)程》、《爆破技術(shù)員技術(shù)操作規(guī)程》、《尾部操作工技術(shù)操作規(guī)程》等相關(guān)規(guī)程制度，杜絕習慣性違章，保護自身及他人的安全。