工程爆破飛石及其控制

劇世祥

摘要：在礦山開采過程中常常需要對大面積的石塊進行爆破處理，爆破過程極易造成飛石，該爆破飛石對周邊環(huán)境中的建筑物和工作人員均會造成較大的安全隱患，為了有效的降低該種安全隱患，本文從爆破飛石的形成原因角度出發(fā)論述了相關(guān)的防控措施，望對相關(guān)礦山開采工作的順利進行提供幫助。

關(guān)鍵詞：爆破飛石;產(chǎn)生原因;控制措施

引言

就目前的礦山開采實際情況來看，常常在爆破過程中引發(fā)飛石情況，該情況較為多見，嚴重影響礦山開采的效率，各相關(guān)部門和開采單位正積極研究相關(guān)的解決措施，但是由于礦山爆破的自然環(huán)境均有所不同且較為惡劣，所以必須嚴格把握爆破飛石產(chǎn)生的原因，然后在此基礎(chǔ)上結(jié)合爆破經(jīng)驗合理利用爆破控制技術(shù)，如此才能夠有效的確保礦山開采的可靠性和安全性。

1.爆破飛石簡述

爆破飛石是指在爆破作業(yè)過程中從爆破點拋擲到空中或沿地面拋擲的雜物、泥土、砂石等物質(zhì)。爆破飛石的危害主要體現(xiàn)在人員傷亡、建筑物損壞、機器設(shè)備破損等方面，而其中的人員傷亡是爆破飛石的最大危害。統(tǒng)計資料表明，在我國由于爆破飛石造成的人員傷亡、建筑物損壞事故已經(jīng)占整個爆破事故的15%～20%，而日本事故率高達30%，根據(jù)我國礦山事故的統(tǒng)計，露天爆破飛石傷人事故占整個爆破事故的27%。因此，了解爆破飛石的危害，研究爆破飛石的產(chǎn)生原因，有針對性的開展爆破飛石的預防和干預措施，對防止爆破事故的發(fā)生保障人們的生命財產(chǎn)安全有十分重要的意義。

2爆破飛石的類型

爆破飛石情況是指在開展爆破作業(yè)時，一些碎塊飛散距離較遠，且飛行方向無法預料，往往容易威脅到爆區(qū)周圍居民以及建筑物的安全，帶來嚴重的安全威脅。一般而言，在爆破作業(yè)中可能出現(xiàn)的飛石主要包括這四種類型：

（1）在爆炸完成之后，介質(zhì)表面由于鼓包的相對運動，出現(xiàn)大面積地拋擲，且方向隨機，構(gòu)成整體的飛石現(xiàn)象;

（2）爆破發(fā)生時，局部可能會出現(xiàn)介質(zhì)破碎的情況，并進一步變化成為放射線的飛石，向四周發(fā)散;

（3）爆破發(fā)生時，炸藥爆炸將會產(chǎn)生大量高速氣體， 這些氣體夾雜著介質(zhì)碎塊，容易從夾層各個部分涌出，出現(xiàn)拋射現(xiàn)象，向四周發(fā)散。

（4）在對一些高層建筑物進行爆破作業(yè)時，例如煙囪以及水塔等，在開展定向坍塌工作時，由于建筑物以較高的速度向地面沖擊，介質(zhì)碎塊將會由地面進行反彈，或者由于建筑物內(nèi)部的碎渣未及時清理，在坍塌瞬間，將會出現(xiàn)碎渣的飛彈，這些情況都將導致建筑物材料獲得巨大沖擊力，四散形成飛石。

3爆破飛石產(chǎn)生的原因

3.1對爆破介質(zhì)物理力學性能了解不夠、藥量不準

城市控制爆破的對象較多，可以通過多次試爆來獲得準確的爆破設(shè)計依據(jù)。針對一些體積較小的介質(zhì)或只允許進行一次爆破的介質(zhì)，由于受到自身條件的制約，不能試驗爆破。雖然建筑物具有設(shè)計方面以及施工方材料，也會由于風化以及腐蝕等環(huán)境因素，影響最終的設(shè)計藥量，使得設(shè)計藥量不夠準確，最終導致飛石現(xiàn)象的出現(xiàn)。除此之外，即使是結(jié)構(gòu)以及尺寸完全相同的材料，在相同的作業(yè)環(huán)境下，爆破效果也可能不同。因此，爆破介質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復雜性，介質(zhì)性能的不明確，是導致飛石四散距離超過正常范圍的主要原因。

3.2爆破技術(shù)設(shè)計不當

炮眼位置安排不合理。由于爆破前期，作業(yè)人員缺乏對于爆破介質(zhì)的了解，不能夠充分掌握介質(zhì)中夾層信息以及介質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)信息，使得炮眼被安置在結(jié)構(gòu)較為薄弱的地區(qū)，使得高溫以及高壓氣體不斷膨脹，最終導致飛石范圍的大幅擴大。爆破參數(shù)選擇不合理，如果作業(yè)人員選擇炸藥數(shù)量過多，當巖石破碎后剩余的爆炸能量會使破碎的介質(zhì)獲得動能產(chǎn)生拋擲，就會出現(xiàn)爆炸介質(zhì)的四散，爆破介質(zhì)擴散范圍也將進一步擴大。穿孔網(wǎng)路設(shè)計不合理，

設(shè)計網(wǎng)絡密度已經(jīng)超過科學合理的密度系數(shù)，抵抗線的直徑范圍選取不合適等等;爆破順序選擇缺乏合理性，若作業(yè)人員選擇的起爆方式不足以為炮孔爆破提供破碎條件，就會導致炮眼由于受到巨大的夾制作用，而向上沖擊形成“沖天炮”，引發(fā)較為嚴重的飛石情況。

3.3爆破施工質(zhì)量未達到設(shè)計要求

（1）炮孔位置沒有達到施工圖紙的設(shè)計要求，使得爆破作業(yè)中的最小抵抗線以及裝藥量參數(shù)發(fā)生變化，最終影響實際用藥量大小，使得設(shè)計藥量不能達到實際施工要求，引起飛石現(xiàn)象的出現(xiàn)。

（2）堵塞質(zhì)量不符合要求。施工過程中，若出現(xiàn)炮孔口長度不符合要求或質(zhì)量不符合要求的情況，將會導致孔口容易出現(xiàn)爆破，爆破碎塊會向孔口拋擲。尤其是在實際藥量偏大情況下，孔口方向?qū)霈F(xiàn)較大范圍的飛石。

（3）施工操作不符合要求。作業(yè)人員施工過程中由于自身操作的不嚴謹，影響爆破線路的連接工作，使得少數(shù)炮孔無法爆破，部分炮孔由于夾制作用影響，將更改自身的抵抗線大小以及方向，導致飛石現(xiàn)象的出現(xiàn)。

4爆破飛石的控制措施研究

4.1細致勘察爆破現(xiàn)場的爆破介質(zhì)的性質(zhì)

在實施爆破之前對爆破現(xiàn)場進行細致的勘察，認真記錄需爆破介質(zhì)的物理性質(zhì)以及力學性能等，重點勘察巖體的斷層方向、斷層走向、節(jié)理寬度、節(jié)理方位走向、巖層風化程度、巖體強度、巖縫等情況，其中重點把握軟弱層的情況，對同自由面相通的弱線進行合理設(shè)置，而對上述所有情況均需進行細致的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，然后依照統(tǒng)計的相關(guān)數(shù)據(jù)來合理設(shè)定炸藥的藥量，同時對起時差和裝藥方式等參數(shù)進行設(shè)置。對于巖體中同自由面相通的弱線要嚴格依照，根據(jù)方向和深度正確選用低爆速炸藥以及選擇分段裝藥方式。如果孔間距比節(jié)理寬度和巖層大則會和增大飛石發(fā)生的可能性。為了有效的降低飛石的發(fā)生應該依照正確的寬度和方位設(shè)置平行鉆孔方式。如果巖層的節(jié)理與自由面保持一定的角度或者相互垂直時可以選用傾斜鉆孔方式。

4.2設(shè)置爆破具體參數(shù)，合理選用相關(guān)技術(shù)

以石灰石礦巖石為例進行爆破參數(shù)設(shè)置。由于該類巖石的爆破飛石發(fā)生率最高的地方為第一排孔，所以一定要控制排孔抵抗線的大小，合理設(shè)置孔藥量，對該類巖石的底盤設(shè)置抵抗線時要控制為5-6米，而超深要控制在3-3.5米，此外，填塞高度要大于炮孔深的1/2[3]。如果坡面顯示異常要采取不同的處理方式，具體表現(xiàn)在以下兩方面：①如果坡面有裂隙，那么在節(jié)理顯示完整時可以早呢高達抵抗線，也就是在布孔時對坡頂線的距離進行增加。②如果坡面顯示凹型，那么可以對裝藥結(jié)構(gòu)進行轉(zhuǎn)變，使用間隔分段裝藥方式，期間必須細致測量凹處的位置，嚴格把握上部的裝藥藥量，使其保持在40千克之內(nèi)最佳。③如果炮孔在穿溶洞時要使用間隔器進行間隔，做好底部間隔，之后進行連續(xù)裝藥，如果中部存在溶洞地貌需要使用中間間隔方式。在間隔處理之后一定要采取上部回填技術(shù)。最后，設(shè)計爆破類型。保證壓渣爆破形式比清渣爆破的坡頂線少1/2。炸藥單耗也要控制，前者的炸藥單耗為0.18kg/t。而清渣爆破的炸藥單耗為0.16kg/t。

4.3做好爆破工序管控

首先，嚴格依照技術(shù)要求裝填孔。避免藥柱和裝藥堵孔過高，同時設(shè)置好間隔，提高爆破成塊率，減少炸藥單耗，適當采用間隔裝藥方式。同時設(shè)置好間隔高度。其次，規(guī)劃爆破操作流程，設(shè)計好爆破方案，避免完全清渣爆破，在爆破區(qū)域的前面留處一定的礦巖量。接下來，做好爆破施工監(jiān)督和管理，專人監(jiān)管穿孔區(qū)域的施工，杜絕鏟裝破壞炮孔現(xiàn)象。最后，裝藥前嚴格檢查炮孔，發(fā)現(xiàn)炮孔被破壞要作相應的技術(shù)處理。降低炮孔的裝藥量，采用間隔裝藥方式，避免爆破抵抗線的薄弱環(huán)節(jié)等。

結(jié)語

綜上所述，爆破飛石是目前礦山開采過程經(jīng)常發(fā)生的問題，該問題的發(fā)生具有一定的偶然性，即使嚴格依照爆破操作程序和技術(shù)應用手段進行操作也難以百分之百的杜絕該種現(xiàn)象，所以只能最大程度上采取相關(guān)技術(shù)手段進行規(guī)避，盡量降低爆破飛石帶來的安全隱患。而就本次研究來看，研究內(nèi)容仍然不夠全面，今后筆者將進行深入的研究與探討，力求最大限度的防止該現(xiàn)象的發(fā)生。

參考文獻：

[1]李屹.爆破飛石產(chǎn)生的原因及控制措施[J].露天采礦技術(shù)，2015（5）：11-16.

[2]王丹丹，池恩安，詹振鏘，等.爆破飛石產(chǎn)生原因事故樹分析[J].爆破，2012，29（2）：119-122.

[3]具書宇，馮海鵬，王澤剛.土石方工程中防止爆破飛石控制的技術(shù)措施[J].山西建筑，2012，38（27）：112-114.

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