露天爆破事故分析與安全管理研究

劉知言，陳銀友 ，許艷生

(1.保定市公安局危險爆炸物品管理支隊，河北 保定 071000；2.保定市永安爆破服務有限公司，河北 保定 071000)

我國爆破從業人員隊伍龐大(約70萬人)，爆炸物品用量多，據不完全統計，2013～2018年各類爆破作業的年均炸藥使用量分別約439、432、368、354、380、400萬t，從業人員數量和爆炸物品使用量均為世界第一。近年來，隨著國家能源與基礎設施建設發展和“一帶一路”戰略實施，露天爆破作業的領域和范圍不斷擴大，并廣泛應用于礦山、交通與水利水電等工程中，特別是在礦山開采中呈現不斷增加的趨勢，例如，鐵礦開采約占90%，有色金屬礦開采約占52%，化工原料開采約占70%，建筑材料開采近100%，爆炸物品年均使用量的70%以上應于露天爆破作業。

爆破作業是一項安全風險高、作業環節多、操作程序復雜的系統工程，露天礦山在生產過程中，直接與外界相連，周邊環境存在的不確定因素較多，但由于爆破作業人員的技術水平不一、安全意識不等，加之地質地形條件復雜和不可控因素眾多等，時而會造成爆破事故或引發民事糾紛。為此，通過分析造成爆破事故和引發民事糾紛的主要原因，并有針對性地采取安全技術措施，強化爆破安全管理，規范爆破作業行為，確保爆破作業安全、優質、高效和經濟，則是爆破安全管理研究的本質所在[1]。

1 露天爆破安全事故統計與分析

據不完全統計，2001～2013年，全國共有露天礦山59 268座，占金屬非金屬礦山的87.1%，其中小型露天礦山56 245座，占露天礦山總數的94.9%。每年由爆破作業導致的安全事故上百起、死亡過百人，對人民生命和國家財產造成了重大損失。

露天爆破安全事故按其原因可分為爆破作業違規操作導致和爆破有害效應引發及不可控地質因素誘發。爆破作業違規操作事故是由于爆炸物品在流通、使用和銷毀等環節，作業人員未按技術規范或安全管理規定操作而導致的早爆、拒爆、遲爆等爆破安全事故；爆破有害效應引發事故是因為爆破技術不過關、施工經驗欠缺，使得炸藥在巖土介質中爆炸的大部分能量除用于將巖體破碎、移動或拋擲外，還有小部分多余能量釋放于巖體或空氣中引發爆破振動、空氣沖擊波和個別飛散物等由于力學效應造成的爆破事故，以及炸藥爆炸產生的大量有毒有害氣體、電磁效應等引起的安全事故[2]。

1.1 露天爆破主要安全事故統計

根據國家應急管理部按類別劃分的20種安全生產事故中，與爆破作業有關的主要包括爆炸事故、坍塌事故、爆破事故、透水事故、火災事故、瓦斯爆炸和中毒窒息事故等，其中露天爆破作業主要事故多為爆破事故和坍塌事故。

據不完全統計，2001～2013年我國露天礦山發生爆破與坍塌事故8 912起、死亡10 495人，露天礦山爆破與坍塌事故統計如表1所示。

表1 露天礦山爆破與坍塌事故

1.2 露天事故典型案例分析

爆破作業安全事故無論是由人為因素造成還是外部不可控因素導致，都往往會造成人員傷亡慘重、經濟損失等嚴重后果，甚至會對社會公共安全造成嚴重影響。為吸取事故教訓、總結成功經驗，通過分析爆破事故典型案例，了解造成爆破安全事故的原因，提高爆破技術水平、規范爆破作業行為，才是確保爆破本質安全和社會公共安全的唯一途徑。露天爆破安全事故典型案例如表2所示。

續表2

由表2分析可知，露天爆破安全事故主要是由于爆破作業人員技術水平低、安全意識差和違規作業而導致。

2 露天爆破安全管理

露天爆破安全管理的內容主要包括：安全技術管理和安全組織管理，分別對生產中的人、物、環境的行為與狀態，進行具體的管理與控制。

爆破作業安全管理的任務是促進爆破技術進步、規范爆破作業行為、防止爆破器材流失、確保爆破本質安全和社會公共安全。為此，國務院于2006年發布實施了《民用爆炸物品安全管理條例》，針對民用爆炸物品的生產、銷售、購買、運輸、儲存、銷毀和爆破作業等環節制定了管理辦法、提出了具體要求。在此基礎上，相關部門又發布實施了一系列爆破技術和安全管理標準，如《爆破安全規程》GB 6722-2014[3]和《爆破作業單位資質條件和管理要求》GA 990-2012[4]、《爆破作業項目管理要求》GA 991-2012[5]和《爆破作業人員資格條件和管理要求》GA 53-2015[6]等，進一步明確了露天爆破安全管理的內容、原則和要求。

2.1 露天爆破安全技術措施

2.1.1 露天爆破安全技術計算

露天爆破作業產生的爆破振動、空氣沖擊波和個別飛散物是造成爆破安全事故的主要因素。為此，爆破技術設計必須精細化，對爆破有害效應進行全面分析、精心計算和嚴格校核。

1)爆破振動。露天爆破振動判據采用保護對象所在地基礎質點峰值振動速度和主振頻率。質點峰值振動速度按式(1)計算：

(1)

式中：v為地面質點峰值振動速度，cm/s；Q為炸藥量(齊爆時為總裝藥量，延時爆破時為最大一段裝藥量)，kg；R為觀測(計算)點到爆源的距離，m；k、α為與爆破點至計算點間的地形、地質條件有關的系數和衰減系數。

2)空氣沖擊波。露天爆破空氣沖擊波采用保護對象所能承受的超壓作為破壞判據，可按式(2)計算：

(2)

式中：Δp為空氣沖擊波超壓值，105Pa；Q為一次爆破TNT炸藥當量，秒延時爆破為最大一段藥量，毫秒延時爆破為總藥量，kg;R為爆源至保護對象的距離，m。

3)爆破個別飛散物。爆破飛散物是指爆破時個別或少量脫離爆堆、飛得較遠的碎塊。露天爆破作業以個別飛散物的飛散距離作為安全控制標準，目前，露天深孔爆破作業個別飛散物安全距離的計算依然采用硐室爆破安全距離公式計算[7]：

Rf=20Kfn2W

(3)

式中：Rf為爆破飛石安全距離，m；Kf為安全系數，一般取Kf=1.0～1.5；n為爆破作用指數；W為最小抵抗線，m。

進行露天爆破作業時，應逐個藥包進行計算，選取最大值為個別飛散物安全距離。

2.1.2 露天爆破安全技術措施

《爆破安全規程》GB 6722-2014[3]為指導爆破作業的安全技術規范，爆破作業人員的行為首先應符合該規范。為此，露天爆破作業項目的安全技術內容與要求應包括：

1)對項目實施分級管理，即按工程類別、一次爆破總藥量、爆破環境復雜程度和爆破物特征，分A、B、C、D級別；

2)針對每一個具體項目，應做出科學合理、切實可行的爆破設計，其中含爆破技術設計和施工組織設計；

3)需經公安機關審批的爆破作業項目，均應進行安全評估和安全監理；

4)爆破作業應嚴格按照爆破設計的技術內容與安全要求進行操作；

5)爆炸物品現場發放、領取、檢驗、使用和退庫等均按技術規范操作。

2.2 露天爆破安全管理措施

《爆破作業單位資質條件和管理要求》[4]、《爆破作業項目管理要求》[5]和《爆破作業人員資格條件和管理要求》[6]屬于爆破作業安全管理規程，爆破作業行為要滿足該系列標準要求。基此，針對每一個爆破作業項目，爆破作業單位與作業人員均應認真落實第一責任人職責，提高安全責任意識、明確安全管理的原則、目標、內容和對象，并制定出嚴格周密細致的安全管理措施。

2.2.1 安全管理目標與要求

露天爆破安全管理目標是爆破作業無事故、爆炸物品無流失。露天爆破安全管理目標如圖1所示。

圖1 露天爆破安全管理目標

2.2.2 安全管理原則與對象

露天爆破安全管理的原則是：堅持安全管理的目的性，認真落實安全生產方針，堅持全員、全過程、全方位、全天候的動態管理，安全管理重在控制、并應在管理中發展提高。

露天爆破安全管理的對象：對爆破作業的人、物和環境的行為與狀態進行安全管理，從全局到局部、從全流程到各環節，做出周密的規劃、組織、協調和控制，建立健全組織機構與各項規章制度，并通過危險源辨識分析和風險評價，制定出切實可行的安全措施及應急預案，從技術、組織和管理上采取有力的措施，解決和消除各種不安全因素，防止安全事故發生。露天爆破安全管理對象與內容如圖2所示[8]。

圖2 露天爆破安全管理對象與內容

2.2.3 爆破安全管理措施

對每一項露天爆破作業項目，除應做到精心設計和精細施工外，還應做到精心組織和精心管理：

1)依法依規對爆破作業單位實施審批制度，并根據其單位性質和作業范圍劃分為營業性爆破作業單位和非營業性爆破作業單位；

2)對營業性爆破作業單位實施分級管理，即將營業性爆破作業單位按照其擁有的凈資產、專業技術人員、技術裝備和業績等條件，分為一級、二級、三級和四級資質，規定了其從業范圍，并設定了爆破作業單位崗位職責和設置要求；

3)對爆破作業項目實施審批或備案制，即在城市、風景名勝區和重要工程設施附近爆破作業項目應實施審批制，除此之外的爆破作業項目實施備案制；

4)對爆破作業人員實施分類、分級管理，并嚴格規定了爆破作業人員的資格條件、崗位設置和職責要求及管理要求，提高施工人員的責任意識，使其在實際操作中落實自身職能，強化責任感降低人為失誤問題[9]；

5)爆破作業項目均應有健全的組織機構、完善的安全管理制度、周密的安全措施與應急預案；

6)對爆炸物品的流通實施閉環管理，對爆破作業人員行為進行規范化管理；

7)經公安機關審批的爆破作業項目應進行安全評估和安全監理等。

3 結語

1)露天爆破安全事故多由人為因素造成，提高爆破作業人員技術水平和安全責任意識，切實規范爆破作業行為，是降低爆破安全事故、確保爆破本質安全的前提與基礎。

2)建立健全規范化的安全管理制度，并嚴格按規程和管理規定操作，是防范爆炸物品流失、避免爆破安全事故的重要保障。

3)加強爆破作業全流程各工序安全管理是實現安全、高效、經濟不可或缺的主要途徑。

4)爆破安全是主要管控目標，爆炸物品是主要管控對象，爆破作業單位、爆破作業人員是管控第一責任人，明確安全管理的目標、對象和內容是落實安全生產方針的關鍵措施[10]。