工程爆破中的危險(xiǎn)因素分析

黃 昊，藺照東

（中北大學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院，山西 太原 030051）

0 引 言

隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的蓬勃發(fā)展，爆破拆除技術(shù)在當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城市發(fā)展方面的作用越來越突出。工程爆破與人工、機(jī)械拆除方法相比具有很大的優(yōu)越性，拆除速度快、省時(shí)、省力、安全可靠，特別是對高聳建筑物更具有不可取代的優(yōu)點(diǎn)，它可以變高空作業(yè)為地面機(jī)械破碎，大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。但爆體結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境的復(fù)雜化，使施工復(fù)雜性越來越大，各類安全隱患防不勝防，嚴(yán)重影響著工程的施工成功率，給爆破拆除行業(yè)的發(fā)展帶來了諸多不利。所有這些因素都使工程爆破面臨著更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，因此，對工程爆破的不安全因素進(jìn)行分析，采取相應(yīng)措施以避免事故發(fā)生具有較高的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

1 爆破安全評價(jià)

爆破工程安全評價(jià)是在爆破工程施工以前，對爆破工程中潛在的危險(xiǎn)和有害因素進(jìn)行辨識(shí)，分析引起爆破事故的技術(shù)和管理狀況，論證安全技術(shù)措施的合理性，避免選用不安全的施工工藝和危險(xiǎn)的材料，提出降低或消除危險(xiǎn)的有效方法。對潛在的危險(xiǎn)、有害因素進(jìn)行定性和定量的分析，建立使系統(tǒng)安全的最優(yōu)方案，實(shí)現(xiàn)爆破工程本質(zhì)安全化。

爆破工程安全評價(jià)作為爆破安全管理的一項(xiàng)重要措施，可以有效地降低爆破工程中的各種危險(xiǎn)和有害因素，減少爆破事故的發(fā)生。

2 爆破過程中危險(xiǎn)因素的分析及預(yù)防措施

2.1 人的不安全行為

在安全系統(tǒng)中，主要因素是人，因?yàn)橐磺惺鹿实母磶缀醵伎勺匪莸饺?。人的失誤包括能預(yù)見而未采取措施的失誤或還未認(rèn)識(shí)而造成的失誤。人員的管理應(yīng)該是實(shí)現(xiàn)安全爆破的首要考慮因素。

爆破工程使用的材料本來就是危險(xiǎn)品，存在極大的不安全因素，當(dāng)人員在管理、使用過程中未按照安全規(guī)定進(jìn)行操作，稍有疏忽就有可能引起事故的發(fā)生。在工程爆破中，人的不安全行為表現(xiàn)在爆破設(shè)計(jì)失誤、工程施工管理不當(dāng)及個(gè)人專業(yè)素質(zhì)不足等。

針對人的不安全行為，要首先加強(qiáng)人員的安全意識(shí)，樹立“安全第一，預(yù)防為主”的思想；其次要注重人員的技能培訓(xùn)與教育，保證在爆破施工過程中的正確安全操作。

2.2 爆破振動(dòng)

炸藥在巖石中爆炸時(shí)，隨傳播距離的增加，應(yīng)力波迅速衰減，不能引起巖石的破裂，只能引起巖石質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生彈性振動(dòng)，以彈性波的形式向外傳播，造成地面震動(dòng)，會(huì)引起爆源附近的地面及地面上的物體搖晃、損壞等，形成嚴(yán)重的爆破危害。

爆破地震的特點(diǎn)是振動(dòng)幅值大，衰減快，振動(dòng)頻率高，持續(xù)時(shí)間短，能量有限。為避免爆破振動(dòng)對周圍建筑物產(chǎn)生破壞性的影響，必須計(jì)算爆破振動(dòng)的危險(xiǎn)半徑，如果位于危險(xiǎn)半徑以內(nèi)，那么需要將建筑物拆遷；如果建筑物不允許拆遷，則需要減少一次爆破的裝藥量，控制一次爆破的規(guī)模。

為確保爆區(qū)周圍人和物的安全及減小振動(dòng)對周圍建筑物的影響，可采取以下減震措施：1）采用多段微差起爆，因?yàn)樵谒幜恳欢ǖ那闆r下分段越多，爆破振動(dòng)越小。2）合理選取爆破參數(shù)和單位炸藥消耗量。單位炸藥消耗量過高會(huì)增大爆破振動(dòng)和空氣沖擊波，過低則會(huì)延遲和減小從自由面反射回來的拉伸效應(yīng)，使爆破振動(dòng)增大。3）限制一次爆破時(shí)的最大用藥量，選用低威力、低爆速的炸藥，改變裝藥結(jié)構(gòu)，采用不耦合裝藥，利用飛散爆破減振。4）推廣預(yù)裂爆破，增加地震波的反射，減少對被保護(hù)物的地震波影響。進(jìn)行預(yù)裂爆破時(shí)，應(yīng)分段延期起爆，同時(shí)盡量減少各分段同時(shí)起爆的炮孔數(shù)，減少預(yù)裂爆破造成的振動(dòng)。5）在露天深孔爆破中，防止采用過大的超深，以減少爆破振動(dòng)。6）調(diào)整爆破傳爆方向，以改變與被保護(hù)物的方位關(guān)系，適當(dāng)控制被保護(hù)物處的振動(dòng)大小[1]。

2.3 爆炸沖擊波

炸藥爆炸時(shí)，在有限的空氣中會(huì)迅速釋放出大量的能量，導(dǎo)致爆炸氣體產(chǎn)物的壓力和溫度局部升高，高壓氣體生成物迅速膨脹的同時(shí)，急劇沖擊藥包周圍的空氣，空氣中壓力陡然上升，形成以超聲速傳播的空氣沖擊波，在波的傳播過程中，空氣沖擊波逐漸衰減，最終變成聲波?？諝鉀_擊波具有比自由空氣更高的壓力，常常會(huì)造成爆區(qū)附近建筑的破壞、人類器官的損傷和心理反應(yīng)。

為確保人員與建筑等的安全，必須對空氣沖擊波加以控制，減小爆炸空氣沖擊波的破壞作用，可以從兩方面采取有效措施：一個(gè)是防止產(chǎn)生強(qiáng)烈的空氣沖擊波；另一個(gè)是利用各種條件來削弱已經(jīng)產(chǎn)生的空氣沖擊波。

空氣沖擊波的強(qiáng)度與炸藥爆炸時(shí)能量的利用率有關(guān)，提高爆炸能量的利用率，減少形成空氣沖擊波的能量，就能最大限度地降低空氣沖擊波的強(qiáng)度。

2.4 爆破飛石

在工程爆破中，特別是在露天進(jìn)行拋擲爆破或用裸露藥包進(jìn)行大塊破碎時(shí)，個(gè)別巖塊可能會(huì)飛散的很遠(yuǎn)，其飛行方向與拋擲距離難以預(yù)測，常常會(huì)造成人員等生物的傷亡及建筑物的破壞[2]。

防止飛石產(chǎn)生的措施有，在爆破工程中，要根據(jù)爆破條件，合理確定單位炸藥消耗量和爆破參數(shù)，采用不耦合裝藥和反向起爆，同時(shí)報(bào)做好炮孔的堵塞工作，嚴(yán)防堵塞物中夾雜碎石，保證炮孔的堵塞長度和質(zhì)量。

另外，為了防止飛石對人物的破壞，可以采取一些防護(hù)措施，如在爆破體上進(jìn)行覆蓋防護(hù)，以降低飛石速度、減小飛石高度和飛散的距離，或者對被保護(hù)對象采取嚴(yán)密的覆蓋，以防飛石破壞。

2.5 爆破有毒氣體

炸藥爆炸不完全或炸藥為非零氧平衡時(shí)，會(huì)生成一定的CO和NOx。有些礦石也可與爆炸產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)作用，生成有毒氣體，如含硫礦石可生成H2S、SO2。當(dāng)人員吸入這些有毒氣體時(shí)，輕則中毒，重則死亡[3,4]。

對爆破毒氣的防治的措施有：完善炸藥配方，采用零氧平衡炸藥，降低炸藥爆炸時(shí)生成的有毒氣體；加強(qiáng)炸藥的質(zhì)量管理，不使用過期變質(zhì)炸藥；采用最記得起爆能量，保證炸藥反應(yīng)完全達(dá)到穩(wěn)定爆轟，減少毒氣生成等。

3 工程爆破中的事故舉例

1）2001年11月16日，西寧西關(guān)街四號(hào)商住樓在一聲巨響過后，并沒有倒下，只是做過預(yù)處理的底層支柱受到了較為嚴(yán)重的破壞。19日，又加大藥量，進(jìn)行二次爆破，但樓房坐落1層后仍沒有倒下，反而成了向北傾斜近20°的“斜樓”。

此次事故的原因在于承辦公司是三級爆破企業(yè)，超越資質(zhì)進(jìn)行爆破，并且在未對該樓建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析研究、爆破方案嚴(yán)重失誤的情況下進(jìn)行爆破。

2）2001年10月30日，被稱為“西南第一爆”的云南宣威電廠120 m煙囪在爆破倒塌后落地反彈，飛石砸向200 m外的密集人群，造成1人死亡，數(shù)十人受傷。

此次事故的原因是衛(wèi)隊(duì)爆破飛石的影響進(jìn)行防護(hù)，但主要原因還是在于人的不安全行為，此次爆破未設(shè)置足夠的安全距離、大多數(shù)人員未采取安全措施、安全意識(shí)淡薄。

4 結(jié)束語

根據(jù)系統(tǒng)安全理論，任何微小的環(huán)節(jié)也可能會(huì)引起整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓。在爆破中，偶然的失誤，就可能會(huì)帶來人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失，因此一定要加強(qiáng)對工程爆破的安全管理，在工程爆破前要充分考慮到各種危險(xiǎn)性因素，并做好安全防護(hù)措施，以保證爆破工作能精確安全的進(jìn)行。

[1] 顏事龍,胡坤倫.現(xiàn)代工程爆破理論與技術(shù)[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2007.

[2] 秦清風(fēng)，馬紅茂.城市控制爆破的安全管理[J].機(jī)械管理開發(fā),2007（12）:106-107.

[3] 鐘冬望,林大澤,肖紹清.爆炸安全技術(shù)[M].武漢:武漢工業(yè)大學(xué)出版社,1992.

[4] 馮叔瑜,顧毅成.安全:爆破工程永恒的主題[J].爆破，2002（3）:1-4.