工程爆破飛石及其控制

劇世祥

摘要：在礦山開(kāi)采過(guò)程中常常需要對(duì)大面積的石塊進(jìn)行爆破處理，爆破過(guò)程極易造成飛石，該爆破飛石對(duì)周邊環(huán)境中的建筑物和工作人員均會(huì)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(duì)相關(guān)礦山開(kāi)采工作的順利進(jìn)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(kāi)采實(shí)際情況來(lái)看，常常在爆破過(guò)程中引發(fā)飛石情況，該情況較為多見(jiàn)，嚴(yán)重影響礦山開(kāi)采的效率，各相關(guān)部門(mén)和開(kāi)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(yán)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(yàn)合理利用爆破控制技術(shù)，如此才能夠有效的確保礦山開(kāi)采的可靠性和安全性。

1.爆破飛石簡(jiǎn)述

爆破飛石是指在爆破作業(yè)過(guò)程中從爆破點(diǎn)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(jī)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(jì)資料表明，在我國(guó)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(gè)爆破事故的15%～20%，而日本事故率高達(dá)30%，根據(jù)我國(guó)礦山事故的統(tǒng)計(jì)，露天爆破飛石傷人事故占整個(gè)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(duì)性的開(kāi)展爆破飛石的預(yù)防和干預(yù)措施，對(duì)防止爆破事故的發(fā)生保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全有十分重要的意義。

2爆破飛石的類(lèi)型

爆破飛石情況是指在開(kāi)展爆破作業(yè)時(shí)，一些碎塊飛散距離較遠(yuǎn)，且飛行方向無(wú)法預(yù)料，往往容易威脅到爆區(qū)周?chē)用褚约敖ㄖ锏陌踩?，帶?lái)嚴(yán)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(lèi)型：

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

（2）爆破發(fā)生時(shí)，局部可能會(huì)出現(xiàn)介質(zhì)破碎的情況，并進(jìn)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(shí)，炸藥爆炸將會(huì)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(gè)部分涌出，出現(xiàn)拋射現(xiàn)象，向四周發(fā)散。

（4）在對(duì)一些高層建筑物進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí)，例如煙囪以及水塔等，在開(kāi)展定向坍塌工作時(shí)，由于建筑物以較高的速度向地面沖擊，介質(zhì)碎塊將會(huì)由地面進(jìn)行反彈，或者由于建筑物內(nèi)部的碎渣未及時(shí)清理，在坍塌瞬間，將會(huì)出現(xiàn)碎渣的飛彈，這些情況都將導(dǎo)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(duì)爆破介質(zhì)物理力學(xué)性能了解不夠、藥量不準(zhǔn)

城市控制爆破的對(duì)象較多，可以通過(guò)多次試爆來(lái)獲得準(zhǔn)確的爆破設(shè)計(jì)依據(jù)。針對(duì)一些體積較小的介質(zhì)或只允許進(jìn)行一次爆破的介質(zhì)，由于受到自身?xiàng)l件的制約，不能試驗(yàn)爆破。雖然建筑物具有設(shè)計(jì)方面以及施工方材料，也會(huì)由于風(fēng)化以及腐蝕等環(huán)境因素，影響最終的設(shè)計(jì)藥量，使得設(shè)計(jì)藥量不夠準(zhǔn)確，最終導(dǎo)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(fù)雜性，介質(zhì)性能的不明確，是導(dǎo)致飛石四散距離超過(guò)正常范圍的主要原因。

3.2爆破技術(shù)設(shè)計(jì)不當(dāng)

炮眼位置安排不合理。由于爆破前期，作業(yè)人員缺乏對(duì)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(dǎo)致飛石范圍的大幅擴(kuò)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(guò)多，當(dāng)巖石破碎后剩余的爆炸能量會(huì)使破碎的介質(zhì)獲得動(dòng)能產(chǎn)生拋擲，就會(huì)出現(xiàn)爆炸介質(zhì)的四散，爆破介質(zhì)擴(kuò)散范圍也將進(jìn)一步擴(kuò)大。穿孔網(wǎng)路設(shè)計(jì)不合理，

設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)密度已經(jīng)超過(guò)科學(xué)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(huì)導(dǎo)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(yán)重的飛石情況。

3.3爆破施工質(zhì)量未達(dá)到設(shè)計(jì)要求

（1）炮孔位置沒(méi)有達(dá)到施工圖紙的設(shè)計(jì)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(shí)際用藥量大小，使得設(shè)計(jì)藥量不能達(dá)到實(shí)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(guò)程中，若出現(xiàn)炮孔口長(zhǎng)度不符合要求或質(zhì)量不符合要求的情況，將會(huì)導(dǎo)致孔口容易出現(xiàn)爆破，爆破碎塊會(huì)向孔口拋擲。尤其是在實(shí)際藥量偏大情況下，孔口方向?qū)?huì)出現(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(guò)程中由于自身操作的不嚴(yán)謹(jǐn)，影響爆破線路的連接工作，使得少數(shù)炮孔無(wú)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(dǎo)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(xì)致勘察爆破現(xiàn)場(chǎng)的爆破介質(zhì)的性質(zhì)

在實(shí)施爆破之前對(duì)爆破現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行細(xì)致的勘察，認(rèn)真記錄需爆破介質(zhì)的物理性質(zhì)以及力學(xué)性能等，重點(diǎn)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(fēng)化程度、巖體強(qiáng)度、巖縫等情況，其中重點(diǎn)把握軟弱層的情況，對(duì)同自由面相通的弱線進(jìn)行合理設(shè)置，而對(duì)上述所有情況均需進(jìn)行細(xì)致的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，然后依照統(tǒng)計(jì)的相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)合理設(shè)定炸藥的藥量，同時(shí)對(duì)起時(shí)差和裝藥方式等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。對(duì)于巖體中同自由面相通的弱線要嚴(yán)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(huì)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(yīng)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(shí)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(jìn)行爆破參數(shù)設(shè)置。由于該類(lèi)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(duì)該類(lèi)巖石的底盤(pán)設(shè)置抵抗線時(shí)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(shí)可以早呢高達(dá)抵抗線，也就是在布孔時(shí)對(duì)坡頂線的距離進(jìn)行增加。②如果坡面顯示凹型，那么可以對(duì)裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，使用間隔分段裝藥方式，期間必須細(xì)致測(cè)量凹處的位置，嚴(yán)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(shí)要使用間隔器進(jìn)行間隔，做好底部間隔，之后進(jìn)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(jì)爆破類(lèi)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(yán)格依照技術(shù)要求裝填孔。避免藥柱和裝藥堵孔過(guò)高，同時(shí)設(shè)置好間隔，提高爆破成塊率，減少炸藥單耗，適當(dāng)采用間隔裝藥方式。同時(shí)設(shè)置好間隔高度。其次，規(guī)劃爆破操作流程，設(shè)計(jì)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(lái)，做好爆破施工監(jiān)督和管理，專(zhuān)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(yán)格檢查炮孔，發(fā)現(xiàn)炮孔被破壞要作相應(yīng)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(yǔ)

綜上所述，爆破飛石是目前礦山開(kāi)采過(guò)程經(jīng)常發(fā)生的問(wèn)題，該問(wèn)題的發(fā)生具有一定的偶然性，即使嚴(yán)格依照爆破操作程序和技術(shù)應(yīng)用手段進(jìn)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(jìn)行規(guī)避，盡量降低爆破飛石帶來(lái)的安全隱患。而就本次研究來(lái)看，研究?jī)?nèi)容仍然不夠全面，今后筆者將進(jìn)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(xiàn)：

[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(shù)分析[J].爆破，2012，29（2）：119-122.

[3]具書(shū)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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