爆破飞石防治措施

作者:安全管理网 来源:安全管理网 点击:  评论: 更新日期:2017年09月16日
爆破飞石是指在爆破作业过程中从爆破点抛掷到空中或沿地面抛掷的杂物、泥土、砂石等物质。爆破飞石的危害主要体现在人员伤亡、建筑物损坏、机器设备破损等方面,而其中的人员伤亡是爆破飞石的最大危害。统计资料表明,在我国由于爆破飞石造成的人员伤亡、建筑物损坏事故已经占整个爆破事故的15% ~ 20%,我国露天矿山爆破飞石伤人事故占整个爆破事故的27%。因此,了解爆破飞石的危害,研究爆破飞石的产生原因,有针对性的开展爆破飞石的预防和干预措施,对防止爆破事故的发生具有重要的意义。
1 爆破飞石的表现形式
爆破飞石主要有抛射和抛掷两种形式。抛射飞石多与被爆破介质结构中存在着弱面及爆生裂隙有关,由于炸药在岩体中爆破产生的高压、高速气体遇到裂隙、断层、节理、岩缝等软弱面时产生突然卸载,爆生气体携带由于爆轰波遇弱面反射产生层裂效应而破碎的岩块及弱面中本身就存在的岩块高速地抛射而形成;而抛掷飞石则主要与抵抗不足或装药过量而产生的爆炸剩余能量有关。抛射飞石的速度往往比较高,抛射距离也较远,影响范围大,对爆破安全的影响也很大。
2 爆破飞石产生的原因
过多的爆破飞石与爆破设计的不合理和爆破施工的误差有关系,爆破飞石产生的原因主要有以下几个方面。
1)装药孔口堵塞质量不好。炮孔堵塞长度过小,或堵塞质量不好时,高温高压的爆炸气体中夹有很多石块冲出炮孔,形成冲炮,产生飞石。
2)装药过量,爆破荷载过大。
3)局部抵抗线太小,也会沿着该方向产生飞石。
4)岩体不均匀,遇有断层、软弱夹层等弱面时,爆轰气体集中冲出产生飞石。
5)爆破剩余能量产生飞石。爆破时炸药爆炸的能量除将指定的介质破碎外,还有多余的能量作用于某些碎块上使其获得较大的动能而飞向远方。
6)爆破时,鼓包运动过程中获得较大初速度的一些“物质”也会形成飞石。
7)其它偶然因素产生的飞石。
从本质上讲,爆破飞石是由于爆炸应力波、爆生气体的作用或两者的联合作用而产生的。
3 飞散方向
爆破飞石飞散方向和造成爆破飞石的原因有很大关系,各种原因引起的飞散方向见表1
1爆破飞石飞散方向

 

造成爆破飞石的原因
飞石飞散方向
堵塞长度不足或堵塞质量差
沿炮孔轴线朝向孔口方向
局部抵抗线过小,过量装药
沿最小抵抗线方向
岩石不均匀,存在软弱面
沿软弱面产状方向
炸药爆速高,猛度高
沿软弱面产状方向
介质性脆
沿软弱面产状方向
 4 影响爆破飞石的因素
1)装药量。在其它条件相当的情况下,很显然装药量越大,爆破飞石就越多,飞石飞行距离就越远。但是如果装药量不够,则又达不到爆破效果。因此,一定要根据爆破实际情况,合理确定装药量。
2)地形。在比较平坦的地区,由于场地宽广,临空面少,飞石会向四周飞散;而在山区和倾斜坡面的地方,飞石容易朝最小抵抗线的方向飞散。
3)爆破介质。爆破介质对爆破飞石的影响主要体现在介质的容重,当爆破介质为泥岩、页岩、风化岩等容重较小的介质时,炸药能量容易被介质吸收,能量损耗大,此时可以用于克服惯性运动的炸药能量就减少,因此,出现的飞石少,距离也较近。
当爆破介质为花岗岩、石英砂岩、石灰岩等容重较大的介质时,介质吸收炸药能量的能力较弱,降低波动能量的作用也小,可以用于克服惯性运动的炸药能量就相应较多,所以产生飞石多,距离远。
4)最小抵抗线和爆破指数。根据前苏联计算爆破飞石距离的经验公式,W 和n 值越大,爆破飞石的距离也就越大。其中,n 值的影响为二次方的关系。
5)导洞。在洞室爆破中,开挖竖井一旦出现飞石,将从垂直的竖井中飞出,而且飞石会向各个方向飞散。一般情况下,开挖平洞要比开挖竖井更容易控制飞石及其距离和方向。
6)风速风向。风速风向对爆破飞石的影响是很明显的,风速大且顺风时,飞石距离远,反之,距离近。当风速很大时,飞石距离甚至可以增加一倍。
5 爆破飞石的控制
爆破飞石的控制包括尽可能的减少飞石的产生和对已产生的飞石进行必要的防护。
5.1 减少飞石产生的措施
1)严格控制装药量。装药量是影响爆破飞石的主要因素之一。除正确确定最小抵抗线外,爆破作用指数(f n)的选择是控制飞石产生的关键。根据文献,爆破作用指数f( n)的选择可按表2进行。
2 药包性质与爆破作用指数函数f (n)的关系

 

药包性质(f n)
药包性质(f n)
内部作用药包≤0. 2
加强松动≤0. 44 ~ 0. 46
最大内部作用药包0.125 ~ 0. 2
减弱抛掷药包≤0. 64 ~ 1. 0
减弱松动药包0. 2 ~ 0 . 44
标准抛掷药包1. 0
正常松动药包0. 44
加强抛掷药包> 1.0
在一些情况下,要求严格控制飞石的距离,采用深孔松动控制爆破方法时,每个炮孔的装药量应该按接近内部作用药包计算,这样可以使爆破后的岩体松动而不飞散。采用洞室松动控制爆破方法时,可以选取爆破作用指数为0. 5 左右。
2)小孔径分散装药或不耦合装药。实践证明,大孔径爆破比小孔径爆破更容易产生飞石,如果采用耦合装药,因为单位孔长装药量与孔径二次方成正比,当岩体断层多,有孔位误差时,造成高密度的集中装药,爆破抛掷效应将会更加显著。
3)调整局部装药结构。因地形限制,或者是钻孔施工中的误差造成局部抵抗线过小,或者是遇到断层,夹层等弱面时,装药应当适当调整,适当减少相应部位的装药量。
4)提高炮孔堵塞质量。炮孔堵塞必须要有一定的长度,一般取1 倍最小抵抗线,最短不得小于最小抵抗线的0. 7 倍。堵塞太长会导致表面岩石不易破碎,容易形成大块飞石。堵塞材料可用砂岩粉组成的炮泥,堵塞时要边堵边捣,堵塞要密实、连续,堵塞材料中应避免夹杂碎石。对于露天硐室爆破和定向爆破更是要注意炮孔堵塞质量。
5)合理确定起爆顺序和间隔时间。对于大面积的爆破,采用“ 万炮齐鸣”的方式,存在着爆破的岩石破碎度不好、爆破振动大和爆破飞石多等问题。如果进行微差爆破,则可以在一定程度上有所避免。起爆间隔时间设计不合理也会产生飞石,所有炮孔的延迟时间应足以使爆下的岩石移动一定距离而不至于堆积在爆区前面。否则,会造成岩石堆积,后排爆下的岩石和堆积的岩石碰撞也会产生飞石。一般来说,在爆破振动安全允许的条件下,每个药包或每组药包,应以隔段或跳段来安排起爆顺序。
5.2 防护措施
1)爆区覆盖。对爆区的覆盖可以防止飞石的飞散。覆盖材料要求强度高、重量大,韧性好,能相互连接成厚大的整体,并能被牢固的固定。具体来说可用如橡胶防护垫,铁丝网,用环索连接的圆木,工业毡垫,帆布,草垫子等等。
2)设立警戒区。以爆区为中心设立警戒区,在此区域内不得有非工作人员,工作人员因工作需要不能撤离或无法撤离时,要修建坚固可靠、能抵御飞石冲击的避炮棚。
在采取了上述措施后,一般施工可以防止产生爆破飞石。但是,由于爆破对象时千差万别的;对爆破体(岩体、建筑物等)内部情况难以了解透彻;爆破设计和施工通常是由人去完成的,而人有时(特别是在疲劳状态下)也有失误的情况。因此,爆破有时也会产生一些飞石。在此情况下,应采取以下措施,防止万一产生的飞石造成安全事故:在城镇土石方控制爆破和拆除爆破中,在保护物和爆区之间用竹、木排架构筑隔离屏障(一定要稳固,尤其是在刮大风季节里),阻挡碎块飞越;在邻近建筑物面向爆区的门窗上悬挂竹编、麻袋、草帘等防止被石块砸坏。此外,统计资料表明,爆破飞石伤人事故有90%是发生在安全警戒范围内。所以,爆前应按照设计或《爆破安全规程》要求,严格划定警戒范围,危险区内进行彻底清场,撤走所有人员和设备(不能移走的要加有效覆盖防护),阻止无关人员进入警戒区,是防止爆破飞石造成恶性事故的重要措施之一。
 
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