爆破飛散物的預防控制

張九龍

(浙江安泰爆破工程有限公司， 浙江 臺州市 318050)

爆破飛散物是指爆破時個別或少量脫離爆堆，飛得較遠的石塊或碎塊[1]。其飛散方向和距離具有不完全可控性，對爆區附近的人和物構成一定的威脅。工程技術人員應結合工程實際情況，在設計、施工中對爆破飛散物采取一系列措施加以預防控制，以盡可能減少飛散物，降低爆破安全事故率。

1 主動控制

1.1 資料分析和現場勘查

在爆破設計前仔細分析工程相關的地質地形資料、周邊環境資料、原設計資料，并根據現場勘查情況對資料進行校核，然后進行精細的設計施工。條件允許的情況下進行小規模試爆，使爆破設計更安全合理。

1.2 準確的工程測量

測量結果準確是爆破設計精確安全的前提。測量人員應認真仔細，可采用多點抽檢或多次重復測量等方法檢驗測量結果的準確度。

1.3 完善的爆破設計方案

1.3.1 優選爆破參數

(1) 抵抗線的位置、大小和方向。應盡量使容易產生飛散物的方向不朝向需保護的人和物。施工中如發現最小抵抗線過小，可采用處理爆區作業面，改變鉆孔角度，分段裝藥，調整爆破順序和時間等技術措施。對于較大的底盤抵抗線，應提前處理掉或在相應部位補孔。

(2) 在滿足工程質量的前提下，盡量降低炸藥單耗。單耗采用類比法或參照爆破條件相近的工程選取，情況復雜的可通過小范圍試爆或爆破漏斗試驗等方法確定。

(3) 嚴格控制裝藥量。裝藥量對爆破飛散物的產生有較大的影響。應結合被爆體的物理性質及周圍環境、自由面個數、炮孔參數、實測的抵抗線大小等確定合理的裝藥量，防止個別孔藥量過大而產生飛散物。

某文獻建議在計算裝藥量的公式中加入個別飛散物控制系數c，c值小于1.0，能使爆破的巖石松動而不飛散，坍塌而不拋散。經實踐，巖石堅硬取c=0.7～0.8，中等堅硬取c=0.5～0.6，軟弱取c=0.3～0.4，裂縫發育取小值，反之取大值[2]。

(4) 安全可靠的起爆網路。為保證可靠起爆，盡量采用多套起爆網路。采用導爆索起爆時容易破壞炮孔的填塞，從而產生較多的孔口飛散物。

選取合理的起爆順序和起爆時差，可以調整最小抵抗線的方向，避免出現跳段現象；還可以利用先起爆藥包破碎的介質阻擋后起爆藥包產生的飛散介質，從而使飛散物的數量減少，飛散距離縮短。實踐表明，微差間隔時間為25～50 ms比較合適，“V”形起爆網路產生的飛散物相對較少。在選擇微差網路的毫秒雷管的段別時，應考慮到雷管的延時誤差以避免產生跳段現象。為避免同段別雷管延時誤差的影響，在同一爆破部位采用1～10段的同段毫秒雷管，可以利用藥包間的阻擋防護作用，并防止先起爆藥包把后起爆藥包的覆蓋防護物掀開[3]。在爆破現場對設計的起爆順序進行復核，防止出現炮孔夾制、帶炮、改變后爆孔的抵抗線等現象。

(5) 采用合理的裝藥結構。在設計時根據爆區的地形地質條件，采用不耦合裝藥，小孔徑分散裝藥，分段裝藥等裝藥結構。遇到局部抵抗線過小的炮孔，自由面較松動破碎的炮孔，多臨空面的炮孔，節理裂隙、夾層、斷層、巖縫、空洞等軟弱面，前排自由面有凹陷等情況，應對鉆孔位置、鉆孔方向、裝藥量、裝藥位置、裝藥結構、炸藥類型等進行適當調整。將炸藥避開薄弱部位進行布置，盡量避免藥包各方向的抵抗線相差過大，盡可能地消除不良地質條件的影響，使炸藥的能量得到充分利用。

1.3.2 選擇合適的炸藥類型

盡量采用爆速低、猛度低的炸藥，避免爆后的巖塊過破碎引起遠距離飛散物。炸藥的波阻抗接近或略大于巖石的波阻抗時，炸藥爆轟的能量充分利用于巖石破碎，轉化為破碎巖塊飛散的能量相對較少。

1.3.3 爆破作用指數

函數f(n)也是個別飛散物的影響因素，一般可按表1選擇適當的f(n)值[4]。

表1 藥包性質與爆破作用指數函數f(n)的關系

1.4 嚴格按照爆破作業施工程序組織爆破

1.4.1 精細施工確保質量

爆破設計人員參加并指導現場施工，發現問題及時采取措施，認真檢查各作業工序的施工情況，對施工質量的驗收應嚴格。

1.4.2 控制鉆孔精度

爆破前將臺階面和自由面上的松動石塊清理掉。根據爆破設計說明書并結合爆區實際情況確定孔位，并保證鉆孔數量、鉆孔深度、鉆孔角度、孔間距符合設計的要求[5]。

爆破飛散物多產生于最小抵抗線部位、自由面處、孔口部位及地質薄弱部位。在布置炮孔前，要查看自由面的凹凸情況、底盤抵抗線的大小，爆區是否有節理裂隙、軟弱夾層、斷層、巖縫、空洞、破碎帶和弱化區(特別是與臨空面貫穿的)等。炮孔不能布置在薄弱部位，如已在薄弱部位鉆孔，應適當減少該孔的裝藥量，采用不耦合裝藥、分段裝藥法等技術措施。前排孔的鉆孔角度要根據坡面角度確定，使抵抗線均勻。

1.4.3 細致的裝藥

裝藥前復核孔位、孔深、傾角、孔排距、最小抵抗線等參數，檢查自由面凹凸根底是否超欠挖情況。

裝藥的過程中應隨時辨別藥柱的高度，檢查藥柱的上升速度，防止裝入過量炸藥。上升緩慢則可能孔壁有空洞、裂隙等，應停止裝藥，如已裝入過量的銨油炸藥，必須注水溶解。若空洞或裂隙小則采用分段裝藥，若空洞過大應報廢此孔，在其附近安全距離外補孔，或填塞形成柱塞再裝藥。如上升過快則說明炮孔有堵塞，應用高壓風吹孔或用炮錘等通孔[6]。

1.4.4 仔細填塞

填塞材料選用密度大且不夾雜較大物塊的細砂、濕土、巖粉或其混合物。填塞長度應確保不小于最小抵抗線值，一般工程中取20～40倍孔徑。施工過程中要逐孔檢測裝藥與填塞長度，如填塞長度小于最小抵抗線，應取出或吹出一些炸藥，或在孔口壓一些裝土或碎巖渣的袋子。填塞應連續密實。

1.5 孤石及二次破碎時爆破飛散物的控制

盡量采用機械破碎、靜態破碎、水炮破碎等破碎方法。爆破破碎時采取以下措施控制飛散物[7-8]：

(1) 采用小孔徑，鉆孔深度取1 /2～2 /3巖石高度。加大孔網密度，使炸藥盡可能均勻地分布于石塊內部。

(2) 控制單耗及裝藥量。裝藥前測量所鉆炮孔，校核最小抵抗線并確定裝藥量。每個覆土炮的藥量不能大于0.8 kg，塊度較大的巖石或者根底應采用淺孔爆破，藥量應小于1 kg。

(3) 保證填塞長度不小于最小抵抗線，選用炮泥或濕土逐層密實填塞。

(4) 同一石塊上的多個炮孔，應采用瞬發雷管或1～3段毫秒雷管起爆，段差大會使后爆炮孔的爆破條件發生改變而產生飛散物。

(5) 禁止在石縫中插炸藥或在根底掏穴裝炸藥進行爆破。

1.6 施工管理

1.6.1 加強爆破安全管理力度

嚴格遵守《爆破安全規程》，建立完備的規章制度，制定安全合理的爆破操作規程，制定爆破過程中各環節的操作細則并嚴格執行。建立質量保證體系，加強作業人員的責任感，依照設計說明及施工程序施工，互相監督檢查。爆破作業人員應經過技術培訓和安全培訓，強化爆破作業的安全意識，并通過考核持證上崗。實行爆破工程安全監理制度[9]。

1.6.2 施工管理的主要內容

(1) 炮孔檢查，炮孔位置、深度、孔排距、傾斜角度、最小抵抗線等與設計是否相符，孔內是否有水或雜物甚至被堵塞等。與設計不符的炮孔，對爆破安全或質量會產生影響的應進行處理或補孔。

(2) 爆破器材檢查，炸藥、雷管、導爆索、導爆管的種類、數量是否與設計相符，有無破損、過期、變質等質量問題；起爆電源能否滿足爆破要求。

(3) 裝藥與填塞檢查，單孔裝藥量、裝藥結構、起爆藥包、填塞長度、填塞質量等是否與設計相符。

(4) 線路檢查，起爆線路是否符合設計要求，管線是否有破損，是否有漏連，起爆方向是否正確，線路電阻是否與設計相符，線路能否導通等。

(5) 安全警戒情況，警戒距離能否滿足爆破安全要求，各警戒點人員是否到位，警戒工作是否到位。

2 被動防護

限于對自然事物的認識和一些不可控因素，即使經過精細的設計和施工，也不能保證不會出現個別飛散物。為防止發生意外事故，在復雜環境下進行爆破需進行防護。

2.1 防護形式

2.1.1 覆蓋防護

直接將防護材料覆蓋在爆破體上。作用是減少飛散物的數量，降低飛散高度和距離，減緩飛散速度。主要防護最小抵抗線、炮孔口、自由面凹陷處、地質薄弱部位等可能出現爆破飛散物的部位以及朝向建筑物、設備、道路、管線等方向。

覆蓋防護的材料應來源廣泛，搬運方便，透氣性良好，容易裁剪和聯接，有足夠的強度和重量，可重復使用。常用草袋(簾)、膠簾、麻袋、荊笆、竹笆、厚尼龍塑膠布、舊工業用氈、廢舊地毯、金屬網、膠帶、輪胎、鋼板、不含石塊的砂袋或土袋等。根據被爆體的破碎程度、孔徑、單孔裝藥量、爆區與保護物的距離等因素，選用合適的防護材料和防護形式。為加強防護效果，覆蓋物之間應互相搭接，且從后爆炮孔依次向先爆炮孔搭接覆蓋，以防先爆炮孔將覆蓋物掀開，使后爆炮孔失去防護而產生飛散物。用鐵絲、繩子等對覆蓋物進行固定，以防防護物被沖擊移位，但不能綁的過緊。

2.1.2 近體防護

防護材料設置在爆破體附近。采用鋼管、毛竹、木桿等作排架，上面掛荊笆、竹笆、帆布、鐵絲網等防護物，阻擋從覆蓋防護中飛出的碎塊。

2.1.3 重點對象的保護性防護

對爆區附近需要保護的重要設備、設施進行遮擋或覆蓋防護。用草袋、荊笆、竹笆、條笆、木板、鋼絲網、麻袋等材料。

2.1.4 設置緩沖層

爆破拆除煙囪、水塔等高聳建筑物時，為防止其坍塌時與地面接觸出現彈射飛散物，應在建筑物坍塌方向的地面上鋪設緩沖層,以隔離沖擊作用，吸收建筑物坍塌下落產生的強烈沖擊能，降低彈射飛散物的數量、彈射速度和距離[10]。緩沖層材料可用土、沙包、草袋、麻袋、膠帶、木板、鋼板等。

2.1.5 安全警戒

爆區周圍劃定警戒區，警戒距離原則上必須在個別飛散物的飛散距離以外。警戒距離外應設置警示牌，爆破時封鎖出入爆區的每條道路，并安排防守人員。爆區內的所有人員和重要設備應轉移到安全區域，不能轉移的要設置防護設施[11]。

3 結 論

美國礦業局的一項調查表明，過量的飛散物是導致爆破傷亡事故的主要原因，飛散物的產生情況也直接反映爆破安全管理的成敗。設計時認真閱讀資料，仔細勘查爆區及周圍環境，精心設計爆破方案；施工中作業人員認真操作，嚴格的管理和驗收，加強安全管理，進行嚴密細致的防護。通過這些措施可使爆破飛散物事故降到最低。

參考文獻：

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[4]沈芙河.爆破與噴錨工程實用技術手冊[M].北京:中國計劃出版社, 1995.

[5]周浩倉.爆破飛石的成因及預防[J].礦業研究與開發,1995,15(3):57-59.

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[10]王 斌,梁開水.拆除爆破中緩沖層的受力變形與防護作用[J].采礦技術, 2007,7(3):149-152.

[11]郭洪獻,王有生.FTA在防止爆破飛石傷人事故中的應用[J].現代礦業, 2009(8):63-66..