安哥拉道碴廠露天爆破施工技術

謝小丁

【摘 要】本文結合安哥拉共和國本格拉鐵路大修工程道碴廠露天爆破實例，闡述了火雷管爆破施工工藝、安全、質量控制要點及注意事項，為今后在非洲國家道碴廠露天爆破施工提供參考依據。

【關鍵詞】道碴廠；火雷管；爆破；安全

0 引言

在我國早在2008年國防科工委和公安部聯合發布《關于做好淘汰導火索、火雷管、銨梯炸藥相關工作的通知》（科工爆[2008]203號）。通知認為，根據《民用爆破器材“十一五”規劃綱要》的要求，導火索、火雷管、銨梯炸藥已于2008年1月1日起停止生產。火雷管、導火索、銨梯炸藥開始退出國內爆破市場，然而在非洲安哥拉共和國，由于該國工業技術基礎落后，導火索、火雷管等任被廣泛使用，同時在使用過程中無完整有效的安全使用準則，為了安全有效的使用這類爆破器材，我們將我國《爆破安全規程》GB6722-2003與當地的政府部門爆破器材使用規則相結合，在安全使用的前提下充分利用這類爆破器材進行施工生產。

1 工程背景

安哥拉屬熱帶沙漠氣候和熱帶草原氣候，全年分兩季，10月至次年4月為雨季，5月至9月為旱季，本格拉鐵路位于安哥拉共和國中部，西起大西洋岸邊的洛比托港，途經萬博（HUAMBO）、比耶（BIE）、盧埃納（LUENA），東至剛果邊境接壤，全長1344.8km，是安哥拉3條鐵路主干線之一。該條鐵路于20世紀60年代末建成通車后，受到了戰爭的破壞，處于癱瘓狀態，維修前只有洛比托（LOBITO）—庫巴爾（CUBAL）段（153km）、本格拉支線（27.3km）及卡棱卡（CALENGA）—萬博（HUAMBO）段（42km）可運行通車。本格拉鐵路全線修復工程采用大修方案，即更換鋼軌、道岔、枕木、新鋪道岔、修建和恢復損壞橋涵和路基，并新增通信信號設備和其他配套設備，以確保行車安全。計劃線路補碴250萬方，道碴生產廠沿線路布置5處，共計安裝13條道碴生產線生產道碴確保沿線補碴需要；其中庫恩巴（CUEMBA）道碴廠位于庫恩巴車站（K780+000）線路右側5公里處，該道碴廠設有采石場一處，道碴生產線4條。

2 工程地質條件

庫恩巴（CUEMBA）道碴廠所在范圍的小型露天采石場巖體為細-中粒花崗巖，地表覆蓋植被覆土厚度約為：0.3m-1.2m，基巖中等風化，解理裂隙發育，無水，巖體穩固，地質構造較簡單。

對該場道砟的材質經公司檢測中心測試，抗磨耗沖擊性能、抗壓碎性能、滲透性能均為一級，抗大氣腐蝕破壞、穩定性能合格，材料的綜合指標較好。

3 鉆爆方案設計

露天采石場爆破施工嚴格按照“一算二試三監測四調整五實施”原則進行爆破設計與施工，該采石場基巖穩固，地質構造簡單，采用中深孔爆破，按臺階高度H=10m和臺階坡面角=70°布置傾斜鉆孔，多采用等邊三角形平行孔排列。

3.1 孔徑與孔深

鉆孔設備采用阿特拉斯科普柯ROC L6履帶式潛孔鉆機。孔徑取70mm，孔深可按下式計算：

3.2 底盤最小抵抗線（Wd）

底盤抵抗線的大小與炮孔直徑、炸藥威力、裝藥密度、巖石可爆性、要求破碎程度及臺階高度等因素有關。

3.2.1 按每個炮孔的裝藥條件計算（巴隆公式）[1]

將已知量代入（2）公式得：Wd=0.07*33.2=2.3m。

3.2.2 根據穿孔設備安全作業條件確定

綜合考慮，按照公式計算及經驗分析：Wd=2.5m。

3.2.3 考慮孔徑等因素的經驗公式

3.2.4 按傾斜孔的安全作業條件檢驗

Wd≥2.5m符合安全要求。

3.3 孔距和排距

3.4 單孔裝藥量

3.5 裝藥長度（L1）

3.6 填塞長度（L2）

3.7 單孔崩礦量（Qcp）

3.8 爆破需求量

庫恩巴采石場生產的道碴用于K682+700-K1053+000段370公里線路補碴，需生產道碴70萬方（約175萬噸），計劃5年全部補碴完成，年工作300天，每天采出碎石量0.117萬噸（約460m3/d），按照采石場生產能力40萬t/a設置生產線，采出碎石量1333t/d計算，應安排每3天爆破一次，每次爆破孔數36個（4排中深孔），爆破碎石量4500t，可以滿足線路補碴需要，則一次爆破需要炸藥量為1136kg。

3.9 炮眼布置圖（圖1、圖2）

4 火雷管起爆安全控制措施

庫恩巴采石場屬無人居住山坡地段，爆破作業周邊環境較為簡單，爆破主要安全隱患為爆破的飛石、爆破空氣沖擊波對爆破作業人員的安全影響，爆破器材采用火雷管、導火索、點炮筒起爆方式。綜合考慮爆破警戒線設于500m外。

4.1 火雷管起爆法危險性分析

火力起爆的危險主要來自火雷管。雷管實際是由外殼和壓成圓柱體的主起爆藥（如雷汞、疊氮化鉛、二硝基重氮酚、A型斯蒂酚酸鉛等）組成的。主起爆藥對于火焰（火花）、撞擊、摩擦、加熱是極其敏感的。在上述任一因素作用下，雷管都會爆炸。

對于雷管必須特別謹慎，為了減少事故性爆炸的破壞作用，爆破工的工作臺上雷管的數量限制為100個，且應放在帶蓋的木盒里，操作者手中只準拿一發雷管[2]。

安全規程規定，加工火雷管要在專用的房間或指定的安全地點進行，不應在爆破器材存放間、住宅和爆破作業地點加工。工作臺要有邊幫，帶有安全防護罩，臺面上要鋪設橡膠皮或漆布作為軟墊。當幾個爆破工同時操作時他們之間要用不小于10cm的防護板隔開。

摩擦作用對起爆藥特別敏感，也最危險為了將起爆藥的粉塵和微粒清除掉，在雷管接到導火索之前，必須將每一雷管的插口對著手指輕輕地敲幾下。

在任何情況下，不應當用嘴去吹雷管插口的藥粉或取出粘在雷管插口的藥粒。首先，由于起爆藥受潮就喪失其火焰敏感度，因而加強帽上沾水就會導致拒爆。其次，由于硬物在起爆藥上偶然劃下痕跡，其結果也可能引起爆炸。

導火索必須使用導火索或專用點火器材點燃，嚴禁用火柴、煙頭點火（由于導火索藥芯較密實，用明火點燃比較困難）。

當點燃成束的導火索時，在掘進工作面上，爆破器材的準備工作包括：檢查引火藥卷引火的情況，選擇引火藥卷的型號和尺寸以及切好導火索；為了點燃引火藥卷，伸入藥卷的引燃導火索的長度不得小于25cm。

火力起爆的主危險在于，爆破工都是在裝藥附近點燃導火索，這樣，當爆破工尚未撤到掩蔽所之前，一些特定狀態的裝藥可能爆炸。早爆的原因是各式各樣的：點燃的導火索過多，導火索不夠長，撤到掩蔽所有困難等。為了在上述情況下不發生事故，火力起爆時要遵守安全規程。

點燃大量的導火索時，為了使爆破工不在裝藥附近滯留，安全規程要求務必采用安全監督信號管或者采用安全監督計時導火索，信號管和計時導火索的長度不得超過該次被點導火索中最短導火索長度的三分之一。

如果不止一個爆破工去點火，那么必須任命組長，組長的職責范圍包括點燃安全監督信號管或安全監督導火索，并發出向掩蔽所撤離的命令。

4.2 安全規程規定

（1）單人點火時，一人連續點火的根數（或分組一次點火的組數），地下爆破不得超過5根（組），露天爆破不得超過10根（組）。

（2）一個點火區域，不得少于兩人。

火力起爆時可能有爆破延遲現象，這對爆破工同樣是危險的。

如果爆破的數目少于所點燃導火索數目的話，安全規程規定要清點爆破數目。

最后一個藥包爆炸后15min，爆破人員才能自掩蔽所撤出。

如果點火工作量大，特別是幾個爆破工同時操作時，要清點爆破次數很困難，在這種情況下，人員自掩蔽所走出的時間至少也要過15 min。

當導火索多于1根時，禁止用火柴或香煙點燃。

導火索最長一般不大于10m，即一小段導火索的長度。

當導火索的長度等于或大于4m時，必須將它與第2根導火索疊合，使2根導火索同時燃燒。因為導火索燃燒時熄滅的概率隨著燃燒長度的增加而增加，所以這樣做就使得爆破的可靠性增加。

爆破工程技術人員在裝藥前應對第1排各鉆孔的最小抵抗線進行測定，對形成反坡或有大裂隙的部位應考慮調整藥量或間隔填塞。底盤抵抗線過大的部位，應進行清理，使其符合設計要求[3]。

爆破員應按爆破設計說明書的規定進行操作，不應自行增減藥量或改變填塞長度；如確需調整，應征得現場爆破工程技術人員同意并作好變更記錄。

在裝藥和填塞過程中，應保護好起爆網路；如發生裝藥阻塞，不應用鉆桿搗捅藥包。

5 結論

庫恩巴采石場通過采用計算后的臺階法露天爆破后，并嚴格按照爆破規程進行指導現場爆破作業，經過一段時間的觀察分析，在爆破安全上是可靠的，同時極大的減少了單位炸藥與爆破器材的消耗量，提高了單次采石的爆破效率，在保證了爆破安全可靠的情況下降低了單次爆破成本，從而為企業創造了效益。

由于我國早在2008年就開始淘汰了導火索、火雷管及銨梯炸藥，更多的爆破作業現場為了安全起見采用較為先進的爆破器材與爆破控制技術，能熟練使用火雷管及導火索起爆技術的人員逐年減少，然而在安哥拉卻大面積的使用該方法進行爆破作業，由于火雷管、導火索及銨梯炸藥使用中存在較大的安全隱患，這對我們從國內過來的爆破技術人員形成了新的考驗，如何嚴格按照爆破規程進行爆破作業成為專業技術人員的一項重要課程，因此，本文通過分析火雷管爆破法中的危險性讓爆破專業人員能深入的認識與研究火雷管爆破法。同時也可為非洲或其他國家的露天爆破提供一定的借鑒價值。

【參考文獻】

[1]陳華騰.爆破計算手冊[M].遼寧：遼寧科學技術出版社，1991-09.

[2]中華人民共和國國家國家標準局.爆破安全規程GB6722-1986[S].1987.05.01.

[3]中華人民共和國國家安全生產監督管理局.爆破安全規程GB6722-2003[S].2004.05.01.

[責任編輯：王楠]