爆破飛散物的成因及控制防護

王偉澄 許鴻翔 曹宏亮 廖必超

(福州大學紫金礦業學院，福建 福州 350007)

0 引言

由于礦山的建設生產都離不開爆破，爆破產生的能量被用于破碎巖石和產生沖擊波，還有相當一部分的能量會轉化為拋擲被破碎的巖石或小石子的動能，我們稱之為爆破飛散物。這些飛散物不僅難以控制，更會威脅到人的生命和財產安全。因此，研究控制防護飛散物的方法就很有必要。國內外許多爆破專家提出了很多建設性的方法，并廣泛應用到實際工程中，這里做一些討論與分析。

1 設計方面

1.1 對地質探測與考察不夠細致

地質人員沒有準確判斷巖石的物理性質和力學性質，并且對地下是否存在溶洞、裂隙、結構面、節理等了解的不夠透徹，這些都是首先會導致個別飛散物的首要因素[1]。

1.2 參數的設計存在問題

每一環的設計基本都關系到是否會產生個別飛散物、產生飛散物的數量，以及拋擲距離等。起爆順序、起爆位置、炸藥單耗等都是影響因素[2]，主要分析以下主要因素：

1)最小抵抗線。

根據《爆破工程》可知，爆破產生的碎石沿著最小抵抗線拋擲的最遠，數量也最多，所以在設計階段應準確判斷爆破巖層的厚度，找到最小抵抗線的位置，并依照它進行之后的爆破參數設計。這是產生個別飛散物的重要因素之一[3]。

2)雷管延期時間。

在露天臺階爆破現場，為了減小飛散物及震動的危害，我們一般會采用微差毫秒延期逐孔起爆法，雷管需隔段使用，保證爆破延期時間的精度控制。延期時間控制不到位或者爆破器材本身有問題，都會對個別飛散物的危害造成重大影響。

3)裝藥量及注意事項。

裝藥量的多少、是否耦合裝藥以及藥卷間是否有間隔等，都在很大程度上決定了爆破飛散物的拋擲距離和數量，裝藥結構采用錯誤，裝藥量多都會產生較多飛石[4]。

1.3 爆破安全的設計不當

在計算爆破飛石的拋擲距離時出現錯誤，從而導致警戒范圍不準確。或者防護方式設計出錯、防護器材不合格等都會危及到現場工人甚至居民的財產人身安全。

2 施工方面

2.1 炮孔、抵抗線的偏移

現場施工的時候，尤其是打斜孔的時候，難免會產生一定偏差，可能導致抵抗線前移，使得爆破巖層變薄，產生能量更大的飛散物，非常不安全；炮孔的偏移可能會增大炮孔的密集程度，導致產生部分能量過大的問題[5]。

2.2 堵塞材料的選用

堵塞的時候用鉆屑或小石子等用作堵塞材料是很危險的。堵塞物的本身就是碎石，很可能會導致個別飛散物的增多，從而增大了它的危害[6]。而用于堵塞炮眼的材料可以是沙土、巖粉，還可以是其他的化學材料，比如磷石膏、酸堿膨脹劑等。

2.3 施工操作不夠精細

現場施工裝藥時，沒有時刻留意目前裝藥高度，特別是間隔裝藥的時候，時刻都要清楚已裝藥的高度，以防裝藥高度超出，導致單孔裝藥量過高，使得爆破飛散物數量增加、飛行距離增加[7]。

3 設計需要合理化

設計工作作為采礦工程中的重要一環，設計人員應充分利用自己的專業知識，合理設計，設計應符合《爆破安全規程》及相關規定，確保在實地做過現場試驗后才能給出適合當前礦山的合理設計方案，有效管理，嚴格監督，之后才能提交設計方案。下面分以下幾點來說明如何做到設計合理化。

3.1 地質勘探圖的繪畫

地質人員在現場需仔細勘察地質地貌，特別關注地下情況。重點要關注的對象有：爆區的地層，巖體的風化程度，巖性，斷層節理的方位走向，覆蓋層厚度，破碎帶產狀，規模等。準確測量，鉆孔采樣，秉著嚴謹的態度分析研究，不可馬虎大意，更不可憑著經驗去猜，需要實打實的畫出地質勘探圖[8]。

3.2 完善爆破方案

首先，方案需要經過多人多方推敲考量才可實施，根據最小抵抗線方位等來設置炮孔角度、深度、超深等參數，最小抵抗線方向不能朝著被保護對象，應在盡量減小炸藥單耗的情況上提高炮孔利用率，要使炸藥在堅硬巖層中爆炸，不能在軟弱層中爆炸，否則會導致較多飛石[9]。調整各孔間距應不宜太近，要使最小抵抗線長度稍大于堵塞長度，力求用最少的炸藥，充分發揮其威力，得到最好的爆炸效果。而一旦爆破壓力不夠也可能會造成只是松動爆破而沒有拋散，甚至只是內部爆破的情況；其次對開挖工具的選擇也有講究。需要根據現場具體實際情況，包括生產成本、生產時間、地質條件來選擇開挖工具。

3.3 管理和監督

加強管理，完善管理制度，組織施工人員進行安全培訓，嚴格執行現場負責人的施工監督。多檢查復核，確保設計的合理性[10]。

4 施工需要精細化

簡單來說，現場施工需要留意各類注意事項，施工時需要細心與耐心。每一個在現場的人員應當都接受了足夠的相關安全教育，了解許多可能發生隱患的方面，互相監督，互相幫助，形成很好的監督系統。不能將私人情緒帶到工作中，控制消極情緒，每一個行動都必須符合相關安全規定以及設計方案。工作時需要細心，留意每一步的操作，每個員工也應十分清楚自己的相關工作，知道有哪些安全隱患，當危機影響小的時候就應當及時發現并按照相關規定控制它，確保安全后才可進行后續施工。下面分以下幾點細細說明如何做到施工精細化。

4.1 優先做好安全、經濟評估

在施工準備階段，需對潛在風險進行安全評估，對開采過程中的經濟損失也作出評估，根據地質報告及相關的規章制度，選擇合適的采礦器械、采礦方法、開拓方式、爆破方法等。有些情況下會進行二次爆破，要選擇夾縫塞藥，可以使用覆土法，使先爆的巖石覆蓋在后爆的覆土炮上。收集、參考資料，對巷道支護的方法及穩固性、邊坡治理的方法及穩固性、爆破危害的波及范圍等都提前作出評估，有效預防片幫、冒頂、突水等事故，充分考慮經濟和安全因素，才能在施工中作出最準確的評估，控制損失，保證施工安全。

4.2 覆蓋防護與防護層

被保護的對象如果是小件的物體，可以移動或方便覆蓋的物體，需先用有彈性有重量的材料將其覆蓋，如竹笆、工業氈布，輪胎，麻袋，金屬網等；對于不好覆蓋的建筑物，如高樓等，需設置防護層，如在飛散物的路徑上布置圍墻等類似的防護層，用于削減飛散物的能量;對于重點保護對象等，可以在其周圍圍堆起沙袋，且使最小抵抗線方向遠離重點保護對象進行爆破作業。

4.3 現場安全監理

監理人員應嚴格監督現場工作人員是否有按《爆破安全規程》要求來施工，爆破的有害效應是否有控制在安全范圍之內，工人施工時是否有偷工減料的行為，確保工人資格是否適應所對應工作，驗收巷道時也應仔細檢查，確定符合相關設計及規定后方能進行下一輪作業。安全警戒需按照《爆破安全規程》保守計算，做好警戒工作，確保整個爆破過程安全有效的進行。

5 結論

1)前期的仔細勘探十分關鍵，地質人員應準確判斷巖石的物理性質和力學性質。

2)爆破參數中的最小抵抗線、雷管延期時間、裝藥結構等都是影響飛散物威力的主要因素，也是比較容易著手并有效控制的方面。

3)控制方面應著重做好保護對象的覆蓋工作、拉好防護網、建好緩沖格擋物等防護措施。