某石料廠建筑用石料生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理中爆破作業(yè)對(duì)周邊環(huán)境的安全影響

程嚴(yán)玲

（新疆國(guó)安建設(shè)安全評(píng)價(jià)中心（有限公司）烏魯木齊 830000）

1 項(xiàng)目基本情況

某砂巖礦位于烏魯木齊市西郊的西山，距市中心直線距離約23km，行政區(qū)劃隸屬烏魯木齊縣薩爾達(dá)坂鄉(xiāng)。礦區(qū)東側(cè)1.3km 為紅巖水庫(kù)。礦區(qū)中心地理坐標(biāo)：東經(jīng)87°19′10″，北緯43°48′11″。礦區(qū)至烏魯木齊市公路運(yùn)距27km 左右，礦區(qū)附近有800m 簡(jiǎn)易沙石公路，其余為瀝青公路，交通方便。礦區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地南緣中段，屬低山丘陵區(qū)，海拔1105-1010m，相對(duì)高差95m，原始地貌總體為南高北低的緩傾斜，坡度15～25°。區(qū)內(nèi)基巖大部分裸露地表，區(qū)內(nèi)地表植被較稀疏。

2 恢復(fù)治理方案施工內(nèi)容

1號(hào)、2號(hào)采場(chǎng)因開采形成的高陡邊坡，采用清理危巖、高陡邊坡整飾、設(shè)立鐵絲網(wǎng)圍欄隔離及豎警示牌工作方法，邊坡整飾面積33536.84m2。對(duì)1、2號(hào)采場(chǎng)因開采形成的平臺(tái)首先進(jìn)行場(chǎng)地平整（削高填低），平整完成后將排土場(chǎng)基坑料用于回填，撒播草籽自然復(fù)綠，開采平臺(tái)治理面積19874.43m2。采坑1利用現(xiàn)有廢石進(jìn)行回填，然后用排土場(chǎng)基坑料進(jìn)行場(chǎng)地平整，挖高填低、壓實(shí)回填造坡的治理方案進(jìn)行治理。現(xiàn)狀需回填采坑標(biāo)高為南坡回填至1055m標(biāo)高，北坡回填至1053m標(biāo)高，回填后與自然坡面相協(xié)調(diào)。

3 爆破方案

根據(jù)爆破工程量要求，綜合考慮爆區(qū)地形、地質(zhì)、環(huán)境條件、設(shè)備和技術(shù)條件等因素，采用深孔臺(tái)階松動(dòng)爆破法施工。臺(tái)階高度為10m。選用Φ 110mm 潛孔鉆機(jī)1套，實(shí)施深孔逐孔微差爆破。

（1）孔徑d 和臺(tái)階高度H：對(duì)于H＞5m 的巖體爆破，開挖方法為潛孔鉆深孔爆破法，采用孔徑d=110 mm，裝2#巖石乳化炸藥或者膨化硝銨炸藥，下表為6-11m臺(tái)階深孔微差爆破裝藥表。

（2）主爆孔爆破參數(shù)：1)超深：深孔爆破超深為1.0m；2)炮孔間距a：工程經(jīng)驗(yàn)公式：a=（1—2）W1；3)底盤抵抗線W1：按每孔裝藥條件（巴隆公式）較適合深孔毫秒微差臺(tái)階爆破，即2.67-3.02m（式中：q—單位炸藥消耗量（kg/m3）；Δτ—裝藥密度（g/ml），使用2#巖石乳化炸藥=1.15g/ml；m—炮孔密系數(shù)（即孔距與排距之比），一般m=1.2-1.5）；4)排間距：b=（0.8-1.2）W1，本項(xiàng)目b=3m;a=3m。

表1 深孔逐孔微差爆破裝藥表

(3)單孔裝藥量：1）單位耗藥量q對(duì)于一般次堅(jiān)硬巖石，深孔逐孔微差臺(tái)階爆破經(jīng)驗(yàn)單位耗藥量值初取：q=（0.4-0.5）kg/m3；本項(xiàng)目q=0.50kg/m3；2)主炮孔裝藥量Q：每孔裝藥量Q=K×q×a×b×H（式中，K-考慮受前排巖體阻力作用的增加系數(shù)，取K=1.1-1.2。計(jì)算單孔藥量=1.2×3×3×10=108kg。）3)同段起爆藥量Q同：最多起爆孔數(shù)30 孔，為控制爆破地震效應(yīng)，進(jìn)行微差爆破，分5段微差爆破，同段最多爆破孔數(shù)6 個(gè)，單孔最大裝藥量108kg，計(jì)算同段起爆藥量Q同=648kg。

（4）布孔方式：梅花形布孔。見下圖。

深孔爆破布孔平面圖

深孔爆破布孔立面圖

起爆網(wǎng)絡(luò)圖

（5）裝藥結(jié)構(gòu)：連續(xù)裝藥。

（6）起爆方式：采用數(shù)碼電子雷管逐孔起爆網(wǎng)路技術(shù)。起爆網(wǎng)絡(luò)圖見上圖。

（7）填塞：填塞長(zhǎng)度嚴(yán)格按裝藥表中填塞高度執(zhí)行。填塞物宜用濕性土，用木棍填密實(shí)，同時(shí)應(yīng)注意：不使用石塊和易燃材料填塞炮孔；不應(yīng)搗鼓直接接觸藥包的填塞材料或用填塞材料沖擊起爆藥包；發(fā)現(xiàn)有填塞物卡孔時(shí)應(yīng)及時(shí)用非金屬桿進(jìn)行處理；填塞物潮濕、粘性較大或表面凍結(jié)時(shí)，應(yīng)采取措施防止大塊入孔；填塞水孔時(shí)，應(yīng)采用比重較大的砂石料填充，讓水排出孔外，避免產(chǎn)生懸料。

4 爆破飛石、爆破沖擊波、爆破震動(dòng)的計(jì)算與防護(hù)

爆破飛石：按照《爆破安全規(guī)程》表10要求：露天巖土深孔爆破個(gè)別飛石對(duì)人員的安全允許距離大于200m。對(duì)于臺(tái)階中深孔爆破，爆破飛石距離采用如下經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。Rf=20n2WKf（式中n：爆破作用指數(shù)取n=1；W：最小抵抗線,和孔徑有關(guān)，孔徑Φ＝110mm，W＝3.0m；Kf：安全系數(shù) 取Kf=1）。計(jì)算結(jié)果：Rf=60m。經(jīng)計(jì)算本項(xiàng)目爆破飛石距離為60m，周邊不受飛石影響。

爆破空氣沖擊波：采用深孔微差控制爆破，故爆破沖擊波的危害可以不予考慮。

爆破振動(dòng)：爆破地震有以下特點(diǎn)：1)爆破振動(dòng)幅值雖大，但衰減很快，破壞范圍不大；2)爆破地震地面加速度震動(dòng)頻率較高（約10-20Hz 以上），遠(yuǎn)超過(guò)普通工程結(jié)構(gòu)的自振頻率；3)爆破地震持續(xù)時(shí)間很短。

爆破振動(dòng)速度V 計(jì)算:V＝K(Q1/3/R)α（式中：V：地震波波速,cm/s ；K：地形、地質(zhì)系數(shù)，本項(xiàng)目取K=300；Q：最大同段起爆藥量，648kg；R：爆區(qū)距觀測(cè)點(diǎn)的距離，600-800m；α：震動(dòng)衰減系數(shù)取α=1.8,按中等硬度巖石取值）觀測(cè)點(diǎn)距離600m 時(shí)，計(jì)算V=0.146 cm/s。觀測(cè)點(diǎn)距離800m時(shí)，計(jì)算V=0.087 cm/s。

本次評(píng)估重點(diǎn)保護(hù)設(shè)施中國(guó)石油烏魯木齊輸油氣分公司西氣東輸二線KP614#+600 和西氣東輸三線KP635#+500，管線為連接霍爾果斯果斯口岸通廣州、香港，供氣線管，國(guó)家能源大動(dòng)脈，供下游5 億人口使用。管線為X25 螺旋焊縫鋼制，管徑1219mm，壓力15MPa,壁厚11mm。爆破點(diǎn)距離管線直線距離最近的800m。按最高等級(jí)的保護(hù)對(duì)象一般古建筑與古跡防護(hù)振動(dòng)速度0.2-0.3 cm/s 考慮本工程的爆破振動(dòng)速度。距離800m的振動(dòng)速度0.087-0.046cm/s＜0.2 cm/s（保護(hù)要求速度），爆破振動(dòng)對(duì)管線安全無(wú)影響。

為避免爆破震動(dòng)對(duì)周圍建筑物產(chǎn)生破壞性影響，在建筑物震動(dòng)的安全允許距離一定的情況下，則需要控制爆破單響藥量，控制爆破規(guī)模。爆破振動(dòng)安全允許最大單響藥量計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式如下：Q=（V/K）3/aR3（式中：V-質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)最大峰值速度，0.2cm/s；a=1.8；R-爆區(qū)中心至被保護(hù)對(duì)象的水平距離R=800m）。根據(jù)《爆破安全規(guī)程》中爆破振動(dòng)安全允許標(biāo)準(zhǔn)中描述，一般古建筑及古跡的允許振動(dòng)速度是0.2cm/s，計(jì)算爆破單響藥量最大是6362315kg，本次爆破最大藥量為108kg。同段最大藥量648kg 時(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于保護(hù)對(duì)象允許的同段起爆藥量。因此爆破振動(dòng)對(duì)被保護(hù)的建筑物無(wú)影響。

5 爆破作業(yè)安全技術(shù)

（1）施工準(zhǔn)備：先對(duì)即將進(jìn)行爆破作業(yè)的區(qū)域進(jìn)行清理，采用挖掘機(jī)或推土機(jī)，使其能滿足鉆孔設(shè)備作業(yè)的需要。再測(cè)量放線，確定鉆孔作業(yè)的范圍、深度。

（2）鉆孔作業(yè)：在爆破工程技術(shù)人員的指導(dǎo)下，嚴(yán)格按照爆破設(shè)計(jì)進(jìn)行布孔、鉆孔作業(yè)。布孔時(shí)特別注意確定前排孔抵抗線，防止前排孔抵抗線偏大或過(guò)小。偏大，將影響爆破質(zhì)量，使坡角產(chǎn)生根底，影響鏟裝；偏小，會(huì)造成炮孔拋擲，容易出現(xiàn)爆破事故。在布孔時(shí)，還應(yīng)特別注意孔邊距應(yīng)滿足鉆機(jī)工作時(shí)的安全要求，保障鉆孔設(shè)備和人員的安全。應(yīng)該嚴(yán)格按照爆破設(shè)計(jì)中的孔位、孔徑、鉆孔深度、炮孔傾角進(jìn)行鉆孔。對(duì)孔口周圍的碎石、雜物進(jìn)行清理，防止堵塞炮孔。對(duì)于孔口周圍破碎不穩(wěn)固段，應(yīng)進(jìn)行維護(hù)，避免孔口形成喇叭狀。鉆孔完成后，應(yīng)對(duì)成孔進(jìn)行驗(yàn)收檢查，確定孔內(nèi)有無(wú)積水、積水深度。對(duì)不合格的應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)孔、補(bǔ)鉆、清孔，并將檢查結(jié)果向爆破工程技術(shù)人員匯報(bào)，準(zhǔn)備炸藥計(jì)劃。

（3）裝藥：裝藥前對(duì)運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)的爆破器材驗(yàn)收檢查、數(shù)量、質(zhì)量，雷管是否同廠、同批、同牌號(hào)雷管。裝藥前應(yīng)檢查孔內(nèi)是否有水，積水深度，有無(wú)堵塞等，檢查合格后方能進(jìn)行裝藥作業(yè)，并做好裝藥的原始記錄，包括每孔裝藥量、出現(xiàn)的問(wèn)題及處理措施。裝藥應(yīng)用木制長(zhǎng)桿或竹制長(zhǎng)桿進(jìn)行，控制其裝藥高度，裝藥過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)堵塞時(shí)應(yīng)停止裝藥并及時(shí)處理，嚴(yán)禁用鉆具處理裝藥堵塞的炮孔。

（4）堵塞：堵塞材料采用鉆孔的石渣、粘土、巖粉等進(jìn)行堵塞，堵塞長(zhǎng)度嚴(yán)格按照爆破設(shè)計(jì)進(jìn)行，不得自行增加藥量或改變堵塞長(zhǎng)度，如需調(diào)整，應(yīng)征得現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員和監(jiān)理工程師的同意并作好變更記錄，堵塞時(shí)應(yīng)防止堵塞懸空，保證堵塞材料的密實(shí)，不得將導(dǎo)線拉得過(guò)緊，防止被砸斷、破損。

（5）爆破網(wǎng)路敷設(shè)：裝藥、堵塞完成后，嚴(yán)格按照爆破設(shè)計(jì)進(jìn)行網(wǎng)路連接，防止漏接、錯(cuò)接。

（6）爆破防護(hù)：網(wǎng)路連接完成并檢查合格后，方能按照爆破設(shè)計(jì)中的防護(hù)范圍、防護(hù)措施進(jìn)行防護(hù)，防護(hù)時(shí)不得破壞網(wǎng)路，確認(rèn)爆破防護(hù)到位后，作業(yè)人員撤離爆區(qū)。

（7）設(shè)置警戒、起爆:嚴(yán)格按照爆破設(shè)計(jì)的警戒范圍布置安全警戒。警戒時(shí)，警戒人員從爆區(qū)由里向外清場(chǎng)，所有與爆破無(wú)關(guān)的人員、設(shè)備撤離到安全地點(diǎn)并警戒。確認(rèn)人員設(shè)備全部撤離危險(xiǎn)區(qū)，具備安全起爆條件時(shí)，爆破工作領(lǐng)導(dǎo)人才能發(fā)出起爆信號(hào)，充好電以后，進(jìn)行起爆。爆破后，嚴(yán)格按照規(guī)定的等待時(shí)間，檢查人員進(jìn)入爆區(qū)進(jìn)行檢查，確認(rèn)安全后，方準(zhǔn)發(fā)出解除警戒信號(hào)。

（8）爆破檢查、總結(jié):每次爆破完成后，必須按照規(guī)定的等待時(shí)間進(jìn)入爆破地點(diǎn)檢查有無(wú)盲炮和其它不安全因素。如果發(fā)現(xiàn)有危石、盲炮等現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)處理，未處理前應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立危險(xiǎn)警戒或標(biāo)志。

爆破結(jié)束后，爆破員應(yīng)認(rèn)真填寫爆破記錄，爆破工程技術(shù)人員應(yīng)進(jìn)行爆破總結(jié)：設(shè)計(jì)合不合理，并進(jìn)行爆破安全分析，提出施工中的不安全因素和隱患以及防范辦法，提出改善施工工藝的措施；對(duì)照監(jiān)測(cè)報(bào)告和爆后安全調(diào)查，分析各種有害效應(yīng)的危害程度及保護(hù)物的安全狀況，如實(shí)反映出現(xiàn)的事故，處理方法及處理結(jié)果，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。爆破記錄和爆破總結(jié)應(yīng)整理歸檔。

6 結(jié)論

（1）爆破作業(yè)采用深孔爆破，鉆孔孔徑110m，鉆孔最大深度10m。本次爆破單孔最大裝藥量108kg。同段起爆藥量最大648kg。

（2）爆破參數(shù)：孔距3m，排距3.0m,最小抵抗線3.0m,炮孔填塞長(zhǎng)度不小于3.0m。填塞物利用鉆孔時(shí)產(chǎn)生的粉巖或細(xì)砂，保證填塞密實(shí)。

（3）保護(hù)對(duì)象中國(guó)石油烏魯木齊輸油氣分公司西氣東輸二線KP614#+600 和西氣東輸三線KP635#+500，距離爆破作業(yè)區(qū)最小距離800m,計(jì)算的爆破振動(dòng)速度0.087cm/s。爆破作業(yè)產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)保護(hù)對(duì)象無(wú)影響。

（4）按以上參數(shù)進(jìn)行的爆破作業(yè)對(duì)保護(hù)對(duì)象是安全的。