爆破安全技术

第十章爆破安全技术在冶金、铁道、煤炭、化工、建材等部门长期执行各自系统的爆破安全暂行规程，取得大量经验教训的基础上，国家标准局于1987年颁布了《爆破安全规程》，国家技术监督局于1992年颁布了《大爆破安全规程》和《拆除爆破安全规程》。上述三个规程贯彻了国家的安全生产方针，是在我国境内一切从齐民用爆破工作的人员、单位及其主管部门必须遵守的国家标准。鉴于篇幅所限，本章仅对《爆破安全规程》、《大爆破安全规程》和《拆除爆破安全规程》中与铁路工程爆破及爆破作业人员关系密切的一些技术问题进行讨论。第一节爆破工程分级大爆破和拆除爆破工程对爆区周围的环境影响较大，如果管理不善，容易出现严重的爆破事故，为此《大爆破安全规程》和《拆除爆破安全规程》分别对相应的爆破工程进行了分级。不同级别的爆破工程必须由符合规定的设计单位和施工单位承担。一、大爆破大爆破(largesCaleblaSt)是指碉室爆破或一次用药量较大的深孔爆破。1·分级根据大爆破的形式和一次爆破总装药量把大爆破分为A、B、C、D四级，分级应符合表10-1的规定。根据爆破工程的复杂程度，可适当提高级别。2·设计资格(1)承担A、B级大爆破的单位，必须符合下列条件:1、高级技术职称的爆破工程技术人员不少于2人;2、进行C级大爆破3次以上和具有B级以上(含B级)大爆破施工经验;3、持有部级主管部门同意该一且篓枣堡坠鳖汁证书或批文。(2)承担C级大爆破设计的单位，必须符合下列条件:1、高级技术职称的爆破工程技术人员不少于1人;2、承担过3次以眪D级大爆破设计和具有C级以上(含C级)大爆破施工经验;3、持有部级主管部门同意该单位进行C级大爆破设计证书或批文。(3)承担D级大爆破设计的单位，应符合下列条件:1、申级以上技术职称的爆破工程技术人员不少于2人;2、有进行一般爆破设计和大爆破施工的经验;3、持有有关部门批准的设计证书或批文。二、拆除爆破拆除爆破(explOSivedemolition)是指以拆除地面、地下和水下建(构)筑物为目的的控制爆破。1·分级根据拆除物周围环境条件、拆除对象类别以及炸药用量的多少，将爆破规模分为A、B、C三级。(1)有下列情形之一者为A级:1、环境十分复杂，爆破可能危及国家一、二级保护文物、极重要的设施、极精密仪器和重要建(构)筑物;2、拆除的楼房高度超过10层、烟囱(或塔)的高度超过80m。3、一次爆破的炸药用量多于2OOkg。(2)有下列情形之一者为B级:1、环境复杂，爆破可能危及国家三级保护文物、居民楼房和厂房;2、拆除的楼房高度为5~10层、烟囱(或塔)的高度为50一80m;3、一次爆破的炸药用量为50~2OOkgo(3)符合下列情况者为C级:1、环境不复杂，爆破不会危及周围的建(构)筑物;2、拆除的楼房高度低于5层、烟囱(或塔)的高度低于5Om;3、一次爆破的炸药用量少于5Okgo2·承担资格承担爆破拆除的单位，必须持有所在地县、市公安局签发的《爆炸物品使用许可证》。(1)承担A级拆除爆破设计与施工的单位，必须符合下列条件:1、高级技术职称的爆破工程技术人员不少于2人;2、具有B级以上拆除爆破设计与施工经验。(2)承担B级拆除爆破设计与施工的单位，必须符合下列条件:1、高级技术职称的爆破工程技术人员不少于1人;2、具有C级以上拆除爆破设计与施工经验。(3)承担C级拆除爆破设计与施工的单位，必须符合下列条件:1、中级技术职称的爆破工程技术人员不少于2人;2、参与过一般拆除爆破的设计或施工，具有一般的拆除爆破经验。(4)任何个人不得承担拆除爆破工程。第二节爆破安全距离爆破安全距离是指起爆装药时人员或其他保护对象与爆炸源之间必须保持的最小距离。确定爆破安全距离的目的是为了限制爆破有害效应对周围环境的影响，确保人员和建(构)筑物及其他保护对象的安全。在爆破安全距离一定的条件下，可以反算齐发爆破的总装药量或延期爆破中最大一段的起爆药量，从而有效地控制爆破有害效应对周围环境的影响。爆破有害效应包括爆破地震、冲击波、个别飞石、毒气和爆破噪声等。各种有害效应随传播距离而衰减的规律不同，相应的爆破安全距离也不同，因此应分别计算每种有害效应的安全距离，然后取其中的最大值作为确定警戒范围均依据。一、爆破地震安全距离爆破地震波的作用有可能引起地面或地下建筑物、构筑物的破裂、倒塌，或导致路堑边坡滑坡、隧道冒顶片帮等灾害的发生。目前国内外多采用爆破地震波垂直振动速度作为衡量爆破地震的破坏强度判别标准。安全振动速度是被保护物受到爆破振动作用而不产生任何破坏(抹灰掉落、开裂等)的质点垂直振动速度峰值。通常，安全振动速度应以被保护物的临界破坏速度除以一定的安全系数来求算，或根据实际统计资料确定。《爆破安全规程》对主要类型的建(构)筑物地面质点的安全振动速度作出了相应规定。1·土窑洞、土坯房、毛石房屋:1.0cm/s2·一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物:2～3cm/s3·钢筋混凝土框架房屋:5cm/s4·水工隧洞:lOcm/s5·交通隧洞:l5cm/s6·矿山巷道:围岩不稳定，但有良好支护时lOcm/s;围岩中等稳定有良好支护时2Ocm/s时;围岩稳定元支护时30cm/s。从爆源到被保护物的距离应保证被保护物不受到爆破振动作用的破坏，这段距离称为爆破地震安全距离。爆破地震安全距离可按式(10-1)计算:maQ1)vK(R(10-1)式中R一一爆破地震安全距离，m;Q----炸药量，kg，齐发爆破取总炸药量，延期爆破取药量最大一段的炸药量;U---安全振动速度，饥Vs;m--药量指数，集中药包取1/3;K、a----与爆破点地形、地质等条件有关的系数和衰减指数，可按表10-2选取，或由试验确定。工程实际中，更多的情况是爆源与需要保护的建筑物之间的距离R一定，要求在爆破地震振动速度不超过建筑物的地震安全速度的前提下，求算齐发爆破允许的最大装药量或延期爆破药量最大一段的允许装药量。此时式(10-1)可以表示为ammkvRQ11max)((10-2)最大起爆药量Q一定时，还可以用式(10-3)校核距爆源不同距离R处建筑物的地震振动安全速度U)即amRQKv)((10-3)需要指出的是，式(10-3)是用来求算埋置在地下的药包爆炸时，距爆源R处地面的振动速度，如图10-1所示。对于建筑物拆除爆破，由于药包往往布置在建筑物上，药包小而分散，并且总装药量都比较少，爆破时产生的地震波是通过建筑物及其基础向大地传播的。当地雇波传向大地时，强度己大大衰减，因而引起距爆源R处地面质点的振动速度远小于式(10-3)的计算值(图10-2)。另外，爆破地震与天然地震相比，具有震动频率高、持续时间短和震源浅等特点，因此，不能用天然地震烈度来比照爆破地震效应的破坏情况。为了减少爆破地震波对爆区周围建筑物的影响，可以采取下列措施:1.采用不偶合装药结构，选用低威力、低爆速炸药。2·避免药量过分集中，尽量使炸药均匀分布于被爆破的介质中。3·采用微差爆破或秒延期爆破技术，限制齐发爆破的总装药量或延期爆破药量最大一段的装药量。4·采取预裂爆破技术，或在爆源与需要保护的建筑物之间开挖减震沟槽。单排或多排的密集空孔也可以起到一定的减震作用。二、爆破冲击波安全距离露天进行裸露爆破或用爆炸法销毁爆破器材时，炸药能量转化为空气冲击波的比例比其他方法要高得多，有害效应的影响范围也更大。因此，《爆破安全规程》规定:露天裸露爆破时，一次爆破的炸药量不得大于20畦，并应按下式确定空气冲击波对在掩体内避炮作业人员的安全距离:325QRk(l0-4)式中R------空气冲击波对掩体内人员的安全距离，m;Q----次爆破的炸药量，kg。秒延期爆破时Q按各延期段中最大药量计算，毫秒延期爆破时，Q按一次爆破的总炸药量计算。与裸露爆破相比，药包埋人介质中爆破所产生的空气冲击波超压，压力上升速率和冲量都显著减少，对人员和建筑物的危害远小于个别飞散物和爆破地震形成的危害。因此，《爆破安全规程》规定:药包爆破作用指数托3的爆破作业，对人和其他被保护对象的防护，应首先核定个别飞散物和地震安全距离。空气冲击波沿隧道、井巷传播时，比沿地面半无限空间的传播衰减要慢，故要求的安全距离也更大，具体的安全距离由施工单位所属的上级部门统一规定。对于地下大爆破的空气冲击波安全距离，应邀请专家研究确定，并经单位领导批准。为了预防空气冲击波的破坏作用，可采取以下措施:1·避免使用裸露药包爆破;2·保证堵塞长度和堵塞质量，避免出现冲炮;3·当装药量较大时，可采用分次起爆或秒延期起爆;4·在隧道中进行大规模爆破时，可用砂袋、木材等堆砌成阻波墙或阻波堤，以削弱空气冲击波的强度;5·适当加大爆破点下风方向的安全距离。三、爆破飞石安全距离爆破飞石系指爆破时被爆物体中脱离主爆堆而飞散较远的个别碎块。爆破飞石的飞行方向和飞行距离难以准确计算，会给爆区附近的人员、建筑物及设备造成严重威胁，特别是露天大爆破和二次破碎爆破造成的飞石事故更多，因此应加以严格控制和防范。爆破飞石产生的原因主要有以下儿个方面:1·爆破产生的多余爆生气体能量作用于个别碎石上，使其获得较大的动能而飞散;2·被爆介质不均匀，如有软弱面、混凝土浇筑结合面、石砌体砂浆结合面或地质构造面时，会在这些软弱部位产生飞石;3·爆破作用指数或炸药的单位耗药量取得过大，最小抵抗线由于设计或施工的误差导致其实际值变小或方向改变等，也会产生飞石。4·堵塞长度小于最小抵抗线，或堵塞质量不好，堵塞物沿堵塞通道飞出，形成飞石。爆破产生个别飞石的距离与爆破参数、堵塞质量、地形、地质构造、气象(风向和风速)等因素有关。爆破(抛掷爆破除外)时，个别飞散物对人员的安全距离不得小于表10-3的规定。对设备或建筑物的安全距离，应由设计确定。当爆破飞石接近地面时的动能大于80J时，即可造成人员伤亡;当其达到几百焦耳时，可使建筑物破坏。人们根据大量的工程实践总结出了许多经验公式。我国在计算抛掷爆破时，对个别飞石飞行最远距离的计算多采用以下经验公式:WknR220(l0一5)式中k---安全系数，与地形、风向等因素有关，一般取1·0一1·5;n-----爆破作用指数;W-----最小抵抗线，m。个别飞石是露天爆破产生的主要有害效应之一。为防止人员或其他保护对象受到伤害，主要采取以下措施:旺采取控制爆破技术缩小危险区，合理确定爆破参数，特别注意最小抵抗线的实际长度和方向，避免出现大的施工误差;2·为必须在危险区内工作的人员设置掩体;3·使人员和可移动保护对象撤出飞石影响区域。第三节盲炮的预防及处理盲炮(misfire)又称为瞎炮，是指预期发生爆炸的炸药末发生爆炸的现象。炸药、雷管或其他火工品不能被引爆的现象称为拒爆(fdl皿eeXplmion)。一、盲炮产生的原因1·火雷管拒爆产生盲炮(1)火雷管导火索药芯过细或断药、加强帽堵塞，导火索和火雷管在运输、贮存或使用中受潮变质，火雷管与导火索连接不好等，造成雷管瞎火。;(2)装药充填时不慎，使导火索受损或与雷管拉脱;点炮时漏点、响炮顺序不当等产生、1盲炮。2·电力起爆产生盲炮(1)电雷管的桥丝与脚线焊接不好，引火头与桥丝脱离，延期导火索未引燃起爆药等。(2)雷管受潮或同一网路中采用不同厂家、不同批号和不同结构性能的雷管，或者网路电阻配置不平衡，雷管电阻差太大，致使电流不平衡，从而每个雷管获得的电能有较大的差别，获得足够起爆电能的雷管首先起爆而炸断电路，造成其他雷管不能起爆。(3)电爆网路短路、断路、漏接、接地或连接错误。(4)起爆电源起爆能力不足，通过雷管的电流小于准爆电流;在水孔中，特别是溶有钱梯类炸药的水中，线路接头绝缘不良造成电流分流或短路。3·导爆索起爆产生盲炮(1)导爆索因质量问题或受潮变质，起爆能力不足。(2)导爆索药芯渗人油类物质。(3)导爆索连接时搭接长度不够，传爆方向接反，联成锐角，或敷设中使导爆索受损;延期起爆时，先爆的药包炸断起爆网路。4·导爆臂起爆系统拒爆产生盲炮(1)导爆管内药中有杂质，断药长度较大(断药15Cm以眪)0(2)导爆管与传爆管或毫秒雷管连接处卡口不严，异物(如