安哥拉道碴廠露天爆破施工技術(shù)

謝小丁

【摘 要】本文結(jié)合安哥拉共和國(guó)本格拉鐵路大修工程道碴廠露天爆破實(shí)例，闡述了火雷管爆破施工工藝、安全、質(zhì)量控制要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，為今后在非洲國(guó)家道碴廠露天爆破施工提供參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】道碴廠；火雷管；爆破；安全

0 引言

在我國(guó)早在2008年國(guó)防科工委和公安部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于做好淘汰導(dǎo)火索、火雷管、銨梯炸藥相關(guān)工作的通知》（科工爆[2008]203號(hào)）。通知認(rèn)為，根據(jù)《民用爆破器材“十一五”規(guī)劃綱要》的要求，導(dǎo)火索、火雷管、銨梯炸藥已于2008年1月1日起停止生產(chǎn)?；鹄坠?、導(dǎo)火索、銨梯炸藥開始退出國(guó)內(nèi)爆破市場(chǎng)，然而在非洲安哥拉共和國(guó)，由于該國(guó)工業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)落后，導(dǎo)火索、火雷管等任被廣泛使用，同時(shí)在使用過程中無完整有效的安全使用準(zhǔn)則，為了安全有效的使用這類爆破器材，我們將我國(guó)《爆破安全規(guī)程》GB6722-2003與當(dāng)?shù)氐恼块T爆破器材使用規(guī)則相結(jié)合，在安全使用的前提下充分利用這類爆破器材進(jìn)行施工生產(chǎn)。

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(guó)中部，西起大西洋岸邊的洛比托港，途經(jīng)萬博（HUAMBO）、比耶（BIE）、盧埃納（LUENA），東至剛果邊境接壤，全長(zhǎng)1344.8km，是安哥拉3條鐵路主干線之一。該條鐵路于20世紀(jì)60年代末建成通車后，受到了戰(zhàn)爭(zhēng)的破壞，處于癱瘓狀態(tài)，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(yùn)行通車。本格拉鐵路全線修復(fù)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(fù)損壞橋涵和路基，并新增通信信號(hào)設(shè)備和其他配套設(shè)備，以確保行車安全。計(jì)劃線路補(bǔ)碴250萬方，道碴生產(chǎn)廠沿線路布置5處，共計(jì)安裝13條道碴生產(chǎn)線生產(chǎn)道碴確保沿線補(bǔ)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(cè)5公里處，該道碴廠設(shè)有采石場(chǎng)一處，道碴生產(chǎn)線4條。

2 工程地質(zhì)條件

庫恩巴（CUEMBA）道碴廠所在范圍的小型露天采石場(chǎng)巖體為細(xì)-中?；◢弾r，地表覆蓋植被覆土厚度約為：0.3m-1.2m，基巖中等風(fēng)化，解理裂隙發(fā)育，無水，巖體穩(wěn)固，地質(zhì)構(gòu)造較簡(jiǎn)單。

對(duì)該場(chǎng)道砟的材質(zhì)經(jīng)公司檢測(cè)中心測(cè)試，抗磨耗沖擊性能、抗壓碎性能、滲透性能均為一級(jí)，抗大氣腐蝕破壞、穩(wěn)定性能合格，材料的綜合指標(biāo)較好。

3 鉆爆方案設(shè)計(jì)

露天采石場(chǎng)爆破施工嚴(yán)格按照“一算二試三監(jiān)測(cè)四調(diào)整五實(shí)施”原則進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)與施工，該采石場(chǎng)基巖穩(wěn)固，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，采用中深孔爆破，按臺(tái)階高度H=10m和臺(tái)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(shè)備采用阿特拉斯科普柯ROC L6履帶式潛孔鉆機(jī)。孔徑取70mm，孔深可按下式計(jì)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(tái)階高度等因素有關(guān)。

3.2.1 按每個(gè)炮孔的裝藥條件計(jì)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(jù)穿孔設(shè)備安全作業(yè)條件確定

綜合考慮，按照公式計(jì)算及經(jīng)驗(yàn)分析：Wd=2.5m。

3.2.3 考慮孔徑等因素的經(jīng)驗(yàn)公式

3.2.4 按傾斜孔的安全作業(yè)條件檢驗(yàn)

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(zhǎng)度（L1）

3.6 填塞長(zhǎng)度（L2）

3.7 單孔崩礦量（Qcp）

3.8 爆破需求量

庫恩巴采石場(chǎng)生產(chǎn)的道碴用于K682+700-K1053+000段370公里線路補(bǔ)碴，需生產(chǎn)道碴70萬方（約175萬噸），計(jì)劃5年全部補(bǔ)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(chǎng)生產(chǎn)能力40萬t/a設(shè)置生產(chǎn)線，采出碎石量1333t/d計(jì)算，應(yīng)安排每3天爆破一次，每次爆破孔數(shù)36個(gè)（4排中深孔），爆破碎石量4500t，可以滿足線路補(bǔ)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(chǎng)屬無人居住山坡地段，爆破作業(yè)周邊環(huán)境較為簡(jiǎn)單，爆破主要安全隱患為爆破的飛石、爆破空氣沖擊波對(duì)爆破作業(yè)人員的安全影響，爆破器材采用火雷管、導(dǎo)火索、點(diǎn)炮筒起爆方式。綜合考慮爆破警戒線設(shè)于500m外。

4.1 火雷管起爆法危險(xiǎn)性分析

火力起爆的危險(xiǎn)主要來自火雷管。雷管實(shí)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(duì)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(huì)爆炸。

對(duì)于雷管必須特別謹(jǐn)慎，為了減少事故性爆炸的破壞作用，爆破工的工作臺(tái)上雷管的數(shù)量限制為100個(gè)，且應(yīng)放在帶蓋的木盒里，操作者手中只準(zhǔn)拿一發(fā)雷管[2]。

安全規(guī)程規(guī)定，加工火雷管要在專用的房間或指定的安全地點(diǎn)進(jìn)行，不應(yīng)在爆破器材存放間、住宅和爆破作業(yè)地點(diǎn)加工。工作臺(tái)要有邊幫，帶有安全防護(hù)罩，臺(tái)面上要鋪設(shè)橡膠皮或漆布作為軟墊。當(dāng)幾個(gè)爆破工同時(shí)操作時(shí)他們之間要用不小于10cm的防護(hù)板隔開。

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

在任何情況下，不應(yīng)當(dāng)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(qiáng)帽上沾水就會(huì)導(dǎo)致拒爆。其次，由于硬物在起爆藥上偶然劃下痕跡，其結(jié)果也可能引起爆炸。

導(dǎo)火索必須使用導(dǎo)火索或?qū)Ｓ命c(diǎn)火器材點(diǎn)燃，嚴(yán)禁用火柴、煙頭點(diǎn)火（由于導(dǎo)火索藥芯較密實(shí)，用明火點(diǎn)燃比較困難）。

當(dāng)點(diǎn)燃成束的導(dǎo)火索時(shí)，在掘進(jìn)工作面上，爆破器材的準(zhǔn)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(hào)和尺寸以及切好導(dǎo)火索；為了點(diǎn)燃引火藥卷，伸入藥卷的引燃導(dǎo)火索的長(zhǎng)度不得小于25cm。

火力起爆的主危險(xiǎn)在于，爆破工都是在裝藥附近點(diǎn)燃導(dǎo)火索，這樣，當(dāng)爆破工尚未撤到掩蔽所之前，一些特定狀態(tài)的裝藥可能爆炸。早爆的原因是各式各樣的：點(diǎn)燃的導(dǎo)火索過多，導(dǎo)火索不夠長(zhǎng)，撤到掩蔽所有困難等。為了在上述情況下不發(fā)生事故，火力起爆時(shí)要遵守安全規(guī)程。

點(diǎn)燃大量的導(dǎo)火索時(shí)，為了使爆破工不在裝藥附近滯留，安全規(guī)程要求務(wù)必采用安全監(jiān)督信號(hào)管或者采用安全監(jiān)督計(jì)時(shí)導(dǎo)火索，信號(hào)管和計(jì)時(shí)導(dǎo)火索的長(zhǎng)度不得超過該次被點(diǎn)導(dǎo)火索中最短導(dǎo)火索長(zhǎng)度的三分之一。

如果不止一個(gè)爆破工去點(diǎn)火，那么必須任命組長(zhǎng)，組長(zhǎng)的職責(zé)范圍包括點(diǎn)燃安全監(jiān)督信號(hào)管或安全監(jiān)督導(dǎo)火索，并發(fā)出向掩蔽所撤離的命令。

4.2 安全規(guī)程規(guī)定

（1）單人點(diǎn)火時(shí)，一人連續(xù)點(diǎn)火的根數(shù)（或分組一次點(diǎn)火的組數(shù)），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(gè)點(diǎn)火區(qū)域，不得少于兩人。

火力起爆時(shí)可能有爆破延遲現(xiàn)象，這對(duì)爆破工同樣是危險(xiǎn)的。

如果爆破的數(shù)目少于所點(diǎn)燃導(dǎo)火索數(shù)目的話，安全規(guī)程規(guī)定要清點(diǎn)爆破數(shù)目。

最后一個(gè)藥包爆炸后15min，爆破人員才能自掩蔽所撤出。

如果點(diǎn)火工作量大，特別是幾個(gè)爆破工同時(shí)操作時(shí)，要清點(diǎn)爆破次數(shù)很困難，在這種情況下，人員自掩蔽所走出的時(shí)間至少也要過15 min。

當(dāng)導(dǎo)火索多于1根時(shí)，禁止用火柴或香煙點(diǎn)燃。

導(dǎo)火索最長(zhǎng)一般不大于10m，即一小段導(dǎo)火索的長(zhǎng)度。

當(dāng)導(dǎo)火索的長(zhǎng)度等于或大于4m時(shí)，必須將它與第2根導(dǎo)火索疊合，使2根導(dǎo)火索同時(shí)燃燒。因?yàn)閷?dǎo)火索燃燒時(shí)熄滅的概率隨著燃燒長(zhǎng)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(shù)人員在裝藥前應(yīng)對(duì)第1排各鉆孔的最小抵抗線進(jìn)行測(cè)定，對(duì)形成反坡或有大裂隙的部位應(yīng)考慮調(diào)整藥量或間隔填塞。底盤抵抗線過大的部位，應(yīng)進(jìn)行清理，使其符合設(shè)計(jì)要求[3]。

爆破員應(yīng)按爆破設(shè)計(jì)說明書的規(guī)定進(jìn)行操作，不應(yīng)自行增減藥量或改變填塞長(zhǎng)度；如確需調(diào)整，應(yīng)征得現(xiàn)場(chǎng)爆破工程技術(shù)人員同意并作好變更記錄。

在裝藥和填塞過程中，應(yīng)保護(hù)好起爆網(wǎng)路；如發(fā)生裝藥阻塞，不應(yīng)用鉆桿搗捅藥包。

5 結(jié)論

庫恩巴采石場(chǎng)通過采用計(jì)算后的臺(tái)階法露天爆破后，并嚴(yán)格按照爆破規(guī)程進(jìn)行指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)爆破作業(yè)，經(jīng)過一段時(shí)間的觀察分析，在爆破安全上是可靠的，同時(shí)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(yè)創(chuàng)造了效益。

由于我國(guó)早在2008年就開始淘汰了導(dǎo)火索、火雷管及銨梯炸藥，更多的爆破作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)為了安全起見采用較為先進(jìn)的爆破器材與爆破控制技術(shù)，能熟練使用火雷管及導(dǎo)火索起爆技術(shù)的人員逐年減少，然而在安哥拉卻大面積的使用該方法進(jìn)行爆破作業(yè)，由于火雷管、導(dǎo)火索及銨梯炸藥使用中存在較大的安全隱患，這對(duì)我們從國(guó)內(nèi)過來的爆破技術(shù)人員形成了新的考驗(yàn)，如何嚴(yán)格按照爆破規(guī)程進(jìn)行爆破作業(yè)成為專業(yè)技術(shù)人員的一項(xiàng)重要課程，因此，本文通過分析火雷管爆破法中的危險(xiǎn)性讓爆破專業(yè)人員能深入的認(rèn)識(shí)與研究火雷管爆破法。同時(shí)也可為非洲或其他國(guó)家的露天爆破提供一定的借鑒價(jià)值。

【參考文獻(xiàn)】

[1]陳華騰.爆破計(jì)算手冊(cè)[M].遼寧：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1991-09.

[2]中華人民共和國(guó)國(guó)家國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局.爆破安全規(guī)程GB6722-1986[S].1987.05.01.

[3]中華人民共和國(guó)國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局.爆破安全規(guī)程GB6722-2003[S].2004.05.01.

[責(zé)任編輯：王楠]