復(fù)雜環(huán)境爆破飛石產(chǎn)生原因及控制措施

唐小軍 ,帥寶林

(1.遵義騰達爆破工程有限責(zé)任公司， 貴州 遵義市 563000; 2.武漢理工大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院， 湖北 武漢 430070)

復(fù)雜環(huán)境爆破飛石產(chǎn)生原因及控制措施

唐小軍1,帥寶林2

(1.遵義騰達爆破工程有限責(zé)任公司， 貴州 遵義市 563000; 2.武漢理工大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院， 湖北 武漢 430070)

城鎮(zhèn)巖土爆破工程中產(chǎn)生的飛石容易造成人身傷害或巨大的經(jīng)濟損失，為了降低爆破飛石，根據(jù)工作經(jīng)驗，對爆破飛石產(chǎn)生的多種因素進行了分析，主要包括地形地勢因素和人為操作因素，并針對不同的情況提出了爆破飛石的控制措施，建議在爆破過程中根據(jù)自由面弱面情況合理調(diào)整爆破參數(shù)，以達到減少飛石的目的。

復(fù)雜環(huán)境爆破；沖炮；多因素；自由面；溶洞；爆破網(wǎng)絡(luò)

0 引 言

在控制爆破中，需要對爆破可能產(chǎn)生的危害實行嚴(yán)格的控制措施；而在眾多的爆破危害事故中，爆破飛石事故超過爆破事故總數(shù)的四分之一，是最值得重視的危害之一。因其產(chǎn)生原因較多也較為復(fù)雜，所以其控制技術(shù)往往也最為復(fù)雜。而城市控制爆破經(jīng)常在人口密集，高樓林立，車流量大，緊靠建筑物的地方實施，任何事故都有可能造成人身傷害和巨大的經(jīng)濟損失，因此在城市控制爆破中，必須高度重視爆破施工中每一環(huán)節(jié)和細節(jié)，采取有效技術(shù)方法和手段避免飛石發(fā)生，減少飛石數(shù)量和降低飛石距離，最大限度保證爆破飛石在安全控制要求之內(nèi)。

1 飛石產(chǎn)生的多因素原因分析

爆破飛石產(chǎn)生的原因是多因素的，根據(jù)工作經(jīng)驗筆者主要討論了幾點飛石產(chǎn)生的原因，一是地質(zhì)地形因素，二是人為操作因素。

1.1 地質(zhì)地形因素

1.1.1 自由面

最小抵抗線是影響爆破飛石主要的爆破參數(shù)之一，其是指藥包中心到自由面最軟弱結(jié)構(gòu)面距離影響爆破飛石。所以在爆破裝藥過程中，應(yīng)仔細觀察自由面的形態(tài)、結(jié)構(gòu)，根據(jù)自由面弱面情況調(diào)整裝藥結(jié)構(gòu)，操作過程中適當(dāng)調(diào)整方案參數(shù)，否則在自由面弱面影響的情況下，可能會造成不可預(yù)料的事故。根據(jù)現(xiàn)場遇到的各類自由面情況，歸納了部分需要爆破作業(yè)人員謹(jǐn)慎裝藥的情況，見圖1。

1.1.2 地質(zhì)過渡帶及溶洞

控制爆破中會遇到各種地質(zhì)地形條件，當(dāng)在地質(zhì)過渡帶或有溶洞的區(qū)域下穿孔作業(yè)時，極有可能因疏忽大意造成飛石，例如，炮孔正好位于不同介質(zhì)的過渡帶上；炮孔位于泥夾石層中；炮孔邊上可見溶洞；炮孔裝藥部有溶洞。

在爆破施工中，主爆區(qū)有泥槽，或有未揭露的溶洞、巷道，大多可以通過穿孔作業(yè)發(fā)現(xiàn)異常情況。若發(fā)生意外情況，穿孔作業(yè)人員應(yīng)對異常情況進行標(biāo)記或告之相關(guān)技術(shù)人員，裝藥過程中也應(yīng)進行處理，可預(yù)防飛石。

1.2 人為操作因素

1.2.1 孔網(wǎng)參數(shù)不合理

參數(shù)設(shè)計中，炮孔排數(shù)和抵抗線方向設(shè)計不合理容易造成飛石的發(fā)生。由于巖石爆破的膨脹系數(shù)是1.5左右，炮孔排數(shù)過多，會造成中后排的炮孔補償空間不足，而中后排的裝藥量一般會加大，補償空間不足將增加沖炮機率。例如在爆破一山坡時(見圖2)，斜坡一側(cè)為道路，不遠處為建筑物，為趕工期采用中深孔爆破，孔網(wǎng)參數(shù)均按設(shè)計方案施工，排數(shù)為8排，每排十幾個孔，采用逐孔起爆網(wǎng)絡(luò)；作業(yè)人員考慮到巖石拋擲方向不危害建筑物，采取從坡上向坡下傳爆的網(wǎng)絡(luò)，抵抗線方向背對建筑物，但起爆后發(fā)生了飛石事故。對飛石產(chǎn)生原因進行分析，一是抵抗線方向選擇錯誤，因為穿孔嚴(yán)格按照設(shè)計統(tǒng)一施工，導(dǎo)致各排炮孔底部標(biāo)高逐排降低，其裝藥中心隨之逐排降低，從上往下傳爆，炮孔底部裝藥部位的夾制力逐排增大；二是排數(shù)過多孔數(shù)過多，部分先爆孔因抵抗線原因或其它原因沒能打開空間，后排孔補償空間越來越小，導(dǎo)致最小抵抗線大小、方向均發(fā)生了改變。

圖1需要謹(jǐn)慎處理的自由面狀態(tài)

1.2.2 起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計不合理

在有較好臨空面的條件下，若起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計不合理，先爆孔沒有給后爆孔創(chuàng)造新的自由面或補償空間太小，后爆炮孔夾制力增大，沖孔機率將增加。在臺階并段爆破施工中，多見沖炮飛石事件(見圖3)，最后排主炮孔位于邊坡腳下，炮孔裝藥部位一側(cè)處于上一臺階巖體之下，該側(cè)巖石的夾制力與別一側(cè)相比，夾制力非常大，炮孔抵抗線方向只能是先爆孔創(chuàng)造的補償空間或孔口上方，如果起爆網(wǎng)絡(luò)不合理，坡腳下的炮孔最小抵抗線方向?qū)⑾蚩卓谔?，造成炮孔沖炮，所以在靠近邊坡體的爆破施工時，要設(shè)計好網(wǎng)絡(luò)，讓先爆孔為坡腳的炮孔創(chuàng)造良好的自由面。

圖2 有斜坡的炮孔剖面圖

圖3 邊坡體下的炮孔

2 控制措施

(1) 自由面有根坡的地方，需要補炮眼來解決前排主炮眼夾制力過大的問題；

(2) 設(shè)計抵抗線有變化的，一是需要爆破作業(yè)人員裝藥前多角度觀察，二是在裝藥時探查好裝藥部與弱面的距離，掌握好最小抵抗線長度，對其采取弱裝藥或間隔裝藥的方法，比如在抵抗線薄弱的地方回填一定長度巖屑避開弱面，或不耦合裝藥或空氣間隔緩沖爆破等；

(3) 遇到超挖嚴(yán)重、有軟弱介質(zhì)覆蓋自由面而難以判斷最小抵抗線時，可以選擇不裝藥?？傊?，重視自由面弱面情況，根據(jù)弱面情況謹(jǐn)慎裝藥，是保證爆破安全重要措施之一。

對于難以觀察到的地質(zhì)情況和溶洞情況，首先需要鉆機手做好鉆孔數(shù)據(jù)臺帳，把斷層、軟弱破碎帶和溶洞情況如實記錄下來并標(biāo)記于孔口；熟練的鉆機手可以根據(jù)穿孔情況，調(diào)整抵抗線重新布孔；最后是爆破作業(yè)人員根據(jù)穿孔記錄和現(xiàn)場驗孔情況調(diào)整裝藥結(jié)構(gòu)；對可預(yù)見爆破氣體沖出的位置，采取弱裝藥手段處理，同時加強覆蓋防止氣體夾帶石塊飛出；對溶洞圍巖靠近地表的，吊裝藥包或間隔裝藥，甚至采取不裝藥處理。

3 結(jié) 論

爆破設(shè)計方案大多只是針對假設(shè)均質(zhì)巖性而設(shè)計的孔網(wǎng)參數(shù)，但實際中的地質(zhì)情況和施工方法是多變的，不結(jié)合實際盲目按照設(shè)計方案統(tǒng)一裝藥施工，可能會產(chǎn)生不可預(yù)計的后果。城鎮(zhèn)爆破應(yīng)重視爆破施工管理的每一個環(huán)節(jié)，準(zhǔn)確掌握各種不利于爆破安全的因素，采用行之有效的控制措施防止爆破飛石產(chǎn)生，同時重視爆破總結(jié)，不斷強化施工管理和技術(shù)手段，重視爆破警戒和應(yīng)急預(yù)案，降低安全事故風(fēng)險，有效減少爆破飛石。

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2017-05-23)

唐小軍(1980-)，男，采礦工程師，碩士研究生，主要從事采礦工程方面的工作，Email：txj_whut@163.com。