露天采石場周邊安全距離的確定

張 科

(廣東中恒安檢測評價有限公司，廣東 湛江 524000)

1 選擇原則

某市露天采石場主要開采礦種為建筑用花崗巖和玄武巖，大部分礦石質(zhì)量檢測報告顯示，微(未)風化層礦石飽和單軸抗壓強度在80～120 MPa，堅固性系數(shù)(普氏系數(shù))f在8～12，周邊環(huán)境中面臨一般民用建筑物較多，但同時也有個別采石場周邊有電力設施、公路、鐵路等情況。特殊保護對象(如電力設施、公路、鐵路等)可通過查閱相關法律法規(guī)等規(guī)定，如《公路安全保護條例》第十七條“禁止在下列范圍內(nèi)從事采礦、采石、取土、爆破作業(yè)等危及公路、公路橋梁、公路隧道、公路渡口安全的活動：(一)國道、省道、縣道的公路用地外緣起向外100 m，鄉(xiāng)道的公路用地外緣起向外50 m……”，本文就不針對該項內(nèi)容進行闡述。本文根據(jù)該市采石場的基本情況，主要從爆破安全的角度出發(fā)，分析爆破安全距離的確定方法。

2 爆破安全距離確定方法

根據(jù)《爆破安全規(guī)程》《GB6722-2014》(簡稱“規(guī)程”)“13.1.1爆破地點與人員和其他保護對象之間的安全允許距離，應按各種爆破有害效應分別核定，并取最大值”的規(guī)定，露天采石場主要爆破有害效應為地震波、沖擊波和個別飛散物(露天采石場主要指的是“爆破飛石”)。

2.1 爆破振動安全允許距離

根據(jù)規(guī)程第13.2.4條公式(薩道夫斯基公式)：

Q—炸藥量，齊發(fā)爆破為總藥量，延時爆破為最大單段藥量，kg。

V—保護對象所在地安全允許質(zhì)點振速，cm/s。

K，α—與爆破點至保護對象間的地形、地質(zhì)條件有關的系數(shù)和衰減指數(shù)，應通過現(xiàn)場試驗確定；在無試驗數(shù)據(jù)的條件下，根據(jù)規(guī)程中的“表1爆區(qū)不同巖性的K、α值”進行取值。

分析公式可知，單考慮某一因素(其他因素不變)的前提下，K值越大，R越大；α越小，R越大；V越小，R越大；Q越大、R越大。

參數(shù)選取：該市露天采石場開采建筑用花崗巖、建筑用玄武巖碎石居多，巖石飽和抗壓強度在80～120 MPa居多，堅固性系數(shù)f(普氏系數(shù))在8～12，屬于下表和規(guī)程“表1爆區(qū)不同巖性的K、α值”表中的“中硬度巖石”類。根據(jù)上述公式分析可知，按最不利參數(shù)取K=250、α=1.5。

表1 爆區(qū)不同巖性的K、α值

該市露天采石場周邊面臨一般民用建筑物居多，露天深孔爆破主振頻率f在10～60 Hz，根據(jù)上述公式分析可知，按最不利參數(shù)取V=2.0 cm/s。同時該市露天采石場采用導爆管雷管非電起爆法，分段延時爆破起爆，單段藥量最大一般不超過500 kg，按最不利參數(shù)取單段最大藥量Q=500 kg。

將最不利參數(shù)K=250、α=1.5、V=2.0cm/s、Q=500 kg代入上面公式進行計算，爆破振動安全允許距離R≈198 m，因此，爆破地震波引起的爆破振動安全允許距離不超過200 m。

應說明的是，如果保護對象未列入規(guī)程“表2爆破振動安全允許標準”中時，爆破振動安全允許標準可參照類似工程或保護對象所在地的設計抗震烈度值來確定爆破振動速度極限值，如表2所示。該市抗震設防烈度在7～8度，根據(jù)《建筑工程抗震設防分類標準》(GB 50223-2008)“7.1采煤、采油和礦山生產(chǎn)建筑”可知，該市露天采石場建筑物抗震設防類別屬“標準設防類(丙類)”，建筑物抗震烈度取抗震設防烈度即可。從表2可知，隨著建筑物設計抗震烈度增大，允許地面質(zhì)點振動速度則相應增加，根據(jù)上述公式分析可知，V越大，則R將會越小，小于V=2.0 cm/s的數(shù)值。

2.2 爆破空氣沖擊波安全允許距離

由于爆破沖擊波受圍巖與土層性質(zhì)、覆蓋層厚度、裝藥量等諸多因素影響，目前國家標準中尚未有對中深孔爆破沖擊波的統(tǒng)一計算公式(但對地表裸露爆破有沖擊波計算公式)，所以一般參照地表裸露爆破沖擊波計算結(jié)果，然后進行工程經(jīng)驗取值；由于炮孔具有一定的填塞長度、上部有覆蓋層等因素，一般沖擊波安全允許距離較小。

表2 建筑物抗震烈度與相應地面質(zhì)點振動速度的關系

露天采石場爆破一般屬于松動爆破或減弱拋擲(加強松動)爆破，爆破作用指數(shù)n一般在0.75上下(不會超過1)，根據(jù)原規(guī)程6.6.3條“爆破作用指數(shù)n<3的爆破作業(yè)，對人員和其他保護對象的防護，應首先考慮個別飛散物和地震安全允許距離”的規(guī)定亦可知，露天采石場臺階爆破，爆破沖擊波安全允許距離可不作為重點考慮。

2.3 個別飛散物安全允許距離

根據(jù)規(guī)程可知，露天巖土深孔臺階爆破個別飛散物的安全距離，應按設計且不小于200 m；淺孔臺階爆破在復雜地質(zhì)條件下或未形成臺階工作面時不小于300 m，其他情況下可取200 m。

露天采石場在掘溝階段時(通常只有1個自由面、密集孔、藥量大)，存在鉆鑿淺孔并逐層降坡形成符合設計規(guī)定高度臺階的過程，所以，露天巖土淺孔臺階爆破個別飛散物的安全距離，在未形成臺階工作面時不小于300 m，因此應根據(jù)實際情況分別進行對待。

1)新設礦區(qū)(需進行表土剝離、爆破往下進行掘溝形成設計規(guī)定高度的臺階)，或已形成有多級臺階的采場(但未到達《采礦許可證》允許開采的最低標高水平，仍能繼續(xù)往下進行掘溝、準備形成下一個臺階時)，由于在未形成設計規(guī)定高度的臺階前往下掘溝，需按淺孔爆破逐層降坡至下一個開采臺階水平、形成符合設計規(guī)定高度的臺階，因此，個別飛散物的距離要求應不小于300 m。

2)已形成多級規(guī)整臺階的采場，且不能再往下繼續(xù)開拓臺階(即已經(jīng)開采至《采礦許可證》允許的最低開采標高)，個別飛散物的距離要求應不小于200 m。

不管何種情形，如果沿山坡爆破時，下坡方向(坡度超過30°時)的個別飛散物安全允許距離應增大50%。

根據(jù)上述分析可知，爆破有害效應中，數(shù)值最大的是個別飛散物的安全允許距離，因此礦山爆破安全距離的取值應根據(jù)個別飛散物的數(shù)值而定。爆破安全距離確定后，在爆破安全影響范圍內(nèi)不得設置有其他工貿(mào)企業(yè)的生產(chǎn)和生活設施，不得有非本單位設置的建構(gòu)筑物(主要指的是其他單位或個人的民居或其他設施)。

3 結(jié)語

對比從爆破施工安全角度出發(fā)確定的“爆破安全距離”與國家法律法規(guī)等規(guī)定的“特殊保護對象的安全距離”進行對比、分析，取二者最大值作為最終露天采石場與周邊環(huán)境的安全距離。同時應注意的是，根據(jù)國家安全監(jiān)管的角度和要求，起算位置應從礦區(qū)拐點組成的邊界往外開始推算，而不是實際爆破作業(yè)點。