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

程嚴玲

（新疆國安建設安全評價中心（有限公司）烏魯木齊 830000）

1 項目基本情況

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坂鄉(xiāng)。礦區(qū)東側(cè)1.3km 為紅巖水庫。礦區(qū)中心地理坐標：東經(jīng)87°19′10″，北緯43°48′11″。礦區(qū)至烏魯木齊市公路運距27km 左右，礦區(qū)附近有800m 簡易沙石公路，其余為瀝青公路，交通方便。礦區(qū)位于準噶爾盆地南緣中段，屬低山丘陵區(qū)，海拔1105-1010m，相對高差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 恢復治理方案施工內(nèi)容

1號、2號采場因開采形成的高陡邊坡，采用清理危巖、高陡邊坡整飾、設立鐵絲網(wǎng)圍欄隔離及豎警示牌工作方法，邊坡整飾面積33536.84m2。對1、2號采場因開采形成的平臺首先進行場地平整（削高填低），平整完成后將排土場基坑料用于回填，撒播草籽自然復綠，開采平臺治理面積19874.43m2。采坑1利用現(xiàn)有廢石進行回填，然后用排土場基坑料進行場地平整，挖高填低、壓實回填造坡的治理方案進行治理?，F(xiàn)狀需回填采坑標高為南坡回填至1055m標高，北坡回填至1053m標高，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、設備和技術(shù)條件等因素，采用深孔臺階松動爆破法施工。臺階高度為10m。選用Φ 110mm 潛孔鉆機1套，實施深孔逐孔微差爆破。

（1）孔徑d 和臺階高度H：對于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對于一般次堅硬巖石，深孔逐孔微差臺階爆破經(jīng)驗單位耗藥量值初?。簈=（0.4-0.5）kg/m3；本項目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，進行微差爆破，分5段微差爆破，同段最多爆破孔數(shù)6 個，單孔最大裝藥量108kg，計算同段起爆藥量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)絡圖見上圖。

（7）填塞：填塞長度嚴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，同時應注意：不使用石塊和易燃材料填塞炮孔；不應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)有填塞物卡孔時應及時用非金屬桿進行處理；填塞物潮濕、粘性較大或表面凍結(jié)時，應采取措施防止大塊入孔；填塞水孔時，應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、爆破震動的計算與防護

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別飛石對人員的安全允許距離大于200m。對于臺階中深孔爆破，爆破飛石距離采用如下經(jīng)驗公式進行計算。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，孔徑Φ＝110mm，W＝3.0m；Kf：安全系數(shù) 取Kf=1）。計算結(jié)果：Rf=60m。經(jīng)計算本項目爆破飛石距離為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：爆破地震有以下特點：1)爆破振動幅值雖大，但衰減很快，破壞范圍不大；2)爆破地震地面加速度震動頻率較高（約10-20Hz 以上），遠超過普通工程結(jié)構(gòu)的自振頻率；3)爆破地震持續(xù)時間很短。

爆破振動速度V 計算: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)，本項目取K=300；Q：最大同段起爆藥量，648kg；R：爆區(qū)距觀測點的距離，600-800m；α：震動衰減系數(shù)取α=1.8,按中等硬度巖石取值）觀測點距離600m 時，計算V=0.146 cm/s。觀測點距離800m時，計算V=0.087 cm/s。

本次評估重點保護設施中國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，國家能源大動脈，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。爆破點距離管線直線距離最近的800m。按最高等級的保護對象一般古建筑與古跡防護振動速度0.2-0.3 cm/s 考慮本工程的爆破振動速度。距離800m的振動速度0.087-0.046cm/s＜0.2 cm/s（保護要求速度），爆破振動對管線安全無影響。

為避免爆破震動對周圍建筑物產(chǎn)生破壞性影響，在建筑物震動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。爆破振動安全允許最大單響藥量計算經(jīng)驗公式如下：Q=（V/K）3/aR3（式中：V-質(zhì)點振動最大峰值速度，0.2cm/s；a=1.8；R-爆區(qū)中心至被保護對象的水平距離R=800m）。根據(jù)《爆破安全規(guī)程》中爆破振動安全允許標準中描述，一般古建筑及古跡的允許振動速度是0.2cm/s，計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，遠遠小于保護對象允許的同段起爆藥量。因此爆破振動對被保護的建筑物無影響。

5 爆破作業(yè)安全技術(shù)

（1）施工準備：先對即將進行爆破作業(yè)的區(qū)域進行清理，采用挖掘機或推土機，使其能滿足鉆孔設備作業(yè)的需要。再測量放線，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)人員的指導下，嚴格按照爆破設計進行布孔、鉆孔作業(yè)。布孔時特別注意確定前排孔抵抗線，防止前排孔抵抗線偏大或過小。偏大，將影響爆破質(zhì)量，使坡角產(chǎn)生根底，影響鏟裝；偏小，會造成炮孔拋擲，容易出現(xiàn)爆破事故。在布孔時，還應特別注意孔邊距應滿足鉆機工作時的安全要求，保障鉆孔設備和人員的安全。應該嚴格按照爆破設計中的孔位、孔徑、鉆孔深度、炮孔傾角進行鉆孔。對孔口周圍的碎石、雜物進行清理，防止堵塞炮孔。對于孔口周圍破碎不穩(wěn)固段，應進行維護，避免孔口形成喇叭狀。鉆孔完成后，應對成孔進行驗收檢查，確定孔內(nèi)有無積水、積水深度。對不合格的應進行補孔、補鉆、清孔，并將檢查結(jié)果向爆破工程技術(shù)人員匯報，準備炸藥計劃。

（3）裝藥：裝藥前對運抵現(xiàn)場的爆破器材驗收檢查、數(shù)量、質(zhì)量，雷管是否同廠、同批、同牌號雷管。裝藥前應檢查孔內(nèi)是否有水，積水深度，有無堵塞等，檢查合格后方能進行裝藥作業(yè)，并做好裝藥的原始記錄，包括每孔裝藥量、出現(xiàn)的問題及處理措施。裝藥應用木制長桿或竹制長桿進行，控制其裝藥高度，裝藥過程中如發(fā)現(xiàn)堵塞時應停止裝藥并及時處理，嚴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、巖粉等進行堵塞，堵塞長度嚴格按照爆破設計進行，不得自行增加藥量或改變堵塞長度，如需調(diào)整，應征得現(xiàn)場技術(shù)人員和監(jiān)理工程師的同意并作好變更記錄，堵塞時應防止堵塞懸空，保證堵塞材料的密實，不得將導線拉得過緊，防止被砸斷、破損。

（5）爆破網(wǎng)路敷設：裝藥、堵塞完成后，嚴格按照爆破設計進行網(wǎng)路連接，防止漏接、錯接。

（6）爆破防護：網(wǎng)路連接完成并檢查合格后，方能按照爆破設計中的防護范圍、防護措施進行防護，防護時不得破壞網(wǎng)路，確認爆破防護到位后，作業(yè)人員撤離爆區(qū)。

（7）設置警戒、起爆:嚴格按照爆破設計的警戒范圍布置安全警戒。警戒時，警戒人員從爆區(qū)由里向外清場，所有與爆破無關的人員、設備撤離到安全地點并警戒。確認人員設備全部撤離危險區(qū)，具備安全起爆條件時，爆破工作領導人才能發(fā)出起爆信號，充好電以后，進行起爆。爆破后，嚴格按照規(guī)定的等待時間，檢查人員進入爆區(qū)進行檢查，確認安全后，方準發(fā)出解除警戒信號。

（8）爆破檢查、總結(jié):每次爆破完成后，必須按照規(guī)定的等待時間進入爆破地點檢查有無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，應及時處理，未處理前應在現(xiàn)場設立危險警戒或標志。

爆破結(jié)束后，爆破員應認真填寫爆破記錄，爆破工程技術(shù)人員應進行爆破總結(jié)：設計合不合理，并進行爆破安全分析，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；對照監(jiān)測報告和爆后安全調(diào)查，分析各種有害效應的危害程度及保護物的安全狀況，如實反映出現(xiàn)的事故，處理方法及處理結(jié)果，總結(jié)經(jīng)驗和教訓。爆破記錄和爆破總結(jié)應整理歸檔。

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,炮孔填塞長度不小于3.0m。填塞物利用鉆孔時產(chǎn)生的粉巖或細砂，保證填塞密實。

（3）保護對象中國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,計算的爆破振動速度0.087cm/s。爆破作業(yè)產(chǎn)生的振動對保護對象無影響。

（4）按以上參數(shù)進行的爆破作業(yè)對保護對象是安全的。