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浅谈中深孔爆破飞石的产生及防护
前言:爆破飞石是露天中深孔台阶爆破的重要危害之一。在露天中深孔爆破时 ,容易出现意想不到的爆破飞石 ,常常造成人员、牲畜的伤亡和建筑物的损坏。根据露天爆破事故的统计,露天爆破飞石伤人事故占整个爆破事故的 2 7%。爆破飞石的飞散距离受地形、风向、风力、爆破参数 (特别是最小抵抗线的大小)、起爆方法等影响。由于爆破飞石飞行方向无法预测,飞行距离难以准确计算,往往会给爆区附近的人员、建筑物及设备等造成严重威胁。同样的,事故的发生是人的不安全行为在某一时间与物的不安全状态共同作用的结果。
爆破飞石是指在爆破作业过程中炸药释放出的能量将砂石、泥土、杂物等物质从作业点或作业面抛掷到空中或沿地面的一种爆破危害。主要体现在造成人员或牲畜伤亡,建筑物的损坏,机械设备损毁等方面。爆破飞石主要有抛射和抛掷两种形式,抛射飞石多与被爆破介质结构中存在弱面及爆生裂隙有关,而抛掷飞石则主要与抵抗不足或装药过量而产生的剩余能量有关。爆破产生的飞石是至今人们难以用数学分析方法精确计算的问题,影响其飞行距离的因数众多。如:爆破参数、装药结构、装药量、地形地质条件、填塞质量、气象条件等,想要准确确定飞石的方向和距离几乎不可能。
一、爆破飞石产生的原因
飞石产生的主要原因有如下:
1、爆破介质物理力学性能了解不够,药量不准。
2、爆破技术设计不当。
3、爆破施工质量未达到设计要求。
4、理论计算与实际情况存在差异。
5、爆破飞石的安全防护措施不到位。
二、飞石安全距离计算
以下是我国大多数爆破工作者比较认同的露天中深孔爆破个别飞石的计算的经验公式为:
Rf=20K1n2w
⑴式中:Rf———为个别飞石最远抛掷距离,m;K1———为地形、风向有关的影响系数;n———为爆破作用指数;w———为爆破最小抵抗线。
公式⑴可演变为以下公式:
Rf=20K1(r2/w)
⑵式中:r———为爆破漏斗半径。
①爆破个别飞石最远抛掷距离与r成正比,而r和装药量大小,岩土的性能有关系②与w成反比,w越小,消耗在破坏岩土上的能量就少,被破碎的岩块和小土块获得的能量就多,从而飞得更远。
通过科学分析,w≤25m,K1的取值范围为:1.0~2.0.
而我们现在经常使用的爆破个别飞石计算的简化公式为:
Rf=(40/2.54)×D
⑶式中:D———炮孔直径,cm。安全保护区低于爆破点的位置,应增加距离,反之应减少。注意:无论计算结果如何,该距离均不得小于国家安全规程规定的最小200m安全距离 。
三、飞石安全防护技术
露天深孔爆破的飞石主要产生于孔口和前排。造成孔口飞石有两个原因:一是堵塞不严,产生冲炮并带出孔口松动石块;二是装药过多,堵塞长度不够,使孔口石块飞出。造成前排飞石的原因主要是前排临空面不平,最小抵抗线差异太大,或结构面切割,甚至裂缝与炮孔贯通。对于孔口飞石,防护措施可在孔口加压砂包,就能够既消除冲炮隐患,又能限制孔口松动石块的飞出,同时又能有效降低大块率,因此,在孔口加压砂包是防止飞石操作方便、效果显著的有效办法。
对前排飞石的防护,一方面可采用多排微差爆破,减少前排出现次数。另一方面,可根据前排抵抗线和结构面变化情况,在抵抗线太薄的位置堵塞岩粉作间隔装药。如果使用铵油炸药,必须防止过量的炸药流入前排裂缝,否则必将造成大量飞石,发生重大事故。一旦发现炮孔与贯通裂缝或空洞相连,应将该段炮孔堵塞,分段装药。如果发现有过量铵油流入裂缝中,必须注水溶解,然后再回填石沫堵塞裂缝贯通段。个别飞石的飞散距离与爆破方法、爆破参数特别是最小抵抗线的大小、堵塞长度和堵塞质量、孔间或排间毫秒延期时间、地形地质构造(如节理、裂缝和软夹层等等)以及气象条件有关。
因此,为了防止飞石的产生,工程技术人员在爆破设计和施工时,一定要根据爆破条件的变化合理确定单位炸药消耗量和爆破参数,保证炮孔的堵塞长度和质量,以及采取以上种种防护措施。
技术部——陈木松