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爆破安全技术 主 讲赵 坤 单 位宁波大学 电 话13003764521 第一节 爆破安全距离 一、 基本概念 爆破安全距离------是爆破作业点与人员或其它应保护对象之间必须保持的最小距离。 设定爆破安全距离的目的------是为了限制爆破有害效应对周围环境的影响程度。 爆破有害效应------包括爆破地震、冲击波（地面或地下；空气或水中）、个别飞石、毒气和噪音等。 注爆破有害效应都随距爆源距离的增加而有规律地减弱，但由于各种效应所占炸药爆炸能量的比重不同，能量的衰减规律也不相同，同时不同的效应对保护对象的破坏作用不同。所以在规定安全距离时，根据各种效应分别核定安全距离，然后取他们的最大值作为爆破的警戒范围。 二、 爆破地震波安全距离 当炸药在岩石中爆炸时，邻近药包周围的岩石遭受到冲击波和爆炸生成的高压气体的猛烈冲击而产生压碎圈和破坏圈的非弹性变化过程。当应力波通过破碎圈后，由于应力波的强度迅速衰减，它再也不能引起岩石破裂，而只能引起岩石质点产生扰动，这种扰动以地震波的形式往外传播，形成地面的震动。 爆破产生的震动作用有可能引起土岩和建（构）筑物的破坏。为了衡量爆破震动的强度，目前国内外用震动速度作为判别标准。 安全震动速度------当被保护对象受到爆破震动作用而不产生任何破坏的峰值震动速度称为安全震动速度。 通常安全震动速度以被保护物临界破坏速度除以一定的安全系数来求得。 爆破引起的地震速度通常采用下述的经验公式 VK（Q1/3/R）α 式中Q炸药量，Kg；齐发爆破取总药量，微差爆破取最大一段的药量； R从爆源中心到被保护物的距离，m； K、α系数，通过试验确定。 目前，我国对各种建、构筑物所允许的安全震动速度规定如下 最大一响起爆药量公式 QR3（V/K）3/α 爆破地震安全允许距离公式 RQ1/3（K/V）1/α 减少爆破地震波危害的措施 1）严格限制最大一段起爆药量。总药量相同时，分段越多，则爆破震动强度越小。 2）合理选取微差间隔时间和爆破参数，减少爆破夹制作用。 3）选用低爆速的炸药和不耦合装药。 4）采取预裂爆破技术。预裂缝有显著的降震作用，露天深孔爆破时，防止超深过大。 5）在被保护对象与爆源之间开挖防震沟。开挖防震沟是有效的隔震措施，单排或多排的密集空孔，其降震率可达到20 50。 三、爆破冲击波安全距离 当一个无约束的药包在无限的空气介质中爆炸时，在有限的空气中会迅速释放出大量的能量，导致爆炸气体产物的压力和温度局部上升。高压气体在向四周迅速膨胀的同时，急剧压缩和冲击药包周围的空气，使被压缩的空气的压力急增，形成以超音速传播的空气冲击波。装填在药室、深孔和浅孔中的药包爆炸产生的高压气体通过岩石裂缝或孔口泄漏到大气中，也会产生冲击波。空气冲击波具有比自由空气更高的压力（超压），会造成爆区附近建、构筑物的破坏和人类器官的损伤或心理反应。 人员承受空气冲击波的允许超压不应当超过0.01MPa（0.1个大气压）。 在井下爆破时，除了空气冲击波以外，在它后面的气流也会造成人员的损伤。如当超压为0.03 0.04MPa时，气流速度达到60 80 m/s，更加加重了对人体的损伤。 在露天的台阶爆破中，空气冲击波容易衰减，波强较弱。它对建筑物的破坏主要表现在门窗上，对人的影响表现在听觉上。 在爆破设计和施工时，为了防止空气冲击波对周围建、构筑物的破坏。必须估算空气冲击波的安全距离，对药包在地面爆炸时， 空气冲击波对人员的最小安全距离R可按下式计算 RKQ1/3 式中 Q炸药量，Kg；齐发爆破取总药量，微差爆破取最大一段的药量； K系数，有掩蔽体时取15;无掩蔽体时取30。 空气冲击波的危害范围受地形因素的影响，遇有不同地形条件可适当增减。如在峡谷地形进行爆破，沿沟的纵深或沟的出口方向，应增大50 100。在山坡一侧进行爆破对山后影响较小，在有利的地形条件下，可减少30 70。 减小和预防爆破空气冲击波的措施 1） 保证合理的填塞长度、填塞质量和采取反向起爆。 2） 大力推广导爆管，用导爆管起爆来取代导爆索起爆。 3） 合理确定爆破参数，合理选择微差起爆方案和微差间隔时间，以消除冲天炮，减少大块率，进而减少因采用裸露药包破碎大块时，产生冲击波破坏作用。 4） 在井下进行大规模爆破时，为了削弱空气冲击波的强度，在它流经的巷道中，应使用各种材料（如沙袋或充水等）堆砌成阻波墙或阻波堤。 四、爆破飞石安全距离 爆破飞石产生的原因炸药爆炸的能量一部分用于破碎介质（岩石等），多余的能量以气体膨胀的形式强烈地喷入大气并推动前方的碎块岩石运动，从而产生飞石。大爆破和二次破碎都会产生飞石。 个别飞石产生的方位在爆破中，飞石发生在那些对装药系数来说，抵抗线或填塞长度太小的地方。由于钻孔时，定位不准确和钻杆倾角不当等都会使实际爆破参数比计算参数或大或小，若抵抗线偏小，则会产生飞石。如果炮孔未按预定的顺序起爆或炮孔装药量过大，也会产生飞石。此外，地形、地质条件（山坡、节理、裂隙，软夹层、断层等）和气候条件等也与飞石的产生有关。 对一般抛掷爆破，个别飞石的安全距离公式为 Rf20kfn2W 式中 n爆破作用指数； W最小抵抗线，m； kf与地形、风向等有关的系数，一般可取1.1 1.5。 控制爆破飞石的措施 1） 设计药包位置时，必须避开软夹层、裂缝或混凝土接合面等，以免从这些方面冲出飞石。 2） 装药前必须认真校核各药包的最小抵抗线，严禁超装炸药量。 3） 确保炮孔的填塞质量，必要时，采取覆盖措施。 4） 采用低爆速炸药，不耦合装药，挤压爆破和毫秒微差起爆等。 第二节 早爆及其预防 一、早爆 早爆------就是炸药在预定的起爆时间之前起爆。早爆往往是在人员尚未撤离工作地点之前发生的，此时，起爆的各项准备工作还没有做完，早爆是一种意外事件，是一种严重的爆破事故。 早爆的原因 1）爆破器材质量不合格------导火索速燃、雷管的速爆； 2）工作面上杂散电流的存在 3）使用装药机械时的静电积聚 4）炸药自燃导致的自爆 5）射频引起的早爆 6）感度高的炸药或起爆器材的机械能作用-----冲击、摩擦引起的意外早爆 二、预防 1、杂散电流引起的早爆及其预防 杂散电流也叫漏电流。它是存在于电气网路之外，这种电流分布广，一旦进入雷管或爆破网路，就容易引起早爆事故。 杂散电流是爆破人员最担心的一种早爆因素，国内外都曾多次发生这方面的事故。 事例1 1959年10月，寿王坟铜矿在掘进平巷时，联接雷管的导线，一根掉在铁轨上，另一根正准备接爆破干线，恰好与巷道帮接触，结果使19个炮孔中的7个发生爆炸，死亡1人，重伤1人。 事例2 1977年7月，海南铁矿（露天矿）在25个水孔中进行深孔爆破，炸药以浆状炸药为主，胶质炸药作起爆药，用铜壳微差雷管起爆。每孔装两只并联雷管，孔外接成一个大串联组。网路接好后联成短路等候起爆，由于杂散电流的作用，25个深孔中的9个突然发生爆炸。 杂散电流对电雷管的危险程度，就是要看其是否超过单发雷管的最小起爆电流，如果杂散电流大于雷管的最小起爆电流，就有爆炸危险，因此，在杂散电流大于安全电流时，必须采取有效的预防措施。 杂散电流的预防措施 1）减少杂散电流的来源 （1）采取不用铁轨作回路的运输方式，如内燃无轨运输、蓄电池机车、电缆机车等运输方式，都能降低杂散电流的来源。 （2）采用绝缘道碴或疏干巷道的方法，增加铁轨与大地的过渡电阻，减少牵引网路的泄漏电流。 （3）降低架线电机车运输网路的总电阻，也就是降低铁轨的接头电阻，使回馈电流尽量沿铁轨返回负极，不流散于大地。此外，合理选择回馈点，敷设与铁轨平行的回馈电缆并多次与铁轨联接，这些都能降低杂散电流。 （4）电源变压器中心点不接地，消除单相接地现象，不用两相一地供电制，加强电路绝缘等方法均可以减少交流漏电流。 2）采用防杂散电流的电爆网路 3）采用抗杂散电流的电雷管 4）采用非电起爆网路 5）掌握杂散电流的基本特点 6）加强爆破线路的绝缘 2、静电引起的早爆及其预防 爆破施工中产生的静电有如下一些规律 1）炸药粉从管内喷出时，电压可高达3万伏以上，用手触之有静电感，并有放电的响声； 2）静电的大小与湿度有关，湿度小则静电大；当药粉和工作面上相对湿度超过60 80以后，静电就不会产生了； 3）喷药速度增大，静电电压升高； 4）炮孔壁表面的岩石的导电性能好时，静电电荷不易积累； 5）分布不均匀，一般在出药口处静电电压高；输药管外壁的静电电压高于内壁；在炸药内部也有静电； 6）静电以泄漏和火花放电两种形式释放能量，在输药管导电性能不好时，往往可聚集很高的静电压。导致瞬间击穿放电，极易引爆雷管。当输药管的导电性能好时，多以泄漏方式释放能量减少了早爆的威胁。 为了防止静电引起早爆事故，可采取下列技术措施 1） 采用半导体输药管。 2） 采用防静电装药工艺。 3） 在有静电危险区进行爆破，应采用抗静电的电雷管或非电起爆网路。 4） 爆破现场操作人员不要穿戴化纤制成的工作服。 3、雷电引起的早爆及其预防 雷电引爆雷管有以下三种情况 1） 电磁场的感应。 2） 静电感应。 3） 直接雷击。 预防措施 1） 在爆区设立雷电报警装置； 2） 及时收听天气预报，并用宏观的方法观察气象。禁止在雷雨天进行电气爆破； 3） 采用屏蔽线联接爆破网路； 4） 在爆区设立避雷针系统或防雷消散塔； 5） 缩短爆破作业时间，特别是从连线到起爆的时间争取在雷电来临之前起爆； 6） 采用非电起爆系统起爆。 4、射频引起的早爆及其预防 预防措施 1） 查明爆破区附近是否有射频能源，如电视台、广播电台、雷达、发报机等。 2） 采用屏蔽线爆破； 3） 电雷管在射频源附近运输、贮存时，脚线应折叠或绕成卷，并装在金属箱内； 4） 采用非电起爆系统，能有效地防止射频电的危害。 5、硫化矿药包自爆引起的早爆及其预防 药包自爆的原因硫化矿石发生氧化反应并放出大量的热量，这些由反应放出的热量反过来又加剧了硫化矿石的氧化反应，导致炮孔内的温度升高。最终引起炸药燃烧或爆炸，在有雷管的药包中，炸药燃烧引起雷管爆炸，从而引起其它炸药爆炸。没有雷管的药包，一种是炸药全部燃烧完，另一种是在密封条件下，由燃烧转为爆炸。硫化矿药包自爆的特点是先燃烧后爆炸。爆炸前一般能看到棕色烟雾由药包处冒出或闻到二氧化氮气味。 预防措施 1）在硫化矿床中进行爆破时，首先应化验矿石成份是否符合自爆条件（矿石中，Fe3加Fe2的含量大于0.3，黄铁矿含量高于30，水分含量为3 14）；当炮孔内温度大于35℃时，应采取灌泥浆等措施降温后再进行装药起爆。 2）采用非硝铵类炸药。 3）使用硝铵类炸药时，必须消除孔内矿粉，且将炸药与矿石隔开，使炸药不与矿石直接接触，如采用多层牛皮纸加沥青包装炸药、牛皮纸加玻璃纤维布包装炸药及用塑料包装炸药等，但包装应完好无损，不得用硫矿碴填塞炮孔。掌握安全作业时间，即快速装药和起爆，使炸药来不及热分解。 第三节 炮烟及盲炮的预防 一、炮烟 据统计，在爆破事故中，由于爆破后过早进入工作面，因炮烟中毒而发生的伤亡事故占爆破事故的26，因盲炮处理不当，打残眼的事故占13。可见，炮烟和盲炮对爆破作业人员的安全危害极大。 炮烟------指炸药爆炸后产生的有毒气体生成物。工业炸药爆炸后产生的毒气主要是CO和氧化氮，还有少量的硫化氢和二氧化氮。 一氧化氮（CO）------是无色、无味、无嗅的气体，比空气轻。它对人体内血色素的亲合力比对氧的亲合力大250 300倍，所以当吸入一氧化碳后，将使人体组织和细胞因严重缺氧而中毒，直至窒息死亡。 氧化氮------主要是指一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）它对人的眼、鼻、呼吸道和肺都有强烈的刺激作用，其毒性一氧化碳大得多，中毒严重者因肺水肿和神经麻木而死亡。 我国爆破安全规程规定，井下爆破作业地点，有毒气体的浓度不得超过表下中的数值。 表爆破作业地点有毒气允许浓度 有毒气体名称 最大允许浓度 按体积 / 按重量 / mgm-3 CO 0.0024 30 氮氧化合物（换算为NO2） 0.00025 5 S O2 0.0005 15 H2 S 0.00066 10 NH3 0.0040 30 二、预防炮烟中毒的措施 为了防止炮烟中毒，可采取下列措施 1） 采用零氧平衡的炸药，使爆炸后不产生有毒气体；加强炸药的保管和检验工作，禁用过期变质的炸药； 2） 保证填塞质量和填塞长度，以免炸药发生不完全爆炸； 3） 爆破后，必须加强通风，按规定，井下爆破需等15分钟以上，露天爆破需等5分钟以上，炮烟浓度符合安全要求时，才允许人员进入工作面； 4） 露天爆破的起爆站及观测站不许设在下风方向，在爆区附近有井巷、涵洞和采空区时，爆破后炮烟有可能穿入其中，积聚不散，故未经检查，不准入内； 5） 井下装药工作面附近，不准使用电石灯、明火照明，井下炸药库内不准用电灯泡烤干炸药。 6） 设有完备的急救措施，如井下设有反风装置等。 三、 盲炮产生的原因、处理及预防措施 盲炮------又称瞎炮，系指炮眼或深孔中的起爆药包经点火或通电后，雷管与炸药全部未爆，或只爆雷管而炸药未爆的现象。 当雷管与部分炸药爆炸，但在孔底剩留有未爆的药包，则称为半爆或残炮。 盲炮是爆破作业中常遇到的一种爆破事故，必须认真按照爆破安全规程操作，采取措施竭力避免产生盲炮，如果此种事故一旦发生，必须严格遵照爆破安全规程的规定进行处理，在下表中列出了盲炮产生的原因、处理方法及预防措施，以供实际爆破参考。 盲炮产生的原因、处理与预防 现象 产生原因 处理方法 预防措施 孔 底 剩 药 1、炸药受潮变质，感度降低 2、有岩粉相隔，影响传爆 3、管道效应影响，传爆中断或起爆药包被邻炮带走 1、用水冲洗 2、取出残药卷 1、采取防水措施 2、装药前，吹净炮眼 3、密实装药 4、防止带炮，改进爆破参数 只 炸 爆 药 雷 未 管， 爆 1、炸药受潮变质，感度降低 2、雷管起爆力不足或半爆 3、雷管与药卷脱离 1、掏出炮泥，重新装起爆药包起爆 2、用水冲洗炸药 1、严格检验炸药质量 2、采取防水措施 3、雷管与起爆药包应绑紧 雷 管 与 炸 药 全 部 未 爆 对火雷管起爆 1、导火索与火雷管质量不合格 2、导火索切口不齐或雷管与导火索脱离等 3、装药时导火索受潮 4、点火遗漏或爆破顺序乱，打断导火索 对电雷管起爆 1、电雷管质量不合格 2、网路不符合准爆要求 3、网路联结错误，接头接触不良等 导爆索（管）同上 1、仔细掏出部分炮泥重新装起爆药包起爆 2、同1装聚能药包进行殉爆起爆 3、查出错联的炮孔，重新联线起爆 4、距离盲炮30厘米（公分）以外，钻平行孔装药起爆 5、水洗炮孔 6、用风水吹管处理 1、严格检验起爆器材保证质量 2、保证导火索与火雷管质量。装药时，导火索靠向孔壁。禁止用炮棍猛烈冲击 3、点火注意避免漏点 4、电爆网路必须符合准爆条件，认真联接，并按规定进行检测 5、点火及爆破顺序不乱 6、保护网路 销毁爆炸物品应注意哪些事项 （1）销毁前应制定销毁工作方案，包括所要销毁的爆炸物品名称、数量、销毁原因、方法、场地、时间和拟采取的相应安全措施。要根据所销毁物品的种类、性质和数量，科学地选定销毁方法，由专业人员制定销毁的具体方法和安全操作规程。 （2）有关部门要对销毁方案进行全面审核。有关排险、场地施工、安全警戒、安全范围的划定、居民疏散、交通管制、爆炸物品运输、器材准备、抢修救护等事项符合安全要求后，方可批准。 （3）应选择地势平坦而又有天然屏障的地带作为场地，便于安全搬运和销毁场地的最后清理。清除销毁场地内杂物，不得有树木、灌木、荒草和碎石，以避免引起燃烧蔓延和飞石。 （4）要对销毁场地附近群众进行安民告示，说明警戒区的范围、警戒的具体时间，防止人畜误入警戒区，造成人员伤亡事故。 （5）销毁工作必须在有经验的主管领导（或专业人员）的指挥和组织下，有专业人员负责具体实施。 （6）有严密的组织和领导。对所有参加销毁工作的人员要进行安全教育，并制定岗位责任制，做到分工明确，任务到人。 （7）装载废旧爆炸物品的汽车应符合安全要求，配有灭火器、防火罩、装有接地铁链等。废旧炮弹、炸药、起爆器材均应分车装运，重量宜少不宜多。若以包装箱包装，则应平放，箱盖朝上，互相靠紧，若一些炮弹无法装箱，则应在底板用泥沙铺垫，车厢周围用软材料防护，相互隔开平放，确保其在行车中不互相碰撞或与厢板碰撞。 （8）车辆行驶应保持足够的车距，押运和护送人员要单独备车，不准乘坐在装有爆炸物品的车厢上。从装车开始，押运和护送人员就应注意爆炸物品的装载、车辆行驶情况，熟悉沿途的道路情况，严防装载的物品丢失或发生其他事故。 （9）用爆炸法销毁时，应有坚固的掩体。没有掩体时，起爆前所有人员必须撤离到安全区域。销毁现场炸药、雷管等施爆破器材的存放要远离爆炸中心。 （10）用燃烧法销毁时，切忌在燃烧过程中添加被销毁的物品或燃料，以防发生事故。 （11）销毁工作结束后，要对现场进行认真检查清理，不准留有未爆未燃尽的爆炸物品和残留的弹药部件；现场不准留有末熄的明火。销毁毒气弹时待现场毒效期过后才能解除警戒工作。 （12）禁止在雨天、雾天和三级以上的风天进行销毁，也不能在夜间销毁。