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露天矿山爆破飞石的控制方法(上)

文章出处:炸药库 人气:发表时间:2019-09-06 11:16

作者:高毓山1  张敢生2  陈庆凯3  雷  高3

(1.本钢矿业公司南芬露天铁矿,辽宁本溪,117014;2.辽宁科技学院,

辽宁本溪,l17004;3.东北大学,辽宁沈阳,110819)

 

摘要:飞石是露天爆破工程中最为严重的潜在事故因素之一,是造成人员、设备、结构物和建筑物损伤的主要原因之一,对人民的生命财产安全造成严重的威胁。飞石产生的机理很复杂,既有设计原因,也有施工问题。本文分析了爆破飞石产生的原因,介绍了飞石产生的部位。通过对飞石飞行参数的理论计算,相应地提出了控制飞石的措施。在实际工作中,对露天矿山和类似爆破工程防止飞石事故的发生具有一定的指导意义。

 

关键词:露天矿山;爆破飞石;控制方法

 

爆破飞石是指在工程爆破中,被爆介质中那些脱离主爆堆而飞得较远的碎石[1]。由于这些碎石没有具体的飞行方向和距离,并且抛掷的比较远,对爆区周围的人员、设备的安全造成严重的威胁[2]。根据美国在1982~1985年的统计,飞石事故占露天爆破事故的59.1%;日本在1979年发生的爆破事故中,飞石事故高达61%,在1988年,更是高达73%[3]。我国爆破飞石造成人员伤亡、建筑物损坏的事故占整个爆破事故的15%~20%,露天矿山爆破飞石伤人事故占整个爆破事故的27%[4,5]。如2008年10月16日18时13分,神华宁夏煤业集团有限责任公司大峰矿露天剥离工程现场,发生一起重大爆破飞石事故,造成死亡16人、53人受伤。由此可见,在工程爆破中,控制爆破飞石的重要性。

 

1爆破飞石产生的原因

笔者认为,爆破飞石产生的原因可以归纳为以下三个方面。

1.1客观因素——地质条件多变

大多数情况下爆破对象是岩体,由于岩体具有各向异性和不均匀性的特点,常常隐含着节理、裂隙、断层、软弱夹层等结构面,在爆破前很难完全掌握岩体的每个细节。这些结构面与岩石相比属于薄弱部位,破碎时需要的炸药能量较小,而炸药在炮孔中布置很难顾及到每个弱面的存在。因此,炸药在岩体中爆炸后,爆生气体会从这些薄弱部位首先冲出,夹带着个别碎块形成飞石。

1.2设计存在缺陷

设计方面的缺陷也是产生飞石的重要原因,归纳为以下几点:

(1)爆破性质选择有误。如对于露天深孔松动爆破,爆破作用指数选择过大,将大大增加产生飞石的概率。

(2)最小抵抗线选择不当。最小抵抗线方向是岩石阻力最小的方向,也是最易产生飞石的方向。当最小抵抗线选择过小时,炸药爆炸后,只用一部分能量就足以破碎抵抗线方向的岩石,多余的能量将破碎后的岩块向前抛掷,产生更多更远的飞石。当最小抵抗线选择过大时,炸药产生的能量不足以克服抵抗线方向岩石的阻力,但爆炸能量总要释放出来,所以这时就容易从孔口冲出(露天台阶爆破),随之而来的是飞石。

(3)填塞长度不足。设计的填塞长度不足时,填塞物不足以抵挡高温高压气体的冲击,瞬间从炮孔中冲出,这样不但减少了爆生气体作用于岩石的时间,而且会产生大量的飞石。

(4)起爆顺序选择不合理。起爆顺序不当时,先起爆的炮孔会引起后起爆炮孔的抵抗线等参数变化。这种变化不利时,如抵抗线变得过大或过小,同样会产生飞石。

(5)延期时间确定不合理。微差起爆是一种比较先进的爆破技术,合理的设计和施工,能减少飞石的产生,但是炮孔的间隔时间过长或过短的话,都容易产生飞石。

(6)炸药量过多。如爆破介质为花岗岩、石英砂岩、石灰岩等容重较大的介质时,介质吸收炸药能量的能力较弱,降低波动能量的作用也小,可以用于克服惯性运动的炸药能量就相应较多,所以产生飞石较多,距离较远[7]。在其他条件相同的情况下,装药量越大,爆破飞石就越多,飞石飞行距离就越远。

1.3施工管理不到位

(1)钻孔产生偏差。没有严格按照爆破设计的孔位、孔深进行钻孔,超过了误差允许范围。如抵抗线变大或变小,容易产生飞石;孔深过大,超量装药,也会产生更多的飞石。

(2)装药量过多。如设计时选择使用铵油炸药,但在装药前,发现炮孔中有水,改用乳化炸药,但装药长度没有改变,导致装药量过大,将会产生飞石。

(3)抵抗线发生变化。露天台阶爆破时,如果钻孔前是压渣,按估计的位置进行钻孔。而在实施爆破装药前已经清渣,并且抵抗线与预估的相差较大,如果不适当调整装药量,也将会产生飞石。

(4)填塞不合格。填塞长度不足,或是填塞质量不高,如填塞物中夹带碎石、填塞物密实度不够,都会产生飞石。

(5)覆盖质量差。露天浅孔爆破时,炮孔覆盖质量不合格和炮孔周围的碎石也是引起飞石的原因之一。

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露天矿山爆破飞石的控制方法(上)
露天矿山爆破飞石的控制方法(中)
露天矿山爆破飞石的控制方法(下)

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