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爆破设计与施工汪旭光

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爆破设计与施工汪旭光全国工程爆破技术人员统一培训内容中国工程爆破协会编汪旭光主编冶金工业出版社(2011)爆破设计与施工(14)第十四章爆破安全技术和环境保护14.1爆破振动与塌落振动14.6爆破粉尘14.2塌落振动14.7爆破有害气体14.3爆破空气冲击波及噪声14.8爆破对生态环境的保护14.4爆破水中冲击波14.9爆破事故的预防和处理14.5爆破个别飞散物14.1爆破振动与塌落振动不论是在岩石中爆破,还是建筑物的拆除爆破,当炸药在固体介质中爆炸产生的应力波通过破裂圈后,由于应力波强度迅速衰减,它只能引起介质质点产生弹性振动。这种弹性振动是以...
爆破设计与施工汪旭光
全国工程爆破技术人员统一培训内容中国工程爆破协会编汪旭光主编冶金工业出版社(2011)爆破与施工(14)第十四章爆破安全技术和环境保护14.1爆破振动与塌落振动14.6爆破粉尘14.2塌落振动14.7爆破有害气体14.3爆破空气冲击波及噪声14.8爆破对生态环境的保护14.4爆破水中冲击波14.9爆破事故的预防和处理14.5爆破个别飞散物14.1爆破振动与塌落振动不论是在岩石中爆破,还是建筑物的拆除爆破,当炸药在固体介质中爆炸产生的应力波通过破裂圈后,由于应力波强度迅速衰减,它只能引起介质质点产生弹性振动。这种弹性振动是以弹性波的形式向外传播,称为爆破地震波。爆破地震波是一种复杂的波系,包含体波和面波。面波,特别是其中的瑞利波,由于它的频率低、衰减慢、携带的能量较多,是造成地震破坏的主要因素。引起地表震动,从而危及建筑物的安全。14.1.1爆破地震的特点爆破地震与自然地震一样对建筑物都有危害,然而二者也有一定的区别。①爆破地震振动幅值大,但衰减快,破坏范围小;天然地震振动幅值虽小,但衰减缓慢,破坏范围比前者大得多;②爆破地震的地面加速度震动频率较高(约10Hz~100Hz以上),远超过普通工程结构的自振频率;天然地震地面加速度震动频率较低(一般为2Hz~5Hz),与普通工程结构的自振频率相接近;③爆破地震的持续时间很短,在0.4s~2.0s之间;而天然地震主震相持续时间多在10s~40s间。14.1.2爆破地震破坏判据及计算爆破地震强度的指标可用质点振动位移、速度、和加速度。我国习惯上以地面介质质点振动速度作为评价爆破强度的指标。《爆破安全规程》规定,一般建筑物和构筑物的爆破地震安全性应满足地震安全速度的要求。主要类型的建筑物和构筑物地面质点的安全振动速度规定如下: 土窑洞、土坯房、毛石房屋1.0cm/s; 一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物2~3cm/s; 钢筋混凝土框架房屋5cm/s; 水工隧洞10cm/s; 交通隧洞15cm/s; 矿山巷道,围岩不稳定有良好支护10cm/s;围岩中等稳定有良好支护20cm/s;围岩稳定无支护30cm/s。对于埋在地下的药包爆炸时引起的地表质点振动速度,采用萨道夫斯基公式计算:式中:Q——总药量或最大一段药量,kg;R——测点或被保护物距爆破点的距离,m;v——测点处或被保护物处地面质点的振动速度,cm/s;K,α——与岩石性质有关,由实测确定或参考以下值:坚硬岩石K=50~150α=1.3~1.5中硬岩石K=150~250α=1.5~1.8软岩K=250~300α=1.8~2.0由安全震动速度亦可计算安全距离:应当指出,以上K、α的取值范围,只是大概的经验值。对于在重要建筑物附近爆破或很大规模的爆破,应当通过实测确定准确的K、α值。14.1.3塌落振动在高耸建筑物拆除爆破中,爆破体在倾倒或塌落过程冲击地面,同样会引起地表震动,有时会强于爆破地震。这时就要进行这方面的验算。关于建筑物坍落时的振动计算,可参考以下公式:式中:v——地面质点振动速度,cm/s;R——距坍落地点的距离,m;m——冲击地面解体构件的质量,kg;g——重力加速度,cm/s2;h——落高,m;K——系数,一般取6.5~8.7。14.1.4爆破地震测试爆破地震测量一般采用电测法。测量仪器由传感器、测振仪和记录装置组成。如图:测振仪记录装置传感器 图爆破震动测试系统 传感器又称为拾震器,用于将地面振动信号转换为电信号。按信号转换方式不同,可分为应变型、磁电型、压电晶体型和电容型。按记录的物理量不同,分为位移传感器、速度传感器和加速度传感器。按测量振动强度不同,又分为强震仪、中强震仪和弱震仪。14.1.5防护措施1、预防爆破地震危害,减弱爆破地震效应的主要措施是严格控制一次齐爆药量。被保护建筑物的安全振速确定这后,即可算出最大安全起爆药量。一次齐爆药量只有控制在安全起爆药量之内,才能保证建筑物的安全。当设计药量大于该值时,则必须分次爆破,或采用微差爆破,使每一段爆破药量都小于安全起爆药量。此时微差时间间隔应大于50ms,降震效果才明显。2、在爆破体附近开挖减震沟也可在一定程度上降低爆破效应。减震沟宽度以施工方便为准。减震沟深度以超过被爆体或药包20~30cm为好。3、如果爆破体与被保护体之间是连为一体的混凝地基础或岩石,则采用预裂爆破方法,首先在二者之间形成预裂缝,再进行爆破降震效果比较明显。这时应特别注意预裂爆破所产生的震动效应。4、减小塌落冲击地面震动,首先要采用合理的拆除工艺,减小和控制塌落冲击地面的构件的质量。其次是在地面倒塌范围内铺设一定厚度的松软缓冲层(土、沙、炉渣等)。14.2塌落振动如上节所述。14.3爆破空气冲击波及噪声14.3.1空气冲击波的概念炸药在空气中爆炸时,爆炸产物、高速向空中膨胀,使周围空气受压缩,形成压力很高的冲击波,这种冲击波称为爆破空气冲击波。如:日本1945.8长崎和广岛原子弹爆炸后死伤者中20%是冲击波造成;1947.4.18.8美国德克萨斯城港口,一艘装有2300t硝铵炸药的船只,因失火爆炸后560人死亡800人重伤,4000多人轻伤距爆心3000m处仍有碎片飞来。百万吨级原子弹爆炸后冲击波可使1000~2000km2范围内(相当于半径18~25km)的人畜致死或致伤。绝不可轻视。14.3.2爆破空气冲击波的安全判据和安全距离 爆破空气冲击波的安全判据主要根据空气冲击波产生的超压值大小对人或建筑物的损害程度综合判定,并确定相应的安全距离。 《爆破安全规程》规定,对于掩体内避炮的作业人员、居民或其他人员、建筑物和构筑物的空气冲击波的安全距离,分别按下式来确定:(掩体内作业人员)(其他作业人员)(建筑物、构筑物)式中:Rk——空气冲击波的安全距离,m;Q——裸露药包或用爆炸法在地面销毁的药包的重量,kg。Q不得大于20kg。14.3.3爆破空气冲击波的安全防护为了确保人员和建筑物等的安全,在爆破作业时,必须对空气冲击波加以控制,使之低于允许的超压值。爆破空气冲击波产生的根源主要是裸露药包爆破或炮孔、药室位置不当及堵塞质量不好所致,因此从根本上消除空气冲击波危害,应避免裸露药包爆破。可采用以下技术措施对爆破空气冲击波进行安全防护:(1)尽量避免采用安全导爆索起爆网路,必须采用时应覆盖砂土。(2)控制一次起爆药量。从空间、时间上将总装药量平均分配到各个爆破部位,以防止产生强烈的冲击波。(3)优化爆破参数,选择适宜的装药结构。合理控制最小抵抗线大小和方向,选择空气间隔、不偶合装药结构,确保堵塞长度和质量,以有效控制空气冲击波的产生。(4)在爆破区与保护物附近构筑阻波墙(砖墙、砂袋、砌石墙或水袋等),设置吸波体(用可吸收冲击波材料做成),使空气冲击波在传播过程中被消弱。矿井巷道中,采用薄膜水袋阻波墙既可消弱冲击波又可降尘、并稀释有毒气体。14.4爆破水中冲击波14.4.1水中冲击波安全距离(水深不大于30m)(1)当一次起爆药量少于1000kg时,可参照表7-29-10定出安全距离(m)。(2)当一次起爆药量大于1000kg时,按下式计算安全距离R:(7-29—24)式中Q——一次起爆炸药量,kgKS——经验系数,按表7-29-11选取。(3)当水深大于30m时,应通过试验定出水中冲击波的安全距离,在试验时,可用库尔公式和柯克伍德公式计算水中冲击波超压峰值。库尔公式,MPa(7-29—25)柯克伍德公式,MPa(7-29—26)式中Q、R意义及单位同前。水中冲击波超压F蜂值与船舶、鱼类的伤害关系可参见表7-29-12。表14-Q1000kg时水中冲击波安全距离/m炸药量/kg<5050~200200~1000 裸露药包游泳者 900 1400 2000 潜水者 1200 1800 2500 木船 200 300 500 铁船 100 150 250 钻孔或药室游泳者 500 700 1100 潜水者 600 900 1400 木船 100 150 250 铁船 70 100 150 表14-KS值对象 游泳者潜水者 木船 铁船 水中裸露药包 250 320 50 25 水下钻孔或药室 130 160 25 15 表14-水中冲击波超压峰值对应的损害程度超压峰值/MPa 50 2010 0.7 0.35 0.2 船舶 安全 安全限 木船安全限 鱼类 死亡重伤安全 14.4.2减弱水中冲击波的办法——气泡帷幕水中爆破冲击波的有效措施是:采用气泡帷幕防护技术,所谓气泡帷幕。就是在爆源与被保护物之间设置一套气泡发射装置,一般采用钢管在其两侧钻凿两排小孔,当往发射装置里输入压缩空气后,便从小孔中连续不断地发射出大量细小的气泡,由于浮力的作用,气泡群自水底向水面运动,从而形成一边“气泡帷幕”。能有效地削弱冲击波地压力峰值,对所保护物起到防护作用。可以通过提高压缩空气的压力和流量,适当增加发射孔的数量和减少发射孔的直径,以及改善气泡发射装置的结构等来提高帷幕中的气泡密度。设计好的气泡帷幕装置,可以削弱冲击波压力90%以上。14.5爆破个别飞散物14.5.1爆破飞散物的产生和危害在工程爆破中,个别飞散物由于获得较大的能量常常会飞得较远,因其方向难于准确预测,往往给爆区附近人员、建筑物和设备等安全造成严重威胁。根据矿山爆破事故的统计,露天爆破飞石伤人事故占整个爆破事故的27%,因此必须对爆破个别飞散物的危害予以高度重视。抛掷爆破、裸露药包爆破、大块解体二次爆破以及高耸建筑物拆除爆破中爆体落地撞击等均易产生飞得较远的个别飞散物;爆破施工中,因过量装药、起爆顺序安排不当、最小抵抗线偏小、炮孔堵塞质量差、炮孔(药室)处于地质软弱带以及地形等也极易产生个别飞散物。14.5.2爆破飞散物的飞散距离和安全距离1、爆破飞散物的飞散距离由于爆破飞散物形成的复杂性,要准确地确定个别飞散物飞散距离是非常困难的。但人们根据大量的实际工程资料,提出了许多经验的近似计算公式。硐室爆破和药壶爆破个别飞散物飞散距离可按下式估算:式中RF——个别飞散物飞散的最远距离,m;n——最大一个装药的爆破作用指数;W——最大一个装药的最小抵抗线,m;KF——安全系数,一般取1.0~1.5,根据地形与不同方向上可能产生飞散物的条件而定。上式对于山坡单侧硐室抛掷爆破和最小抵抗线小于25m的硐室爆破,计算值与实际情况较接近。而对双侧抛掷爆破,计算值偏大,KF可取0.5~0.8。2、爆破飞散物对人员的安全距离《爆破安全规程》GB6722-2003规定:爆破时,个别飞散物对人员的安全距离不应小于表5-20-8的规定;对设备或建设物的安全允许距离,应由设计确定。抛掷爆破时,个别飞散物对人员、设备和建筑物的安全距离,应由设计确定,并报单位总工程师批准。14.5.3爆破飞散物的防护爆破分散物的安全防护必须从爆破设计、施工以及主动防护三方面入手,具体措施为:(1)选择并确定合理的爆破参数。合理的装药量、最小抵抗线大小与方向、堵塞长度、起爆顺序与时差以及爆炸作用指数是控制爆破个别飞散物的主要参数。过大的装药量、爆炸作用指数,过小的最小抵抗线和堵塞长度均可导致较远的爆破飞散物。多排爆破时要选择合理的延期时间,防止因前排带炮(后冲),造成后排最小抵抗线大小与方向失控。(2)选择适宜的炸药及其装药结构。在满足工程要求基础上,选用做功能力低、爆速低的炸药,采用不偶合装药结构、反向起爆、挤压爆破等技术有利于控制爆破飞散物。(3)做好爆区地质、地形勘测工作,合理确定炮孔(药室)位置,严防将炮孔(药室)布置在软弱地质破碎带。(4)严格控制堵塞质量。爆破施工中,既要保证一定的堵塞长度,还要保障堵塞密实,严防堵塞物中夹杂碎石。(5)在复杂环境条件下需严格控制爆破个别飞散物时,必须采取主动防护措施:对人员可设置掩体;对爆破体和保护对象进行覆盖或在爆区与被保护对象间设置防护排架等,以设防个别飞散物。覆盖材料应便于固定、不易抛散和拆散,并能防止细小碎块的穿透。在爆破体尺寸较小、附近有重要保护对象、周围人员活动频繁条件下,应做多层覆盖。覆盖范围应大于炮孔的分布范围。14.6爆破粉尘14.6.1爆破粉尘的产生和特点爆破粉尘既有炸药爆炸反应的生成物即炮烟,又有穿孔、运输过程中产生的粉尘,还有由于建筑物或构筑物倒塌或振动而飞扬的尘埃。爆破在地表以上进行时,爆破粉尘主要危害是污染环境,其次是造成视线不清,甚至会导致交通事故。因此有条件时应在装药前对拆除物表面进行清洗或在拆除过程中喷水除尘。无条件喷水时,应周围或下风方向居民临时关闭门窗。爆破粉尘的特点:1)浓度高;(1500~2000mg/)2)扩散速度快、分布范围广;3)滞留时间长;4)颗粒小、质量轻;(0.01~0.10mm)5)吸湿性一般较好。m314.6.2煤尘在煤矿生产和建设过程中不可避免地要产生粉尘,主要是煤尘和岩尘;绝大部分来源于采掘、装卸、转运等生产环节。井下爆破作业是产生粉尘的主要因素之一,爆破不仅能产生新的粉尘,而且能使以往沉积的粉尘扬起。粉尘中的煤尘在一定条件下会燃烧或爆炸,因此,井下爆破作业必须注意和有效处理煤尘环境。降尘措施主要包括:回采工作面煤层注水、采用湿式打眼和水炮泥、采煤机和掘进机安装喷雾装置、爆破后喷雾或洒水等。14.6.3露天爆破降尘技术措施1)均匀布孔,控制炸药单耗、单孔药量与一次起爆药量提高炸药能量有效利用率;2)采用毫秒延期爆破技术;3)根据岩性选择炸药;4)采用水泡泥封孔;5)爆前工作面喷雾洒水。14.7爆破有害气体 炸药爆炸生成的气体产物中,CO和氮的氧化物都是有害气体。炸药内含硫或硫化物以及炸药在含硫矿床中进行爆破作业时,还会生成H2S、SO2等有害气体。凡炸药爆炸后含有上述一种或一种以上的气体总称为爆破有害气体。 人体吸入上述有害气体后轻则中毒、重则死亡,俗称炮烟中毒。某些有害气体对煤矿井下瓦斯起催爆作用。因此,研究爆破产生的有毒气体,尽量降低其危害,是工业劳动卫生的一项重要任务,对保障施工人员的身心健康有很大的意义。14.7.1爆破有害气体的产生产生有毒气体的原因:1)、与炸药的氧平衡(Kb)有关;2)、与化学反应完全程度有关;3)、与爆破时炸药附近的介质有关(外包装、岩石等)。14.7.2爆破有害气体的危害范围和允许浓度爆破有害气体的危害范围与爆破类型、爆破环境、装药量、地形等因素有关。一般可根据经验公式估算。1、硐室爆破硐室爆破有害气体危害范围按下式计算:(5-20-7)式中Rg——爆破有害气体危害范围,m;C——爆破总装药量,t;Kg——系数,按统计资料平均为160,下风方向为320。2、地下爆破地下爆破产生的有害气体会随风流向地下其它空间扩散,或者滞积在通风不良的巷道、硐室以及其它独头工作面内,如不及时稀释会对井下作业人员构成较大威胁。《爆破安全规程》GB6722-2003规定:地下爆破作业点的爆破有害气体浓度不应超过表5—20—12的标准。表5-20-12地下爆破作业点有害气体允许浓度有害气体名称CONnOmSO2H2S NH3Rn(氡) 按体积允许(%)0.00240.000250.000500.00066 0.00400 3700Bq/m3 浓度按质量/mg/m3 30 515 10 30 14.7.3井下避免炮烟中毒的措施(1)掘进工作面停风、或风量不足,或局部通风机的风筒口距离迎头太远时,禁止爆破。(2)正确选择适合井下条件、并符合质量规定的炸药,不应使用过期、变质的炸药。(3)加强炸药质量管理,定期检验炸药质量,不使用硬化、含水量超标、过期变质的炸药。(4)控制一次爆破量,避免产生的炮烟量超过通风能力。(5)采掘工作面避免串联通风,回风巷应保证有足够的通风断面,不应在巷道内长期堆积坑木、煤、牙等障碍物。(6)加强炸药的防水与防潮,保证炸药质量,避免炸药产生不完全的爆炸反应。(7)装药时,要清理干净炮眼内的煤、岩粉和水,保证炸药爆炸时的零氧平衡。(8)爆破的起爆点必须设在有新鲜风流的巷道或硐室内。(9)加强工作面通风,一切人员必须在炮烟稀释到《煤矿安全规程》及《爆破安全规程》规定的允许浓度以下时,方可进入工作面。爆破后,专职爆破员和专职瓦斯检察员必须等待30min的工作面通风后,才能进入工作面检查爆破效果。经检查各项指标符合规定后,其他人员方能进入工作面恢复工作。(10)掘进工作面爆破后,待炮烟吹散吹净,作业人员方可进入爆破地点作业。当需要通过较高浓度的炮烟区时,要用潮湿的毛巾捂住口鼻,并迅速通过。(11)爆破前后,在工作面20m范围内充分洒水,以吸收、溶解有毒气体、煤岩粉尘,净化井内空气。如果条件允许,也可洒一定浓度的碱性溶液,如石灰水等,可以更好地减少炮烟。(12)炮眼封孔时应使用水炮泥,并且封泥的质量和长度符合作业规程的规定以抑制有害气体的生成。14.8爆破对生态环境的保护14.9爆破事故的预防和处理14.9.1早爆的预防早爆指爆破装药在设计规定的起爆时间之前的意外爆炸。引起装药早爆的原因可分为3类:(1)外界环境的影响,如:雷电直接击中非电爆破网路或爆破器材、各种外来电流和高温热源、明火等引起早爆;(2)装药、填塞操作不当或误操作引起早爆,如:在残孔中钻孔造成早爆。(3)爆破器材性能不良引起早爆,如:导火索快燃造成的早爆。14.9.1.1外来电流引起早爆的预防外来电流是引发电起爆网路早爆的主要因素。电起爆网路的外来电流有:杂散电流、静电、感应电流、雷电和射频电流等。1)杂散电流的来源及其引起早爆的防止杂散电流的来源:(1)架线电机车的电气牵引网路电流经金属物或大地返回直流变电所的电流;(2)动力交流电或照明电漏电;(3)化学电源;(4)大地的自然电流。防止杂散电流引起早爆的措施有:(1)现场测试杂散电流;预防杂散电流引起早爆的最好办法就是在现场测定杂散电流值。测量仪器有ZS-1,B-1,701等专用杂散电流测定仪。杂散电流测定应在开始钻眼前和开始装药前多次进行,每次测量时间为0.5~2.0min。爆破安全规程规定:在杂散电流大于30mA的工作面不应采用普通电雷管起爆。(2)尽量减少杂散电流的来源;爆破网路接线前要切断工作面(作业现场)电源,改用矿灯或电压不高于36V的照明器材。(3)正确进行起爆操作,防止杂散电流流入起爆网路;雷管脚线短路;接线要牢固、接头不要靠近,不要触地;整个爆破网路必须从工作面向起爆站的方向敷设,切不可反向敷设。(4)使用抗杂散电流的电雷管;通常为紫铜桥丝低电阻电雷管。(5)采用非电雷管起爆网路系统。2)静电的危害及其引起早爆的预防现象:静电指绝缘物质上携带的静电荷,它是由不同的物质接触摩擦时在物质间发生电子转移而形成的带电现象。特点:高电压、小电流,静电电压可高达几千甚至上万伏。危害:主要是它能聚积在物体表面上而达到很高的电位,并发生静电放电火花。当高电位的带电体与零电位或低电位物体接触形成不大的间隙时,就会发生静电放电火花。这种贮存起来的静电荷也可能通过电雷管导线向大地放电,而引起雷管爆炸。预防静电引起早爆的措施有:(1)在压气装药系统中要采用专用半导体材料软管。半导体软管具有两个特性:①具有足够的导电性,以保证将装药过程中产生的静电通过适当的接地装置导走;②还具有足够的电阻,以保证不致形成一条低阻通路,让危险的杂散电流引进网路。(2)对装药工艺系统采用良好的接地装置。操作人员应穿半导体胶靴,始终手持装药管,随时导走身上的电荷。深孔装药完毕,再在孔口处装电雷管,以免在装药过程中引起电雷管的早爆。(3)采用抗静电雷管。(4)预防机械产生的静电影响。对爆区附近的一切机械运转设备,除要有良好的接地外,雷管和电爆网路要尽量远离这些设备。(5)采用非电起爆网路或系统。3)雷电及引起早爆的预防现象:雷电是自然界的静电放电现象。带有异性电荷的雷云相遇或雷云与地面突起物接近时,它们之间就发生激烈的放电。危害:在露天、平硐或隧道爆破作业中,雷电的危害有:(1)雷电形成电磁感应。电爆网路被电磁场的磁力线切割后,在电爆网路中产生的电流强度大于电雷管的最小准爆电流时,就会引起雷管爆炸,导致早爆事故。(2)雷电形成静电感应。雷击能产生约20000A的电流和相当于炸药爆轰的高压气柱,如果直接击中爆区,则全部或部分电爆网路可能被起爆。预防:1)爆区附近出现雷电时,地面或地下爆破作业均应停止,一切人员必须撤到安全地点。2)雷雨天和雷击区不得采用电力起爆法,而应改用非电起爆法。3)爆炸库和有爆炸危险的工房,必须安设避雷装置,防止雷击引爆。4)射频电流及其引起早爆的预防无线广播、雷达、电视发射台等发射的射频能达到一定强度时,能够产生引发雷管的电流,因而在地面,特别是城市拆除爆破中,应对射频能引起重视。电爆网路中感生的射频电流强度取决于:发射机的功率、频率、距离、和导线布置情况。因而,为防止射频电流引起的早爆事故,首先应了解爆区附近有无射频源,了解各种发射机的频率和功率,并用射频电流仪进行。同时,应采取如下措施:(1)确定合理的安全距离。不同类型、频率、发射功率条件下的发射机安全距离有资料可查;(2)在有发射源附近运输电雷管或在运输工具装有无线发射机时,应将电雷管装入密闭的金属箱中;(3)对民用或不重要的发射机,可进行协调临时关闭,暂停发射机工作;(4)手持式或其它移动式通讯工具进入爆区应事先关闭;(5)采用非电起爆网路。5)感应电流及其引起早爆的预防现象:动力线、变压器、电源开关和接地的回馈铁轨附近,都存在一定强度的电磁场,在这样的环境下实施电雷管起爆,电起爆网路可能产生感应电流。如果感应电流达到一定强度,就可能起爆电雷管,造成事故。产生条件:存在闭合电路,因此在连接起爆网路时,具有较大的危险性。检测:可用杂散电流测定仪配合环路线圈进行测定。预防措施:(1)电爆网路平行输电线路时,应尽可能远离;(2)两根母线、连接线尽量靠近;(3)炮孔间尽量采用并联,少采用串联;(4)采用非电起爆网路。14.9.1.2操作不当引起早爆的预防 除外来电流是引起早爆的主要原因之外,装药及炮孔堵塞过程的挤压或撞击也可能引起早爆,因此装药和炮孔填塞施工中,必须根据《爆破安全规程》(GB6722-2003)和《煤矿安全规程》(2004版)的要求,进行正确的操作。1)起爆药卷的装配规定:(1)从成束的电雷管中抽取单个电雷管时,不得硬拽,应理顺抽出。抽出单个电雷管后,必须将其脚线扭结、短路。(2)起爆药的装配必须在爆破工作地点附近的安全处进行。严禁坐在爆炸材料箱上装配起爆药卷。(3)装配起爆药卷时,必须防止电雷管受震动、冲击,折断脚线和损坏脚线绝缘层。(4)电雷管必须从药卷的顶部装入,严禁将电雷管斜插在药卷的中部或捆在药卷上。严禁用电雷管代替竹、木棍扎眼。电雷管必须全部插入药卷内。(5)电雷管插入药卷后,必须用脚线将药卷缠住,并将电雷管脚线扭结、短路。2)装药井下爆破装药规定:(1)用木质或竹质炮棍将药卷轻轻推入,不得冲撞或捣实。(2)装药过程中,不应拔出或硬拉起爆药包。(3)炮孔卡堵或雷管脚线及导爆索损坏时不应使用任何工具冲击、挤压,无法处理时必须插上标志,按拒爆处理。(4)从装填起爆药包开始,工作面应停止其他一切工作,并停电。采用安全蓄电池灯、安全灯或绝缘手电筒照明。(5)严禁向炮孔内投掷起爆体。(6)装药时的炮棍应采用木质或竹质材料制作。地面爆破条件下,装药时除遵循井下爆破装药的各项规定外,还应做到:(1)在爆破区域内放置和使用爆炸材料过程中,20m以内严禁烟火,10m以内严禁非工作人员进入;(2)装药前在爆破区四周插好警戒旗,严禁与工作无关人员和车辆进入爆破区;(3)雷管脚线、导爆索、导爆管的连线和装药布设必须由专人负责;(4)不应抛掷起爆药包和敏感较高的炸药,起爆药装入后应采取有效措施,防止后续药卷直接冲击起爆药包;(5)机械化装药时,必须由专人操作。同时,爆破母线和连接线应符合下列要求:(1)煤矿井下爆破母线必须符合标准。(2)爆破母线和连接线、电雷管脚线和连接线、脚线和脚线之间的接头必须相互扭紧并悬挂。(3)巷道掘进时,爆破母线应随用随挂。(4)爆破母线与电缆、电线、信号线应分别挂在巷道的两侧。如果必须挂在同一侧,爆破母线必须挂在电缆的下方,并应保持0.3m以上的距离。(5)只准采用绝缘母线单回路爆破,严禁用轨道、金属管、金属网、水或大地等当作回路。(6)爆破前,爆破母线必须扭结、短路。3)炮孔填塞规定:(1)炮孔填塞时,不得捣固直接接触药包的填塞材料或用填塞材料冲击起爆药包。(2)填塞作业应避免夹扁、挤压和拉扯导爆管、导爆索,并应保护好雷管引出线。(3)发现有堵塞物卡孔应及时处理,可用非金属杆或高压风处理。(4)硐室爆破的填塞应按从里向外的顺序进行,并在填塞过程中注意对起爆网路的保护和监测。14.8.1.3爆破器材不良引起早爆的预防预防措施有:(1)爆破不得使用变质或过期的爆破器材。(2)采用导火索起爆时,必须在装药前对其燃速进行抽样检测,不合要求则不能使用。(3)应当依照爆破的具体环境条件,选用满足要求的爆破器材品种。如:有外来电流危险时,选用抗杂散电流电雷管或非电起爆系统等。(4)用爆破法清除炉瘤时,需要将炸药、雷管放置到高温环境中,为预防早爆,设计与施工中应当注意:①尽量选用耐热炸药,并做好炸药及起爆器材的隔热保护;②禁止采用电雷管起爆,宜采用火雷管起爆系统;③装药前对炮孔进行降温处理,并测试温度,温度超过200℃时不应进行装药作业;④爆前准备完备后,方可进行装药作业。装入炸药后,应尽快起爆。14.9.2拒爆的预防与处理工程爆破中,装药未能按设计要求爆炸的现象叫拒爆。拒爆的炮眼称为盲炮或瞎炮。拒爆可分为:整个网路未爆;部分网路未爆;或分为:雷管与炸药均未爆;雷管爆炸但未能起爆炸药;仅有雷管和少量炸药爆炸。14.9.2.1产生拒爆的原因起爆网路方面1)电起爆网路导致拒爆总的原因是未能保证网路中每个雷管流过的电流达到额定值。具体有:(1)爆破网路电阻太大;(2)爆破网路错接或漏接,导致流过部分雷管的电流小于最小发火电流,或通电时间过短,不能保证所有雷管得到所必需的点燃冲能。(3)起爆器内电池电压不足,不能保证达到规定的充电电压,导致起爆器实际的起爆能力降低。(4)起爆器充电时间过短,未达到规定的电压值。(5)交流电压低,输出功率不够。(6)网路因导线破损并与积水或泥浆接触引起漏电或短路,致使流过部分雷管的电流未能达到引爆雷管所需的最小电流。(7)串并联电起爆网路各支路不均等,导致通过个别支路小于起爆雷管所需的最小电流值。2)导爆管起爆导致拒爆的原因有:雷管接头不好;连接器质量有问题或漏接;毫秒爆破时导爆管被冲断、拉断;导爆管有漏药段、有水、局部被拉细等;部分网路被先爆炮孔产生的飞石砸坏。3)导火索起爆网路的拒爆原因有:导火索受潮,导火索断药或出现死疙瘩;连接处加工不好;漏点火。雷管方面1)雷管受潮,或因雷管密封防水失效。2)使用了非同厂同批生产的电雷管,或电雷管电阻值之差大于0.3。3)雷管质量不合格,又未经质量性能检测。炸药方面1)炸药超过了有效期,或保管不善,受潮变质,发生硬化。2)粉状混合炸药装药时药卷被捣实,使密度过大。装药、堵塞作业方面1)药卷与炮孔壁之间的间隙不合适,存在间隙效应。2)药卷之间没有很好的接触,被岩粉等阻隔。3)装药过密,炸药感度降低。4)装药、堵塞时操作不当,损坏网路。5)在含水炮孔中装填硝铵炸药时,炸药防水不当或防水失效。14.9.2.2预防拒爆的措施根据对产生拒爆原因的分析,预防拒爆必须从网路设计、雷管、炸药选择和装药堵塞等各个环节入手。经过归纳,预防拒爆发生的主要措施有:(1)选用同厂同批生产的电雷管,并用专用爆破电桥或爆破欧姆表检查雷管的电阻。剔出断路或电阻值不稳定的雷管,把雷管按阻值的大小分类,所使用的同批同一网路康铜桥丝雷管电阻值差不得超过0.3,镍铬桥丝雷管的电阻值差不得超过0.8。(2)有水的炮眼,最好使用抗水型炸药,也可以使用防水套。(3)装药前,首先必须清除炮眼内的煤粉或岩粉,再用木质或竹质炮棍将药卷轻轻推入,但又不得用力捣实,只要炮眼内的各药卷必须彼此密接就可。(4)通过计算选择起爆能力与爆破网路匹配的电源。发爆器不得受潮,一定要使用高质量的电池。(5)联线后检查整个线路,查看有无联错或漏联;进行爆破网路准爆电流的计算,起爆前用专用爆破电桥测量爆破网路的电阻,实测的总电阻值与计算值之差应小于10%。(6)对导爆管雷管的非电起爆网路,连接质量尤其重要,必须对器材质量检测和连接操作中的每个细节认真、仔细,确保准确无误。14.9.2.3拒爆处理的原则和方法首先,爆破后应及时检查爆破效果,若发现拒爆或其他危险情况,应及时上报或处理。1)处理拒爆必须遵循以下原则:(1)处理前应由爆破负责人及相关领导划定警界范围,并在现场设立警戒标志,同时采取相应的安全措施。与拒爆处理无关人员不得进入警戒区。(2)拒爆的处理必须由有经验的爆破员完成。对硐室爆破的拒爆处理,应由爆破工程技术人员提出,并经单位主要负责人批准后方可进行。(3)电力起爆发生拒爆时,应立即切断电源,及时将起爆电路短路。(4)导爆索和导爆管起爆网路发生拒爆时,应首先检查导爆管是否有破损或断裂,发现有破损或断裂时应修复后重新起爆。(5)严禁从炮孔中取出原来放置的起爆药或从药卷中拉出电雷管;无论有无残余炸药,均严禁将炮孔残底继续加深;严禁用钻孔的办法往外掏药,严禁用压风吹拒爆炮孔。(6)拒爆处理后应仔细检查爆堆,收集残余的爆破器材,统一销毁;在不能确定爆堆无残余的爆破器材之前,应采取预防措施。(7)在拒爆处理完毕前,严禁在该地点进行任何与处理拒爆无关的工作。(8)拒爆的炮孔处理完毕后,必须详细检查、收集未爆的雷管。拒爆处理后应由处理者填写登记卡或提交报告,登记卡的内容包括:产生拒爆的原因、处理的方法和结果、安全措施等。2)拒爆的处理方法产生拒爆的原因及爆破条件不同,处理拒爆的方法不同。针对不同情况的拒爆处理方法为:裸露爆破的拒爆处理(1)可去掉部分封泥,安置新的起爆药包,重新加上封泥起爆;如发现炸药受潮变质,则应将变质炸药取出销毁,重新敷药后起爆。(2)处理水下裸露爆破和破冰爆破的拒爆,可在拒爆附近另投入裸露药包诱爆,也可将药包回收销毁。浅孔爆破的拒爆处理(1)经检查确认起爆网路完好时,可重新起爆。(2)可打平行孔装药爆破,平行孔距拒爆炮孔不应小于0.3m;对于浅孔药壶爆破,平行孔距拒爆药壶边缘不应小于0.5m,为确定平行炮孔的方向准确,可从拒爆孔口掏出部分填塞物,并插入木棍作导向标志。(3)用木、竹或其他不产生火花的材料制成的工具,轻轻地将炮孔内填塞物掏出,用药包诱爆。(4)在安全地点外用远距离操纵的风水喷管吹出拒爆填塞物及炸药,但应采取措施回收雷管。(5)处理非抗水硝按炸药的拒爆,可将填塞物掏出,再向孔内注水,使其失效,但要回收雷管。(6)拒爆应在当班处理。当班不能处理或未处理完毕,应将拒爆情况(拒爆数目、炮孔方向,装药数量和起爆药包位置,处理方法和处理意见)在现场交接清楚,由下一班继续处理。深孔爆破的拒爆处理①爆破网路未受破坏,且最小抵抗线无变化者,可重新连线起爆;最小抵抗线有变化者,应验算安全距离,并加大警戒范围后,再连线起爆。②在距拒爆孔口不小于10倍炮孔直径处另打平行孔,装药起爆。爆破参数由爆破工程技术人员确定,并经爆破领导人批准。③所用炸药为非抗水性硝按炸药,且孔壁完好时,可取出部分填塞物,向孔内灌水使之失效,然后再做进一步处理。硐室爆破的拒爆处理①如能找出起爆网路的电线、导爆索或导爆管,经检查正常仍能起爆者,应重新测量最小抵抗线,重划警戒范围,连线起爆。②可沿竖井或平硐清除填塞物,并重新敷设网路连线起爆,或取出炸药和起爆体。水下炮孔爆破的拒爆处理(1)因起爆网路绝缘不好或连接错误造成的拒爆,可重新连网起爆。(2)因填塞长度大于炸药的殉爆距离或全部用水填塞而造成的拒爆,可另装入起爆药包诱爆。(3)可在拒爆药包附近投入裸露药包诱爆。其他条件爆破的拒爆处理(1)地震勘探爆破发生拒爆时,应从炮孔中取出拒爆药包销毁;不能从炮孔中取出药包者,可装填新起爆药包进行诱爆。(2)处理金属结构物爆破拒爆,应掏出或吹出填塞物,重新装起爆药包诱爆。(3)处理热凝物爆破的拒爆时,应待炮孔温度冷却到40℃以下,才准掏出或吹出填塞物,重新装药起爆。
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