爆破公害及安全控制

爆破公害及安全控制在完成巖石爆破破碎的同時(shí)，爆破作業(yè)必然會(huì)伴生爆破飛石、地震波、空氣沖擊波、噪音、粉塵和有毒氣體等負(fù)面效應(yīng)即爆破公害。因此，在爆破作業(yè)中，需研究爆破公害的產(chǎn)生原因、公害強(qiáng)度的分布與衰減規(guī)律，通過科學(xué)的爆破設(shè)計(jì)，采用有效的施工工藝措施，以確保保護(hù)對象（包括人員、設(shè)備及鄰近的建筑物或構(gòu)筑物等）的安全。為防范與控制爆破地震波、飛石和空氣沖擊波等的危害，一般應(yīng)根據(jù)各種情況對安全距離進(jìn)行計(jì)算，以便確定警戒范圍和安全保護(hù)措施。一、爆破地震巖石爆破過程中，除對臨近炮孔的巖石產(chǎn)生破碎、拋擲，爆炸能量的很大一部分將以地震波的形式向四周傳播，導(dǎo)致地面震動(dòng)。這種震動(dòng)即為爆破地震。爆破地震達(dá)到一定強(qiáng)度后，可以引起地面建筑物破壞、邊坡失穩(wěn)等現(xiàn)象。通常認(rèn)為爆破地震居于爆破公害之首。衡量爆破地震強(qiáng)度的參數(shù)包括位移、速度和加速度等，實(shí)踐表明質(zhì)點(diǎn)峰值震動(dòng)速度與建筑物的破壞程度具有較好的相關(guān)性，因此國內(nèi)外普遍采用質(zhì)點(diǎn)峰值震動(dòng)速度安全判據(jù)。我國《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2003）對某些建（構(gòu)）筑物的允許質(zhì)點(diǎn)峰值震動(dòng)速度作了具體規(guī)定，見表1。表1建（構(gòu)）筑物的允許質(zhì)點(diǎn)峰值震動(dòng)速度安全質(zhì)點(diǎn)震動(dòng)速度（cm/s）保護(hù)對象類別<10Hz10~50Hz50~100Hz土窯洞、土坯房、毛石房屋0.5~1.00.7~1.21.1~1.5一般磚房、非抗震性大型磚塊建筑物2.0~2.52.3~2.82.7~3.0鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋3.0~4.03.5~4.54.2~5.0一般古建筑與古跡0.1~0.30.2~0.40.3~0.5水工隧道7.0~15.0交通隧道10.0~20.0礦山隧道15.0~30.0水電站及發(fā)電廠中心控制室設(shè)備5.0新澆筑大體積齡期 初凝?3d2.0~3.0混凝土 3~7d 3.0~7.07~28d 7.0~12.0質(zhì)點(diǎn)峰值震動(dòng)速度的計(jì)算用下式R式中V--質(zhì)點(diǎn)峰值震動(dòng)速度，cm/s；n一藥包形狀系數(shù)，歐美等國家的n值通常取1/2，我國和前蘇聯(lián)一般取1/3；Q--最大單響段藥量，kg；R一爆心距，即測點(diǎn)至爆源中心距離，m；K、a一與地質(zhì)條件、爆破類型及爆破參數(shù)有關(guān)的系數(shù)。在沒有現(xiàn)場試驗(yàn)資料的情況下，不同巖石的K、a值，可參考表2確定，對于較重要工程，應(yīng)通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定K、a值。表2不同巖性的K、a值巖性 K a堅(jiān)硬巖石 50?150 1.3?1.5中等堅(jiān)硬巖石 150?250 1.5?1.8軟弱巖石 250?350 1.8?2.0根據(jù)給定的建筑物安全質(zhì)點(diǎn)峰值震動(dòng)速度判據(jù)，就可由上式反算爆破震動(dòng)安全距離。若同時(shí)給定安全質(zhì)點(diǎn)峰值震動(dòng)速度和保護(hù)對象的爆心距，由上式也可確定允許的最大單響藥量。在水利水電工程施工中，在重要或特殊的建（構(gòu)）筑物如巖石高邊坡、電站廠房和新澆筑混凝土等附近進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí)，必須開展爆破震動(dòng)效應(yīng)的監(jiān)測與專門試驗(yàn)，以確定被保護(hù)對象的安全性。二、爆炸空氣沖擊波和水中沖擊波炸藥爆炸產(chǎn)生的高溫高壓氣體，或直接壓縮周圍空氣，或通過巖體裂縫及藥室通道高速?zèng)_入大氣并對其壓縮形成空氣沖擊波?？諝鉀_擊波超壓達(dá)到一定量值后，就會(huì)導(dǎo)致建筑物破壞和人體器官損傷。因此在爆破作業(yè)中，需要根據(jù)被保護(hù)對象的允許超壓確定爆炸空氣沖擊波安全距離。

埋入式藥包爆破的爆破作用指數(shù)n<3時(shí)，其空氣沖擊波的破壞范圍比爆破震動(dòng)和飛石破壞范圍小得多。因此，一般工程爆破的安全距離是由爆破震動(dòng)及飛石控制。對露天裸露爆破，《爆破安全規(guī)程》(GB6722—2003)規(guī)定，為確保作業(yè)人員安全，裸露藥包每次爆炸的總藥量不得大于20kg，并由下式確定爆炸空氣沖擊波對掩體內(nèi)避炮作業(yè)人員的安全距離烏=或式中Rf-空氣沖擊波對掩體內(nèi)人員的最小安全距離，m；Q—一次爆破裝藥量，kg；秒延遲爆破時(shí)，Q按各延遲段中最大藥量計(jì)算；當(dāng)采用毫秒延遲爆破時(shí)，Q按一次爆破的總藥量計(jì)算。當(dāng)進(jìn)行水下爆破時(shí)，同樣會(huì)在水中產(chǎn)生沖擊波。因此同樣需要針對水中的人員及施工船舶等保護(hù)對象按有關(guān)規(guī)定確定最小安全距離。三、爆破飛石洞室爆破飛石安全距離按下式計(jì)算&=歡仃*式中R一洞室爆破的飛石安全距離，m；FW—最小抵抗線，m；n一爆破作用指數(shù)；K一與地形、風(fēng)向、風(fēng)速和爆破類型有關(guān)的安全系數(shù)，一般取1.0?1.5,最小抵抗F線方向取大值；當(dāng)風(fēng)大而又順風(fēng)時(shí)，取1.5?2.0或更大的值；山谷或埡口地形，應(yīng)取1.5?2.0。對鉆孔爆破，目前尚無公式計(jì)算飛石安全距離?！侗瓢踩?guī)程》(GB6722-2003)對飛石安全距離僅規(guī)定了最小值，見表3。表3露天土巖爆破個(gè)別飛石對人員最小安全距離爆破方法 個(gè)別飛石最小安全距離(m)破碎大塊巖體裸露藥包爆破400法300破碎大塊巖體淺孔爆破法 300300淺孔爆破

淺孔藥壺爆破300淺孔藥壺爆破300蛇穴爆破深孔爆破蛇穴爆破深孔爆破深孔藥壺爆破淺孔孔底擴(kuò)壺爆破深孔孔底擴(kuò)壺爆破洞室爆破按設(shè)計(jì)，但不小于300按設(shè)計(jì)，但不小于30050100按設(shè)計(jì)，但不小于300四、爆破公害的控制與防護(hù)爆破公害的控制與防護(hù)是工程爆破設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容。為防止爆破公害帶來破壞，應(yīng)調(diào)查周圍環(huán)境，掌握人員、機(jī)械設(shè)備及重要建（構(gòu)）筑物等保護(hù)對象的分布狀況，并根據(jù)各種保護(hù)對象的承受能力，按照有關(guān)規(guī)范規(guī)程規(guī)定的安全距離，確定允許爆破規(guī)模。爆破施工過程中，危險(xiǎn)區(qū)的人員、設(shè)備應(yīng)撤至安全區(qū)，無法撤離的建（構(gòu)）筑物及設(shè)施必須予以防護(hù)。爆破公害的控制與防護(hù)可以從爆源、公害傳播途徑以及保護(hù)對象三方面采取措施。（1）在爆源控制公害強(qiáng)度在爆源控制公害強(qiáng)度是公害防護(hù)最為積極有效的措施。合理的爆破參數(shù)、炸藥單耗和裝藥結(jié)構(gòu)既可保證預(yù)期的爆破效果，又可避免爆炸能量過多地轉(zhuǎn)化為震動(dòng)、沖擊波、飛石和爆破噪音等公害；采用深孔臺(tái)階微差爆破技術(shù)可有效削弱爆破震動(dòng)和空氣沖擊波強(qiáng)度；合理布置巖石爆破中最小抵抗線方向不僅可有效控制飛石方向和距離，而且對降低與控制爆破震動(dòng)、空氣沖擊波和爆破噪音強(qiáng)度也有明顯效果；保證炮孔的堵塞長度與質(zhì)量、針對不良地質(zhì)條件采取相應(yīng)的爆破控制措施對消減爆破公害的強(qiáng)度也是非常重要的方面。（2） 在傳播途徑上削弱公害強(qiáng)度在爆區(qū)的開挖線輪廓進(jìn)行預(yù)裂爆破或開挖減震槽，可有效降低傳播至保護(hù)區(qū)巖體中的爆破地震波強(qiáng)度。對爆區(qū)臨空面進(jìn)行覆蓋、架設(shè)防波屏可削弱空氣沖擊波強(qiáng)度，阻擋