不規(guī)則臨空面對(duì)爆破飛石影響分析及控制措施

和鐵柱，陶鐵軍，趙明生

(貴州新聯(lián)爆破工程集團(tuán)有限公司， 貴州 貴陽(yáng) 550002)

不規(guī)則臨空面對(duì)爆破飛石影響分析及控制措施

和鐵柱，陶鐵軍，趙明生

(貴州新聯(lián)爆破工程集團(tuán)有限公司， 貴州 貴陽(yáng) 550002)

不規(guī)則臨空面會(huì)對(duì)爆破效果產(chǎn)生重大影響，是造成爆破飛石的一個(gè)重要因素。通過(guò)分析5種典型的不規(guī)則臨空面，認(rèn)為不規(guī)則臨空面改變了最小抵抗線方向并且導(dǎo)致炸藥能量有效作用范圍發(fā)生改變，造成巖體局部炸藥單耗過(guò)高，最終造成爆破飛石的產(chǎn)生。通過(guò)對(duì)巖體的認(rèn)真觀察和分析，掌握地形特點(diǎn)，合理布孔鉆孔，運(yùn)用靈活的裝藥技術(shù)，調(diào)整炸藥用量，可以有效地避免爆破飛石的產(chǎn)生。

不規(guī)則臨空面；爆破飛石；裝藥結(jié)構(gòu)

爆破飛石是一種常見(jiàn)的爆破有害效應(yīng)，目前對(duì)爆破飛石的研究很多且內(nèi)容比較深入，主要研究了爆破飛石產(chǎn)生的原因以及針對(duì)爆破飛石的一些控制措施[1-7]。但在實(shí)際爆破作業(yè)過(guò)程中，爆破飛石及其造成的事故依舊經(jīng)常發(fā)生，是工程爆破中危害最大的有害效應(yīng)之一[3-9]。爆破飛石產(chǎn)生的根本原因，是巖體整體或者局部炸藥單耗過(guò)大。而造成巖體整體或者局部炸藥單耗過(guò)大的原因，除了人為因素外，還與不規(guī)則的臨空面造成的最小抵抗線改變并導(dǎo)致炸藥能量有效作用范圍發(fā)生改變有關(guān)[7-10]。不同形狀的臨空面對(duì)爆破的影響不同，忽視不規(guī)則的臨空面所造成的影響，不采取相應(yīng)的控制措施，就無(wú)法避免爆破飛石的產(chǎn)生。

1 不規(guī)則臨空面的類型

根據(jù)不同的形狀可以將不規(guī)則的臨空面分為多種，而巖土爆破工程中典型的、具有代表性的不規(guī)則臨空面主要有以下5種(見(jiàn)圖1)。

(1) 頂部臨空面凹陷型。此類臨空面較常見(jiàn)，在揭蓋山過(guò)程中或者臺(tái)階不平整時(shí)通常可以遇到這類臨空面。如果凹陷不是很深通常不會(huì)引起注意，一旦凹陷深度改變最小抵抗線距離，則可能在頂部產(chǎn)生爆破飛石。

(2) 側(cè)面臨空面頂部矩形缺陷型。這類臨空面較常見(jiàn)，由于地形因素，鉆孔時(shí)距側(cè)面臨空面不能太近又不能太遠(yuǎn)，孔位不好選擇，所以就會(huì)產(chǎn)生這種類型的臨空面。

(3) 側(cè)面臨空面頂部三角形缺陷型。這類臨空面非常多見(jiàn)，由于地形因素，鉆孔時(shí)考慮的最小抵抗線、孔距等因素不易避開。

(4) 側(cè)面臨空面中部凹陷型。這類臨空面不常見(jiàn)，但容易發(fā)生事故。因?yàn)檫@類臨空面較容易被忽視且不容易控制，操作人員不夠謹(jǐn)慎、細(xì)心就容易產(chǎn)生爆破飛石。

(5) 側(cè)面臨空面底部凹陷型。這類臨空面也不常見(jiàn)，情況與第四類臨空面相似，但這種臨空面可以通過(guò)鉆孔控制，避免發(fā)生事故。

圖1 5種典型的不規(guī)則臨空面

2 不規(guī)則臨空面造成爆破飛石的原因

不規(guī)則臨空面與規(guī)則的臨空面相比，對(duì)爆破的影響主要有以下兩點(diǎn)：

(1) 改變最小抵抗線方向。由于不規(guī)則的臨空面凸凹不平，凹進(jìn)去的部位距藥包的距離可能小于最小抵抗線的距離(見(jiàn)圖2)，那么爆破時(shí)，由于炸藥能量大量向薄弱的地方釋放，破碎的巖體就會(huì)向凹進(jìn)去部位的臨空面方向移動(dòng)，如果在操作過(guò)程中不能合理裝藥，就可能會(huì)造成爆破飛石。

圖2 不規(guī)則臨空面改變最小抵抗線方向

(2) 改變了炸藥有效作用范圍，造成巖體局部單耗過(guò)高。最小抵抗線方向改變，且炸藥有效作用范圍縮小，根據(jù)炸藥能量的微分原理[10]，巖體局部炸藥單耗過(guò)高，那么炮孔的堵塞長(zhǎng)度則相對(duì)不夠，爆炸能量大量從巖體薄弱的地方釋放，所以容易造成爆破飛石事故。忽略不規(guī)則臨空面的影響，按標(biāo)準(zhǔn)地形條件下正常裝藥，則巖體局部單耗增高(見(jiàn)圖3)。

圖3 巖體局部單耗增高

3 不規(guī)則臨空面下的飛石控制措施

(1) 掌握地形條件。認(rèn)真觀察地形地貌，掌握巖體的地形地貌及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析地形地質(zhì)因素對(duì)爆破是否產(chǎn)生影響以及應(yīng)采取的措施。觀察、分析地形地質(zhì)條件是進(jìn)行爆破作業(yè)的基礎(chǔ)工作，是正確設(shè)置爆破技術(shù)參數(shù)的重要依據(jù)。

(2) 合理布孔鉆孔。布孔的位置、鉆孔的深度和角度對(duì)爆破的效果產(chǎn)生重要影響，合理布孔和鉆孔是避免不規(guī)則臨空面造成爆破飛石的有效措施。例如布孔時(shí)遠(yuǎn)離不規(guī)則臨空面或者調(diào)整孔深和角度避免不規(guī)則臨空面的影響，見(jiàn)圖4(f)。

(3) 優(yōu)化裝藥技術(shù)。在鉆孔完成且不方便補(bǔ)孔的前提下，可以通過(guò)控制單孔裝藥量、調(diào)整裝藥結(jié)構(gòu)來(lái)達(dá)到良好的爆破效果。為了保證安全，避免飛石的產(chǎn)生，必須要確保足夠長(zhǎng)的有效填塞長(zhǎng)度，保證有合適的抵抗線長(zhǎng)度(見(jiàn)圖4)。

圖4 調(diào)整裝藥技術(shù)

4 結(jié) 論

爆破飛石是完全可以避免的。只要爆破作業(yè)人員認(rèn)真觀察地形地貌、仔細(xì)分析地形對(duì)爆破造成的影響，合理布孔鉆孔，優(yōu)化裝藥技術(shù)，調(diào)整炸藥用量，即便在不規(guī)則的地形條件下，也能避免爆破飛石的產(chǎn)生，從而取得安全、經(jīng)濟(jì)的爆破效果。

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[3]王志偉,郭偉平.層次分析法在爆破飛石傷人事故中的應(yīng)用[J].采礦技術(shù),2016,16(02):58-60.

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[6]吳洪波,李 迎.模糊綜合評(píng)判法在礦山爆破飛石中的應(yīng)用[J].采礦技術(shù),2015,15(05):90-92.

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[10]耿貴剛,池恩安,劉鳳錢.中深孔爆破大塊產(chǎn)生的原因分析及降低大塊率的技術(shù)措施[J].礦業(yè)研究與開發(fā),2011,31(4):1047-106.

2016-09-28)

和鐵柱(1985-)，男，碩士，主要從事爆破工程及安全技術(shù)研究，Email：602574716@qq.com。