露天礦爆破的安全距離

1、露天礦爆破的安全距離摘 要：露天礦生產(chǎn)常用爆破造成負(fù)面影響的主要因素，結(jié)合爆破理 論，計(jì)算出重要因素的 影響范圍，并對(duì)照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行了驗(yàn)證， 對(duì)保證礦山的爆破安全，有一定的參考意義。關(guān)鍵詞：深孔爆破；地震波：空氣沖擊波；個(gè)別飛石；危險(xiǎn)半徑；炸藥 氧平衡露天礦爆破一般來講主要包括4種形式，即深孔大爆破、淺孔拉底爆 破、覆土爆破以及邊坡處理特種爆破。從安全角度來講，這幾種爆破并非 裝藥量越大，危險(xiǎn)性就越大，而是要根據(jù)爆破所能產(chǎn)生的個(gè)別飛石遠(yuǎn)近、 爆堆移動(dòng)距離、傷害性沖擊波范圍來具體確定危險(xiǎn)半徑的。露天礦為了生 產(chǎn)，必須要進(jìn)行爆破，而爆破時(shí)必須要把危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的人員和設(shè)備撤離出 去，爆破后人員設(shè)

2、備還要返回到作業(yè)崗位。因而爆破勢(shì)必會(huì)造成采場(chǎng)局部 或整個(gè)采場(chǎng)短時(shí)間的停產(chǎn)影響。危險(xiǎn)半徑小，恢復(fù)生產(chǎn)快一些；危險(xiǎn)半徑 大，恢復(fù)生產(chǎn)慢一些。因而，合理劃定危險(xiǎn)半徑，既能保證人員設(shè)備避免 爆破傷害，又能盡快恢復(fù)生產(chǎn)，對(duì)露天礦爆破而言，特別對(duì)采掘到深部， 空間狹小的礦山，顯得非常重要。1露天礦爆破危害簡(jiǎn)析一般情況下，露天礦的4種生產(chǎn)爆破，以深孔大爆破運(yùn)用最多，覆土 爆破次之，拉底爆破再次，邊坡處理特種爆破使用頻率最少。在實(shí)際生產(chǎn) 中，有的露天礦存在大爆破質(zhì)量問題，導(dǎo)致覆土爆破和拉底爆破使用頻率 大于深孔大爆破的使用頻率，不足為怪。4種爆破中，相對(duì)而言，深孔爆破的一次裝藥量大，爆破規(guī)模也大， 產(chǎn)生的爆破

3、地震波最大，爆破飛石多，但散逸距離較小，飛石易于控制，爆破釋放的氣體最多，傷害性空氣沖擊波范圍較小。因而，深孔爆破的警戒范圍劃定中，應(yīng)重點(diǎn)考慮地震波和飛石的影響。爆破釋放的有毒有害氣 體問題，由于現(xiàn)今使用的炸藥的氧平衡基本都能達(dá)到零氧平衡，甚至偏 于正氧平衡，加之露天爆破，釋放空間大，達(dá)不到對(duì)人有大的傷害程度。覆土爆破的空氣沖擊波最大，地震波最小，個(gè)別飛石細(xì)小但不易控 制，在爆破的警戒范圍劃定中，應(yīng)重點(diǎn)考慮沖擊波和飛石對(duì)周圍環(huán)境的傷 害。拉底爆破的空氣沖擊波和地震波都比較小，但 由于拉底部位的巖石破 碎度裂隙度難以探明，因而其飛石最難控制，在爆破的警戒范圍劃定中， 應(yīng)重點(diǎn)考慮、飛石對(duì)周圍環(huán)的破

4、壞。邊坡處理爆破屬于特種爆破，由于爆破位置位于高灶，一般來講，飛 石散布范圍較廣，警戒范圍要針對(duì)具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，無一般規(guī)律。2 確定爆破危險(xiǎn)半徑的理論依據(jù)爆破地震安全距離的確定爆破地震主要影響爆區(qū)附近的建筑物、邊 坡、地下井巷的安全，安全距離取決于建筑物構(gòu)筑物的抗震能力和同時(shí)起 爆的炸藥量的大小，經(jīng)驗(yàn)公式如下：R N J (3七代式中：R -危險(xiǎn)半徑，m;K、a-與介質(zhì)、場(chǎng)地條件有關(guān)的常數(shù)，由試驗(yàn)確定：v-建筑物、構(gòu)筑物的安全振動(dòng)速度，cm/s;Q-同時(shí)起爆的炸藥量，kg2. 2 爆破沖擊波安全距離的確定露天爆破的空氣沖擊波與炸藥的爆破方式緊密相關(guān)，深 孔爆破安全距離可根據(jù)以下公式確定：式中

5、：R-空氣沖擊波的安全距離，m ;K、 a-與介質(zhì)、場(chǎng)地條件有關(guān)的常數(shù)，由試驗(yàn)確定：Q-最大段起爆炸藥量，kg;P-導(dǎo)致建筑物、構(gòu)筑物、人受傷的超壓，kPa。裸露藥包覆土爆破的空氣沖擊波，因距離較遠(yuǎn)， 對(duì)建、構(gòu)筑物的影響 一般達(dá)不到破壞的程度，但對(duì)人員會(huì)造成傷害，安全距離有經(jīng)驗(yàn)公式：/?工25沔2(3) * H M 3 1I*式中：R-空氣沖擊波的安全距離，m;Q-次起爆的炸藥量，kg3 爆破飛石的安全距離爆破飛石的安全距離與爆破方式、炸藥種 類、礦巖性質(zhì)等多個(gè)因素相關(guān)，單個(gè)藥包的飛石安全距離 可參照如下經(jīng) 驗(yàn)公式：R = 20，時(shí)4)式中：R-飛石的安全距離，mK-與地形、風(fēng)向、巖石特征及地

6、質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)； n-藥包的爆破作用指數(shù)：W-藥包的最小抵抗線，m。3露天礦爆破安全距離的確定露天礦的4種生產(chǎn)爆破，都會(huì)產(chǎn)生一些負(fù)面作用，地震波、飛石、爆 破沖擊波、噪聲等，爆破安全距離的確定，取決于影響最大的因素，設(shè)定 的危險(xiǎn)半徑，應(yīng)將所有的能產(chǎn)生人身、設(shè)備傷害的因素包括其中。下面 假想一個(gè)巖性中硬的鐵礦，計(jì)算其危險(xiǎn)半徑。深孔爆破的安全距離確定由于爆破技術(shù)的進(jìn)步，目前國內(nèi)逐孔起爆技術(shù)的成功運(yùn)用，一般單段 起爆藥量小于lt ,按磚石結(jié)構(gòu)的建筑物的抗震能力，依據(jù)公式(1 )計(jì)算為 120m左右，而實(shí)際中，建筑物大都距爆區(qū)500m之外，爆破地震波的危害可 列為次要因素。同時(shí)爆破由于炮孔堵塞的作用

7、，使得傷害性沖擊波的范圍K = 20 K 靛冊(cè)=208 m大大降低，也可列為次要因素，因而主要影響因素為飛石，依據(jù)公式（4 ）式中 K-中硬礦巖，取 1.3;n-爆破作用指數(shù)，取1. O;W-最小抵抗線，一般為 8 m。實(shí)踐證明，在很多露天礦的深孔爆破中，有的將危險(xiǎn)半徑劃定為200 m ,有的定為250m ,350m 不等，都有成功的例子。根據(jù)中華人民共和國爆 破安全規(guī)程3,深孔爆破危險(xiǎn)半徑不小于200m的規(guī)定，上述公式（ 1）、（2）、（3）、（ 4）的計(jì)算結(jié)果，都能符合。2 覆土爆破的安全距離露天礦覆土爆破的安全距離，要重點(diǎn)考慮 空氣沖擊波及飛石的影響，飛石之所以難以控制，主要原因在于爆破

8、的自 由面多，炸藥直接接觸需破碎的介質(zhì)，介質(zhì)性質(zhì)不同，危險(xiǎn)半徑不同，難 循規(guī)律，因而國家規(guī)定，覆土爆破個(gè)別飛石對(duì)人員的安全距離為400 m o 空氣沖擊波的大小，根據(jù)公式（3）:A = 25 淪=42. 75 m式中：R-安全距離，m;Q-藥包質(zhì)量，取5kg依據(jù)安全距離取大值的原則，覆土爆破的安全距離應(yīng)大于400 m。3 拉底爆破的安全距離 拉底爆破屬于淺孔爆破，最大的危險(xiǎn)因 素來自于個(gè)別飛石，根據(jù)公式（4）計(jì)算：R = 20 ? K ? n2 ? W = 325 m式中：R- 安全距離，m;K-中硬礦巖，取1.3;n-加強(qiáng)拋擲爆破，爆破作用指數(shù)，取2.5 ;W-最小抵抗線，一般為2m。文獻(xiàn)3

9、規(guī)定淺孔爆破法的安全距離不應(yīng)小于300 m , 一般情況下， 取350m即可。露天礦爆破是指利用炸藥的爆炸能量對(duì)礦巖做功，以達(dá)到工程預(yù)定目標(biāo)的作業(yè)。露天礦爆破主要包括中深孔、淺孔和二次爆破等。爆破時(shí)對(duì)爆 區(qū)附近的保護(hù)對(duì)象將產(chǎn)生有害影響，如爆破引起的震動(dòng)、沖擊波、個(gè)別分散 物等，這就需要在設(shè) 計(jì)和生產(chǎn)中確定一個(gè)合理的安全允許距離，以保證露 天礦爆破作業(yè)時(shí)人員和建筑物的安全。露天礦爆破作業(yè)的危險(xiǎn)因素危險(xiǎn)因素主要有爆破引起的震動(dòng)、爆破沖擊波、爆破中的個(gè)別飛石以 及爆破對(duì)邊破穩(wěn)定性的影響等。通 常情況下露天深孔爆破的空氣沖擊波影 響范圍小，且隨距離的增大衰減速度比較快，不會(huì)對(duì)人員及周圍的建筑物產(chǎn) 生危

10、害。因此，露天深孔爆破的主要危害是爆破震動(dòng)和飛石。露天礦爆破作業(yè)安全允許距離的確定露天礦爆破作業(yè)安全允許距離是指爆炸源與人員和其它被保護(hù)對(duì)象之間的安全距離，通常應(yīng)按爆破地震波、 沖擊波和爆破中的個(gè)別飛石等因 素的影 響范圍進(jìn)行分別核定，取其最大值。同時(shí)還應(yīng)考慮爆破可能誘發(fā)的 滑坡、滾石、爆堆滑移等次生有害影響范圍，適當(dāng)擴(kuò)大安全允許距離或針對(duì) 具體情況劃定危險(xiǎn)區(qū)。爆破地震波的影響范圍露天礦爆破通常采用多排孔微差爆破，影響爆破震動(dòng)安全允許距離的 因素主要取決于最大單段裝藥量。一般爆破震動(dòng)安全允許距離可按式（1） 計(jì)算：對(duì)于中深孔爆破，主振頻在1060Hz范圍內(nèi)時(shí)：一般磚房 可選取2.73.0 cm

11、/s , 礦山工業(yè)場(chǎng)地綜合辦公樓及粗破車間等采用鋼筋混凝土框架結(jié) 構(gòu)的設(shè)施可取4.25.0 cm/s , 其它結(jié)構(gòu)參數(shù)可參照GB6722-2003 爆破安全 規(guī)程 的有關(guān)參數(shù)選；k a與爆破地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰 減指數(shù),對(duì)于不同的巖性可根據(jù)表1選取。表1 不同巖性的3 口值巖性ka堅(jiān)硬巖石50- 15()13-15中硬石石150-250L 5 I X軟巖石250350L 82 0如某采礦工程，設(shè)計(jì)的最大單段裝藥量2.8t,該礦礦巖堅(jiān)硬，可選k =120 ,”取1.5，經(jīng)計(jì)算，該礦區(qū)爆破震動(dòng)安全允許距離：一般民（醇）房186 m、鋼筋混 凝土框架結(jié) 構(gòu)類建筑物136m。計(jì)算結(jié)果表明：最大

12、單段裝藥量限定在2.8t以下進(jìn)行中深孔爆破作業(yè)時(shí)，在距離爆源 186m以外的地震波對(duì)建筑物的影響可滿足安全要，而設(shè)計(jì)的爆破安 全距 離是200m ,可以滿足安全允許距離。在距離民房186 m的范圍內(nèi)不得進(jìn)行最 大單段裝藥量2.8 t的深孔微差爆破，以確保民房及礦山各建筑物不受爆 破地震波的影響。另外，在特殊建筑物附近或爆破條件復(fù)雜地區(qū)進(jìn)行爆破時(shí)，應(yīng)進(jìn)行必要 的爆破震動(dòng)監(jiān)測(cè)或?qū)ｉT試驗(yàn)，以確保被保護(hù)對(duì)象安全。爆破地震波對(duì)采場(chǎng)邊幫的影響爆破作業(yè)對(duì)露天礦邊幫會(huì)產(chǎn)生一定的影響，其影響范圍的確定通常是在 對(duì)露天礦邊幫調(diào)查的基礎(chǔ)上，將邊幫地段劃分穩(wěn)定級(jí)另,根據(jù)其級(jí)別和巖石 性質(zhì)、 邊幫的允許振動(dòng)速度，確定對(duì)

13、邊幫的影響范圍。邊幫安全允許的質(zhì)表2邊幫安全允許的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度邊坡穩(wěn)定級(jí)別邊幫巖石特性邊幫允許振動(dòng)速度1級(jí) 巖石整體性好，穩(wěn)定系數(shù)在14以上32-35II級(jí) 除I、II改以外地段25 78邊箔巖體節(jié)理裂隙發(fā)行，風(fēng)化較嚴(yán)市，有 . _ 較大的構(gòu)造弱面,穩(wěn)定系數(shù)在108以下點(diǎn)振動(dòng)速度見表2。爆破安全措施為防止露天礦山爆破飛石、地震波和沖擊波對(duì)人員的傷害和對(duì)地表建 筑物的影響，礦山應(yīng)嚴(yán)格按照GB6722-2003 爆破安全規(guī)程的有關(guān)要求進(jìn) 行露天爆破作業(yè)，以降低事故發(fā)生率：在爆破作業(yè)場(chǎng)所巖體有邊坡滑落危險(xiǎn)；爆破可能危及建筑物、公 共設(shè)施或人員安全而無有效防護(hù)設(shè)施；危險(xiǎn)區(qū)邊界未設(shè)警戒；雷電、暴雨雪 來臨；大霧天氣能見度不超過100 m時(shí)，應(yīng)停止爆破作業(yè)，人員應(yīng)撤離到安全 地點(diǎn)。每次爆破應(yīng) 準(zhǔn)確計(jì)算藥量和安全距離；做好爆破警戒工作，人員 要到避炮棚或撤離到安全設(shè)施中；在危險(xiǎn)區(qū)邊界應(yīng)設(shè)明顯標(biāo)志。爆破及執(zhí)行警戒任務(wù)的人員必須持證上崗，熟識(shí)各