爆破工程15第十章___爆破安全技术.ppt

第十章爆破安全技术,爆破安全技术包括储存、保管、运输过程中的安全管理和使用过程中的安全技术。爆破工程作业是特种作业。必须懂得和掌握有关的爆破安全技术。例如采用电雷管起爆时如何防止外来电流引起电雷管的早爆；在大规模爆破时如何防止地震波、空气冲击波、噪音、飞石和有毒气体对邻近建筑物的破坏和人畜的杀伤等等。,第一节爆破材料的储存、运输安全技术一、爆破材料库的安全距离,爆破材料库的安全距离分为库区外部安全距离和库间殉爆安全距离。前者是指爆破材料仓库同库区以外的保护对象（如居民区、城镇、交通线、工业设施等）之间必须保持的最小距离，其目的是将库房爆炸对保护对象的破坏程度限制在允许的范围之内；后者是指爆破材料仓库之间必须保持的最小距离，其目的是保证一个仓库的爆炸不致引爆相邻的仓库，以避免事故后果的扩大。,雷管和炸药必须分开存放。爆破材料库对附近各种保护对象的安全距离主要是按爆破的冲击波危险半径计算，但一般不得小于表10-1和表10-2规定的距离。地面库单一库房的最大允许容量必须符合表10-3的规定。爆破材料的分开存放必须符合表10-4的规定。,二、爆破材料的贮存,爆破材料的运输必须采用专用车辆运输。各种级别的爆破材料库的具体位置、布局、结构和设施、库存量必须经由主管部门批准，并经当地县（市）公安机关许可。在搬运、储存过程中，必须坚持“轻拿轻放、防火防潮、防雨防雷”，严禁撞击、摩擦、扔、摔等操作。库房周围40m内一切针叶树、枯草、干枝等易燃物应清除掉。在药库地区内禁止点火、吸烟。不准带火柴、点火用具、易燃易爆品进入库房。,必须备有足够数量的消防器材。应经常检查消防器材，以保证其能随时投入使用。库房周围要修防爆土堤，土堤高出库房1m，顶部宽度lm，底部宽度根据土堤所用材料的稳定坡面角确定。库房的土堤与建筑物墙的距离为23m，并设有排水沟。不同性质的炸药必须分别贮存。库房里的空气应保持干燥。库房里的温度，一般不准超过300C，在高温地区不超过350C。在贮存易冻的胶质炸药的库房里，最低温度不得低于100C。,三、爆破材料的销毁,爆破材料安全性能不合格或失效变质时，必须及时销毁。销毁爆破材料必须经过检验，不能只根据出厂有效期作为使用和销毁爆破材料的惟一标准。经检验后确认已经失效或不符合技术要求和国家标准的爆破材料，必须登记造册并编写书面报告。,（一）销毁场地与安全设施,炸毁或烧毁爆破材料必须在专用空场内进行。销毁场地应尽量选择在有天然屏障的隐蔽地方。场地周围50m内，要清除树木杂草与可燃物。在不具备天然屏障的隐蔽地方，要考虑销毁时爆炸冲击波对周围企业、单位、民用建筑、铁路、高压线等设施的最小安全距离。在销毁场内应建立销毁人员掩蔽所、爆破材料临时存放废品库和起爆材料准备室，互相之间距离应符合最小允许内部安全距离的规定。它们分别到销毁场地的距离也应符合安全规定。具体数值由最小允许距离公式进行计算，但最低不得小于50m。在销毁场地的周围应设铁丝网或围墙。,（二）销毁方法,安全彻底地销毁爆破材料是对销毁工作的基本要求，选择合理的销毁方法，是能否安全彻底销毁爆破材料的重要措施。一般对感度高的起爆药（如雷汞、氮化铅和二硝基重氮酚等）以及少量废炸药的销毁，采用化学处理法或烧毁法均可，采用化学处理法比较安全。对硝铵类炸药、黑火药、导火索等失去爆炸性能的爆破材料，可用烧毁方法处理。注意性质不同的炸药及其制品不准混在一起烧毁。起爆药用烧毁法销毁时，须先经机油钝化。雷管和导爆索容易引爆，不能采用烧毁法销毁，只能采用炸毁法处理。对一些能溶解于水的废爆破材料，如硝酸铵、黑火药和硝铵类炸药，可采用溶解法销毁。具体来说，销毁的方法有四种炸毁法、烧毁法、化学法、水解法。,第二节早爆的预防,早爆就是炸药在预定的起爆时间之前起爆。经验证明，导致早爆的原因是多方面的，如爆破器材质量不合格，像导火索速燃、雷管速爆；工作面上杂散电流的存在；使用装药机械时的静电积聚；炸药自燃导致的自爆；感度高的炸药或起爆器材受到机械能作用，像撞击、摩擦引起的意外早爆等等。对电力起爆法，外来电流引起的早爆是早爆事故的主要原因。凡一切与专用的起爆电流无关而流入电雷管或电爆网路中的电流都叫外来电流。,在爆破工地可能遇到的外来电流包括1由电暴引起的闪电和静电；2由于电气设备绝缘不好和接地不当而引起的大地杂散电流；3由发射机发射的高频射频电；4由交变电磁场引起的感应电流；5由尘暴、雪暴以及用压气输送炸药颗粒所引起的静电；6由不同金属和导电体的接触或分离时所产生的动电电流。,一、电暴引起的早爆及其预防,雷电是日常生活中最常见的一种电暴现象。雷电的形成起源于云中的巨量电荷，这种带有巨量电荷的云块称为“雷雨云”。通过对多次雷击引爆事故的分析表明，雷电引爆往往是发生在整个爆区，而不是发生在个别炮孔。雷电往往不是直接击中电爆网路，而多数是间接引爆。根据雷击引爆事故的统计分析，以下两种原因发生的几率较大。图101雷云雨中的电荷分布图1电雷管导线的绝缘能力低，易被高压电击穿。在被击穿的瞬间，网路与大地之间有电流通过，从而将雷管引爆。2由于云间放电或云地间放电，使电场源的电量突变，由此引起电场强度突变，从而使网路被引爆。,图101雷云雨中的电荷分布图,在雷击之前，都会有雷雨将要来临的征兆。这种征兆可以用雷电报警器来进行预报。还可以采取以下一些措施来预防雷电所引起的早爆1及时收听当地的天气预报，同时要用宏观的方法观察气象变化。在雷雨季节进行露天爆破时宜采用非电起爆系统，不要采用电力起爆系统。2在露天爆区不得不采用电力起爆系统时，应在区内设立避雷针系统。3如正在装药联线时出现了雷电，应立即停止作业，将全体人员撤离到安全地点。不要依靠短路或加强绝缘来防止早爆。因为雷击时的电压高到足以将导线的绝缘击穿短路和绝缘不能完全消除危险。4在雷电来临之前，宜将一切通往爆区的导体如电线和金属管道暂时切断，以防止电流流入爆区。5应缩短爆破作业时间，争取在雷电来临之前起爆。,二、杂散电流引起的早爆及其预防,凡流散在大地中的电流统称杂散电流。采用一定的预防措施，可以防止杂散电流引起电爆网路中的电雷管早爆1．减少杂散电流的来源1改变运输方式，采用无轨运输方式。如蓄电池机车、电缆机车和内燃机无轨运输，都能降低或消灭杂散电流。2降低架线式电机车牵引网路的总电阻，即降低铁轨接头的电阻，如在两根铁轨接头的地方焊上一根铜导线，使回馈电流尽量沿铁轨返回电源，不流散到大地中去。此外加强架空线连接点的绝缘，避免电流的漏损，都可起到减少杂散电流的作用。3采用绝缘道碴或疏干巷道的办法，增加铁轨与大地之间的过渡电阻，以减小泄漏电流。,4电源变压器中心点不接地，取消单相接地和两相一地供电制度，都可防止电流流入大地。5在进行大规模爆破时，采用局部停电或全部停电。6防止将硝铵类炸药撒在潮湿的地面上。2．采用能防杂散电流的电爆网路3．采用抗杂散电流的电雷管4．采用非电起爆系统,三、感应电流引起的早爆及其预防,为了预防感应电流引起电雷管的早爆，当电爆网路平行于动力线敷设时，应当尽量使它远离动力线。当电压达到20000V时，禁止在高压动力线周围100m内进行电气爆破。随着动力线电压的增高和爆破导线的增长，安全距离还应加大。此外，当敷设电爆网路时，两根主线应当尽量靠拢在一起间距不得大于150mm，这样可使电爆网路中的感应电压降低到最低的限度。当测出或计算出的感应电流超过了安全上所允许的值时，应当改用非电起爆系统。,四、静电引起的早爆及其预防,静电荷积累产生静电放电，静电放电导致早爆。造成静电荷积累的原因有1由电暴在大气中产生的静电；2尘爆和雪暴引起的静电；3由机械运转产生的静电；4由操作工人穿的化纤或其他绝缘的工作服的相互摩擦所产生的静电；5由压气装药系统所产生的静电。静电的积累与多种因素有关1．空气中的相对湿度相对湿度愈小，静电电荷积累愈多，静电电压愈高。,2．喷药速度喷药速度增大，静电电压升高。3．输药管的材质输药管的材质不同，产生的静电电压差别很大。采用绝缘性好的胶皮管，容易产生静电积累。4．岩石的导电性炮孔孔壁表面岩石的导电性能好，而且潮湿时，则在喷药过程中产生的静电电荷很容易泄漏入大地中，静电荷不容易积累。,5．装药器及其附属设备的导电性装药器系统对地的电阻愈高，电荷不容易泄漏，电压愈高，静电危险性越大。针对上述静电积累的原因，可以采取以下措施1采用半导体的输药软管，这种软管在装药时，作为向大地排泄静电荷的通路。它必须具有以下两个特性1具有足够的导电性，以保证将装药过程中所产生的静电荷能迅速排泄到大地中去，防止它积累。2具有足够的电阻，以防止杂散电流流入电爆网路内，从而引起电雷管的早爆。,2应采用金属的装药器和金属的附属设备，以保证装药系统与大地之间具有一条电的通路。只要将这些设备安放在潮湿或导电的岩石上就足以满足接地的要求。如果附上一根金属键条接地就更可靠。3为了将炮孔中积累在炸药颗粒上的静电通过炮孔壁排泄到大地中去，因此在炮孔中严禁采用非电的炮孔套管。4采用抗静电的电雷管。5现场操作人员不宜穿化纤、毛与化纤混纺的衣服，特别是不要将毛衣与化纤衣重叠穿着。,五、射频电引起的早爆及其预防,射频电引起早爆的原理对射频电的预防可采取以下措施1确定合理的安全距离。2如在工地运输电雷管而采用配有无线电发射机的交通工具时，应采用以下两条安全措施1应把电雷管装在密闭的金属箱内，此金属箱应遵守当地运输电雷管时的有关规定。2在把电雷管从金属箱中取出或放入时应关闭发射机。3应查明在爆区附近是否有定向雷达发射天线它在长距离范围内能发射很强射线存在，如果存在的话，应明确在此条件下能否安全地进行电气爆破。4电爆网路的主线应采用双绞线或相互平行而尽量靠拢的单股线。导线应布设在地面上。,六、化学电引起的早爆及其预防,当不同的金属浸入电解质如潮湿的地层或导电的炸药内时，可以产生化学电。例如人们曾设计出一种铝质炮棍用来代替地震勘探爆破中比较笨重的木质炮棍，曾经发生过两次早爆事故。分析其原因是炮孔中的钢套管和碱性钻孔泥浆形成的电池效应引起的。显然，金属炮棍、金属套管和任何导电的物体都不应当进入装有电雷管的炮孔内。,七、硫化矿药包自爆引起的早爆及其预防,高硫高温矿床一般都有药包自爆现象。自爆的原因是硫化矿石发生氧化反应并放出大量的热。硫化矿药包自爆的预防措施有（1）在硫化矿床中进行爆破时，首先应化验矿石成分是否符合自爆条件（矿石中，Fe3加Fe2的含量大于0.3，黄铁矿含量高于30，水分含量为314）；当炮孔内温度大于350C，应采取灌泥浆等措施降温后再进行装药起爆。（2）采用非硝铵类炸药。（3）使用硝铵类炸药时，必须消除孔内矿粉，且将炸药与矿石隔开，使炸药不与矿石直接接触。,第三节爆破地震效应,当药包在岩石中爆破时，邻近药包周围的岩石会产生压碎圈和破裂圈。当应力波通过破裂圈后，由于它的强度迅速衰减，再也不能引起岩石的破裂而只能引起岩石质点产生弹性振动，这种弹性振动是以弹性波的形式向外传播，造成地面的震动，所以这种弹性波又叫地震波。由爆破引起的振动，常常会造成爆源附近的地面以及地面上的一切物体产生颠簸和摇晃，凡是由爆破所引起的这种现象及其后果，叫做爆破地震效应。当爆破振动达到一定的强度时，可以造成爆区周围建筑物和构筑物的破坏，露天矿边坡的滑落以及井下巷道的片帮和冒顶。,一、爆破地震效应的观测,包括宏观观测和仪器观测两种方法，一般都把这两种方法结合起来使用。一宏观观测宏观观测一般根据观测的目的，在爆破振动影响范围内和仪器观测点附近选择有代表性的建筑物、构筑物、矿山巷道、岩体的裂缝和断层、边坡、个别孤石以及其他标志物。在爆破前后用目测、照相和录像等手段，把观测对象的特征用文字进行记录，以对比爆破前后被观测对象的变化情况，以估计爆破振动的影响程度。二仪器观测采用仪器观测时，观测系统包括拾震器、记录仪和便于记录而设置的放大器。1．拾震器拾震器是测量地面震动的仪器。它将地面的振动转换成电信号输出。一般又将它叫检波器、地震仪和传感器，拾震器按测量的物理量不同而分为位移计、速度计和加速度计。2．衰减器和放大器衰减器和放大器的作用是将输出的电信号衰减或放大的仪器。,图102各种应力波在传播过程中引起介质变形的示意图a纵波；b横波；c拉夫波；d瑞利波；e瑞利波引起的质点运动方向,若地面的振动强度很大和拾震器的灵敏度较高时，不将讯号衰减，将导致部分波形记录超出记录纸的边界。另外，若爆破后地面运动强度较小或拾震器灵敏度不够高时，输出信号常常需要经过放大器放大以后才能分辨和判读。3．记录装置记录装置是将拾震器测出的地面振动信号记录在记录纸、胶卷或磁带上的设备。仪器观测系统的方框图表示在图103中。拾震器放大器A/D转换记录器放大器微处理放大器计算机放大器。,四、爆破振动强度和安全参数的估算,表示爆破地震破坏的强弱程度叫做振动强度或振动烈度。地震烈度可以用地面运动的各种物理量来表示，如质点振动速度、位移、加速度和振动频率等。但是对爆破振动来说，用质点振动速度来表示振动强度比较更合理些。根据大量实测资料证明，质点振动速度与一次爆破的装药量大小、测点至爆源的距离、地质地形条件和爆破方法等因素有关，它可用下式来表示,,爆破振动的安全距离可按下式计算一次爆破允许的安全装药量可按下式计算,,,五、爆破振动的破坏判据和降低爆破振动的措施,在判断爆破振动强度对建筑物和构筑物的影响时，都用土壤质点的峰值振动速度作为判据。我国对于建筑物、构筑物允许的质点峰值震动速度标准在爆破安全规程（GB67221986）中也有规定，并于2003年作了修改（GB67222003），对于不同的建筑类型和材质，允许的振速不等。见表106。,为了减小爆破振动对爆区周围建筑物的影响，可以采取以下一些措施1大力推广多段微差起爆，分段越多，爆破振动越小。2合理选取微差起爆的间隔时间和起爆方案，保证爆破后的岩石能得到充分松动，消除夹制爆破的条件。3合理选取爆破参数和单位炸药消耗量。4为了防止爆破振动破坏露天的边坡，应推广预裂爆破。在进行预裂爆破时，为了防止预裂爆破造成过大的振动，应采用分段延发起爆。并尽量减少每个分段同时起爆的炮孔数。5在露天深孔爆破中，防止采用过大的超深，过大的超深会增加爆破的振动。,第四节爆炸空气冲击波一、爆炸空气冲击波的形成和传播,传播的大致过程空气冲击波-------稀疏波--------声波----------噪声和亚声。,图104爆炸空气冲击波波阵面后压力变化过程,二、爆炸空气冲击波的超压计算,由图104看出，爆炸空气冲击波是由压缩相和稀疏相两部分组成。但是在大多数情况下，冲击波的破坏作用是由压缩相引起的。确定压缩相破坏作用的特征参数是冲击波波阵面上的超压值△P炸药在岩石中爆破时，空气冲击波的强度取决于一次爆破的装药量、传播距离、起爆方法和堵塞质量。根据霍普金逊的相似律，冲击波波峰压力的大小与装药量和传播距离间的关系可以用下式来表示,,,空气冲击波压缩相的作用时间为,,三、爆炸空气冲击波的测定,测量爆炸空气冲击波的仪器分电子测试仪和机械测试仪两大类。前者的测量精度较高，灵敏度较好。后者的结构简单，使用方便，但测量精度较低。电子测试仪系统一般包括传感器、记录装置和信号放大。图105是测试系统的方框图。,测量噪声所用的仪器有声级计、频率分析仪、自动记录仪和优质磁带记录仪。声级计是由传声器、放大器、计权网络和指示器组成。传声器又叫话筒麦克风。它是把声信号转换成电信号的声电换能器。放大器是解决声级计内部电压放大的装置。,在爆破设计和施工时，为了防止爆炸空气冲击波对在掩体内避炮的作业人员的伤害，对露天裸露爆破时，其安全距离可按下式来确定爆炸空气冲击波的危害范围受地形因素的影响。遇有不同地形条件可适当增减。例如在狭谷地形爆破，沿沟的纵深或沟的出口方向，应增大50～100；在山坡一侧讲行爆破对山后影响较小，在有利的地形下可减少30～70。为了减少爆炸空气冲击波的破坏作用，可以从两方面采取有效措施一是防止产生强烈的空气冲击波；二是利用各种条件来削弱已经产生了的空气冲击波。在井下爆破时，为了削弱空气冲击波的强度，在它流经的巷道中可以使用各种材料如混凝土、木材、石块、金属、砂袋或充水的袋砌筑成各种阻波墙或阻波排柱。,,第五节爆破飞石和有毒气体一、飞石一硐室爆破飞石飞散距离,一硐室爆破飞石飞散距离硐室爆破飞石飞散距离可按下式进行估算1010公式1010对于山坡单侧抛掷爆破和最小抵抗线小于25的爆破，计算的结果与实际情况比较接近。在高山地区进行硐室大爆破时，尚须考虑爆破后岩块沿山沟滚滑的范围。,,二露天台阶爆破的飞石距离,瑞典德汤尼克研究基金会对露天台阶爆破的飞石问题进行研究，提出下面的经验公式来估算台阶深孔爆破的飞石距离1011上述经验公式适用于单位炸药消耗量达到0.5kg/m3的爆破条件。对于用炸药破碎大块时的飞石距离，由于情况比较复杂，尚未摸出一定的规律。为了防止飞石的产生，在爆破设计和施工时，一定要根据爆破条件的变化，合理确定单位炸药消耗量和爆破参数，保证炮孔的堵塞长度和质量。在邻近居民区和建筑物爆破时，一定要在爆破体上覆盖防护垫。,,二、炮烟中毒的预防,炮烟是指炸药爆炸后产生的有毒气体生成物。工业炸药爆炸后产生的毒气主要是一氧化碳和氧化氮，还有少量的硫化氢和二氧化硫。上述四种气体都是有毒气体，凡炸药爆炸以后含有上述四种中的一种或一种以上的气体叫做炮烟。我国爆破安全规程规定，井下爆破作业地点有毒气体的浓度不得超过表10-12中的数值。,有毒气体的扩散的波及范围可按经验公式来确定对硐室大爆破对井下深孔爆破,,,为了防止炮烟中毒，应采取以下几个方面的措施1加强炸药的质量管理，定期检验炸药的质量；2不要使用过期变质的炸药；3加强炸药的防水和防潮，保证堵塞质量，避免炸药产生不完全的爆炸反应；4爆破后要加强通风。一切人员必需等到有毒气体稀释至爆破安全规程中允许的浓度以下时，才准返回工作面；5在露天爆破时，人员应在上风方向。,第六节盲炮的预防与处理一、盲炮的原因,盲炮又称瞎炮，是指炮孔中的起爆药包经点火或通电后，雷管与炸药全部未爆，或只爆雷管而炸药未爆的现象。当雷管与部分炸药爆炸，但在孔底剩留有未爆的药包，则称为半爆或残炮。根据大量瞎炮事故的调查分析，产生瞎炮有以下几方面原因,（一）雷管方面,雷管是起爆药卷的爆炸能源。电雷管一般是以串联和串并联等形式连接在网路中，一发不爆，就会导致一部分瞎炮。由于雷管因素而产生瞎炮，大致有以下几种原因（1）雷管受潮或因雷管密封防水失效。（2）电雷管电阻值之差大于0.3Ω（康铜线）或0.8Ω（镍铬丝），或采用了不同厂不同批生产的雷管。（3）雷管质量不合格，又未经质量性能检测。（4）装药时雷管脱离药包或导火索脱离火雷管。,（二）起爆电源方面,（1）通过拒爆雷管的起爆电流太小或通电时间过短，雷管得不到所必需的点燃冲能。（2）起爆器内电池电压不足。（3）起爆器充电时间过短，未达到规定的电压值。（4）交流电压低，输出功率不够。,（三）爆破网路方面,（1）爆破网路电阻太大，未经改正，即强行起爆。（2）爆破网路错接或漏接，导致起爆电流小于雷管的最低准爆电流。（3）爆破网路有短接现象。（4）爆破网路漏电、导线破损并与积水或泥浆接触，此时实测网路电阻远小于计算电阻值。（5）爆破网路中的雷管反接、导爆索没搭接好、导爆索浸油或切头受潮，以及施工过程中砸断都可能使网路拒爆。（6）导爆管起爆系统爆破网路中的连接器（三通、四通等）有质量问题或爆破时网路被冲断、震断或炸断，也可能使网路拒爆。,（四）炸药方面,（1）炸药保管不善而受潮或超过有效期，发生硬化和变质现象。（2）粉状混合炸药装药时药卷被捣实，使密度过大。,（五）其他方面,（1）药卷与炮孔壁之间存在间隙效应。（2）药卷之间有岩粉阻隔。,二、盲炮的预防和处理（一）盲炮的预防措施,（1）禁止使用不合格的爆破器材；不同类型、不同厂家、不同批号的雷管不得混用。（2）连线后检查整个线路，查看有无连错或漏连；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在-55之间。（3）检查爆破电源并对电源的起爆能力进行计算。（4）对硝铵类炸药在装药时要避免压得过紧，密度过大。,（5）对硝铵类炸药要注意间隙效应的发生，装药前可在药卷上涂一层黄油或黄泥。（6）爆破前要认真清除炮孔内岩粉。（7）保证爆破网路中的各分支网路之间有一定的间距。（8）保证电爆网路中通过任何一发电雷管的电流值达到规定的标准。爆破安全规程规定，电力起爆时，流经每个雷管的电流为一般爆破，交流电不小于2.5A，直流电不小于2A；大爆破时，交流电不小于4A，直流电不小于2.5A。,（1）因连接不良、错连、漏连引起的盲炮，要重新连线。经检查确认起爆线路完好时，方可重新起爆。（2）因其他原因造成的瞎炮，则应在距瞎炮至少0.3m处重钻一个和盲炮炮孔平行的新炮孔，重新装药放炮。（3）禁止在炮孔残底继续打孔加深，严禁用镐刨，或从炮孔中取出事先放置的引药或从引药中拉出雷管。（4）处理盲炮的炮孔爆破后，应详细检查并收集未爆炸的爆破材料并予以销毁。,复习题,1．什么是早爆产生早爆事故的原因有哪几种2．爆破的有害效应有哪几种3．什么是盲炮怎样预防盲炮产生盲炮怎样处理,,,