露天矿爆破的安全距离.docx

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露天矿爆破的安全距离

摘要：

露天矿生产常用爆破造成负面影响的主要因素，结合爆破理论，计算出重要因素的影响范围，并对照国家相关标准，进行了验证，对保证矿山的爆破安全，有一定的参考意义。

关键词：

深孔爆破；地震波：

空气冲击波；个别飞石；危险半径；炸药氧平衡

露天矿爆破一般来讲主要包括4种形式，即深孔大爆破、浅孔拉底爆破、覆土爆破以及边坡处理特种爆破。

从安全角度来讲，这几种爆破并非装药量越大，危险性就越大，而是要根据爆破所能产生的个别飞石远近、爆堆移动距离、伤害性冲击波范围来具体确定危险半径的。

露天矿为了生产，必须要进行爆破，而爆破时必须要把危险区域内的人员和设备撤离出去，爆破后人员设备还要返回到作业岗位。

因而爆破势必会造成采场局部或整个采场短时间的停产影响。

危险半径小，恢复生产快一些；危险半径大，恢复生产慢一些。

因而，合理划定危险半径，既能保证人员设备避免爆破伤害，又能尽快恢复生产，对露天矿爆破而言，特别对采掘到深部，空间狭小的矿山，显得非常重要。

1 露天矿爆破危害简析

一般情况下，露天矿的4种生产爆破，以深孔大爆破运用最多，覆土爆破次之，拉底爆破再次，边坡处理特种爆破使用频率最少。

在实际生产中，有的露天矿存在大爆破质量问题，导致覆土爆破和拉底爆破使用频率大于深孔大爆破的使用频率，不足为怪。

4种爆破中，相对而言，深孔爆破的一次装药量大，爆破规模也大，产生的爆破地震波最大，爆破飞石多，但散逸距离较小，飞石易于控制，爆破释放的气体最多，伤害性空气冲击波范围较小。

因而，深孔爆破的警戒范围划定中，应重点考虑地震波和飞石的影响。

爆破释放的有毒有害气体问题，由于现今使用的炸药的氧平衡基本都能达到零氧平衡，甚至偏于正氧平衡，加之露天爆破，释放空间大，达不到对人有大的伤害程度。

覆土爆破的空气冲击波最大，地震波最小，个别飞石细小但不易控制，在爆破的警戒范围划定中，应重点考虑冲击波和飞石对周围环境的伤害。

拉底爆破的空气冲击波和地震波都比较小，但由于拉底部位的岩石破碎度裂隙度难以探明，因而其飞石最难控制，在爆破的警戒范围划定中，应重点考虑、飞石对周围环的破坏。

边坡处理爆破属于特种爆破，由于爆破位置位于高灶，一般来讲，飞石散布范围较广，警戒范围要针对具体情况进行设计，无一般规律。

2确定爆破危险半径的理论依据

2.1 爆破地震安全距离的确定爆破地震主要影响爆区附近的建筑物、边坡、地下井巷的安全，安全距离取决于建筑物构筑物的抗震能力和同时起爆的炸药量的大小，经验公式如下：

式中：

R---危险半径，m;

K、α---与介质、场地条件有关的常数，由试验确定：

v---建筑物、构筑物的安全振动速度，cm/s;

Q---同时起爆的炸药量，kg

2.2 爆破冲击波安全距离的确定

露天爆破的空气冲击波与炸药的爆破方式紧密相关，深孔爆破安全距离可根据以下公式确定：

式中：

R---空气冲击波的安全距离，m;

K、α---与介质、场地条件有关的常数，由试验确定：

Q---最大段起爆炸药量，kg;

P---导致建筑物、构筑物、人受伤的超压，kPa。

裸露药包覆土爆破的空气冲击波，因距离较远，对建、构筑物的影响一般达不到破坏的程度，但对人员会造成伤害，安全距离有经验公式：

式中：

R---空气冲击波的安全距离，m;

Q---次起爆的炸药量，kg

2.3 爆破飞石的安全距离爆破飞石的安全距离与爆破方式、炸药种类、矿岩性质等多个因素相关，单个药包的飞石安全距离可参照如下经验公式：

式中：

R---飞石的安全距离，m

K---与地形、风向、岩石特征及地质条件有关的系数；

n---药包的爆破作用指数：

W---药包的最小抵抗线，m。

3 露天矿爆破安全距离的确定

露天矿的4种生产爆破，都会产生一些负面作用，地震波、飞石、爆破冲击波、噪声等，爆破安全距离的确定，取决于影响最大的因素，设定的危险半径，应将所有的能产生人身、设备伤害的因素包括其中。

下面假想一个岩性中硬的铁矿，计算其危险半径。

3.1 深孔爆破的安全距离确定

由于爆破技术的进步，目前国内逐孔起爆技术的成功运用，一般单段起爆药量小于lt，按砖石结构的建筑物的抗震能力，依据公式

（1）计算为120m左右，而实际中，建筑物大都距爆区500m之外，爆破地震波的危害可列为次要因素。

同时爆破由于炮孔堵塞的作用，使得伤害性冲击波的范围大大降低，也可列为次要因素，因而主要影响因素为飞石，依据公式（4）

式中K---中硬矿岩，取1.3;

n---爆破作用指数，取1.O;

W---最小抵抗线，一般为8m。

实践证明，在很多露天矿的深孔爆破中，有的将危险半径划定为200m，有的定为250m,350m不等，都有成功的例子。

根据《中华人民共和国爆破安全规程》［3］，深孔爆破危险半径不小于200m的规定，上述公式

（1）、

（2）、（3）、（4）的计算结果，都能符合。

3.2 覆土爆破的安全距离露天矿覆土爆破的安全距离，要重点考虑空气冲击波及飞石的影响，飞石之所以难以控制，主要原因在于爆破的自由面多，炸药直接接触需破碎的介质，介质性质不同，危险半径不同，难循规律，因而国家规定，覆土爆破个别飞石对人员的安全距离为400m。

空气冲击波的大小，根据公式（3）:

式中：

R---安全距离，m;

Q---药包质量，取5kg

依据安全距离取大值的原则，覆土爆破的安全距离应大于400m。

3.3 拉底爆破的安全距离拉底爆破属于浅孔爆破，最大的危险因素来自于个别飞石，根据公式（4）计算：

R=20•K•n2•W=325m

式中：

R---安全距离，m;

K---中硬矿岩，取1.3;

n---加强抛掷爆破，爆破作用指数，取2.5;

W---最小抵抗线，一般为2m。

文献［3］规定浅孔爆破法的安全距离不应小于300m，一般情况下，取350m即可。

露天矿爆破是指利用炸药的爆炸能量对矿岩做功,以达到工程预定目标的作业。

露天矿爆破主要包括中深孔、浅孔和二次爆破等。

爆破时对爆区附近的保护对象将产生有害影响,如爆破引起的震动、冲击波、个别分散物等,这就需要在设计和生产中确定一个合理的安全允许距离,以保证露天矿爆破作业时人员和建筑物的安全。

4露天矿爆破作业的危险因素

危险因素主要有爆破引起的震动、爆破冲击波、爆破中的个别飞石以及爆破对边破稳定性的影响等。

通常情况下露天深孔爆破的空气冲击波影响范围小,且随距离的增大衰减速度比较快,不会对人员及周围的建筑物产生危害。

因此,露天深孔爆破的主要危害是爆破震动和飞石。

5露天矿爆破作业安全允许距离的确定

露天矿爆破作业安全允许距离是指爆炸源与人员和其它被保护对象之间的安全距离,通常应按爆破地震波、冲击波和爆破中的个别飞石等因素的影响范围进行分别核定,取其最大值。

同时还应考虑爆破可能诱发的滑坡、滚石、爆堆滑移等次生有害影响范围,适当扩大安全允许距离或针对具体情况划定危险区。

6 爆破地震波的影响范围

露天矿爆破通常采用多排孔微差爆破,影响爆破震动安全允许距离的因素主要取决于最大单段装药量。

一般爆破震动安全允许距离可按式

（1）计算:

对于中深孔爆破,主振频在10～60Hz范围内时:

一般砖房可选取2.7～3.0cm/s,矿山工业场地综合办公楼及粗破车间等采用钢筋混凝土框架结构的设施可取4.2～5.0cm/s,其它结构参数可参照GB6722-2003《爆破安全规程》的有关参数选;kα———与爆破地形、地质条件有关的系数和衰减指数,对于不同的岩性可根据表1选取。

如某采矿工程,设计的最大单段装药量2.8t,该矿矿岩坚硬,可选k=120,α取1.5,经计算,该矿区爆破震动安全允许距离:

一般民（砖）房186m、钢筋混凝土框架结构类建筑物136m。

计算结果表明:

最大单段装药量限定在2.8t以下进行中深孔爆破作业时,在距离爆源186m以外的地震波对建筑物的影响可满足安全要,而设计的爆破安全距离是200m,可以满足安全允许距离。

在距离民房186m的范围内不得进行最大单段装药量>2.8t的深孔微差爆破,以确保民房及矿山各建筑物不受爆破地震波的影响。

另外,在特殊建筑物附近或爆破条件复杂地区进行爆破时,应进行必要的爆破震动监测或专门试验,以确保被保护对象安全。

7爆破地震波对采场边帮的影响

爆破作业对露天矿边帮会产生一定的影响,其影响范围的确定通常是在对露天矿边帮调查的基础上,将边帮地段划分稳定级别,根据其级别和岩石性质、边帮的允许振动速度,确定对边帮的影响范围。

边帮安全允许的质点振动速度见表2。

8爆破安全措施

为防止露天矿山爆破飞石、地震波和冲击波对人员的伤害和对地表建筑物的影响,矿山应严格按照GB6722-2003《爆破安全规程》的有关要求进行露天爆破作业,以降低事故发生率:

———在爆破作业场所岩体有边坡滑落危险;爆破可能危及建筑物、公共设施或人员安全而无有效防护设施;危险区边界未设警戒;雷电、暴雨雪来临;大雾天气能见度不超过100m时,应停止爆破作业,人员应撤离到安全地点。

———每次爆破应准确计算药量和安全距离;做好爆破警戒工作,人员要到避炮棚或撤离到安全设施中;在危险区边界应设明显标志。

———爆破及执行警戒任务的人员必须持证上岗,熟识各种警戒标志和信号,各类信号均应使爆破警戒区域及附近人员能清楚听到或看到,在解除信号之前岗哨不得撤离,破警戒范围内。

9结束语

爆破安全对矿山生产能否正常进行，至关重要。

影响爆破安全的因素多而且杂，以上就一般的爆破情况，划定了较为理想状态下的安全半径，在实际生产中，应考虑爆破器材、地质、地形、矿岩性质的特殊性、爆破设计及施工质量等因素，因地制宜，才能科学地划定爆破安全距离，确保爆破安全。

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