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1、工程爆破理论与技术系列培训之,工程爆破安全技术和环境保护,工程爆破安全技术与环境保护,1、外来电流的危害与预防 2、工程爆破的地震效应 3、工程爆破的冲击波 4、工程爆破的飞散物 5、工程爆破的有害气体 6、工程爆破的环境保护 7、爆破事故的预防与应急预案,一、外来电流的危害与预防,雷电,雷电的能量：（天-地）间放电，不连续电，每次三至四次放电，最多可几十次，放电的形式脉冲放电。A平均能量2亿至200亿焦耳；B平均每厘米感应电压2万伏；C温度高达3万度：,雷电,雷电直击爆破网路与爆区，引爆炸药,雷电的静电感应使爆破网路感应出与雷电相反的电荷，在雷电电荷放电以后，网路中的电荷在网路中、及和网路相
2、接触的大地放电，引爆起爆雷管；静电感应电压：10至100万伏。,雷电,雷电的静电在网路的电荷放电引爆雷管和炸药,雷电的放电变化引起极大的电磁场，闭合的爆破网路会产生强大电磁感应电流，电磁感应电流是引起误爆。,雷电,雷电引起的电磁感应电流很容易引起电雷管的爆炸,预防雷电危害的措施A：掌握爆区的气象规律，使用防雷的起爆方法；B：切断通往爆区的雷电导体；C：设计雷电突然发生的紧急防雷预案 D：在雷管、炸药加工区采取避雷措施。,静电,人体静电,人体是一种电流的载体、人体的服装、人体靠近的导体，在人的运动过程中，不同的载体及同一载体之间都会产生静电，电爆破网路与人身静电的释放就会引爆雷管。A：穿塑料凉鞋
3、在绝缘地面行走可产生几千伏 的静电；B：穿脱化纤的服装可产生数十千伏的 静电；,粉体的静电,粉体的流动与传输必然产生大量的电，炸药机装药是粉体炸药产生静电且不能释放，故在进行爆破网路安装与连接过程中，容易产生早爆现象。A：粉状体流动必然产生静电、静电释放必然产生火花或电流；B：有粉状流动的场所和采用粉状装药车装药过程中，不要采用电爆网路。,感应电,交变感应电,交变感应电存在主要来源于电力设施：如发电厂、变电站、换流器、开关站、电力线路、接地钢轨的附近空间磁场变化。电爆破网路是一个闭合的环路线圈，闭合线圈的运动、和通电主体的相对位置，导致感应电流的生成。,射频感应电流,射频电磁场的存在：如广播电
4、台、电视发射台、中继站、转播台、雷达发射台及各类通讯设施的附近空间。电起爆闭合网路相当于接受天线。广播电台的中波功率大、频率低、衰减慢、感应电流大；短波虽然功率大但天线高、频率高且衰减快，感应电流想对小。移动通讯设备功率比较小，但离爆破网路可以非常近。据实验0.1w的发报机距电雷管2.2m以外才安全。,防止早爆和误爆的安全措施,1、调查爆区附近的外部电源；2、采用电引火头代替电雷管或采用非电雷管；3、手持式或其它移动通讯设备关闭(远离）；4、爆破网路线减少闭合面积；5、网路和雷管的的导线不能接触天线，一端不能接地。,杂散电流,杂散电流,1、杂散电流的概念：大小、方向变化；2、存在的场所：矿山、
5、地下工程、有电 场所、有水产生离子的地方。3、表现形式：金属与岩石、金属与金属、水与金属等；4、危险程度：超过30 mA危险；小于30mA安全。,杂散电流超标的处理措施,1、采用抗杂散电流的雷管或采用非电毫秒雷管；2、设立独立共用回流线；3、电力牵引的钢轨连接良好；4、电路接地、漏电保护良好；5、防止炸药散落，形成带电离子；6、爆破场所和炮孔中不应有金属存在。,1、地震的震级和烈度2、爆破地震波3、爆破震动的安全判距与安全允许距离4、爆破振动效应的控制,二、工程爆破地震效应,（一）地震的震级与烈度,1、震级用来描述地震本身的大小或称地震强度震级：放大倍数2800倍的地震仪；距震中100公里处的
6、地点；量测的最大幅值的常用对数；定义：振幅0.001mm时、0级；1.0mm时、3级；1.0m时、6级；,2、烈度,烈度的概念：是地震在具体地点引起振动的强度；是人的感觉及构筑物损伤程度、大地变动综合评定；是一种空间分布，定性的相对数量概念。震级与烈度是两个不同的概念。爆破装药量决定了震级，爆破引起的振动的破坏作用是烈度。天然地震烈度表见表13-1。,（二）工程爆破地震波,1、爆破地震波爆破的冲击波和体积膨胀形成岩石的破碎、移动。除次以外的冲击波的强度衰减，引起岩石的弹性振动，以弹性波的形式向外传播，这种波称爆破地震波。地震波的组成：体波+表面波体积波：纵波+横波；表面波：瑞利波+勒夫波,2、
7、爆破地震波的特征,（1）、近距离振动波形简单的脉冲波形；（2）、随时间增加，振动波形趋于复杂；（3）、存在相似关系。,波形特征分析,波形组成：前震段、主震段、尾震段，爆破震动持续时间T=0.42.0秒。前震段：振幅小不规则、频率几十至几百赫兹。持续时间T=00.6秒。主震段：振幅最大、频率5100Hz。持续时间T=0.150.8秒尾震段：近似谐波衰减振动形式，频率接近主振段。持续时间T=0.20.8秒。,3、工程爆破地震效应 爆破震动的破坏效果远小于自然地震的破坏效果，同样烈度的震动效应，破坏效果差别大。二者的比较见下表。,（三）爆破地震的安全判据 和安全许用距离,1、爆破地震的衡量标准爆破振
8、动强度的概念：爆破震动破坏的强弱程度。物理量表示：振动速度、位移、加速度等。爆破安全规程规定了许用范围。,2、爆破震动的安全判据,常用保护对象见爆破安全规程的表4本表没有列出的一般保护的对象，可参照规程设计论证提出；特别重要的保护对象安全判据和标准，由专家论证提出；城市拆除爆破安全距离由设计计算给出；特殊建筑物或爆破条件复杂，需爆破监测；,3、爆破振动速度计算,V=K(Q1/3/R)aV-保护对象所在地面质点振动速度，单位：cm/sQ-最大单响药量，单位：KGR-爆心到观测点的距离，单位：MK、a值：爆破点至需保护对象的地形、地质条件有关的系数和衰减指数；通过查表或通过爆破实验测定。,4、爆破
9、振动安全距离的计算,A 单个集中药包爆破安全距离计算：R=(K/V)1/aQ1/3B 拆除爆破、药孔爆破振动安全距离：R=(KK/V)1/aQ1/3C 群药包爆破振动安全距离计算：Q=Q1(Re/R1)3+Qm(Re/Rm)3 R=(Q1/31R1+Q1/32R2+Q1/3mRm)/(Q1/31+Q1/32+Q1/3m)当R/R10%时，按集中药包计算；当R/R10%时，按等效药包计算；D条形药室爆破振动安全许用距离：按等效药包计算方法计算。,（四）爆破振动效应的控制,1、采用低威力、低爆速的炸药2、采用毫秒微差技术施工爆破3、采用预裂与开减振带措施4、限定一次爆破单响药量,三、爆破冲击波,1
10、、爆破冲击波的产生与传播,pm,p,o,t+,空气冲击波P-t的压力曲线,波形分析,1、爆炸速度极快，形成压力非常高的冲击波。2、压力减低非常快，体积膨胀；出现最大 压缩容积；3、不扰动周围介质压力p0点；4、出现负压区；,冲击波在空气中传播示意图,P,O,t1 t2 t3 t4,r,t1,t2,t3,t4,p0,几点说明,1、冲击波在空气传播波面压力、速度急 剧下降；正压区随时间增加不断拉长。2、冲击波开始衰减快，后期衰减慢；3、最终达到初始压力，冲击波衰减为声波。4、冲击波在水中，由于水的密度是空气的300倍，水无压缩性，冲击波在水中传播快、远，无明显压缩区和负压区。,2、冲击波的安全判据
11、 与安全许用距离,（1）露天裸漏爆破，一次爆破药量不大于20kg时：R=25Q1/3R空气冲击波对掩体内的人员的最小距离，m；Q一次爆破药量,kg；,爆破作用指数小于3的爆破，一般不考虑冲击波；,（2）地表大药量爆破加工，应核算不同保护对象所承受空气冲击波的增压值。平坦地形时：P=14Q/R3+4.3Q2/3/R2+1.1Q1/3/RP空气冲击波超压值，105 Pa Q一次爆破TNT当量药量,kg；R-装药至保护对象的距离，m；爆破安全规程安全许用标准：对于人 0.02 105 Pa;对于建筑物 按爆破规程表 6选取。,（3）地下爆破，冲击波受空间限制，危害性大；规程规定冲击波安全许用距离由设
12、计给出。（4）水下爆破可根据情况和爆破安全规程 的规定确定。,（三）爆破冲击波的控制与防护,1、避免使用裸露药包和导爆索露天爆破；慎用n1.5的硐室爆破；2、控制爆破单响药量，减少爆破产生冲击波 的能量；3、优化爆破参数，充分利用爆破能；4、保证测量、设计、施工、竣工的质量；5、选择不利冲击波传播的天气施爆；6、巷道中冲击波采用阻挡的方法施工；7、减低水下爆破冲击波的气泡帷幕防护技术。,四、爆破飞散物,（一）爆破飞散物的产生与危害岩石爆破飞石；冲孔、飞石、飞渣；拆除爆破飞散物：混凝土块、防护材料、金属碎片；高耸建筑物倒塌碰撞飞散物;变形过程中产生的飞散物。其它可能产生的飞散物。,（二）爆破飞散
13、物的飞散距离 和安全许用距离,1、飞散距离 集中药爆（硐室、壶爆）R=20Kn2WR个别飞石的安全距离，m.n最大一个装药的爆破作用指数。W最大一个药包的最小抵抗线。K安全系数；一般1.01.5、单侧硐室抛掷、最小抵抗线小于25m，上式与实际相符。双侧抛掷爆破，可取0.50.8。,2、飞石向下滚落的距离,计算公式：X=R2cos 2a(tga+tgB)X蹦跳距离，m；R个别飞石飞散距离，m；a最小抵抗线与水平线的夹角，度；B山坡坡面角。,3、安全许用距离,部分表格如下，具体部分见见爆破安全规程表10。,（三）控制与防护,1、设计合理、药室、炮孔测量准确；2、地质岩性的变化与措施；3、堵塞的方法
14、与质量；4、低爆速炸药与合理的雷管间隔；5、覆盖办法与防护措施；（主动防护与被动防护、刚性与柔性防护）,五、爆破有害气体,爆破产生的有害气体：一氧化氮的氧化物。含硫矿床爆破作业产生硫化氢和二氧化硫。爆破事故占28%。1、有害气体的组分与毒性（1）co 比重比空气轻；长时间的超过0.03%环境，生活极不安全；大于0.15%是危险的；达到0.4%人会立刻死亡。（2）Nn om 有潜在的毒性。NO毒性低于NO2，NO可转化。,（3）硫化物硫化氢：0.01%能闻到气味、鼻口有感觉；0.05%是0.51.0小时严重中毒；0.1%短时间有生命危险。二氧化硫：0.0005%时，能闻到气体味道；0.002%时
15、感觉器官痛；0.05%即引起急性支气管炎和肺水肿或短时间死亡。,2、危害范围和许用浓度,（1）、峒室爆破爆后产生的毒气范围 R=KC1/3其中：R爆破有害气体危害范围，m。C-爆破总装药量，t。K-系数、平均160，下风320。,（2）、地下爆破，按爆破规程表20标准执行。,3、预防措施,1、选炸药；2、增大起爆能3、装药形式；4、通风与撒水；5、炸药质量管理；6、选择合适位置观察爆破与爆堆。,爆破场地环境的保护,（一）降低爆破噪声的技术措施；（二）降低爆尘的技术措施；（三）爆破作用范围内水中生物的保护；1、水中裸露爆破危险半径，见（13-15）2、深孔爆破，见（13-17）,爆破事故的预防与
16、应急预案,设计-施工-安全管理（一）事故的预防：1、精心设计，消除隐患；2、优化方案、合理参数；3、控制参数、限制药量；4、分散爆点、确保准爆；5、估计可能、准备预案；,（二）严谨施工、实现设计,1、设计到场、全程跟踪；2、机构齐全、健全制度；3、检查验收、保证质量；4、器材合格、实验保证；5、防护措施、步步到位；6、警戒严密、清场有序；7、爆后检查、消除隐患。,（三）加强安全管理,1、安全教育、培训上岗；2、火工使用、持证管理；3、质量管理、体系保证；4、方案安全、评估实现；5、安全实施、监理制度；,（四）爆破事故应急预案,1、应急组织机构指挥组、技术组、工程组、医疗组、警戒组、通讯组。2、可能出现险情的可能与应对措施针对不同的爆破工程实施。,
