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露天礦爆破事故主要有爆破飛石、早爆、遲爆、拒爆。而在露天開采中,30%以上的爆破傷人事故是由于爆破飛石所造成的。飛石是露天采礦場(chǎng)的爆破的重要危害之一。如何控制露天礦山飛石，保證人員安全呢?
1.飛石事故產(chǎn)生原因
露天采礦場(chǎng)的爆破過程中，炸藥在巖土中爆炸后，產(chǎn)生巨大的能量，其中部分能量用于巖土的破碎，其余的能量將產(chǎn)生熱、振動(dòng)、聲音和飛石。大量事實(shí)表明，爆破飛石的產(chǎn)生，主要是炸藥爆炸使巖土破碎后過多的余能在炮孔孔口，最小抵抗線方向的效應(yīng)。因此，在露天礦的臺(tái)階深孔根底處理、大的二次破碎，以及刷坡等爆破作業(yè)中，能否提高炸藥能量對(duì)巖土破碎的利用，最大限度地減少其對(duì)巖土的拋擲，從而少產(chǎn)生或不產(chǎn)生飛石。此外，爆破飛石產(chǎn)生后，飛石拋擲距離的大小，則是能否造成飛石危害的關(guān)鍵。但是，影響飛石拋擲距離的因素很多，主要的有：爆破作用指數(shù)n值越大，飛得越遠(yuǎn)爆破參數(shù)越不合理，飛得越遠(yuǎn)堵塞質(zhì)量越差，飛得越遠(yuǎn)順風(fēng)時(shí)風(fēng)速越大，飛得越遠(yuǎn)主體拋擲方向的飛石，比其它方向飛得遠(yuǎn)。根據(jù)上述分析，為了達(dá)到控制飛石的目的，我們查閱了有關(guān)資料，深入現(xiàn)場(chǎng)，結(jié)合實(shí)際，在生產(chǎn)中圍繞這一問題進(jìn)行探索與研究，采取了相應(yīng)的措施。
2.飛石事故控制與防護(hù)
(1)爆破方法的選擇
根據(jù)藥包在巖土中爆破形成漏斗坑的大小，可分為松動(dòng)、加強(qiáng)松動(dòng)，標(biāo)準(zhǔn)拋擲和加強(qiáng)拋擲四種類型的藥包。當(dāng)爆破作用指數(shù)n≤0.75時(shí)，爆破后不會(huì)有破碎的巖土拋到漏斗邊緣以外而形成可見的漏斗輪廓，只有破碎后因體積增加而隆起的現(xiàn)象，這就是松動(dòng)藥包，即松動(dòng)爆破。這樣的松動(dòng)爆破沒有飛石，無(wú)疑是符合大頂露天礦特定條件下的爆破方法。當(dāng)我們?cè)诒谱鳂I(yè)中，將炸藥單耗取得很低時(shí)，實(shí)現(xiàn)了松動(dòng)爆破，但爆堆太緊，大塊較多，挖掘機(jī)挖掘確有一定困難，作業(yè)率低，生產(chǎn)效率不高，一線員工反映強(qiáng)烈。針對(duì)這一情況，我們又采取逐漸加大藥量的措施，成為略帶拋擲的加強(qiáng)松動(dòng)爆破。爆破結(jié)果，雖有少量拋擲高度不大，也未出礦坑的飛石，而爆堆較松軟，大塊率極低，提高了生產(chǎn)效率。以后的爆破實(shí)踐表明，這種以飛石不出礦坑為限的加強(qiáng)松動(dòng)爆破，是更適合大頂露天鐵礦特定條件的爆破方法。
(2)臺(tái)階深孔爆破參數(shù)的優(yōu)選
炸藥單耗。炸藥單耗過大或過少，必然改變爆破方法，增加飛石的數(shù)量及拋擲距離或挖掘困難，效率不高。但影響炸藥單耗的因素很多，目前又沒有可靠的計(jì)算公式，也無(wú)條件在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行一系列爆破漏斗試驗(yàn)。為了滿足所選爆破方法的要求，我們查閱了有關(guān)資料，根據(jù)礦坑上部巖石情況，將炸藥單耗取得很低，用2#巖石炸藥0.48kg/m3進(jìn)行爆破，結(jié)果頗具典型的松動(dòng)爆破特征，便逐漸加大炸藥單耗，終于達(dá)到了所選爆破方的要求。通過生產(chǎn)性試驗(yàn)表明，能夠滿足所選爆破方法的炸藥單耗為0.55-0.65 kg/m3。但在每次爆破之前，按炮孔所在部位、巖性及結(jié)構(gòu)等情況，其炸藥單耗在上述范圍內(nèi)進(jìn)行選用。
抵抗線。教科書及有關(guān)資料介紹，露天深孔爆破藥量的計(jì)算公式如下：Q(kg)=qaHW底 [1]
式中：q——單位炸藥消耗量，kg/m3
a——炮孔間距，m。
H——臺(tái)階高度，m。
W底——底板抵抗線，m。
不管是垂直孔或傾斜孔布置，爆破后都存在著程度不同的后沖，如果巖體是均質(zhì)的，爆破剖面應(yīng)是平行四邊形，即“HW底”是平行四邊形，“aHW底”則是炮孔要爆開的巖體體積，此公式的體積原則是完全正確的。我們采用垂直深孔布置，在實(shí)際爆破中測(cè)得挖掘后的臺(tái)階坡面角，小于55%uB0和大于85%uB0角是少數(shù)，大多數(shù)在60%uB0-80%uB0之間。同時(shí)還觀察到同一排炮孔，各孔的后沖不一樣，前后兩次爆破的后沖也不一不樣，分析認(rèn)為爆破剖面并非平行四邊形，多數(shù)是梯形。為盡量使爆破體積與藥量相匹配，防止炸藥過量而產(chǎn)生飛石，故在藥量計(jì)算中采用了平均抵抗線。
對(duì)第二排以后的各炮孔，則以排距為抵抗線來(lái)計(jì)算藥量。在多排孔爆破中，排距實(shí)質(zhì)上是底板抵抗線，計(jì)算出的藥量偏大，但考慮到前排炮孔的阻力，在微差爆破中應(yīng)增加15%的藥量，為了防止孔口產(chǎn)生飛石的有害效應(yīng)，沒有再增加藥量。
(3)對(duì)爆破設(shè)計(jì)體積進(jìn)行實(shí)測(cè)
當(dāng)炮孔鉆完后，對(duì)爆區(qū)進(jìn)行實(shí)測(cè)，繪出1：100的炮孔平面圖，并到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行核對(duì)，看是否符合實(shí)際。檢查炮孔深度，不夠深的用鉆機(jī)補(bǔ)鉆到設(shè)計(jì)要求，超過設(shè)計(jì)深度部分要進(jìn)行填孔。量出第一排炮孔的孔邊距及臺(tái)階坡面角；對(duì)坡角突變者要分段測(cè)量，記錄其變化情況。量出排距和孔距。對(duì)同排炮孔之兩端炮孔的孔距；如果在炮孔心連線方向沒有自由面，則以相鄰兩孔距離為孔距如果有自由面，則按該自由面坡角計(jì)算出外側(cè)平均距離來(lái)確定孔距。但要注意，這種情況多了一個(gè)自由面，其炸藥單耗應(yīng)適當(dāng)降低。此項(xiàng)工作，目的在于做到爆破體積的準(zhǔn)確性，以便利用等能原理保證所選爆破方法的實(shí)現(xiàn)。
(4)藥包位置及充填長(zhǎng)度
在施工過程中特別強(qiáng)調(diào)第一排孔，臨裝藥前再次檢查孔深、孔況，必須使藥包裝到孔底，使炸藥能得到充分的利用，避免抵抗線方向產(chǎn)生強(qiáng)烈的飛石，同時(shí)減少根底的產(chǎn)生，減少根底處易產(chǎn)生飛石機(jī)遇；但有時(shí)遇到軟夾層，破碎帶將臺(tái)階底部挖成負(fù)角，使抵抗線變得較小，如藥包位置不能變動(dòng)，此時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，減少底部藥包的藥量或?qū)嵭胁慌己涎b藥，才能避免產(chǎn)生強(qiáng)烈的飛石。當(dāng)分段裝藥時(shí)，對(duì)上部藥包位置的設(shè)計(jì)，必須按事前觀察或測(cè)量的情況避開軟夾層、破碎帶以及臺(tái)階坡面的凹陷處避不開時(shí)，減少藥量或取消這一藥包。
為了不讓爆破氣體噴出孔口而產(chǎn)生飛石，對(duì)孔口充填作了必要的規(guī)定。不分段裝藥時(shí)充填長(zhǎng)度不少于4m分段裝藥時(shí)，充填長(zhǎng)度為3.5m。充填材料，孔內(nèi)無(wú)水時(shí)用巖粉，孔內(nèi)有水時(shí)要吹出，吹不出時(shí)用沙土混合物。不管什么充填材料，都不允許夾有石塊。
4.防護(hù)
在控制的同時(shí)，還必須有一定的防護(hù)措施，這對(duì)確保安全是不可少的。用寬4-5cm，厚2-3cm的膠帶，編織成2%uD72m，重約200kg的膠帶簾，象被子一樣蓋在炮口上，即所謂用“爆破被”對(duì)飛石進(jìn)行防護(hù)。以下炮孔需用“爆破被”覆蓋：(1)深孔不分段裝藥充填少于4m，分段裝藥充填少于3.5m；孔內(nèi)有水，充填質(zhì)量不佳；孔深小于4m，尤其是更淺的炮孔；鄰近系數(shù)小于1易產(chǎn)生飛石。(2)抵抗線過小，充填質(zhì)量不能保證。(3)離高壓輸電線、民房較近的炮孔。
此外，還可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，施工質(zhì)量，對(duì)可能產(chǎn)生飛石災(zāi)害的炮孔，也用“爆破被”加以覆蓋。

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