露天矿飞石产生原因控制措施
露天矿爆破事故主要有爆破飞石、早爆、迟爆、拒爆。而在露天开采中,30%以上的爆破伤人事故是由于爆破飞石所造成的。飞石是露天采矿场的爆破的重要危害之一。如何控制露天矿山飞石,保证人员安全呢?
1.飞石事故产生原因
露天采矿场的爆破过程中,炸药在岩土中爆炸后,产生巨大的能量,其中部分能量用于岩土的破碎,其余的能量将产生热、振动、声音和飞石。大量事实表明,爆破飞石的产生,主要是炸药爆炸使岩土破碎后过多的余能在炮孔孔口,最小抵抗线方向的效应。因此,在露天矿的台阶深孔根底处理、大的二次破碎,以及刷坡等爆破作业中,能否提高炸药能量对岩土破碎的利用,最大限度地减少其对岩土的抛掷,从而少产生或不产生飞石。此外,爆破飞石产生后,飞石抛掷距离的大小,则是能否造成飞石危害的关键。但是,影响飞石抛掷距离的因素很多,主要的有:爆破作用指数n值越大,飞得越远;爆破参数越不合理,飞得越远;堵塞质量越差,飞得越远;顺风时风速越大,飞得越远;主体抛掷方向的飞石,比其它方向飞得远。根据上述分析,为了达到控制飞石的目的,我们查阅了有关资料,深入现场,结合实际,在生产中围绕这一问题进行探索与研究,采取了相应的措施。
2.飞石事故控制与防护
(1)爆破方法的选择
根据药包在岩土中爆破形成漏斗坑的大小,可分为松动、加强松动,标准抛掷和加强抛掷四种类型的药包。当爆破作用指数n≤0.75时,爆破后不会有破碎的岩土抛到漏斗边缘以外而形成可见的漏斗轮廓,只有破碎后因体积增加而隆起的现象,这就是松动药包,即松动爆破。这样的松动爆破没有飞石,无疑是符合大顶露天矿特定条件下的爆破方法。当我们在爆破作业中,将炸药单耗取得很低时,实现了松动爆破,但爆堆太紧,大块较多,挖掘机挖掘确有一定困难,作业率低,生产效率不高,一线员工反映强烈。针对这一情况,我们又采取逐渐加大药量的措施,成为略带抛掷的加强松动爆破。爆破结果,虽有少量抛掷高度不大,也未出矿坑的飞石,而爆堆较松软,大块率极低,提高了生产效率。以后的爆破实践表明,这种以飞石不出矿坑为限的加强松动爆破,是更适合大顶露天铁矿特定条件的爆破方法。
(2)台阶深孔爆破参数的优选
炸药单耗。炸药单耗过大或过少,必然改变爆破方法,增加飞石的数量及抛掷距离或挖掘困难,效率不高。但影响炸药单耗的因素很多,目前又没有可靠的计算公式,也无条件在现场进行一系列爆破漏斗试验。为了满足所选爆破方法的要求,我们查阅了有关资料,根据矿坑上部岩石情况,将炸药单耗取得很低,用2#岩石炸药0.48kg/m3进行爆破,结果颇具典型的松动爆破特征,便逐渐加大炸药单耗,终于达到了所选爆破方的要求。通过生产性试验表明,能够满足所选爆破方法的炸药单耗为0.55-0.65kg/m3。但在每次爆破之前,按炮孔所在部位、岩性及结构等情况,其炸药单耗在上述范围内进行选用。
抵抗线。教科书及有关资料介绍,露天深孔爆破药量的计算公式如下:q(kg)=qahw底[1]
式中:q——单位炸药消耗量,kg/m3
a——炮孔间距,m。
h——台阶高度,m。
w底——底板抵抗线,m。
不管是垂直孔或倾斜孔布置,爆破后都存在着程度不同的后冲,如果岩体是均质的,爆破剖面应是平行四边形,即“hw底”是平行四边形,“ahw底”则是炮孔要爆开的岩体体积,此公式的体积原则是完全正确的。我们采用垂直深孔布置,在实际爆破中测得挖掘后的台阶坡面角,小于55°和大于85°角是少数,大多数在60°-80°之间。同时还观察到同一排炮孔,各孔的后冲不一样,前后两次爆破的后冲也不一不样,分析认为爆破剖面并非平行四边形,多数是梯形。为尽量使爆破体积与药量相匹配,防止炸药过量而产生飞石,故在药量计算中采用了平均抵抗线。
对第二排以后的各炮孔,则以排距为抵抗线来计算药量。在多排孔爆破中,排距实质上是底板抵抗线,计算出的药量偏大,但考虑到前排炮孔的阻力,在微差爆破中应增加15%的药量,为了防止孔口产生飞石的有害效应,没有再增加药量。
(3)对爆破设计体积进行实测
当炮孔钻完后,对爆区进行实测,绘出1:100的炮孔平面图,并到现场进行核对,看是否符合实际。检查炮孔深度,不够深的用钻机补钻到设计要求,超过设计深度部分要进行填孔。量出第一排炮孔的孔边距及台阶坡面角;对坡角突变者要分段测量,记录其变化情况。量出排距和孔距。对同排炮孔之两端炮孔的孔距;如果在炮孔心连线方向没有自由面,则以相邻两孔距离为孔距;如果有自由面,则按该自由面坡角计算出外侧平均距离来确定孔距。但要注意,这种情况多了一个自由面,其炸药单耗应适当降低。此项工作,目的在于做到爆破体积的准确性,以便利用等能原理保证所选爆破方法的实现。
(4)药包位置及充填长度
在施工过程中特别强调第一排孔,临装药前再次检查孔深、孔况,必须使药包装到孔底,使炸药能得到充分的利用,避免抵抗线方向产生强烈的飞石,同时减少根底的产生,减少根底处易产生飞石机遇;但有时遇到软夹层,破碎带将台阶底部挖成负角,使抵抗线变得较小,如药包位置不能变动,此时应根据实际情况,减少底部药包的药量或实行不偶合装药,才能避免产生强烈的飞石。当分段装药时,对上部药包位置的设计,必须按事前观察或测量的情况避开软夹层、破碎带以及台阶坡面的凹陷处;避不开时,减少药量或取消这一药包。
为了不让爆破气体喷出孔口而产生飞石,对孔口充填作了必要的规定。不分段装药时充填长度不少于4m;分段装药时,充填长度为3.5m。充填材料,孔内无水时用岩粉,孔内有水时要吹出,吹不出时用沙土混合物。不管什么充填材料,都不允许夹有石块。
4.防护
在控制的同时,还必须有一定的防护措施,这对确保安全是不可少的。用宽4-5cm,厚2-3cm的胶带,编织成2×2m,重约200kg的胶带帘,象被子一样盖在炮口上,即所谓用“爆破被”对飞石进行防护。以下炮孔需用“爆破被”覆盖:(1)深孔不分段装药充填少于4m,分段装药充填少于3.5m;孔内有水,充填质量不佳;孔深小于4m,尤其是更浅的炮孔;邻近系数小于1易产生飞石。(2)抵抗线过小,充填质量不能保证。(3)离高压输电线、民房较近的炮孔。
此外,还可以根据现场条件,施工质量,对可能产生飞石灾害的炮孔,也用“爆破被”加以覆盖。
篇2:爆破飞石防治措施
爆破飞石是指在爆破作业过程中从爆破点抛掷到空中或沿地面抛掷的杂物、泥土、砂石等物质。爆破飞石的危害主要体现在人员伤亡、建筑物损坏、机器设备破损等方面,而其中的人员伤亡是爆破飞石的最大危害。统计资料表明,在我国由于爆破飞石造成的人员伤亡、建筑物损坏事故已经占整个爆破事故的15%~20%,我国露天矿山爆破飞石伤人事故占整个爆破事故的27%。因此,了解爆破飞石的危害,研究爆破飞石的产生原因,有针对性的开展爆破飞石的预防和干预措施,对防止爆破事故的发生具有重要的意义。1爆破飞石的表现形式爆破飞石主要有抛射和抛掷两种形式。抛射飞石多与被爆破介质结构中存在着弱面及爆生裂隙有关,由于炸药在岩体中爆破产生的高压、高速气体遇到裂隙、断层、节理、岩缝等软弱面时产生突然卸载,爆生气体携带由于爆轰波遇弱面反射产生层裂效应而破碎的岩块及弱面中本身就存在的岩块高速地抛射而形成;而抛掷飞石则主要与抵抗不足或装药过量而产生的爆炸剩余能量有关。抛射飞石的速度往往比较高,抛射距离也较远,影响范围大,对爆破安全的影响也很大。2爆破飞石产生的原因过多的爆破飞石与爆破设计的不合理和爆破施工的误差有关系,爆破飞石产生的原因主要有以下几个方面。(1)装药孔口堵塞质量不好。炮孔堵塞长度过小,或堵塞质量不好时,高温高压的爆炸气体中夹有很多石块冲出炮孔,形成冲炮,产生飞石。(2)装药过量,爆破荷载过大。(3)局部抵抗线太小,也会沿着该方向产生飞石。(4)岩体不均匀,遇有断层、软弱夹层等弱面时,爆轰气体集中冲出产生飞石。(5)爆破剩余能量产生飞石。爆破时炸药爆炸的能量除将指定的介质破碎外,还有多余的能量作用于某些碎块上使其获得较大的动能而飞向远方。(6)爆破时,鼓包运动过程中获得较大初速度的一些“物质”也会形成飞石。(7)其它偶然因素产生的飞石。从本质上讲,爆破飞石是由于爆炸应力波、爆生气体的作用或两者的联合作用而产生的。3飞散方向爆破飞石飞散方向和造成爆破飞石的原因有很大关系,各种原因引起的飞散方向见表1表1爆破飞石飞散方向造成爆破飞石的原因飞石飞散方向堵塞长度不足或堵塞质量差沿炮孔轴线朝向孔口方向局部抵抗线过小,过量装药沿最小抵抗线方向岩石不均匀,存在软弱面沿软弱面产状方向炸药爆速高,猛度高沿软弱面产状方向介质性脆沿软弱面产状方向4影响爆破飞石的因素(1)装药量。在其它条件相当的情况下,很显然装药量越大,爆破飞石就越多,飞石飞行距离就越远。但是如果装药量不够,则又达不到爆破效果。因此,一定要根据爆破实际情况,合理确定装药量。(2)地形。在比较平坦的地区,由于场地宽广,临空面少,飞石会向四周飞散;而在山区和倾斜坡面的地方,飞石容易朝最小抵抗线的方向飞散。(3)爆破介质。爆破介质对爆破飞石的影响主要体现在介质的容重,当爆破介质为泥岩、页岩、风化岩等容重较小的介质时,炸药能量容易被介质吸收,能量损耗大,此时可以用于克服惯性运动的炸药能量就减少,因此,出现的飞石少,距离也较近。当爆破介质为花岗岩、石英砂岩、石灰岩等容重较大的介质时,介质吸收炸药能量的能力较弱,降低波动能量的作用也小,可以用于克服惯性运动的炸药能量就相应较多,所以产生飞石多,距离远。(4)最小抵抗线和爆破指数。根据前苏联计算爆破飞石距离的经验公式,W和n值越大,爆破飞石的距离也就越大。其中,n值的影响为二次方的关系。(5)导洞。在洞室爆破中,开挖竖井一旦出现飞石,将从垂直的竖井中飞出,而且飞石会向各个方向飞散。一般情况下,开挖平洞要比开挖竖井更容易控制飞石及其距离和方向。(6)风速风向。风速风向对爆破飞石的影响是很明显的,风速大且顺风时,飞石距离远,反之,距离近。当风速很大时,飞石距离甚至可以增加一倍。5爆破飞石的控制爆破飞石的控制包括尽可能的减少飞石的产生和对已产生的飞石进行必要的防护。5.1减少飞石产生的措施(1)严格控制装药量。装药量是影响爆破飞石的主要因素之一。除正确确定最小抵抗线外,爆破作用指数(fn)的选择是控制飞石产生的关键。根据文献,爆破作用指数f(n)的选择可按表2进行。表2药包性质与爆破作用指数函数f(n)的关系药包性质(fn)药包性质(fn)内部作用药包≤0.2加强松动≤0.44~0.46最大内部作用药包0.125~0.2减弱抛掷药包≤0.64~1.0减弱松动药包0.2~0.44标准抛掷药包1.0正常松动药包0.44加强抛掷药包>1.0在一些情况下,要求严格控制飞石的距离,采用深孔松动控制爆破方法时,每个炮孔的装药量应该按接近内部作用药包计算,这样可以使爆破后的岩体松动而不飞散。采用洞室松动控制爆破方法时,可以选取爆破作用指数为0.5左右。(2)小孔径分散装药或不耦合装药。实践证明,大孔径爆破比小孔径爆破更容易产生飞石,如果采用耦合装药,因为单位孔长装药量与孔径二次方成正比,当岩体断层多,有孔位误差时,造成高密度的集中装药,爆破抛掷效应将会更加显著。(3)调整局部装药结构。因地形限制,或者是钻孔施工中的误差造成局部抵抗线过小,或者是遇到断层,夹层等弱面时,装药应当适当调整,适当减少相应部位的装药量。(4)提高炮孔堵塞质量。炮孔堵塞必须要有一定的长度,一般取1倍最小抵抗线,最短不得小于最小抵抗线的0.7倍。堵塞太长会导致表面岩石不易破碎,容易形成大块飞石。堵塞材料可用砂岩粉组成的炮泥,堵塞时要边堵边捣,堵塞要密实、连续,堵塞材料中应避免夹杂碎石。对于露天硐室爆破和定向爆破更是要注意炮孔堵塞质量。(5)合理确定起爆顺序和间隔时间。对于大面积的爆破,采用“万炮齐鸣”的方式,存在着爆破的岩石破碎度不好、爆破振动大和爆破飞石多等问题。如果进行微差爆破,则可以在一定程度上有所避免。起爆间隔时间设计不合理也会产生飞石,所有炮孔的延迟时间应足以使爆下的岩石移动一定距离而不至于堆积在爆区前面。否则,会造成岩石堆积,后排爆下的岩石和堆积的岩石碰撞也会产生飞石。一般来说,在爆破振动安全允许的条件下,每个药包或每组药包,应以隔段或跳段来安排起爆顺序。5.2防护措施(1)爆区覆盖。对爆区的覆盖可以防止飞石的飞散。覆盖材料要求强度高、重量大,韧性好,能相互连接成厚大的整体,并能被牢固的固定。具体来说可用如橡胶防护垫,铁丝网,用环索连接的圆木,工业毡垫,帆布,草垫子等等。(2)设立警戒区。以爆区为中心设立警戒区,在此区域内不得有非工作人员,工作人员因工作需要不能撤离或无法撤离时,要修建坚固可靠、能抵御飞石冲击的避炮棚。在采取了上述措施后,一般施工可以防止产生爆破飞石。但是,由于爆破对象时千差万别的;对爆破体(岩体、建筑物等)内部情况难以了解透彻;爆破设计和施工通常是由人去完成的,而人有时(特别是在疲劳状态下)也有失误的情况。因此,爆破有时也会产生一些飞石。在此情况下,应采取以下措施,防止万一产生的飞石造成安全事故:在城镇土石方控制爆破和拆除爆破中,在保护物和爆区之间用竹、木排架构筑隔离屏障(一定要稳固,尤其是在刮大风季节里),阻挡碎块飞越;在邻近建筑物面向爆区的门窗上悬挂竹编、麻袋、草帘等防止被石块砸坏。此外,统计资料表明,爆破飞石伤人事故有90%是发生在安全警戒范围内。所以,爆前应按照设计或《爆破安全规程》要求,严格划定警戒范围,危险区内进行彻底清场,撤走所有人员和设备(不能移走的要加有效覆盖防护),阻止无关人员进入警戒区,是防止爆破飞石造成恶性事故的重要措施之一。
篇3:露天矿飞石产生原因控制措施
露天矿爆破事故主要有爆破飞石、早爆、迟爆、拒爆。而在露天开采中,30%以上的爆破伤人事故是由于爆破飞石所造成的。飞石是露天采矿场的爆破的重要危害之一。如何控制露天矿山飞石,保证人员安全呢?
1.飞石事故产生原因
露天采矿场的爆破过程中,炸药在岩土中爆炸后,产生巨大的能量,其中部分能量用于岩土的破碎,其余的能量将产生热、振动、声音和飞石。大量事实表明,爆破飞石的产生,主要是炸药爆炸使岩土破碎后过多的余能在炮孔孔口,最小抵抗线方向的效应。因此,在露天矿的台阶深孔根底处理、大的二次破碎,以及刷坡等爆破作业中,能否提高炸药能量对岩土破碎的利用,最大限度地减少其对岩土的抛掷,从而少产生或不产生飞石。此外,爆破飞石产生后,飞石抛掷距离的大小,则是能否造成飞石危害的关键。但是,影响飞石抛掷距离的因素很多,主要的有:爆破作用指数n值越大,飞得越远;爆破参数越不合理,飞得越远;堵塞质量越差,飞得越远;顺风时风速越大,飞得越远;主体抛掷方向的飞石,比其它方向飞得远。根据上述分析,为了达到控制飞石的目的,我们查阅了有关资料,深入现场,结合实际,在生产中围绕这一问题进行探索与研究,采取了相应的措施。
2.飞石事故控制与防护
(1)爆破方法的选择
根据药包在岩土中爆破形成漏斗坑的大小,可分为松动、加强松动,标准抛掷和加强抛掷四种类型的药包。当爆破作用指数n≤0.75时,爆破后不会有破碎的岩土抛到漏斗边缘以外而形成可见的漏斗轮廓,只有破碎后因体积增加而隆起的现象,这就是松动药包,即松动爆破。这样的松动爆破没有飞石,无疑是符合大顶露天矿特定条件下的爆破方法。当我们在爆破作业中,将炸药单耗取得很低时,实现了松动爆破,但爆堆太紧,大块较多,挖掘机挖掘确有一定困难,作业率低,生产效率不高,一线员工反映强烈。针对这一情况,我们又采取逐渐加大药量的措施,成为略带抛掷的加强松动爆破。爆破结果,虽有少量抛掷高度不大,也未出矿坑的飞石,而爆堆较松软,大块率极低,提高了生产效率。以后的爆破实践表明,这种以飞石不出矿坑为限的加强松动爆破,是更适合大顶露天铁矿特定条件的爆破方法。
(2)台阶深孔爆破参数的优选
炸药单耗。炸药单耗过大或过少,必然改变爆破方法,增加飞石的数量及抛掷距离或挖掘困难,效率不高。但影响炸药单耗的因素很多,目前又没有可靠的计算公式,也无条件在现场进行一系列爆破漏斗试验。为了满足所选爆破方法的要求,我们查阅了有关资料,根据矿坑上部岩石情况,将炸药单耗取得很低,用2#岩石炸药0.48kg/m3进行爆破,结果颇具典型的松动爆破特征,便逐渐加大炸药单耗,终于达到了所选爆破方的要求。通过生产性试验表明,能够满足所选爆破方法的炸药单耗为0.55-0.65kg/m3。但在每次爆破之前,按炮孔所在部位、岩性及结构等情况,其炸药单耗在上述范围内进行选用。
抵抗线。教科书及有关资料介绍,露天深孔爆破药量的计算公式如下:q(kg)=qahw底[1]
式中:q——单位炸药消耗量,kg/m3
a——炮孔间距,m。
h——台阶高度,m。
w底——底板抵抗线,m。
不管是垂直孔或倾斜孔布置,爆破后都存在着程度不同的后冲,如果岩体是均质的,爆破剖面应是平行四边形,即“hw底”是平行四边形,“ahw底”则是炮孔要爆开的岩体体积,此公式的体积原则是完全正确的。我们采用垂直深孔布置,在实际爆破中测得挖掘后的台阶坡面角,小于55°和大于85°角是少数,大多数在60°-80°之间。同时还观察到同一排炮孔,各孔的后冲不一样,前后两次爆破的后冲也不一不样,分析认为爆破剖面并非平行四边形,多数是梯形。为尽量使爆破体积与药量相匹配,防止炸药过量而产生飞石,故在药量计算中采用了平均抵抗线。
对第二排以后的各炮孔,则以排距为抵抗线来计算药量。在多排孔爆破中,排距实质上是底板抵抗线,计算出的药量偏大,但考虑到前排炮孔的阻力,在微差爆破中应增加15%的药量,为了防止孔口产生飞石的有害效应,没有再增加药量。
(3)对爆破设计体积进行实测
当炮孔钻完后,对爆区进行实测,绘出1:100的炮孔平面图,并到现场进行核对,看是否符合实际。检查炮孔深度,不够深的用钻机补钻到设计要求,超过设计深度部分要进行填孔。量出第一排炮孔的孔边距及台阶坡面角;对坡角突变者要分段测量,记录其变化情况。量出排距和孔距。对同排炮孔之两端炮孔的孔距;如果在炮孔心连线方向没有自由面,则以相邻两孔距离为孔距;如果有自由面,则按该自由面坡角计算出外侧平均距离来确定孔距。但要注意,这种情况多了一个自由面,其炸药单耗应适当降低。此项工作,目的在于做到爆破体积的准确性,以便利用等能原理保证所选爆破方法的实现。
(4)药包位置及充填长度
在施工过程中特别强调第一排孔,临装药前再次检查孔深、孔况,必须使药包装到孔底,使炸药能得到充分的利用,避免抵抗线方向产生强烈的飞石,同时减少根底的产生,减少根底处易产生飞石机遇;但有时遇到软夹层,破碎带将台阶底部挖成负角,使抵抗线变得较小,如药包位置不能变动,此时应根据实际情况,减少底部药包的药量或实行不偶合装药,才能避免产生强烈的飞石。当分段装药时,对上部药包位置的设计,必须按事前观察或测量的情况避开软夹层、破碎带以及台阶坡面的凹陷处;避不开时,减少药量或取消这一药包。
为了不让爆破气体喷出孔口而产生飞石,对孔口充填作了必要的规定。不分段装药时充填长度不少于4m;分段装药时,充填长度为3.5m。充填材料,孔内无水时用岩粉,孔内有水时要吹出,吹不出时用沙土混合物。不管什么充填材料,都不允许夹有石块。
4.防护
在控制的同时,还必须有一定的防护措施,这对确保安全是不可少的。用宽4-5cm,厚2-3cm的胶带,编织成2×2m,重约200kg的胶带帘,象被子一样盖在炮口上,即所谓用“爆破被”对飞石进行防护。以下炮孔需用“爆破被”覆盖:(1)深孔不分段装药充填少于4m,分段装药充填少于3.5m;孔内有水,充填质量不佳;孔深小于4m,尤其是更浅的炮孔;邻近系数小于1易产生飞石。(2)抵抗线过小,充填质量不能保证。(3)离高压输电线、民房较近的炮孔。
此外,还可以根据现场条件,施工质量,对可能产生飞石灾害的炮孔,也用“爆破被”加以覆盖。