爆破危害的控制技术

爆破条件
H 毫秒起爆 齐发起爆 毫秒起爆 齐发起爆
炮孔爆破
1.43
1.55
钻眼爆破破碎大块
0.67
1.31
裸露药包破碎大块 10.70
1.35
1.81
1.18
（四）空气冲击波允许标准
1.冲击波超压值大于2.0kPa时，建筑物上门窗玻璃将全部 破坏，人员轻微挫伤；
2.冲击波超压值大于50kPa时，轻型结构被严重破坏，砖 结构房屋掀顶、土墙倒塌，人员内脏受到严重挫伤；
3.0～4.0
3.5～4.5
4.2～5.0
4
一般古建筑与古迹b
0.1～0.3
0.2～0.4
0.3～0.5
5
水工隧道c
7～15
6
交通隧道c
10～20
7
矿山巷道c
15～30
8 水电站及发电厂中心控制室设备
0.5
新浇大体积混凝土：
9
龄期：初凝～3d 龄期：3d～7d
龄期：7d～28d
2.0～3.0 3.0～7.0 7.0～12
（五）放炮后要有足够的通风时间，待工作面炮烟排干 净后方可进入。
2020/4/28
22
5
4.爆破震动安全距离
从爆源到被保护物的距离应保证被保护物不受 到爆破振动作用的破坏，这段距离称为爆破震 动安全距离。在需要保护对象的安全振动速度 已知的条件下，可根据爆破震动速度公式反推 导出计算爆破震动的安全距离的公式：
1
R
K
Q
1 3
v
2020/4/28
6
在实际工程的设计中，由于爆源与需要保护的 建构物之间的距离是一定的，要求爆破的振动 速度不超过建构物的地震安全速度的前提下， 可求算齐发爆破允许的最大装药量，或延期爆 破药量最大段的允许装药量来满足安全需要。
（五）采用预裂爆破技术；或在爆源与需要保护的建构 物之间开挖减震沟槽；或在它们之间打单排或多排的 密集孔也可起到一定的减震作用。
（六）采用适当的爆破类型，爆破地震的强度随着爆破 作用指数n的增大而减小。
（七）充分利用地形地质条件，如河流、深沟、断层等， 都有显著的隔震减震作用。
2020/4/28
8
第二节 爆破空气冲击波及其防护
和衰减指数，可按下表选取，或通过现场试验确定。
2020/4/28
3
爆区不同岩性的 K 、a值
岩性 坚硬岩石 中硬岩石
软岩石
K 50～150 150～250 250～350
a 1.3～1.5 1.5～1.8 1.8～2.0
3.爆破地震安全控制标准
根据《爆破安全规程》GB6722-2003，评价各种爆破对 不同类型建(构)筑物和其他保护对象的振动影响，应采用 不同的安全判据和允许标准；地面建筑物的爆破振动判据， 采用保护对象在地点峰值振动速度和主振频率；水工隧道、 交通隧道、矿山巷道、电站(厂)中心控制室设备、新浇大体 积混凝土的爆破振动判据，采用保护对象所在地质点峰值 振动速度。安全允许标准值如下表所示。
炸药在岩石中爆炸时，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。冲
击波峰值压力可按下时计算：
P
H
1
Q3 R
式中：Q—单段最大药量或齐发爆破的总药量，kg；
R—爆源中心到观测点的距离，m；
H—与爆破场地条件有关的系数；
—空气冲击波的衰减指数
2020/4/28
11
不同爆破条件的H、 值
（二）详细勘查爆区介质结构情况，注意避免将 药包放在软弱夹层或基础的结合缝上；
2020/4/28
18
（三）提高堵塞长度，加强堵塞质量，严防堵塞 物中夹杂碎石；多采用反向起爆方法；
（四）装药前要认真复核孔距、排距、孔深和最 小抵抗线等尺寸，如有不符情况，应根据实测 资料采取补救措施或修改装药量，严格禁止多 装药；
2020/4/28
4
爆破振动安全允许标准
序号
保护对象类别
＜10Hz
安全允许振速(cm/s) 10 Hz～50Hz 50Hz～100Hz
1
土窑洞、土坯房、毛石房屋a
0.5～1.0
0.7～1.2
1.1～1.5
2
一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物a
2.0～2.5
2.3～2.8
2.7～3.0
3
钢筋混凝土结构房屋a
2
（二）爆破地震衡量标准及计算
1.目前，爆破地震效应一般采用质点垂直振动速度值 作为判定标准；
2.爆破振动速度的计算，主要根据萨道夫斯基经验公
式：
v
K
3
Q R
v 式中： —介质质点振动速度，cm/s；
Q—单段最大药量或齐发爆破的总药量，kg；
R—爆源中心到观测点的距离，m；
K， —与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数
地下爆破作业点的有害气体允许浓度
名称
符号
最大允许浓度
按体积/%
按质量/mg/m3
一氧化碳
CO
0.0024
30
氮氧化物（换算成NO2）
NO2
0.00025
5
二氧化硫
SO2
0.0005
15
硫化氢
H2S
0.00066
10
氨
NH3
0.004
30
沼气
CH4
1.0
二氧化碳
CO2
1.5
2020/4/28
20
二、产生炮烟熏人的原因
第四章 爆破危害与处理
第一节 爆破地震效应及减震措施
一、爆破地震效应
（一）爆破地震与自然地震的区别
1.自然地震震源很深，且释放出的能量很大，而 爆破地震一般在地表浅层，且释放出的能量有 限；
2.自然地震属于低频震动，一般震动主频在1～ 10Hz，且与建筑物的自振频率比较接近，而 爆破震动属于高频振动，其主频在10～300Hz；
（五）在浅眼爆破时，应尽量少用或不用导爆索 起爆系统，以免因炮泥被炸开而产生飞石；
（六）在进行建构物拆除爆破时，对爆破装药部 位加强覆盖。
2020/4/28
19
第四节 爆破有害气体的产生与预防
一、地下爆破有害气体含量要求
根据《爆破安全规程》GB6722-2003规定，地下爆破 作业点的有害气体浓度不得超过下表所示的标准。
9
（二）空气冲击波的计算
爆炸空气冲击波是由压缩相和稀疏相两部分组 成，而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
P P P0
式中：P—冲击波波阵面上的峰值压力，Pa； P0—空气的初始压力，Pa。
2020/4/28
10
（三）冲击波波阵面上的峰值压力计算
2020/4/28
12
3.冲击波超压值大于100kPa时，则砖结构房屋 全部破坏，钢结构建筑物严重破坏，大部分人 员死亡。
二、空气冲击波的预防
（一）水力阻波墙。这种阻波墙多用于井下保护 通风构筑物、翻笼井、人行天井等工业设施。 此方法是用充满水的水包与巷道四周紧密连接， 为防止飞石破坏，其前面可设置一些坚固材料 做成的挡板，它可以减弱冲击波强度的3/4以 上。
2020/4/28
13
（二）沙袋阻隔墙。沙袋阻隔墙使用沙袋、土袋 等垛成的结构，在地面爆破和井下爆破均可使 用。
（三）防波排柱和木垛阻波墙。
（四）从爆破技术上尽量避免使用裸露爆破；保 证堵塞长度和质量；多采用分次爆破或秒延期 起爆等。
2020/4/28
14
第三节 爆破飞石及其预防
一、爆破飞石产生的原因
R 20kn2W
式中：k—安全系数，与地形、风向等因数有关，一般取1.0～1.5；
n—爆破作用指数； W—最小抵抗线，m。
（二）爆破时个别飞散物，对人员的安全距离不应小于 资料表4-5的规定值；
（三）对设备或建设物的安全允许距离，应由设计确定。
2020/4/28
17
三、爆破飞石的防护措施
（一）采用控制爆破技术缩小危险区，合理确定 爆破参数，特别注意最小抵抗线的实际大小和 方向，避免出现大的施工误差；在爆破参数设 计上，尽量减小爆破作用指数，选择最佳的最 小抵抗线，合理选择起爆顺序和延期时间间隔；
（一）所用炸药质量低劣、变质，使得炸药爆炸不完全， 有毒气体生成量大；
（二）使用炸药量过多，超过了通风能力，不能在规定 时间内迅速排除炮烟；
（三）放炮后排烟时间不够，工人提前进入工作面；
（四）作业人员在回风巷道内，距放炮地点较近，未能 及时撤离；
（五）通风系统能力不够，炮烟不能在规定时间内及时 排出等。
b 省级以上(含省级)重点保持古建筑与古迹的安全允许振速，应经专家论证选取，并报相应文物管理部门批准。
c 选取隧道、巷道安全允许振速时，应综合考虑构筑物的重要性、围岩状况、断面大小、深埋大小、爆源方向、地震振动频率
等因素。
d 非挡水新浇大体积混凝土的安全允许振速，可按本表给出的上限值选取。
2020/4/28
15
（三）最小抵抗线由于设计或施工的误差导致其 实际值减小或方向改变；
（四）堵塞长度不够或质量不高；炮孔附近的碎 石未清理干净或覆盖质量不合格；
（五）起爆顺序不合理或延期时间过长。
2020/4/28
16
二、爆破飞石安全距离
（一）根据《爆破安全规程》GB6722-2003规定，抛掷 爆破时，对个别飞石飞行最远距离的计算多采用以下 经验公式：
注1：表列频率为主振频率，系指最大振幅所对应波的频率。 注2：频率范围可根据类似工程或现场实测波形选取。选取频率时亦可参考下列数据：硐室爆破＜20 Hz；深孔爆破10 Hz～60 Hz；浅孔爆破40 Hz～100 Hz。
a 选取建筑物安全允许振速时，应综合考虑建筑物的重要性、建筑质量、新旧程度、自振频率、地基条件等因素。
（一）单位炸药消耗量取值过大。致使炸药在破 碎预定范围的介质后，有多余的能量作用在个 别碎石上，使其获得较大的动能而飞散；
（二）炮孔位置布置不当。由于对待爆的介质内 部断层、裂隙、软弱夹层或原结构的工程质量、 构造和布筋情况了解不够，将炮眼或药室布置 在这些薄弱部位，使此位置介质的破碎能量过 剩。
2020/4/28
二、爆破地震预防措施
（一）限制一次爆破的最大用药量；
（二）选用低威力、低爆速的炸药，实践证明， 炸药的波阻抗越大、爆破震动的强度也越大。
2020/4/28
7
（三）改变装药结构可降低爆破震动。如不耦合装药、 硐室条形药包、空气间隔装药和孔底留空气垫层等；
（四）采用毫秒延时爆破技术，限制延期爆破药量最大 一段的装药量。在总装药量和其他爆破条件相同的情 况下，毫秒延时爆破的振动速度比齐发爆破可降低 40%～60%；
2020/4/28
1
3.自然地震振动持续时间较长，一次振动能持续 10～40s，而爆破地震持续时间很短，一次振 动只有0.1～2s；
4.自然地震的振幅大、衰减慢，影响范围广，爆 破震动振幅小、衰减快。
爆破地震和自然地震正因为有上述区别，因此， 不能用自然地震烈度来比照爆破地震效应的破 坏情况。
2020/4/28
一、爆破冲击波及其计算
（一）空气冲击波的概念
药包在空气中爆炸时迅速释放出大量的能量，致使爆 炸气体生成物的压力和温度上升，由于高压气体生成 物在迅速膨胀时，急剧冲击和压缩周围的空气，形成 陡峭上升的空气冲击波。一般认为，超压大于 7×103Pa为空气冲击波，超压低于此值为噪音和次声 波。
2020/4/28
2020/4/28
21
三、爆破有害气体的预防
（一）不准使用质量低劣、变质的炸药；
（二）尽量采用零氧平衡或接近零氧平衡的炸药，减少 爆破有害气体产生量；
（三）一次爆破的炸药量要与通风能力相适应，如果通 风能力不能完全满足要求时，可适当增加通风时间， 来满足通风量的需求；
（四）放炮后，在放炮地点20m范围内要充分洒水，以 便吸收或溶解有害气体；