爆破危害效应的控制与安全评估计算

爆破危害效应的控制与安全评估计算 一、爆破振动 1、岩土爆破

α

⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛=R Q K V 3

1 （1） 3/1/1Q V K R α

⎪

⎭

⎫ ⎝⎛= （2）

3/3max R K V Q α

⎪

⎭

⎫ ⎝⎛= （3）

2、拆除爆破

α

⎪⎪⎭⎫

⎝⎛'⋅=R Q

K K V 31

（4） 3/1/1Q V K K R α

⎪

⎭

⎫

⎝⎛'⋅= （5）

3/3max R K K V Q α

⎪

⎭⎫ ⎝⎛'⋅= （6）

式中：

V —质点最大振动速度，cm/s ；

Q max —炸药量，齐发爆破为总药量，分段延时爆破为最大单段药量，kg ； R —最大一段装药量的几何分布中心到邻近被保护物的距离，m ； K ′—拆除爆破折减系数，K ′=0.25~1.0；

K 、α —与爆破点至保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数，《爆破安全规程》（GB6722-2014）给出的取值范围见表1。

表1 爆区不同岩性的K 、α值

3.预防爆破震动措施

A 、分散布药：变能量集中释放→分散释放；

B 、分段起爆：变能量同时释放→分次释放；

C 、按被保护目标抗震阈值及相对距离确定Q max ；

D 、严格控制单段药量，减少一次爆破总药量（预拆除）；

E 、临空面指向被保护对象（土岩爆破）。

二、爆破飞石

1、台阶深孔爆破的飞石距离

（1）瑞典的经验公式

瑞典德汤尼克研究基金会提出的经验公式如下：

R max =40d/2.54 （7） 式中：d=深孔直径，in 。

上式适用单位装药消耗量0.5 kg/ m 3的爆破条件。

（2）本人根据英国Lundborg 的统计规律，结合数十年爆破工程实践经验得到的药孔爆破个别飞石最大距离计算公式

D q K R f ⋅⋅=max （8）

式中，R max －个别飞石最大距离，m ；T K —与爆破方式、填塞长度、地质和地形条件有关的系数，正常填塞情况下一般取T K =0.5～1.5；q —炸药单耗，kg/m 3；D —药孔直径，mm 。

（3）国内学者推荐的经验公式（1） R=100 K 1·K 2γ3/W 3 ， m （9） 式中：K 1—深孔密集（邻近）程度系数，查表2； K 2—炸药爆能与抵抗线相关系数，查表3； γ—深孔半径，m ；

W —第一排炮孔的最小抵抗线，m 。

表2 深孔密集程度系数（K

（3）国内学者推荐的经验公式（2）

经比较计算和爆破统计，在台阶深孔爆破中，本书推荐采用以下公式计算飞石的距离： S=100 K 1K 2/W 3/r 3 （10）

比较计算见表4。

表4 台阶深孔爆破飞石计算比较

2、拆除控爆飞石计算

R max=V O2Sin2α/g [1] （11）

式中：α—飞石抛射角，度；

g—重力加速度，m/s2,

V O—飞石的初始速度，V O =20（Q1/2/W）2；（12）

由于Sin2α=1，故式24.44简化为：

R max≤V O2/g (m ) （13）

当飞石的初速度和抛射角确定后，则可算得飞石的飞散距离，但是这两个参数很难确定。实用中常用经验公式加以估算飞石距离。

对于无覆盖条件下，飞石距离可用下式计算：

S=70Q0.58, (m ) （14）

三、集团装药爆破飞石计算

R=20Kn2w （15）

式中：K—与地形地质、药包深度、以及风向和风速关的系数。无风时，取K=1～1.5；顺风且风速大，取K=1.5～2.0；定向或抛掷爆破，正对最小抵抗线方向时，取K=1.5；在丘陵地爆破时，取K=1.5～2.0；

式15也可用于硐室爆破，对于单侧爆破，且W<25 m时，算出的结果较符合实际，而对双侧抛掷爆破、单侧松动爆破、抵抗线较大的药包爆破，以及土中爆破，式15算出的结果偏大。

由于地形高差的影响，飞石落地后会弹跳一段距离∆R。如忽略空气阻力的影响，可按下式计算：

∆R=K[2cos2α(tgα+β)－1] （16）

式中：α—最小抵抗线与水平线的夹角；

β—山坡坡角。

K—系数，试验测定，一般取1～1.5。

四、硐室爆破飞石距离

R=K（1+2H/K S）1/2（17）

对集中装药，K S =120（Q/W3）1/2 （18）

对条形药包，K S =120（L P/W2）1/2 （19）

式中：W—最小抵抗线长度，m；

H—药包与保护点高差，m；

L P—单位长度装药量；

Q—同段起爆的等级装药量，kg；

K S—系数。

五、水压爆破飞石距离

（1）飞石速度（V）

V=[（K1-K2）U·Q/2π·ρ·R2δ1]1/2 ，(m/s) （20）

式中：K1、K2分别第1、第2次水中冲击波能量利用系数，通常采用K1=0.31，K2=0.17～0.19；

U—爆炸功，U=4×105，kg·m/kg（T.N.T）；

Q—总装药量，kg；

ρ—被爆体的密度，素砼为240 kg·S2/m3；

R—爆源中心至被爆体的距离，

δ1—等效壁厚，m。

（2）飞石距离S：

V·（2h/g）1/2≤S

式中：h—碎块飞散落差，m；

g—重力加速度，g=9.81 m/S2

六、预防爆破飞石

A、确保实际最小抵抗W不小于设计值；

B、使W方向避开重点保护目标；

C、加强填塞质量，严格控制单耗药量；

D、爆破部位用竹笆和草袋进行防护;

E、人员撤至安全距离以外。

七、钻孔爆破空气冲击波超压ΔP：

（1）露天钻孔爆破

ΔP=K (Q/3/1R)a，(Pa)

式中：k、α–经验系数和指数，一般台阶爆破，K=1.48，α=1.55；炮孔法破大块，K=0.67，α=1.31。