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1、工程爆破理论与技术系列培训之工程爆破理论与技术系列培训之工程爆破安全技术与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、外来电流的危害与预防 2、工程爆破的地震效应、工程爆破的地震效应 3、工程爆破的冲击波、工程爆破的冲击波 4、工程爆破的飞散物、工程爆破的飞散物 5、工程爆破的有害气体、工程爆破的有害气体 6、工程爆破的环境保护、工程爆破的环境保护 7、爆破事故的预防与应急预案、爆破事故的预防与应急预案一、外来电流的危害与预防一、外来电流的危害与预防雷电雷电直接雷击直接雷击静电感应静电感应电磁感应电磁感应雷电的能量：雷电的能量：（天（天-地）间放电，不连续电，每次三至地）间放
2、电，不连续电，每次三至四次放电，最多可几十次，放电的形式脉冲放四次放电，最多可几十次，放电的形式脉冲放电。电。A平均能量平均能量2亿至亿至200亿焦耳；亿焦耳；B平均每厘米感应电压平均每厘米感应电压2万伏；万伏；C温度高达温度高达3万度：万度：雷电的静电感应使爆破网路感应出与雷电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、及和网路相接触的大地放电，电荷在网路中、及和网路相接触的大地放电，引爆起爆雷管；静电感应电压：引爆起爆雷管；静电感应电压：10至至100万万伏。伏。雷电的放电变化引起极大的电磁场，闭雷电的放
3、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。磁感应电流是引起误爆。预防雷电危害的措施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；：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；：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：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。：在雷管、炸药加工区采取避雷措施。静电静电人体人体静电静电粉体静电粉体静电其它静电其它静电 人体静电人体静电人体是一种电流的载体、人体的服装、人人体是一种电流的载体、人体的服
4、装、人体靠近的导体，在人的运动过程中，不同体靠近的导体，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。爆破网路与人身静电的释放就会引爆雷管。A：穿塑料凉鞋在绝缘地面行走可产生几：穿塑料凉鞋在绝缘地面行走可产生几千伏千伏 的静电；的静电；B：穿脱化纤的服装可产生数十千伏的：穿脱化纤的服装可产生数十千伏的 静电；静电；粉体的静电粉体的静电粉体的流动与传输必然产生大量的电，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释放，故
5、在进行爆破网路安装与连接过程中，容易产生早爆现象。程中，容易产生早爆现象。A：粉状体流动必然产生静电、静电释粉状体流动必然产生静电、静电释放必然产生火花或电流；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：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。装药过程中，不要采用电爆网路。感应电感应电交变感应电交变感应电射频射频感应电感应电其它感应电其它感应电交变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。线路、接地钢轨的附
6、近空间磁场变化。电爆破网路是一个闭合的环路线圈，闭合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，导线圈的运动、和通电主体的相对位置，导致感应电流的生成。致感应电流的生成。射频感应电流射频感应电流射频电磁场的存在：如广播电台、电视发射频电磁场的存在：如广播电台、电视发射台、中继站、转播台、雷达发射台及各射台、中继站、转播台、雷达发射台及各类通讯设施的附近空间。类通讯设施的附近空间。电起爆闭合网路相当于接受天线。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、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、感应电流大；短波虽然
7、功率大但天线高、频率高且衰减快，感应电流想对小。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。据实验可以非常近。据实验0.1w的发报机距电雷的发报机距电雷管管2.2m以外才安全。以外才安全。防止早爆和误爆的安全措施防止早爆和误爆的安全措施1、调查爆区附近的外部电源；、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、采用电引火头代替电雷管或采用非电雷管；管；3、手持式或其它移动通讯设备关闭、手持式或其它移动通讯设备关闭(远离）；远离）；4、爆破网路线减少闭合面积；、爆破网路线减少闭合面积；5、网路和雷管的的导线
8、不能接触天线，一、网路和雷管的的导线不能接触天线，一端不能接地。端不能接地。杂散电流杂散电流动力设备接地动力设备接地漏电漏电电化学电化学 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、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
9、的震级和烈度、地震的震级和烈度2、爆破地震波、爆破地震波3、爆破震动的安全判距与安全允许距离、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、爆破振动效应的控制二、工程爆破地震效应二、工程爆破地震效应（一）地震的震级与烈度（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
10、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。烈度 主要标志1人无感觉，仪器记录到2个别静止的人感觉到3室内静止的个别人感觉到震动，悬挂物轻摇。4室内大多数和室外少数人有感觉，门、窗、板、器皿有作响5室内外大多数人有感觉，不稳定的物体反倒，墙上粉灰落、微裂6民房损坏、个别倾倒、湿松土裂缝、山区偶滑坡7民房大多数损坏、高耸建筑损坏、井水和泉水有变化8坚固房屋有损坏，高耸建筑倾倒，地裂缝10cm，泥石流发生、人畜伤亡。9民房大多数倒，坚固房屋许多损坏、少数倒。10坚固房屋大多数倒，裂缝长达几公里。11房屋普遍坏，大规模崩滑，地表出现大垂直和水平裂缝
11、，地下水剧烈变化。12广大地区的地形、地表水系及地下水剧烈变化。动植物遭毁灭。（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、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、
12、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。比较指标爆破地震效应天然地震效应破坏能力幅值大、衰减快、破坏小幅值小、衰减慢、破坏大加速度振动频率1020Hz大于结构自振频率25Hz接近结构自振频率持续时间万吨1秒左右1040秒（三）爆破地震的安全判据（三）爆破地震的安全判据 和安全许用距离和安全许用距离1、爆破地震的衡量标准爆破振动强度的概念：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
13、。爆破安全规程规定了许用范围。2、爆破震动的安全判据、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、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、爆破振动安全距离的计算A 单个集中药包爆破安全距离
14、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、爆破冲击波三、爆破冲击波1、爆破冲击波的产生与传播 pmpot+空
15、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PO t1 t2 t3 t4rt1t2t3t4p0几点说明几点说明1、冲击波在空气传播波面压力、速度急、冲击波在空气传播波面压力、速度急 剧下降；剧下降；正压区随时间增加不断拉长。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；、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。、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、冲击波在水中，
16、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，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。无明显压缩区和负压区。2、冲击波的安全判据 与安全许用距离（1）露天裸漏爆破，一次爆破药量不大于）露天裸漏爆破，一次爆破药量不大于20kg时：时：R=25Q1/3R空气冲击波对掩体内的人员的最小距离，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）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。对象所承受空气冲击波的增压值。平坦地形时：平坦地
17、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
18、、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0.5
19、0.8。2、飞石向下滚落的距离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。爆破类型和方法个别飞散物最小安全距离 露天岩土爆破破碎大块岩矿裸露药包浅孔爆破400300浅孔爆破200浅孔药壶爆破300蛇穴爆破300深孔爆破按设计，但不小于200深孔药壶爆破按设计，但不小于300浅孔孔底扩壶50硐室爆破按设计，但不小于300 （三）控制与防护（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、堵塞的方法与
20、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；0.0
21、02%时感觉器官痛；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。有害气体名称 CONn om SO2H2SNH3Rn允许浓度按体积按质量0.0024300.0002550.0005150.00066100.004303700Bq/m3 3、预防措施、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）
22、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。