露天深孔爆破中盲炮的产生及处理

露天深孔爆破中盲炮的产生及处理

1残药爆破的危害目前，户外爆炸工程主要采用深孔层爆炸。在爆破施工过程中,由于多种原因会产生盲炮。盲炮可分成3种形式:雷管和炸药均未爆炸;雷管爆炸,炸药未被引爆;雷管爆炸,炸药未完全引爆。盲炮对爆破效果产生的影响包括产生大块率,降低机械挖运效率,增加二次爆破工程量和延误工期等。盲炮一般不易被发现,盲炮中残留的炸药(残药)一旦被引爆可能造成伤亡事故,增加了安全隐患。若其随土石方移动,影响的范围将会扩大,如果不慎落到不法分子手中,会对公共安全造成不可估量的威胁。能够引起残药爆炸的起爆能有2种:(1)机械能。挖运及钻孔作业可能会引爆残药,造成人员伤亡、机械损坏。以2#岩石硝铵炸药为例分析在冲击作用下起爆可能性的实验表明,在冲击功为24.7J的条件下,0.05kg的2#岩石硝铵炸药在25次平行实验中发生爆炸的概率为32%~40%。据统计,挖掘机和凿岩机的冲击功一般在60J以上,远大于24.7J,因此挖掘机和凿岩机冲击炸药引起爆炸的可能性也远大于32%~40%。另外,炸药的物理状态与晶体形态、装药密度、装药结晶的大小、温度、惰性杂质的掺入有关。残药中可能掺入部分岩屑,当硬度较高的惰性杂质掺入后,炸药的机械感度可能会增高,从而增加残药爆炸的可能性。(2)爆炸能。如果在新一轮的爆破作业中,新钻炮孔和残药位置相近或相通,当达到殉爆距离起爆后,残药可能被引爆,会改变最小抵抗线并造成局部装药量增大,从而有可能造成飞石和爆破振动超出设计要求。综上所述,露天深孔爆破工程中盲炮产生的原因、处理方法及预防措施的研究对实现安全生产具有重要意义。2盲射击的原因2.1炮点爆破过程中断爆破工程中所用的爆破器材质量不合格会直接导致出现拒爆现象,产生盲炮。炸材质量不合格主要体现在[8,9,10,11,12,13,14]:(1)炸药直径小于临界直径,导致传爆过程中断;(2)炸药变质,如炸药已过保质期,炸药在储存、运输过程中受潮或在孔内受潮,使其爆破性能发生改变,不能被雷管引爆或使传爆过程中断;(3)雷管的起爆能不足以引爆药包;(4)导爆管雷管延时不精确。另外,使用不同厂家或不同批次的爆破器材也可能导致盲炮产生。2.2爆破路网中断爆破过程中往往由于爆破网路遭到损坏导致传爆过程中断而产生盲炮,爆破网路受损的原因很多[15,16,17,18,19,20,21],包括:(1)爆破施工过程中,导爆管或雷管由于受到重物挤压、锋利岩石的切割、人为破坏等而损坏,不能引爆孔内炸药或导致爆破网路中断;(2)在深孔爆破中,一般采用延时爆破,孔内一般采用段别高、延时时间长的导爆管雷管,孔外一般采用段别低、延时时间短的导爆管雷管做接力管。孔内外导爆管雷管段别选择错误,可能会出现先爆孔引起的爆炸应力波先于导爆管传播到后排炮孔,产生的飞石可将爆破网路切断或拉断,导致后面的炮孔拒爆而形成盲炮;(3)在爆破网路连接过程中出现错连、漏连、连接质量差,未采取防止雷管射流和飞片击伤导爆管的措施,从而导致爆破网路受到破坏而造成大面积拒爆产生盲炮;(4)当存在2个或多个爆破区域时,由于没有协调好相互间的起爆顺序和起爆时间,导致先起爆区域产生的飞石破坏其他爆破区域的爆破网路。2.3信息出现堵孔装药结构直接影响着炸药的传播状态,装药结构不合理可能会引起炸药传爆过程的中断而产生盲炮,主要体现在:(1)装药结构设计不合理,在轴向不耦合装药结构的设计中,不耦合系数过大,导致装药间距超出殉爆距离。(2)在装药时发生堵孔,导致装药结构发生变化,使装药之间出现过大间距,超出殉爆距离。出现堵孔的原因主要有:(1)在水孔中,由于炸药在水中下降速度比较慢,装药过快易造成堵孔;水孔内水面因装药上升,将孔壁松石冲到孔中间造成堵孔。(2)炸药块度太大,在孔内卡住后未能到达设计位置。(3)装药时将炮孔口部浮石带入孔内或将孔内浮石带到中间造成堵孔。(4)部分炸药被卡在孔内某一位置,未到达设计的装药处,继续装药造成堵孔。(3)装药时捣实过度导致炸药性能改变,也可能使传爆过程中断。(4)在同一个炮孔内使用爆速相差较大的炸药,会使炸药的传爆过程不稳定,易造成传爆过程中断。2.4岩石夹制作用由于沟槽效应的存在,爆轰波在传播过程中要克服岩石的夹制作用,尤其是正向起爆的爆轰波在传播过程中受到更大的岩石夹制作用,爆轰波能量会衰减,当衰减到一定程度时,将不能完全引爆孔内炸药,从而引起盲炮。2.5前后排药包区域内局部拒爆当岩体中存在较发育的结构面且岩性较软时,如风化岩中常发育泥化夹层面,先引爆的前排药包对后排岩体产生强烈扰动,易使周边岩体沿断裂面发生较大位移,导致炮孔错位。若前后排药包延时时间间隔较大,会导致后排柱状药包在雷管起爆前被错断而中断局部药柱的传爆,发生局部拒爆现象,如图1所示。另外,在裂隙十分发育带打孔可能会产生乱膛,或当爆破区域内存在溶洞时,炸药可能进入到乱膛处或溶洞内,未被传爆而产生盲炮,如图2所示。2.6爆破过程中孔的传播自然形成和爆破作用形成的裂缝对盲炮的产生有着一定影响。研究表明,最先起爆的炮孔产生的作用力通过裂缝传播到位于同一裂缝中其他炮孔的传播速度为219~475m/s。假设台阶爆破的炮孔排距为3m,该作用力以最小速度219m/s传播,则传至后排炮孔的时间为13.7ms。而毫秒延时爆破网路中孔与孔之间的延时一般大于等于25ms,即表明该作用力在裂缝的传播下,在后排炮孔尚未起爆前便已到达。如果先起爆炮孔产生的作用力足够大,就可能使处于同一裂缝中的相邻炮孔在裂缝处的炸药压缩,密度增大,从而导致盲炮。3炮孔起爆及时处理盲炮一般不宜被发现,要仔细检查。如果在爆破过程中出现飞石、填塞物抛出等现象,表明可能产生了盲炮。爆破后进入爆区进行检查,如果发现爆堆的宽度比预计的小、后冲异常、爆堆的峰谷异常、爆堆偏向抛空一侧、爆堆上部及里面有大块等,则可能产生盲炮。电子雷管的逐步推广为盲炮识别提供了新思路,电子雷管延时精确,可分析网路的设计延时与炮孔实际的起爆时间是否对应,判断是否产生盲炮。炮孔实际起爆时间由测量爆破振动波确定。在实际工程中,发现盲炮后要及时处理。处理步骤如下:(1)检查爆破网路是否破坏。(2)测量最小抵抗线是否变化。(3)在爆破网路完整,最小抵抗线未改变的情况下,可以选择重新连接起爆;爆破网路完整,最小抵抗线发生变化的情况下,要验算安全距离,并加大警戒范围后再连接起爆。(4)爆破网路受到破坏,无法重新连接起爆时,一般采用诱爆法、打平行孔法(平行孔与盲炮的距离不小于10倍的炮孔直径)、用水冲洗法(用于非抗水炸药)和高压气流排除法来处理盲炮。如果盲炮不能重新起爆,推荐使用高压气流排除法,该方法操作简单、可行性强、安全可靠。如不能及时处理或未处理完毕,应对盲炮的数量、炮孔方向、装药数量、起爆药包的位置、处理方法及处理意见进行记录,并安排专人看守,在下一个工作日及时处理,或者现场交接清楚,由下一班继续处理。盲炮的处理应由爆破工程技术人员提出方案,经单位主要负责人批准后,由经验丰富的爆破员进行作业。4预防措施盲炮是露天深孔爆破施工中不能忽视的安全隐患,必须采取相应措施来防止其产生及引爆。4.1复合式爆破工艺(1)检查炸材质量装药前,要仔细检查炸药是否过期、是否受潮等,检查导爆管雷管管壳是否变形或有明显损坏,检查导爆管是否有穿孔,以确保使用的炸材质量合格。(2)确保爆破网路质量装药时一定要检查所用雷管的段别是否正确,孔内一般采用高段别雷管;在装药、填塞等工序交叉作业时,不要用脚踩导爆管或在导爆管上放置重物,以免损坏导爆管影响爆破网路的传播;连网时将导爆管沿雷管径向用胶布等均匀地捆扎在雷管管体的主装药部位。为了防止雷管射流和飞片对导爆管的伤害,尽量将导爆管分开,且捆扎不少于5层。在重要的工程中,可以采用复式网路或交叉复式网路来提高网路的可靠度,在同一网络中应使用同一厂、同一批次的雷管。(3)规范装药操作[7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27]装药前先清除炮孔口部的浮石,用炮棍洗孔。在装成品乳化炸药时,等前一节炸药到位后,再装入下一节炸药。在装有水炮孔时一定要用炮棍把炸药送到底部后,再装入下一节炸药,防止出现堵孔。如果出现堵孔一定要进行处理。当起爆药包未装入炮孔前,可采用木质炮棍捅透装药,疏通炮孔;起爆药包已装入炮孔后,严禁用力直接捅压起爆药包,由现场爆破技术人员提出处理办法。在岩溶地区或岩体节理(裂隙)发育地区进行爆破作业,装药时一定要注意,如果装药时发现装药长度比正常短,应考虑是否遇到了溶洞或裂隙。(4)选择合理的起爆方式和起爆顺序露天深孔爆破一般推荐采用反向起爆,不仅可以有效避免传爆不完全的现象,也可改善爆破效果,降低大块率。当炮孔较深、装药长度较大时,为了提高爆破质量和爆破网路的可靠度,可考虑采用多点起爆。在爆破网路连接时,要注意观察爆破区域的地形,一般应从地势低的地方起爆,以避免高处先起爆产生的爆堆和飞石破坏低处的爆破网路;如存在2个或多个爆区,应根据爆区之间的位置关系来确定起爆顺序,避免飞石对爆破网路的破坏。(5)使用电子雷管工程爆破逐步向精细化、科学化、数字化的方向发展。电子雷管具有精度高和延时时间可灵活设定的特点,使用电子雷管可大幅提高爆破网路的可靠性,从而降低盲炮产生的概率。4.2加强现场管理(1)安全教育和安全培训人是造成露天深孔爆破工程中产生盲炮的重要因素。为了使人为因素的影响降到最低,应当对安全管理的各级领导和现场有可能接触到盲炮的工作人员进行全面的安全教育,从思想上认识到盲炮的危害,消除侥幸心理,根据人员的具体分工进行有针对性的培训,并对安全教育和安全培训的效果进行定期考核。通过培训,使技术员了解盲炮产生的原因,掌握盲炮的预防措施及盲炮的识别和处理技术,推广新材料、新技术,不因成本低、操作简单而继续使用已经淘汰或即将淘汰的材料和技术;使钻机和挖掘机司机消除侥幸心理,在开钻或挖运前认真检查新的工作面内是否有残孔、残药,一旦发现应及时做出标记并通知现场管理人员。(2)加强施工现场管理根据工程的具体情况,建立健全管理制度。要求现场爆破技术人员在爆破施工前,一定要了解爆区的地质条件、周边环境等,再确定切实可行的爆破方案,并对作业人员进行技术交底;在爆破施工过程中,安全员要履行自身职责,认真工作,发现违章指挥、违章操作应及时制止,并根据规定进行教育及处罚。在起爆前对爆破网路进行检查,不仅检查是否存在错连、漏连现象,更要检查孔内外雷管段别是否使用错误,特别注意禁止在夜间施工;在爆