爆破安全技术与环境保护

14.1爆破振动与塌落振动14.2塌落振动14.3

爆破空气冲击波及噪声14.4

爆破水中冲击波14.5爆破个别飞散物14.6爆破粉尘14.7爆破有害气体14.8爆破对生态环境的保护14.9爆破事故的预防和处理14.1爆破振动与塌落振动爆破地震波的产生及其主要特征爆破地震波的强度预报（衰减规律）爆破地震的破坏判据及安全允许距离爆破震动效应的控制爆破地震 天然地震震源浅 震源深影响范围小 影响范围大持续时间短 持续时间较长频率较高 频率较低发生时间可控 发生时间不可控地震波主要参数的估计范围如下：地面振动位移范围：0.001~2.5厘米地面振动速度范围：0.01~80厘米/秒地面振动加速度范围：0.001~5g频率范围：5~500赫芝地面振动持续时间：0.4~2.0秒（秒差和毫秒微差爆破将依爆破总持续时间确定.）爆破地震波的特征：近距离振动波形简单，一个脉冲，但脉冲时程随药量增加而增长随距离增加，波形趋于复杂化，最大振幅逐渐向后推移存在近似相关性，比例药量（Q1/3/R）爆破地震的衡量标准——质点振动速度理由：质点振动速度与应力成正比，应力与能量和破坏强度有关；以质点振动速度衡量振动强度的规律性较强；质点振动速度与地面运动密切相关；质点振动速度受地面覆盖层类型和厚度的影响小。爆破振动安全判据地震三要素——幅值、频率、持续时间。按照《爆破安全规程》，特别重要的保护物，由专家论证会提出允许标准，并由专门检测单位监测爆破振动。

岩性Kα坚硬岩石50~1501.3~1.5中硬岩石150~2501.5~1.8软岩石250~3501.8~2.0主要修编内容有：1）增加了监测人员资质及监测仪器可靠性的规定。2）在爆破振动安全允许标准中全部引入振动频率，用频率和质点振动速度幅值这两个相共生的参数共同作为对爆破振动的主体，主要增删及修订内容有：①对各类建筑物的安全允许标准中质点振幅值均作了小幅调低，适当提高了要求；②规定了质点振动速度幅值为径向、切向、重直向三个分量中的最大值，振动频率为幅值对应振波的主频率；③新给出了运行中的水电站及发电厂中心控制室设备、水工隧道、交通隧道、矿山巷道、新浇大体积混凝土允许振速对应的频率范围及地下构筑物控制点位置；④新给出了永久性岩石边坡允许振动标准（频率及幅值）及控制点位置；⑤新给出了新浇大体积混凝土（C20）不同龄期、不同频率范围对应的允许振动标准；⑥规定了拆除爆破振动允许标准应同时考虑建筑物坍落触地振动；⑦第一次提出了核电站及受地震惯性力控制的保护对象，允许采用爆破振动加速度作安全判据。某深孔爆破，Q=1T，距50M处砖房一般砖房的安全？（K=100,α=2.0）

一般砖房2.3-2.8cm/s 超过安全标准应采取哪些减震和安全措施？（题库31页熟练掌握第45题）减少爆破地震效应的措施（题库68页高级第33、34题）

14.2塌落振动建筑物爆破拆除塌落造成地面的振动的物理过程是：建筑物所在高度具有的重力势能转变成构件的下落运动或是转动，下落冲击地面造成构件和地面破坏，转变成破坏能；剩余能量在地面传播造成了周围地面的振动。地面的振动波形和能量不是单一脉冲波动的结果。因此以冲量表述塌落振动是不准确的。显然塌落造成的地面振动的大小与其具有的重力势能相关，即与下落构件的质量和所在的高度有关，随传播的距离增加而衰减。14.2塌落振动修改后的塌落振动衰减经验公式：14.2塌落振动14.3

爆破空气冲击波及噪声(1)爆破冲击波的产生及传播(2)爆破冲击波的破坏判据及安全距离(3)降低爆破冲击波的主要措施14.3

爆破空气冲击波及噪声1）露天裸露药包爆破，一次爆破药量<20kgRk=25√Q2)地表爆炸加工∆P=14(Q/R3)+4.3(Q2/3/R2)+1.1(Q1/3/R)3)地下爆破3△P105Pa破坏情况0.050.1～0.20.2～0.30.4～0.50.6～0.7＞0.71.0～2.02.0～3.0门窗玻璃破碎建筑物局部破坏建筑物轻度破坏，墙裂缝建筑物中度破坏，墙大裂缝严重破坏，部分倒塌，钢筋混凝土破坏砖墙倒塌防震钢筋混凝土建筑物破坏钢架桥破坏冲击波超压对人体的伤害

△P105Pa伤害等级伤害情况0.2～0.30.3～0.50.5～1.0>1.0轻微中等严重极严重轻微挫伤听觉器官损伤,中等挫伤,骨折内脏严重挫伤,可能死亡大部死亡爆破冲击波控制与防护1.裸露药包要覆盖2.控制一次起爆药量，空间和时间上分开3.改进装药结构、保证堵塞质量4.精心施工5.不在清晨、傍晚、露天爆破6.巷道内可挡7.水下采用气泡帷幕（题库32页熟练掌握第47题）爆破噪声通常用声压级强度（dB）表示。在声学中，定义： 声压级

式中，P0为相应于人的最低可闻的压力，定为2×10-4dyn/cm2。以180dB声压级为例，可建立dB与工程单位MPa之间的换算，即：当声压等于180dB时P=2×105dyn/cm2因1dyn/cm2≈1×10-7Mpa故180dB≈0.02Mpa即,强度为180dB的噪声，相应的超压或最大压力约为0.02Mpa。联合国世界保健组织（WHO）资料：对人体健康来讲，>120分贝 危险区90—120分贝 为过渡区小于90分贝 安全区

日本有些资料：爆破噪声不应大于125dB，在城市中不应大于90dB。

爆破噪声对玻璃窗的破坏

爆破噪声（dB）相应的爆炸空气击波压力（105pa）破坏现象1690.06玻璃窗开始破坏171～1740.08～0.1大部分玻璃窗出现破坏177～1800.15～0.2大部分玻璃窗木框产生破坏美国矿务局公布的噪声标准等级安全限警戒限最大允许值城市控爆标准噪声标准/dB128128～13613690在城镇拆除爆破及石方控制爆破中，宜采取以下措施减轻噪声污染（题库69页高级第35题）（题库18页基础第91题）14.4

爆破水中冲击波14.5爆破个别飞散物(1)爆破大量堆积范围的预测(2)爆破飞石安全距离的计算(3)爆破个别飞石的控制与防护(4)爆破堆积体产生的涌浪

对于深孔松动爆破，大量堆积范围L一般为L=（5～7）W（m）式中：W为最小抵抗线（m）。对于大量抛掷爆破，水平地面抛掷堆积体最远距离的经验公式是：L=7.5nW（m）Rf=20n2WKf

式中：Rf——碎石飞散对人员的安全距离，m； n——爆破作用指数； W——最小抵抗线，m； Kf——安全系数，一般选用Kf=1～1.5。风大顺风时，抛掷方向正Kf=1.5，山坡下方向Kf=1.5～2。某深孔爆破 W=8米求 n=1.0 n=1.5时 个别飞石安全距离？

某深孔爆破 W=8米求 n=1.0 n=1.5时 个别飞石安全距离？

某峒室爆破 设计W=10m,n=1.0实测 W=8m如药量不变 n增加？个别飞石距离 有何变化？

某峒室爆破 设计W=10m,n=1.0实测 W=8m如药量不变 n增加？个别飞石距离 有何变化？

飞石距离扩大一倍!!!

个别飞石的防护a．直接覆盖防护：在欲爆体上覆盖上柔软、耐撞击、廉价的防护材料，如草袋、编织袋、荆笆（竹笆）废胶带、胶管联、铁丝网、尼龙网等，根据环境情况，可采用草袋一层或多层覆盖，也可多层综合覆盖。覆盖防护应注意：覆盖材料必须牢固可靠、防止滑落；不能影响、破坏起爆网路；分段延时起爆时，防止先爆部位的冲击波掀翻后爆部位的覆盖。b．近体防护：在被爆建筑物附近，设置能遮挡个别飞石的屏障，屏障可用铁或竹木脚手架，在上面挂上草袋（编织袋）、荆笆（竹笆）、胶管联、铁丝网等，高度要大于最上面炮孔至少三倍孔间距。防护排架必须具有能够抵抗压缩空气冲击波的强度。c.保护性防护：对邻近爆源的需要保护的建筑物门窗或其他设施，用防护材料进行架空式遮挡覆盖防护。飞石及其控制（题库17页基础第86题）（题库18页基础第95题）（题库32页熟练掌握第46题）（题库40页中级第21、32题）（题库81页高级第69题）14.6爆破粉尘爆破粉尘的产生露天爆破的尘烟主要来源于穿孔爆破(占35%)、装运(40%)和已沉降在矿区地面的粉尘。爆破后，产生的尘烟扩散到露天爆区的整个空间，然后进入大气流扩散到地表。目测的尘烟扩散时间超过30分钟。扩散的水平距离达12~15km时，上升高度可达1.6km。研究表明，爆破粉尘生成量随矿岩硬度的增高而增加。例如，爆破lm3页岩的粉尘生成量为0.03kg，爆破lm3极坚硬磁铁矿角页岩的粉尘生成量达0.17kg。含水矿岩爆破时其粉尘量减少33%~60%。14.6爆破粉尘爆破粉尘的特点①浓度高。爆破瞬间，每立方厘米空气里含有数十万颗尘粒，以质量计，浓度可达到1500~2000mg/m3；②扩散速度快、分布范围广。③滞留时间长，可以长时间地悬浮于空气中，对环境的污染持续时间较长。④爆破粉尘具有颗粒小、质量轻的特点，粒度多处在0.01～0.10mm之间。⑤吸湿性一般较好，由于爆破粉尘的主要成分为SiO2、黏土和硅酸盐类物质等，亲水性较强，因此采用湿式除尘一般会获得较好的效果。国家卫生标准规定，工作面的粉尘浓度，不应超过2毫克/米3。由于粉尘中含有大量游离二氧化矽，一般可达30～70%，而有时还可能含有砷、铅、汞及放射性元素等有毒粉尘，因此，降低工作面的粉尘浓度，成为石方施工劳动卫生安全保护的重要内容之一。14.6爆破粉尘14.7爆破有害气体中毒程度中毒时间CO浓度毫克/升(按体积计算)%无征兆或有轻微征兆轻微中毒严重中毒致命中毒数小时1小时以内0.5～1小时短时间内0.20.61.65.00.0160.0480.1280.4中毒程度与CO浓度的关系

中毒程度与NO2浓度的关系

NO2浓度%人体中毒反应0.004经过2-4小时还不会引起显著中毒现象0.006短时间内呼吸器官有刺激作用，咳嗽，胸部发痛0.01短时间内对呼吸器官起强烈刺激作用，剧烈咳嗽，声带痉挛性收缩、呕吐，神经系统麻木。0.025短时间内很快死亡。在矿井和地下爆破时应注意预防瓦斯（包括沼气、CO、CO2、H2S等，是矿山有害气体的统称）突出，防止产生瓦斯爆炸事故。在煤矿、钾矿、石油地蜡矿和其他有沼气的矿井中爆破时，应按各种矿山的规定对瓦斯进行监测。预防瓦斯爆炸的措施：1.通风良好，坚持监测，防止瓦斯积累；2.封闭采空区，以防氧气进入和瓦斯溢出；3.按规程进行布孔、装药、填塞、起爆，以防爆破引爆瓦斯；4.采用防爆型电器设施，加强管理，严格控制杂散电流。（题库33页熟练掌握第48题）（题库46页中级第43、44题）

14.8爆破对生态环境的保护1、爆破对岩体破坏区域标准的划分与观测2、爆破对、岩体破坏范围的计算3、减少爆破对岩体破坏的措施4、水中爆破时的生态保护5、爆破与水土保持地表(1)破裂区。指爆炸作用使岩体破碎、抛掷、形成可见漏斗及其四周被拉裂成大块的岩体，破裂区内岩体的整体性完全被破坏。(2)破坏区。岩层被抬动，产生新的裂缝，老裂缝明显张开和错动（相对错动值大于5毫米）。垂直向质点振动速度大于19厘米/秒。(3)轻微破坏区。老裂缝有张开（大于0.1毫米）无错动，更无新的裂缝产生，相应质点振动速度值为13～19厘米/秒。(4)非破坏区。岩体未受破坏，或者原有裂缝有微小张开，其值小于0.1毫米。相应地表质点振动速度值小于13厘米/秒。深部(1)破坏区。用岩芯钻（φ130毫米）钻孔，取不出岩芯或岩芯获得率很低；岩芯被高倾角断裂面切割的很破碎；层面发生严重的张开和错动，孔壁出现明显的高倾角爆破裂缝；做压水检查时，四处冒水不起压，漏水量很大。(2)轻微破坏区。岩芯获得率较低。做压水检查渗漏量增大，和爆前比较，超过压水检查所规定的允许误差范围。弹性波速度明显下降，变化率超过2%。声能吸收系数增大，超过0.5奈培。(3)非破坏区。岩芯获得率大于70%；爆后漏水量、弹性波速和声能吸收系数等与爆前一致或变化很小（未超过各种方法的测量精度）。深孔爆破对岩体破坏的观测研究成果铁道部门φ100mm深孔爆破底部破坏范围约3.5m；表面拉裂范围6-8m，厚约3m；m

水利部门φ170mm深孔爆破底部破坏范围约3.7m；表面拉裂范围13-16m；m涌浪的预防（题库18页基础第92题）精心设计是基础，严谨施工是关键，安全管理是保证设计中应注意的问题1.调查掌握实施爆破的客观条件2.周密设计，合理布药，优化爆破方案和爆破参数3.确定保护对象安全判据，限定一次齐爆药量。4.分散药量，确保准爆5.预估可能出现的爆破事故，确定合理应急预案14.9爆破事故的预防和处理预防雷电引起早爆的措施是：1.雷雨季节宜采用非电起爆法；2.在露天爆区不得不采用电力起爆系统时，应在区内设立避雷针系统；3.在雷雨多发地区和季节，宜将一切通往爆区的导体（如铁轨、金属管道）暂时切断，以防止电流流入爆区；4.如正在装药联线时出现了雷电，应立即停止作业，爆区作好警戒，将全体人员撤离到安全地点；5.对峒室爆破，遇有雷雨时，应立即将各导峒口的引出线端头放入峒口至少2M的悬空位置上。同时将所有人员撤离到安全地区。

早爆及其预防（题库30页熟练掌握第42、43题）（题库40页中级第23、24、25题）（题库76页高级第53题）拒爆及其处理：残爆；半爆；全拒爆由于起爆网路引起的拒爆：整体型拒爆；区域型拒爆；类别型拒爆；随机型拒爆。处理盲炮的规定（题库17页中级第87题）（题库30页熟练掌握第39、40、41题）（题库41页中级第27题）（题库47页中级第49题）

爆破事故应急预案爆破事故大体分为两类：一是爆破效果未达到设计要求造成的险象，如药包拒爆；对露天爆破，边坡坍滑、堆积体超出设计范围，也可能引起交通阻断，设施损坏；对建(构)筑物拆除爆破，可能出现建筑物炸而不倒、残楼断壁等；二是爆破对环境造