不规则临空面对爆破飞石影响分析及控制措施

和铁柱，陶铁军，赵明生

(贵州新联爆破工程集团有限公司， 贵州 贵阳 550002)

不规则临空面对爆破飞石影响分析及控制措施

和铁柱，陶铁军，赵明生

(贵州新联爆破工程集团有限公司， 贵州 贵阳 550002)

不规则临空面会对爆破效果产生重大影响，是造成爆破飞石的一个重要因素。通过分析5种典型的不规则临空面，认为不规则临空面改变了最小抵抗线方向并且导致炸药能量有效作用范围发生改变，造成岩体局部炸药单耗过高，最终造成爆破飞石的产生。通过对岩体的认真观察和分析，掌握地形特点，合理布孔钻孔，运用灵活的装药技术，调整炸药用量，可以有效地避免爆破飞石的产生。

不规则临空面；爆破飞石；装药结构

爆破飞石是一种常见的爆破有害效应，目前对爆破飞石的研究很多且内容比较深入，主要研究了爆破飞石产生的原因以及针对爆破飞石的一些控制措施[1-7]。但在实际爆破作业过程中，爆破飞石及其造成的事故依旧经常发生，是工程爆破中危害最大的有害效应之一[3-9]。爆破飞石产生的根本原因，是岩体整体或者局部炸药单耗过大。而造成岩体整体或者局部炸药单耗过大的原因，除了人为因素外，还与不规则的临空面造成的最小抵抗线改变并导致炸药能量有效作用范围发生改变有关[7-10]。不同形状的临空面对爆破的影响不同，忽视不规则的临空面所造成的影响，不采取相应的控制措施，就无法避免爆破飞石的产生。

1 不规则临空面的类型

根据不同的形状可以将不规则的临空面分为多种，而岩土爆破工程中典型的、具有代表性的不规则临空面主要有以下5种(见图1)。

(1) 顶部临空面凹陷型。此类临空面较常见，在揭盖山过程中或者台阶不平整时通常可以遇到这类临空面。如果凹陷不是很深通常不会引起注意，一旦凹陷深度改变最小抵抗线距离，则可能在顶部产生爆破飞石。

(2) 侧面临空面顶部矩形缺陷型。这类临空面较常见，由于地形因素，钻孔时距侧面临空面不能太近又不能太远，孔位不好选择，所以就会产生这种类型的临空面。

(3) 侧面临空面顶部三角形缺陷型。这类临空面非常多见，由于地形因素，钻孔时考虑的最小抵抗线、孔距等因素不易避开。

(4) 侧面临空面中部凹陷型。这类临空面不常见，但容易发生事故。因为这类临空面较容易被忽视且不容易控制，操作人员不够谨慎、细心就容易产生爆破飞石。

(5) 侧面临空面底部凹陷型。这类临空面也不常见，情况与第四类临空面相似，但这种临空面可以通过钻孔控制，避免发生事故。

图1 5种典型的不规则临空面

2 不规则临空面造成爆破飞石的原因

不规则临空面与规则的临空面相比，对爆破的影响主要有以下两点：

(1) 改变最小抵抗线方向。由于不规则的临空面凸凹不平，凹进去的部位距药包的距离可能小于最小抵抗线的距离(见图2)，那么爆破时，由于炸药能量大量向薄弱的地方释放，破碎的岩体就会向凹进去部位的临空面方向移动，如果在操作过程中不能合理装药，就可能会造成爆破飞石。

图2 不规则临空面改变最小抵抗线方向

(2) 改变了炸药有效作用范围，造成岩体局部单耗过高。最小抵抗线方向改变，且炸药有效作用范围缩小，根据炸药能量的微分原理[10]，岩体局部炸药单耗过高，那么炮孔的堵塞长度则相对不够，爆炸能量大量从岩体薄弱的地方释放，所以容易造成爆破飞石事故。忽略不规则临空面的影响，按标准地形条件下正常装药，则岩体局部单耗增高(见图3)。

图3 岩体局部单耗增高

3 不规则临空面下的飞石控制措施

(1) 掌握地形条件。认真观察地形地貌，掌握岩体的地形地貌及结构特点，分析地形地质因素对爆破是否产生影响以及应采取的措施。观察、分析地形地质条件是进行爆破作业的基础工作，是正确设置爆破技术参数的重要依据。

(2) 合理布孔钻孔。布孔的位置、钻孔的深度和角度对爆破的效果产生重要影响，合理布孔和钻孔是避免不规则临空面造成爆破飞石的有效措施。例如布孔时远离不规则临空面或者调整孔深和角度避免不规则临空面的影响，见图4(f)。

(3) 优化装药技术。在钻孔完成且不方便补孔的前提下，可以通过控制单孔装药量、调整装药结构来达到良好的爆破效果。为了保证安全，避免飞石的产生，必须要确保足够长的有效填塞长度，保证有合适的抵抗线长度(见图4)。

图4 调整装药技术

4 结 论

爆破飞石是完全可以避免的。只要爆破作业人员认真观察地形地貌、仔细分析地形对爆破造成的影响，合理布孔钻孔，优化装药技术，调整炸药用量，即便在不规则的地形条件下，也能避免爆破飞石的产生，从而取得安全、经济的爆破效果。

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2016-09-28)

和铁柱(1985-)，男，硕士，主要从事爆破工程及安全技术研究，Email：602574716@qq.com。