工程爆破中的危险因素分析

黄 昊，蔺照东

（中北大学化工与环境学院，山西 太原 030051）

0 引 言

随着我国基础建设的蓬勃发展，爆破拆除技术在当今社会经济和城市发展方面的作用越来越突出。工程爆破与人工、机械拆除方法相比具有很大的优越性，拆除速度快、省时、省力、安全可靠，特别是对高耸建筑物更具有不可取代的优点，它可以变高空作业为地面机械破碎，大大减轻了劳动强度。但爆体结构及周边环境的复杂化，使施工复杂性越来越大，各类安全隐患防不胜防，严重影响着工程的施工成功率，给爆破拆除行业的发展带来了诸多不利。所有这些因素都使工程爆破面临着更严峻的挑战，因此，对工程爆破的不安全因素进行分析，采取相应措施以避免事故发生具有较高的现实价值。

1 爆破安全评价

爆破工程安全评价是在爆破工程施工以前，对爆破工程中潜在的危险和有害因素进行辨识，分析引起爆破事故的技术和管理状况，论证安全技术措施的合理性，避免选用不安全的施工工艺和危险的材料，提出降低或消除危险的有效方法。对潜在的危险、有害因素进行定性和定量的分析，建立使系统安全的最优方案，实现爆破工程本质安全化。

爆破工程安全评价作为爆破安全管理的一项重要措施，可以有效地降低爆破工程中的各种危险和有害因素，减少爆破事故的发生。

2 爆破过程中危险因素的分析及预防措施

2.1 人的不安全行为

在安全系统中，主要因素是人，因为一切事故的根源几乎都可追溯到人。人的失误包括能预见而未采取措施的失误或还未认识而造成的失误。人员的管理应该是实现安全爆破的首要考虑因素。

爆破工程使用的材料本来就是危险品，存在极大的不安全因素，当人员在管理、使用过程中未按照安全规定进行操作，稍有疏忽就有可能引起事故的发生。在工程爆破中，人的不安全行为表现在爆破设计失误、工程施工管理不当及个人专业素质不足等。

针对人的不安全行为，要首先加强人员的安全意识，树立“安全第一，预防为主”的思想；其次要注重人员的技能培训与教育，保证在爆破施工过程中的正确安全操作。

2.2 爆破振动

炸药在岩石中爆炸时，随传播距离的增加，应力波迅速衰减，不能引起岩石的破裂，只能引起岩石质点产生弹性振动，以弹性波的形式向外传播，造成地面震动，会引起爆源附近的地面及地面上的物体摇晃、损坏等，形成严重的爆破危害。

爆破地震的特点是振动幅值大，衰减快，振动频率高，持续时间短，能量有限。为避免爆破振动对周围建筑物产生破坏性的影响，必须计算爆破振动的危险半径，如果位于危险半径以内，那么需要将建筑物拆迁；如果建筑物不允许拆迁，则需要减少一次爆破的装药量，控制一次爆破的规模。

为确保爆区周围人和物的安全及减小振动对周围建筑物的影响，可采取以下减震措施：1）采用多段微差起爆，因为在药量一定的情况下分段越多，爆破振动越小。2）合理选取爆破参数和单位炸药消耗量。单位炸药消耗量过高会增大爆破振动和空气冲击波，过低则会延迟和减小从自由面反射回来的拉伸效应，使爆破振动增大。3）限制一次爆破时的最大用药量，选用低威力、低爆速的炸药，改变装药结构，采用不耦合装药，利用飞散爆破减振。4）推广预裂爆破，增加地震波的反射，减少对被保护物的地震波影响。进行预裂爆破时，应分段延期起爆，同时尽量减少各分段同时起爆的炮孔数，减少预裂爆破造成的振动。5）在露天深孔爆破中，防止采用过大的超深，以减少爆破振动。6）调整爆破传爆方向，以改变与被保护物的方位关系，适当控制被保护物处的振动大小[1]。

2.3 爆炸冲击波

炸药爆炸时，在有限的空气中会迅速释放出大量的能量，导致爆炸气体产物的压力和温度局部升高，高压气体生成物迅速膨胀的同时，急剧冲击药包周围的空气，空气中压力陡然上升，形成以超声速传播的空气冲击波，在波的传播过程中，空气冲击波逐渐衰减，最终变成声波。空气冲击波具有比自由空气更高的压力，常常会造成爆区附近建筑的破坏、人类器官的损伤和心理反应。

为确保人员与建筑等的安全，必须对空气冲击波加以控制，减小爆炸空气冲击波的破坏作用，可以从两方面采取有效措施：一个是防止产生强烈的空气冲击波；另一个是利用各种条件来削弱已经产生的空气冲击波。

空气冲击波的强度与炸药爆炸时能量的利用率有关，提高爆炸能量的利用率，减少形成空气冲击波的能量，就能最大限度地降低空气冲击波的强度。

2.4 爆破飞石

在工程爆破中，特别是在露天进行抛掷爆破或用裸露药包进行大块破碎时，个别岩块可能会飞散的很远，其飞行方向与抛掷距离难以预测，常常会造成人员等生物的伤亡及建筑物的破坏[2]。

防止飞石产生的措施有，在爆破工程中，要根据爆破条件，合理确定单位炸药消耗量和爆破参数，采用不耦合装药和反向起爆，同时报做好炮孔的堵塞工作，严防堵塞物中夹杂碎石，保证炮孔的堵塞长度和质量。

另外，为了防止飞石对人物的破坏，可以采取一些防护措施，如在爆破体上进行覆盖防护，以降低飞石速度、减小飞石高度和飞散的距离，或者对被保护对象采取严密的覆盖，以防飞石破坏。

2.5 爆破有毒气体

炸药爆炸不完全或炸药为非零氧平衡时，会生成一定的CO和NOx。有些矿石也可与爆炸产物发生化学作用，生成有毒气体，如含硫矿石可生成H2S、SO2。当人员吸入这些有毒气体时，轻则中毒，重则死亡[3,4]。

对爆破毒气的防治的措施有：完善炸药配方，采用零氧平衡炸药，降低炸药爆炸时生成的有毒气体；加强炸药的质量管理，不使用过期变质炸药；采用最记得起爆能量，保证炸药反应完全达到稳定爆轰，减少毒气生成等。

3 工程爆破中的事故举例

1）2001年11月16日，西宁西关街四号商住楼在一声巨响过后，并没有倒下，只是做过预处理的底层支柱受到了较为严重的破坏。19日，又加大药量，进行二次爆破，但楼房坐落1层后仍没有倒下，反而成了向北倾斜近20°的“斜楼”。

此次事故的原因在于承办公司是三级爆破企业，超越资质进行爆破，并且在未对该楼建筑结构进行分析研究、爆破方案严重失误的情况下进行爆破。

2）2001年10月30日，被称为“西南第一爆”的云南宣威电厂120 m烟囱在爆破倒塌后落地反弹，飞石砸向200 m外的密集人群，造成1人死亡，数十人受伤。

此次事故的原因是卫队爆破飞石的影响进行防护，但主要原因还是在于人的不安全行为，此次爆破未设置足够的安全距离、大多数人员未采取安全措施、安全意识淡薄。

4 结束语

根据系统安全理论，任何微小的环节也可能会引起整个系统的瘫痪。在爆破中，偶然的失误，就可能会带来人员伤亡及财产损失，因此一定要加强对工程爆破的安全管理，在工程爆破前要充分考虑到各种危险性因素，并做好安全防护措施，以保证爆破工作能精确安全的进行。

[1] 颜事龙,胡坤伦.现代工程爆破理论与技术[M].徐州:中国矿业大学出版社,2007.

[2] 秦清风，马红茂.城市控制爆破的安全管理[J].机械管理开发,2007（12）:106-107.

[3] 钟冬望,林大泽,肖绍清.爆炸安全技术[M].武汉:武汉工业大学出版社,1992.

[4] 冯叔瑜,顾毅成.安全:爆破工程永恒的主题[J].爆破，2002（3）:1-4.