某石料厂建筑用石料生态环境恢复治理中爆破作业对周边环境的安全影响

程严玲

（新疆国安建设安全评价中心（有限公司）乌鲁木齐 830000）

1 项目基本情况

某砂岩矿位于乌鲁木齐市西郊的西山，距市中心直线距离约23km，行政区划隶属乌鲁木齐县萨尔达坂乡。矿区东侧1.3km 为红岩水库。矿区中心地理坐标：东经87°19′10″，北纬43°48′11″。矿区至乌鲁木齐市公路运距27km 左右，矿区附近有800m 简易沙石公路，其余为沥青公路，交通方便。矿区位于准噶尔盆地南缘中段，属低山丘陵区，海拔1105-1010m，相对高差95m，原始地貌总体为南高北低的缓倾斜，坡度15～25°。区内基岩大部分裸露地表，区内地表植被较稀疏。

2 恢复治理方案施工内容

1号、2号采场因开采形成的高陡边坡，采用清理危岩、高陡边坡整饰、设立铁丝网围栏隔离及竖警示牌工作方法，边坡整饰面积33536.84m2。对1、2号采场因开采形成的平台首先进行场地平整（削高填低），平整完成后将排土场基坑料用于回填，撒播草籽自然复绿，开采平台治理面积19874.43m2。采坑1利用现有废石进行回填，然后用排土场基坑料进行场地平整，挖高填低、压实回填造坡的治理方案进行治理。现状需回填采坑标高为南坡回填至1055m标高，北坡回填至1053m标高，回填后与自然坡面相协调。

3 爆破方案

根据爆破工程量要求，综合考虑爆区地形、地质、环境条件、设备和技术条件等因素，采用深孔台阶松动爆破法施工。台阶高度为10m。选用Φ 110mm 潜孔钻机1套，实施深孔逐孔微差爆破。

（1）孔径d 和台阶高度H：对于H＞5m 的岩体爆破，开挖方法为潜孔钻深孔爆破法，采用孔径d=110 mm，装2#岩石乳化炸药或者膨化硝铵炸药，下表为6-11m台阶深孔微差爆破装药表。

（2）主爆孔爆破参数：1)超深：深孔爆破超深为1.0m；2)炮孔间距a：工程经验公式：a=（1—2）W1；3)底盘抵抗线W1：按每孔装药条件（巴隆公式）较适合深孔毫秒微差台阶爆破，即2.67-3.02m（式中：q—单位炸药消耗量（kg/m3）；Δτ—装药密度（g/ml），使用2#岩石乳化炸药=1.15g/ml；m—炮孔密系数（即孔距与排距之比），一般m=1.2-1.5）；4)排间距：b=（0.8-1.2）W1，本项目b=3m;a=3m。

表1 深孔逐孔微差爆破装药表

(3)单孔装药量：1）单位耗药量q对于一般次坚硬岩石，深孔逐孔微差台阶爆破经验单位耗药量值初取：q=（0.4-0.5）kg/m3；本项目q=0.50kg/m3；2)主炮孔装药量Q：每孔装药量Q=K×q×a×b×H（式中，K-考虑受前排岩体阻力作用的增加系数，取K=1.1-1.2。计算单孔药量=1.2×3×3×10=108kg。）3)同段起爆药量Q同：最多起爆孔数30 孔，为控制爆破地震效应，进行微差爆破，分5段微差爆破，同段最多爆破孔数6 个，单孔最大装药量108kg，计算同段起爆药量Q同=648kg。

（4）布孔方式：梅花形布孔。见下图。

深孔爆破布孔平面图

深孔爆破布孔立面图

起爆网络图

（5）装药结构：连续装药。

（6）起爆方式：采用数码电子雷管逐孔起爆网路技术。起爆网络图见上图。

（7）填塞：填塞长度严格按装药表中填塞高度执行。填塞物宜用湿性土，用木棍填密实，同时应注意：不使用石块和易燃材料填塞炮孔；不应捣鼓直接接触药包的填塞材料或用填塞材料冲击起爆药包；发现有填塞物卡孔时应及时用非金属杆进行处理；填塞物潮湿、粘性较大或表面冻结时，应采取措施防止大块入孔；填塞水孔时，应采用比重较大的砂石料填充，让水排出孔外，避免产生悬料。

4 爆破飞石、爆破冲击波、爆破震动的计算与防护

爆破飞石：按照《爆破安全规程》表10要求：露天岩土深孔爆破个别飞石对人员的安全允许距离大于200m。对于台阶中深孔爆破，爆破飞石距离采用如下经验公式进行计算。Rf=20n2WKf（式中n：爆破作用指数取n=1；W：最小抵抗线,和孔径有关，孔径Φ＝110mm，W＝3.0m；Kf：安全系数 取Kf=1）。计算结果：Rf=60m。经计算本项目爆破飞石距离为60m，周边不受飞石影响。

爆破空气冲击波：采用深孔微差控制爆破，故爆破冲击波的危害可以不予考虑。

爆破振动：爆破地震有以下特点：1)爆破振动幅值虽大，但衰减很快，破坏范围不大；2)爆破地震地面加速度震动频率较高（约10-20Hz 以上），远超过普通工程结构的自振频率；3)爆破地震持续时间很短。

爆破振动速度V 计算:V＝K(Q1/3/R)α（式中：V：地震波波速,cm/s ；K：地形、地质系数，本项目取K=300；Q：最大同段起爆药量，648kg；R：爆区距观测点的距离，600-800m；α：震动衰减系数取α=1.8,按中等硬度岩石取值）观测点距离600m 时，计算V=0.146 cm/s。观测点距离800m时，计算V=0.087 cm/s。

本次评估重点保护设施中国石油乌鲁木齐输油气分公司西气东输二线KP614#+600 和西气东输三线KP635#+500，管线为连接霍尔果斯果斯口岸通广州、香港，供气线管，国家能源大动脉，供下游5 亿人口使用。管线为X25 螺旋焊缝钢制，管径1219mm，压力15MPa,壁厚11mm。爆破点距离管线直线距离最近的800m。按最高等级的保护对象一般古建筑与古迹防护振动速度0.2-0.3 cm/s 考虑本工程的爆破振动速度。距离800m的振动速度0.087-0.046cm/s＜0.2 cm/s（保护要求速度），爆破振动对管线安全无影响。

为避免爆破震动对周围建筑物产生破坏性影响，在建筑物震动的安全允许距离一定的情况下，则需要控制爆破单响药量，控制爆破规模。爆破振动安全允许最大单响药量计算经验公式如下：Q=（V/K）3/aR3（式中：V-质点振动最大峰值速度，0.2cm/s；a=1.8；R-爆区中心至被保护对象的水平距离R=800m）。根据《爆破安全规程》中爆破振动安全允许标准中描述，一般古建筑及古迹的允许振动速度是0.2cm/s，计算爆破单响药量最大是6362315kg，本次爆破最大药量为108kg。同段最大药量648kg 时，远远小于保护对象允许的同段起爆药量。因此爆破振动对被保护的建筑物无影响。

5 爆破作业安全技术

（1）施工准备：先对即将进行爆破作业的区域进行清理，采用挖掘机或推土机，使其能满足钻孔设备作业的需要。再测量放线，确定钻孔作业的范围、深度。

（2）钻孔作业：在爆破工程技术人员的指导下，严格按照爆破设计进行布孔、钻孔作业。布孔时特别注意确定前排孔抵抗线，防止前排孔抵抗线偏大或过小。偏大，将影响爆破质量，使坡角产生根底，影响铲装；偏小，会造成炮孔抛掷，容易出现爆破事故。在布孔时，还应特别注意孔边距应满足钻机工作时的安全要求，保障钻孔设备和人员的安全。应该严格按照爆破设计中的孔位、孔径、钻孔深度、炮孔倾角进行钻孔。对孔口周围的碎石、杂物进行清理，防止堵塞炮孔。对于孔口周围破碎不稳固段，应进行维护，避免孔口形成喇叭状。钻孔完成后，应对成孔进行验收检查，确定孔内有无积水、积水深度。对不合格的应进行补孔、补钻、清孔，并将检查结果向爆破工程技术人员汇报，准备炸药计划。

（3）装药：装药前对运抵现场的爆破器材验收检查、数量、质量，雷管是否同厂、同批、同牌号雷管。装药前应检查孔内是否有水，积水深度，有无堵塞等，检查合格后方能进行装药作业，并做好装药的原始记录，包括每孔装药量、出现的问题及处理措施。装药应用木制长杆或竹制长杆进行，控制其装药高度，装药过程中如发现堵塞时应停止装药并及时处理，严禁用钻具处理装药堵塞的炮孔。

（4）堵塞：堵塞材料采用钻孔的石渣、粘土、岩粉等进行堵塞，堵塞长度严格按照爆破设计进行，不得自行增加药量或改变堵塞长度，如需调整，应征得现场技术人员和监理工程师的同意并作好变更记录，堵塞时应防止堵塞悬空，保证堵塞材料的密实，不得将导线拉得过紧，防止被砸断、破损。

（5）爆破网路敷设：装药、堵塞完成后，严格按照爆破设计进行网路连接，防止漏接、错接。

（6）爆破防护：网路连接完成并检查合格后，方能按照爆破设计中的防护范围、防护措施进行防护，防护时不得破坏网路，确认爆破防护到位后，作业人员撤离爆区。

（7）设置警戒、起爆:严格按照爆破设计的警戒范围布置安全警戒。警戒时，警戒人员从爆区由里向外清场，所有与爆破无关的人员、设备撤离到安全地点并警戒。确认人员设备全部撤离危险区，具备安全起爆条件时，爆破工作领导人才能发出起爆信号，充好电以后，进行起爆。爆破后，严格按照规定的等待时间，检查人员进入爆区进行检查，确认安全后，方准发出解除警戒信号。

（8）爆破检查、总结:每次爆破完成后，必须按照规定的等待时间进入爆破地点检查有无盲炮和其它不安全因素。如果发现有危石、盲炮等现象，应及时处理，未处理前应在现场设立危险警戒或标志。

爆破结束后，爆破员应认真填写爆破记录，爆破工程技术人员应进行爆破总结：设计合不合理，并进行爆破安全分析，提出施工中的不安全因素和隐患以及防范办法，提出改善施工工艺的措施；对照监测报告和爆后安全调查，分析各种有害效应的危害程度及保护物的安全状况，如实反映出现的事故，处理方法及处理结果，总结经验和教训。爆破记录和爆破总结应整理归档。

6 结论

（1）爆破作业采用深孔爆破，钻孔孔径110m，钻孔最大深度10m。本次爆破单孔最大装药量108kg。同段起爆药量最大648kg。

（2）爆破参数：孔距3m，排距3.0m,最小抵抗线3.0m,炮孔填塞长度不小于3.0m。填塞物利用钻孔时产生的粉岩或细砂，保证填塞密实。

（3）保护对象中国石油乌鲁木齐输油气分公司西气东输二线KP614#+600 和西气东输三线KP635#+500，距离爆破作业区最小距离800m,计算的爆破振动速度0.087cm/s。爆破作业产生的振动对保护对象无影响。

（4）按以上参数进行的爆破作业对保护对象是安全的。