T/CSEB 0011—2020《露天爆破工程技术设计规范》团体标准解读

2024-04-11 13:49刘健修
中国标准化 2024年7期

摘 要:为进一步规范露天爆破工程技术设计内容与要求、统一露天爆破设计程序与格式、提升露天爆破设计水平与质量、推动露天爆破技术进步与安全发展,中国爆破行业协会提出开展团体标准T/CSEB 0011—2020《露天爆破工程技术设计规范》的制定任务,目前该标准已制定完成,于2020年12月发布,并于2021年3月正式实施。本文介绍了标准制定的背景和意义,对标准的内容与技术考虑做了解读,以更好地用于指导露天爆破工程设计施工,助推标准的贯彻落实。

关键词:露天爆破,爆破设计,团体标准,标准解读

DOI編码:10.3969/j.issn.1002-5944.2024.07.023

0 引 言

露天爆破是指在地表进行的岩土爆破,在GB6722—2014《爆破安全规程》[1]中有明确定义。露天爆破在我国爆破工程占据着主导地位,主要应用于矿山、交通与水利水电等工程中。据统计,我国民用爆炸物品年均使用量的70%以上应于露天爆破工程中[2]。露天爆破在我国国民经济建设中发挥了重要作用。推动露天爆破技术进步与高质量发展是我国爆破行业发展的重要目标。基于露天爆破生产作业面广、环节多、操作复杂、环保要求高等工程难点,并充分考虑多数露天爆破地质地形条件复杂、不可控因素多等情况[3],标准起草组通过调研走访、总结露天爆破工程设计经验,形成露天爆破工程设计成熟标准体系。该标准体系可指导露天爆破工程设计施工,是露天爆破标准化工作的重要内容。

1 标准制定背景

标准决定质量,只有高标准才有高质量。标准化在推进国家治理体系和治理能力现代化中发挥着基础性、引领性作用。2016年,GB/T 20004.1—2016《团体标准化 第1部分:良好行为指南》[4]的实施,提出了社会团体开展标准化工作的良好行为模式,指明了社会团体标准化工作的发展方向。2018年,新修订的《中华人民共和国标准化法》实施,首次明确了团体标准的合法地位,并鼓励社会团体制定相关技术要求的团体标准。自此,团体标准组织越来越受重视,团体标准化建设工作越来越重要。中国爆破行业协会高度重视团体标准化工作,爆破行业团体标准化工作快速发展。

标准引领是一个行业高质量发展、参与高质量竞争的重要标志。长期以来,中国爆破行业协会始终深入贯彻“创新、协调、绿色、开放、共享”新发展理念,努力引领行业技术进步和创新发展,大力实施标准化建设。2016年,中国爆破行业协会成立中国爆破行业协会标准化技术委员会,积极开展团体标准、行业标准和国家标准制修订工作,着重致力于团体标准发展研究,把进一步提高露天爆破技术水平,规范露天爆破作业行为,确保爆破安全为己任。

为进一步提高露天爆破技术水平,规范露天爆破作业行为,确保爆破安全,2018年,中国爆破行业协会(CSEB)牵头,联合国内爆破企业、高校和研究院所等成立了《露天爆破工程技术设计规范》起草组,2020年发布了T/CSEB 0011—2020《露天爆破工程技术设计规范》。这项团体标准的发布为爆破设计单位、施工企业、监管部门的设计、施工和监管提供更科学合理的依据,提高施工企业在设计中的规范性和施工过程中的安全性,促进露天爆破工程技术设计及施工的技术进步和可持续发展。

2 标准技术内容

2.1 标准的结构框架

T/CSEB 0011—2020《露天爆破工程技术设计规范》爆破行业团体标准共分为10章,规定了露天爆破工程技术设计的范围,规范性引用文件,术语和定义,符号,设计依据、原则与内容,方案论证与选择,爆破参数设计,装药结构设计,起爆网路设计,爆破安全设计等内容。标准提出了爆破方案论证与选择应考虑的内容与要求,明确了爆破参数的计算方法和选择原则,规定了露天爆破工程装药结构、起爆网路和爆破安全设计的具体内容。

2.2 标准适用范围和规范性引用文件

第一部分为范围。本章规定了标准的适用范围。本标准适用于露天钻孔爆破工程技术设计,规定了露天钻孔爆破工程技术设计的原则、内容、方法和要求。

第二部分为规范性应用文件。与本标准相关性较大的标准是GB 6722—2014《爆破安全规程》。本标准规定的爆破技术设计符合GB 6722—2014《爆破安全规程》中规定的设计依据、要求及内容。

2.3 术语和符号

第三部分为术语和定义。本章参考T/C S E B0007—2019《爆破术语》和GB 6722—2014《爆破安全规程》,规定了露天爆破、爆破技术设计、台阶爆破、爆破参数、最小抵抗线、装药结构、起爆网路和爆破有害效应等术语和定义,统一露天爆破工程技术设计规范用语。

第四部分为符号。本章规定了露天爆破技术设计中常用的物理量的中文释义、字母表示和单位,统一规范露天爆破工程技术设计中常用的物理量的字母表示和计算单位。

2.4 设计依据、原则与内容

第五部分为设计依据、原则与内容。爆破技术设计主要应遵循以下原则:一是遵循安全可靠、技术先进、经济合理、节能环保(前提);二是满足工程对安全、质量和进度的要求(目的);三是推广应用的新技术、新材料、新工艺和新设备“四新”技术。第一原则应是“安全”,包括本质安全、环境安全和公共安全,即爆破本身不应发生安全事故,爆破过程不应对周围环境造成危害,不能发生爆破器材丢失、被盗等可能危及社会公共安全现象。其次再考虑“质量、经济、进度、技术”等因素。

GB 6722—2014《爆破安全规程》中规定了爆破技术设计内容:工程概况,爆破技术方案,起爆网路设计及起爆网路图,安全设计及防护、警戒图。本标准在符合GB 6722—2014《爆破安全规程》的前提下,对爆破技术设计内容作了补充,如增加了爆破参数设计,方案论证与选择,爆区地形、地质图,爆区环境平面图,装药和填塞结构图等。

2.5 方案论证与选择

第六部分为方案论证与选择。爆破方案选择是技术设计的首要任务和重要内容,直接决定着爆破工程的安全、质量和经济。爆破方案论证与选择就是根据具体工程概况和工程要求、并参照类似实际工程和自身经验,通过对比不同方案的优缺点,依据现有的技术、设备、材料和人员及环境等,通过比选确定满足安全、质量和进度要求的最佳方案,并采取技术先进、经济节约、工期合理和绿色环保的工艺设计。

方案比选既是爆破设计的首要任务和重要环节,又是决定爆破成功与否的前提与基础。爆破方案选择错误,不仅影响爆破的质量、进度和经济,还可能导致安全事故,甚至危及周围环境安全。为此,相比于GB 6722—2014《爆破安全规程》爆破技术设计内容,本标准增加了爆破方案论证与选择,要求爆破方案一定要在全面分析、深入研究的基础上,结合自身经验并经工程类比后从多个方案中优选出最佳方案。本章也明确了爆破方案比选的依据和应考虑的主要内容。

2.6 爆破参数

第七部分为爆破参数设计。爆破参数设计是一项决定爆破安全、效果和效益的重要指标,其选取应根据工程本身特点、并按照爆破方案总体要求,结合爆破器材、施工设备和作业环境等,按公式和经验进行。为此,本章明确了爆破参数选取的主要依据并给出了主要爆破参数,包括炸药单耗、最小抵抗线(有时等于炮孔排距)、台阶参数(台阶的高度、长度和宽度)、孔网参数(炮孔的直径、间距和排距)、装药结构(耦合装药与不耦合装药结构)、单段最大药量和一次起爆总药量等。

本章还强调了进行爆破参数设计时,应对炸药单耗、单孔药量等主要参数进行验算,确保爆破参数选取准确;规定了炮孔布置平面图和剖面图的主要内容,其中,布孔形式、炮孔直径与倾角、孔距与排距、最小抵抗线、孔深与超深和填塞长度应该体现,这也是爆破设计的重要图纸;强调了炸药单耗的大小主要由岩石性质决定,而并非因设备选型而定。往往有人认为,应该先进行设备选型,即钻孔设备确定了,炮孔直径也就确定了,再根据炮孔直径选择炮孔间排距,然后按照炮孔深度减去填塞长度,由此得到单孔装药量,再由单孔装药量计算出炸药单耗,这样计算的依据和顺序就完全错了。周围环境也是选取的炸药单耗的决定性因素。

本章指出了台阶长度与宽度的确定方法,即台阶高度主要依设备选型和爆破安全确定,譬如选择了某种型号的挖装设备,则其臂长就固定了,其挖装爆堆高度也就确定了,如爆堆过高,挖装过程存在安全隐患,甚至发生事故。随着“四新”技术的研发与应用,钻孔、挖装设备逐步向大型化、自动化、智能化发展,钻孔深度、精度与效率显著提高、挖装高度与挖装能力明显增强,从而大大提高了钻孔爆破的台阶高度。例如内蒙古准能集团哈尔乌素露天矿,采用大型潜孔钻机,实现了数字化操作,钻孔深度达70 m以上、钻孔直径310 mm,实现了高台阶抛掷爆破。

本章规定的孔网参数包括布孔方式、炮孔直径、炮孔间排距、炮孔密集系数、炮孔深度和炮孔超深等。炮孔直径由设备选型确定,就一般而言,如现有设备能满足新的工程要求时,则首选现有设备,否则,再考虑购置新设备;当炸药单耗和设备选型确定后,则炮孔间距和排距就基本确定了,只需要现场试验后再调整优化即可。

本章对炮孔填塞做出了明确规定。炮孔填塞是保证爆破效果、控制爆破飞石、冲击波和噪声等爆破有害效应的又一重要措施,也是防止爆破事故的重要手段。露天、地下、拆除爆破严禁无填塞爆破。

2.7 装药结构与起爆网路

第八部分为装药结构设计。装药结构是露天爆破技术设计的又一个重要参数,对爆破效果具有较大影响。装药结构和填塞结构图是装药和填塞的指导书和说明书,爆破作业人员必须严格按其进行操作。本章明确了装药结构的形式,即耦合与不耦合结构,不耦合结构又分为连续不耦合、间隔不耦合与间隔耦合三种形式,规定了装药与填塞结构图的重要参数。

第九部分为起爆网路设计。本章规定了起爆方法、起爆网路和起爆顺序三方面内容。由于习惯说法的原因,往往混淆了起爆方法与起爆网路的概念,将起爆方法习以为常地认为是起爆网路。起爆方法是指使起爆网路产生稳定传爆能量的来源,如电起爆法和非电起爆法;而起爆网路则是指向多个起爆药包传递起爆信息和能量的系统,即由不同类起爆器材组成的传递信息和能量并使得炮孔中炸药爆炸的回路,如接力起爆网路、闭合起爆网路和混合起爆网路。起爆顺序则是指在同一个起爆网路中的药包按设计先后起爆的顺序,包括排间顺序起爆、排间奇偶式顺序起爆、波浪式顺序起爆和“V”型顺序起爆等。

本章明确了起爆网路与起爆顺序图应包括的主要内容。起爆网路敷设与起爆顺序图是爆破作业的说明书和指导书,爆破作业人员只有在此指导书下进行网路敷设,才符合设计要求并确保网路安全准爆,这也是爆破设计的重要图纸。本章也分别介绍了电雷管、导爆管雷管、导爆索和工业电子雷管的起爆方法,同时说明了选择起爆方法时应考虑的主要内容。因此,在爆破设计中为防止早爆、拒爆、半爆,应慎重选择起爆方法。

2.8 爆破安全

第十部分为爆破安全设计。爆破安全设计是优化爆破参数、完善技术设计和控制有害效应的技术手段。在“五大”爆破有害效应中,露天爆破的振动、飞石是造成安全事故的主要因素,而噪声和粉尘则是引发民事纠纷的主要因素。爆破安全设计的主要任务就是分析产生危害的原因、并采取技术方法消除或采取有效措施加以控制。为此,本章首先对危险源进行分析,分析爆破作业中产生的可能危及人身、建(构)筑物、设施及环境安全的有害效应,并通过安全计算进行校核,若不满足要求,应优化爆破参数、调整施工方法和采取安全防护措施,并对有害效应进行实时监测。

本章规定了爆破振动、爆破个别飞散物、爆破空气冲击波、爆破噪声、爆破有害气体和爆破粉塵等有害效应分析、计算和控制。露天爆破工程有害效应分析与计算重点考虑爆破振动和个别飞石。为此,本章按照GB 6722—2014《爆破安全规程》给出了爆破振动和爆破飞散物计算公式和爆破个别飞散物安全允许距离,进一步要求在进行爆破飞散物校核时,若不满足安全允许距离要求,则及时调整爆破单段最大药量并选择合适的起爆方法。

3 与《爆破安全规程》的协调性

T/CSEB 0011—2020《露天爆破工程技术设计规范》与GB 6722—2014《爆破安全规程》相辅相成,具有高度的协调性。GB 6722—2014《爆破安全规程》是对爆破工程的安全管理进行规范,而该标准则是对技术设计进行规范。两者相互补充,形成了一个完整的爆破工程管理体系。标准中的技术要求与安全规程相协调,既确保了工程的安全性,又提高了施工效率。

T/CSEB 0011—2020《露天爆破工程技术设计规范》和GB 6722—2014《爆破安全规程》是我国关于爆破工程技术与管理的两个重要标准文件。它们的协调性取决于它们之间是否存在冲突或重叠的内容。

首先,这两个标准文件的目的和主要内容略有不同。T/CSEB 0011—2020《露天爆破工程技术设计规范》主要针对露天爆破工程的技术设计,包括爆破参数、装药结构、起爆网路、爆破方案等内容。而《爆破安全规程》则更加侧重于爆破作业的安全管理,包括爆破工程级别、爆破现场的安全措施、爆破作业的管理要求等。

在实际应用中,这两个标准文件通常会同时参考,并且相互协调。例如,T/CSEB 0011—2020《露天爆破工程技术设计规范》中规定的爆破参数和方案应当符合GB 6722—2014《爆破安全规程》中的安全要求,确保爆破作业的安全性。同样,GB6722—2014《爆破安全规程》中的安全管理要求也应当纳入T/CSEB 0011—2020《露天爆破工程技术设计规范》的考虑范围内,以确保设计的可行性和合规性。

总的来说,这两个标准文件之间应当是相互支持和协调的关系。在实际应用中,需要综合考虑两者的要求,确保爆破工程既符合技术设计的要求,又满足安全管理的要求。同时,如果在实际操作中存在冲突或不一致的情况,应当根据具体情况进行解决和调整,以确保爆破工程的安全和有效进行。

4 标准实施的意义

T/CSEB 0011—2020《露天爆破工程技术设计规范》的发布实施为露天爆破工程的安全、高效和可持续发展提供了重要的支持和指导,对行业和社会具有积极的影响和意义:

(1)提高施工安全性。标准对爆破工程的施工安全性进行了全面规范,明确了爆破参数、爆破方案、爆破安全等方面的技术要求。通过遵循该标准,可以有效降低爆破工程的风险,减少事故的发生,保护从业人员和周边环境的安全。

(2)提高施工效率。标准对爆破参数、爆破方案等进行了科学的规定,为工程师提供了准确的技术指导,使得爆破工程的设计更加合理和高效。通过标准化的技术设计,可以提高施工效率,减少资源浪费,降低施工成本。

(3)保护环境。该标准对爆破安全进行了规范,明确了对爆破振动、爆破个别飞散物、爆破空气冲击波、爆破噪声、爆破有害气体和爆破粉尘等有害效应的控制要求。通过合理的设计和控制措施,能够减少对周边环境的负面影响,保护自然生态环境,提高可持续发展的水平。

(4)统一技术标准。标准的制定使得露天爆破工程在全国范围内具有统一的技术标准,避免了各地区、各企业之间的差异性,提高了工程设计的一致性和可比性。统一的技术标准有助于促进行业的发展和交流,提升整个行业的水平。

(5)促进国际交流与合作。该标准的制定有利于与国际接轨,可以促进国际交流与合作,吸引国外投资和技术引进,推动我国露天爆破工程在国际舞台上的竞争力和影响力。

5 结 语

T/CSEB 0011—2020《露天爆破工程技术设计规范》对于露天爆破工程的技术设计具有指导和规范作用。该标准以露天爆破工程为对象,对技术设计的主要内容提出要求,对技术设计的编制加以规范,从技术上降低爆破作业风险,提高爆破本质安全和社会公共安全,促进爆破技术进步与科学发展。该标准的解读对于确保露天爆破工程的安全、高效实施至关重要,对于爆破工程技术设计人员和从业人员来说,充分理解标准中的各项技术要求和规范条款非常重要,只有确保对标准要求的全面理解,并将其运用到实际工程中,才能有效地保障工程的质量和安全。正确解读和应用该标准,将有助于提高露天爆破工程的质量和安全水平,推动该领域的发展与进步。

参考文献

[1]全国安全生产标准化技术委员会非煤矿山安全分技术委员会.爆破安全规程:GB 6722—2014[S].北京:中国标准出版社,2015.

[2]刘健修.我国露天爆破标准化现状与思考[J].中国标准化,2023(11):108-111.

[3]刘知言,陈银友,许艳生.露天爆破事故分析与安全管理研究[J].工程爆破,2022,28(1):118-122.

[4]全国标准化原理与方法标准化技术委员会.團体标准化第1部分:良好行为指南:GB/T 20004.1—2016[S].北京:中国标准出版社,2016.

作者简介

刘健修,硕士研究生,工程师,从事工程爆破与安全管理、标准化研究等工作。

(责任编辑:袁文静)