[ 摘要 ] 深孔台阶爆破盲炮原因分析及预防
罗伟涛 吴校良
(广东宏大爆破股份有限公司,广东广州,510623)
摘要:某深孔台阶爆破采石工程采用导爆管雷管起爆网路,在施工过程中多次发现盲炮,经肓炮挖掘发现,导爆管雷管未起爆,且大部分在距离雷管卡口1m处导爆管被击穿。根据导爆管击穿现象,结合现场装药操作情况和导爆管质量要求,得出这些盲炮主要由炸药在孔内下放时拉伸导爆管产生颈缩的结论,同时在抽检导爆管雷管质量时,也发现导爆管存在脱拔、管径大小不均匀等现象。因此,针对这些原因,分别采取了用挂钩吊药下放、装药前剔除不合格导爆管雷管等预防措施,大大减少类似盲炮事故的发生。
关键词:深孔台阶爆破;盲炮原因;预防措施
1引言
随着国民经济的高速发展,矿山资源开发利用的步伐进一步加大,矿山深孔台阶爆破技术由于产生的污染少、生产效率高、爆炸物品的安全性好,在矿山采剥工程中广泛使用。由于现场使用爆炸物品不同、爆破作业人员的技术水平不同、南北气候周边环境不同,出现爆破盲炮、瞎炮等意外情况时有发生,给施工现场留下极大的安全隐患。如何了解具体原因,快速找出解决方法,是现场工程技术人员必须掌握的一项基本技能,可最大限度提高工作效率,加快工作进度,提高爆破效益[1]。一般可分为内因和外因两方面,内因主要是爆炸物品的质量、性能等,比如出现炸药变质,炸药直径小于临界直径而导致传爆过程中断,雷管的起爆能不足以引爆药包,雷管卡口过松无法传爆引火头,用不同批次爆破器材等;外因包括地质条件、气候以及现场操作人员的技能水平高低不同。一次盲炮的出现往往是内因、外因交叉出现的影响结果,我们要找出主次,对症下药,才能更好地服务于现场,不断提高爆破技术。本文通过一个工程现场实例,分析盲炮的产生原因和提出了相应的预防措施。
2盲炮事故统计
某采石工程位于海南三亚,气候湿润,雨水多,开采对象为燕山晚期花岗斑岩。采取煌斑岩岩脉、辉绿玢岩岩脉发育,境内工程总开采量为200.1万立方米,其中石料开采量112.O万立方米,表土剥离量35.1万立方米。20lO年9月正式开采,提供规格石料,一期两年。在爆破施工过程中,采用深孔台阶爆破方法开采,起爆网路为导爆管雷管起爆网路。在施工过程中,曾出现多次盲炮现象,影响了施工进度和挖装效率。盲炮统计情况见表l。
3盲炮原因分析
盲炮产生后,根据《爆破安全规程》的操作要求进行了处理,为寻找盲炮产生的原因,在盲炮处理时还有意识地进行了挖掘,经盲炮挖掘发现,导爆管雷管未起爆,且大部分在距离雷管卡口1 m处导爆管被击穿。根据导爆管击穿现象,结合现场装药操作情况和导爆管质量要求,可以得出以下三个引起产生盲炮的主要原因。
(1)施工操作不当造成盲炮。从现场照片分析可得出,大部分是接近导爆管雷管卡口塞lm内出现击穿现象,进而无法引爆雷管,出现盲炮。现首先分析导爆管雷管起爆全过程,如图1所示。
导爆管雷管是一种在塑料管内壁涂有由猛炸药、铝粉和添加剂三部分的爆炸混合物,塑料管外径3.Omm±0.1mm,内径1.5mm±0.1mm,导爆管通过卡口塞与雷管内部连接成为一个整体[2,3]。为保证普通导爆管的传爆性能,导爆管药量控制在16mg,/m左右,具体结构如图2所示。
根据导爆管雷管国家标准(GB 19417一-2003)规定,普通型导爆管雷管在静拉力19.6N(2kg)作用下持续2min,导爆管不允许从卡口塞内脱出来[3]。由于现场采用的是每条4kg(100mm)药卷炸药,操作人员不注意施工细节,导致导爆管直接受力吊放起爆药,或者因炮孔内壁粗糙不平整,容易因吊放不畅而使导爆管直接受力,超过导爆管雷管静拉力2kg标准作用力,在接近雷管端部卡口lm左右处,因集中受力点而导致此处导爆管管径拉长变细,造成内壁导爆药颗粒团聚,药量部分段增大,而其他后面部分段少于标准药量或者没有导爆药。根据规定,当导爆管药量(m)在18~20mg/m时,导爆管爆速增长速度(dv/dm)达到最大值;当m<16mg/m时,发射压力随m增加而放缓,并且管口的发射压力测定值出现不稳定;当m>20mg/m时,导爆管传爆时往往出现塑料管管壁破洞现象[2,3]。起爆后,在接近雷管端部卡口处导爆管先被击穿,在破裂口处有效爆热迅速降低,火焰无法点燃延期药,从而无法使导爆管雷管爆炸以及引爆炸药,最终造成盲炮事故。
(2)仓储环境差造成火工品质量变化引起盲炮事故。根据规定,作为临时火工品仓库,必须满足如下要求:雷管存放于通风、良好、干燥的库房;库房注意防潮、防火、防盗。本工程地处海南,濒临大海,雨水充沛,空气湿度大,当地民爆销售单位利用工程附近山底旧洞库作为火工品临时储存点,储存期通常1年以上;长期在潮湿、海水气含盐高的环境下,导爆管雷管卡口塞(塑料)容易老化,失去弹性,致使卡口塞连接部位出现缝隙,连接不牢,同时水气容易进入,导致导爆药中的延期药硫化锑容易受潮,出现盲炮现象。现场抽查发现导爆管雷管卡口塞连接不牢,稍用力就可把导爆管从雷管卡口塞处拔出,起爆后,只是导爆管击穿破坏而无法引爆炸药,从而造成盲炮事故。
(3)导爆管管径大小长度不均匀造成盲炮。现场施工过程中,发现导爆管管径尺寸不一,有时无法顺利插入四通;根据研究,当导爆管单位药量相等而塑料导爆管管径变化增大时,可引起管内导爆药粉与空气组成的混合物(燃烧空气炸药)的氧平衡系数增大,传爆时有效爆热提高,爆速太高,造成导爆管管壁被击穿,能量无法输出点燃起爆药,最后导爆管雷管瞎火[2,3]。同时发现多批次l8m脚线导爆管雷管长短不一,有些相差50~100cm。这些导爆管雷管质量问题,极易造成盲炮等事故,影响现场安全和施工进度。
4预防措施
根据以上盲炮产生原因分析,找到了产生盲炮的主要因素,因此,针对这些原因,现场施工时分别采取了用挂钩吊药下放、装药前剔除不合格的导爆管雷管等预防措施,大大减少类似盲炮事故的发生。具体预防措施如下:
(1)做好安全技术交底工作,正确掌握装药、堵塞、连线等方法,合理布置炮孔。爆破作业前,爆破技术人员要对所有爆破作业现场人员进行一次安全技术交底教育,对装药、吊放起爆药包、堵塞、连线等关键工艺要高度重视,不得马虎大意,认识盲炮的危害,通过班前安全技术教育,使爆破现场作业人员快速了解盲炮产生的具体原因,有针对性采取预防措施,掌握各种盲炮的处理方法[4]。其次,对所有炮孔进行验收,炮孔深度超深或者不达到设汁要求的,要进行回填或补孔加深,直至合格为止;装药前,安排专人正确摆放爆区每排炮孔的孔内导爆管雷管,根据临空面方向从低段到高段排放;孔内装段别高、延时长的导爆管雷管,孔外连接用段别低、延时短的导爆管雷管,避免出现相反高、低段别,而引起先爆孔产生的飞石切断或者拉断爆破网路,最终造成后排无法起爆而形成盲炮;清理炮孔周围碎渣,以防装药时落人孔内,造成导爆管受损破;控制每个起爆药包质量,分为每个2kg以内,不超过导爆管雷管允许静拉力2kg,保证吊放过程顺畅,改用挂钩吊药下放,不得使导爆管直接受力,如图3所示挂钩吊药下放;堵塞时,选用大小均匀的碎渣石或者黄泥土,每堵塞一段,用木质炮棍轻轻捣动,保证导爆管不破坏的前提下,堵实堵塞段,保证不因堵塞不实而产生冲孔现象,破坏周围爆破网路而产生盲炮;网路连接时,安排技术熟练的爆破员专门负责,清理爆破区域的其他杂物,保证连接顺畅,保证炮孔内雷管有多个回路连通,用防水胶布包扎四通,摆放整齐、清晰,便于监督检查。安排现场有经验的爆破员负责监督所有作业过程,发现错误做法,及时纠正,把隐患消灭在萌芽状态,杜绝意外事故发生。
合理布置炮孔参数,遇到地质环境复杂的爆破区域,及时调整参数,保证每孔有效;垂直钻炮孔,减小装药过程产生的摩擦力,保证装药畅通,减小导爆管直接受力的机会和提高装药效率,如图4所示。
(2)认真检查火工品质量,发现问题,及时处理。装药前,仓管员认真检查火工品质量,包括炸药是否变质、受潮,导爆管雷管壳是否有生锈现象或者变形受损,塑料导爆管是否有穿孔,导爆管直径大小是否均匀一致,有条件时剪断导爆管,检查内含导爆药是否含量均匀[5];用力拉导爆管雷管,检查卡口塞是否连接牢固,如有问题,及时报告现场爆破技术人员及现场管理负责人,暂停使用当次导爆管雷管,以免出现盲炮事故。检查火工品是否属于同一厂家、同一批次。生产有效期是否在合理时间内等。
(3)临时火工品储存仓库科学、合理建设,符合安全要求。工程临近大海时,临时仓库要科学、合理布置,尽量远离海边,防止因海水湿度大影响导爆管雷管质量;库房要保证干燥、通风良好,不受潮,采取防潮措施;采购进货同一厂家、同一批次火工品,存储期尽量在一年内;发现问题火工品,找出原因,尽快销毁问题火工品,以免现场出现盲炮,把安全隐患消灭在萌芽状态。
5结论
经过某工程盲炮的原因分析和采取相应的预防措施的实践,可以得出以下几点体会:
(1)爆破前认真检查火工品质量,发现问题,及时处理和报告工程现场负责人,把盲炮消灭在萌芽状态。
(2)出现盲炮事故时,除从火工品内在因素找原因外,还要从外部方面分析,综合多种原因,分清主次,切中要害,特别要注意大家容易忽略的外部因素,比如起爆体的安装过程、火工品临时仓库的建设质量问题。
(3)在深孔台阶爆破作业过程中,盲炮事故不可避免,所以在工程开工前,做好现场所有爆破作业人员进行安全技术交底教育工作,哪些地方要特别注意、小心,习以为常的习惯要更加注意,从外部源头把关杜绝盲炮事故出现的概率,提高爆破作业人员的综合素质;介绍盲炮出现的种类、原因,如何预防,并且做好盲炮专项应急预案,万一出现,现场马上启动专项应急预案,能快速处理盲炮,减少损失。
(4)南方地区特别是临近海边爆破作业,火工品临时仓库要特别注意建设地点,仓库要通风、干燥,库存时间不能超过一年。
参考文献
[1]刘殿中,杨仕春﹒工程爆破实用手册[M]﹒2版﹒北京:冶金工业出版社,1999﹒
[2]汪旭光﹒爆破手册[M]﹒北京:冶金工业出版社,2010﹒
[3]刘自铴,蒋荣光﹒工业火工品[M] ﹒北京:兵器工业出版社,2003﹒
[4] 马建军,黄风雷﹒导爆管起爆网路设计及其可靠性研究[J]﹒矿冶工程,2002,22(2):26~28﹒
[5]王清华,江小波﹒某工程盲炮原因分析及预防措施[J]﹒金属矿山,2009(1):177~178
摘自《中国爆破新进展》