爆破安全技术和环境保护课件.ppt
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- 爆破 安全技术 环境保护 课件
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1、爆破安全技术和环境保护 研究爆破安全技术的重要性研究爆破安全技术的重要性 现在每年使用:现在每年使用:各种炸药各种炸药150150多万吨;多万吨;工业雷管工业雷管2020多亿枚;多亿枚;各种索类爆破器材各种索类爆破器材1515多亿米;多亿米;从事爆破作业的人员达从事爆破作业的人员达6060多万人;多万人;在在几千几千起各类爆破起各类爆破事故事故中;中;84%84%是施工是施工中中违反爆破安全规程违反爆破安全规程和和疏于疏于对爆破产生的对爆破产生的有害效应的有害效应的设计设计及及预防预防造成的。造成的。1.1.外来电流的危害与预防外来电流的危害与预防1.1雷电雷电引发形式与危害引发形式与危害直接
2、击中直接击中电流高达电流高达20000A高温气柱高温气柱30000C炸药起爆炸药起爆“热核热核”只只 需需300600C。引起引起药包药包、雷管、导、雷管、导爆索(管)爆炸。爆索(管)爆炸。+_ _ 雷云雷云 大地大地+_ _ 雷云雷云 大地大地 _+静电感应静电感应 电爆网路电爆网路 雷击后,雷击后,云、地间异种云、地间异种感应电荷迅速中和感应电荷迅速中和,由于由于导电线与大地间有较大导电线与大地间有较大的电阻,感应电荷不能的电阻,感应电荷不能同步消失,高达同步消失,高达10KVKV的静电感应电压将雷管的静电感应电压将雷管脚线击穿,在电起爆网脚线击穿,在电起爆网路与大地间形成电流路与大地间形
3、成电流,引爆电雷管。引爆电雷管。v 电磁感应电磁感应 雷雷 云云 大地大地 雷电雷电形成电磁感应形成电磁感应磁力线磁力线切割电爆网切割电爆网 路中的导电线产路中的导电线产 生电流。生电流。当磁感应电流当磁感应电流 大于大于电雷管的准爆电流电雷管的准爆电流时时 。引起电雷管爆。引起电雷管爆 炸炸。发生早爆事故。发生早爆事故 电爆网路电爆网路 预防措施预防措施 撤撤 :发现雷电征兆,立即停止作发现雷电征兆,立即停止作业,全体撤至安全地点。业,全体撤至安全地点。切:暂时切断一切通往爆区的铁轨,切:暂时切断一切通往爆区的铁轨,金属管线等。金属管线等。设:在露天矿爆区内设立避雷系统设:在露天矿爆区内设立
4、避雷系统 选:在雷雨多发季节和雷雨多发区选:在雷雨多发季节和雷雨多发区应选用非电起爆系统。应选用非电起爆系统。1.21.2静电静电 引发形式与危害引发形式与危害 很高的人体静电压和粉体静电压对电很高的人体静电压和粉体静电压对电爆网路构成早爆威胁。爆网路构成早爆威胁。预防措施预防措施 禁穿化纤衣物禁穿化纤衣物 装药设备接地,使用半导体输药软管装药设备接地,使用半导体输药软管 采用抗静电电雷管或非电起爆法采用抗静电电雷管或非电起爆法 1.31.3杂散电杂散电 来源与危害来源与危害 动力、照明线路漏电或厂房内设备漏电,动力、照明线路漏电或厂房内设备漏电,造成电爆网路早爆。造成电爆网路早爆。预防措施预
5、防措施 查:用测杂仪测量爆破场地内有无杂查:用测杂仪测量爆破场地内有无杂散电流,查出漏电的具体位置。散电流,查出漏电的具体位置。防:防止金属物进入装有电雷管的炮孔中防:防止金属物进入装有电雷管的炮孔中及将硝铵类炸药撒在潮湿的地上。及将硝铵类炸药撒在潮湿的地上。改:改用抗杂电雷管或非电起爆系统。改:改用抗杂电雷管或非电起爆系统。1.41.4感应电感应电 来源与危害来源与危害 交变交变感应电和感应电和射频感应电造成电爆网路早爆。射频感应电造成电爆网路早爆。预防措施预防措施 进入作业区将手机关机进入作业区将手机关机 作业点与射频源保持距离(第作业点与射频源保持距离(第547547页页8 81 18
6、814)采采用非电起爆网路。用非电起爆网路。2.2.爆破振动爆破振动 2.12.1爆破地震波的特征爆破地震波的特征 爆破地震波的能量比重随被爆介质的爆破地震波的能量比重随被爆介质的不同不同而不同:在干土中约为而不同:在干土中约为2 23%3%,在湿土中,在湿土中 约为约为5 5 6%6%,在水中约为,在水中约为20%20%,在岩石中约,在岩石中约为为2 2 6%6%。爆破振动强度随爆源药量爆破振动强度随爆源药量、传播距离、传播距离 、炸药与岩石性质、爆破类型、起爆方法的、炸药与岩石性质、爆破类型、起爆方法的不同而不同。不同而不同。爆破地震与自然地震有明显的差异。爆破地震与自然地震有明显的差异。
7、相同烈度的两种地震,爆破地震的危害较自然相同烈度的两种地震,爆破地震的危害较自然地震轻得多。地震轻得多。自然地震与爆破地震比较表自然地震与爆破地震比较表震动震动类别类别频率频率/HzHz持续持续时间时间/s s衰减衰减规律规律不同烈度地表振速不同烈度地表振速cm/scm/s5 56 67 7自然自然地震地震0.50.55 510104040振幅振幅大衰大衰减慢减慢1.01.02.02.02.12.14.04.04.14.18.08.0爆破爆破地震地震10101001002525振幅振幅小衰小衰减快减快1.51.53.03.03.03.06.06.06.06.01212质条件有关的指数;质条件有
8、关的指数;与传播途径.距离.地与传播途径.距离.地 有关的系数;有关的系数;与爆破方式.地质条件与爆破方式.地质条件K K距离,m;距离,m;爆破点距保护建筑物的爆破点距保护建筑物的R R;为最大一段药量,kg为最大一段药量,kg 药量,延时爆破药量,延时爆破炸药量,齐发爆破为总炸药量,齐发爆破为总Q Q动速度,cm/s;动速度,cm/s;保护对象所在地质点振保护对象所在地质点振v vK Kv v计算计算2.2爆破震动速度的2.2爆破震动速度的 R RQ Q3 3一般岩土爆破一般岩土爆破 爆区不同岩性的爆区不同岩性的K K、值值岩性岩性K K坚硬岩石坚硬岩石50501501501.31.31.
9、51.5中硬岩石中硬岩石1501502502501.51.51.81.8软岩石软岩石2502503503501.81.82.02.0拆除爆破拆除爆破 不同爆破对象的不同爆破对象的K K、值值爆破对象和方法爆破对象和方法K K基础爆破基础爆破116.4116.41.741.74建构筑物爆破拆除建构筑物爆破拆除32.132.11.541.54水压爆破水压爆破91.591.51.481.48 R R MgHMgHK KV V计算计算而产生的塌落振动速度而产生的塌落振动速度塌冲击地表塌冲击地表2.3建(构)筑物倒2.3建(构)筑物倒1/31/3z zc cc c V Vc c构件塌落引起的地面振动速构
10、件塌落引起的地面振动速度度 cm/scm/s M M 下落构件的质量下落构件的质量 t t g g 重力加速度重力加速度 m/Sm/S H Hz z 构件中心的高度构件中心的高度 m m 地面介质的地面强度地面介质的地面强度,一般,一般取取10MPa10MPa R R 观测点至冲击地面的距离观测点至冲击地面的距离 m m K Kc c 系数,系数,Kc=3.37Kc=3.37 衰减指数,衰减指数,.2.42.4爆破振动安全允许标准爆破振动安全允许标准一般建筑物的一般建筑物的爆破振动安全允许标准爆破振动安全允许标准保护对象保护对象安全允许振速安全允许振速 /cm/scm/s1010HzHz(10
11、-5010-50)HzHz(10-5010-50HzHz土窑洞、土坯房、土窑洞、土坯房、毛石房屋毛石房屋0.5-1.00.5-1.00.7-1.20.7-1.21.1-1.51.1-1.5一般砖房、非抗一般砖房、非抗震的大型建筑物震的大型建筑物2.0-2.52.0-2.52.3-2.82.3-2.82.7-3.02.7-3.0 钢筋混凝土结钢筋混凝土结构房屋构房屋3.0-4.03.0-4.03.5-4.53.5-4.54.2-5.04.2-5.0一般古迹与建筑一般古迹与建筑0.1-0.30.1-0.30.2-0.40.2-0.40.3-0.50.3-0.5隧(巷)道与电站的隧(巷)道与电站的爆
12、破振动安全允许标准爆破振动安全允许标准保护对象保护对象安全允许振速安全允许振速 /cm/scm/s水工隧道水工隧道7-157-15交通隧道交通隧道10-2010-20 矿山巷道矿山巷道15-3015-30水电站及发电厂中心室控水电站及发电厂中心室控制设备制设备0.50.5新浇大体积混凝土的新浇大体积混凝土的爆破振动安全允许标准爆破振动安全允许标准龄期龄期 /d/d安全允许振速安全允许振速 /cm/scm/s初凝初凝-3-32.0-3.02.0-3.03-73-73.0-7.03.0-7.0 7-28 7-287.0-127.0-12 选用安全允许数值时的几点说明:选用安全允许数值时的几点说明:
13、频率范围可参照爆破类型选取:峒室爆破频率范围可参照爆破类型选取:峒室爆破2020HzHz;深;深孔爆破孔爆破10-60Hz10-60Hz;浅孔爆破;浅孔爆破40-100Hz40-100Hz。对于楼房类建筑物对于楼房类建筑物安全允许数值也可参照楼房抗震设安全允许数值也可参照楼房抗震设防烈度的抗震标准选取。防烈度的抗震标准选取。楼房抗震设防烈度(度)楼房抗震设防烈度(度)5 56 67 7允许地面质点振动速度允许地面质点振动速度/2 25 55 5 建构筑物解体塌落震动的主振频率在建构筑物解体塌落震动的主振频率在10 Hz10 Hz左右左右,与与大多数大多数1-21-2层民用建筑的固有频率层民用建
14、筑的固有频率4-12 Hz4-12 Hz比较接近。比较接近。在选取爆破振动安全允许标准的数值时,应取相应频在选取爆破振动安全允许标准的数值时,应取相应频率栏中较低的数值。率栏中较低的数值。振速算式。振速算式。其他符号的意义同爆破其他符号的意义同爆破cm/s;cm/s;允许值,允许值,建构筑物爆破振动安全建构筑物爆破振动安全v v药量,kg;药量,kg;一次爆破允许的最大用一次爆破允许的最大用Q Qm;m;离,离,爆破震动的安全允许距爆破震动的安全允许距R RQ Qv vK KR R允许距离允许距离2.5爆破震动的安全2.5爆破震动的安全M MaqaqIMIMaqaq1 13/1 2.6 2.6
15、降低爆破地震效应的措施降低爆破地震效应的措施 限制一次爆破的最大用药量,把振限制一次爆破的最大用药量,把振速控制在速控制在爆破振动安全允许致范围内。当爆破振动安全允许致范围内。当计算的计算的Q QM M总时,应采用微差爆破,微总时,应采用微差爆破,微差爆破最大一响的药量按按下式计算:差爆破最大一响的药量按按下式计算:采用低威力、低爆速炸药。爆破实采用低威力、低爆速炸药。爆破实践表明,在践表明,在2#2#岩石硝铵炸药中掺入岩石硝铵炸药中掺入13%13%的添的添加剂,使其爆速从加剂,使其爆速从32003200m/sm/s降到降到18001800m/sm/s,降振效果达降振效果达40-60%40-6
16、0%。/33KvRQM 采用毫秒爆破。国内矿山实践表明,采用毫秒爆破。国内矿山实践表明,当间隔时间大于当间隔时间大于100100msms时,在总药量相同的时,在总药量相同的条件下,微差爆破的振速比齐发爆破可降条件下,微差爆破的振速比齐发爆破可降低低40-60%40-60%。采用预裂爆破。当介质要爆除一部分、采用预裂爆破。当介质要爆除一部分、保留一部分时,在爆除与保留间打保留一部分时,在爆除与保留间打1-21-2排不排不装药的防震孔,降振率达装药的防震孔,降振率达30-50%30-50%,如采用,如采用预裂爆破,降振效果更好,但要校核预裂预裂爆破,降振效果更好,但要校核预裂爆破自身产生的地震效应
17、。爆破自身产生的地震效应。开挖减振沟槽。在被爆体与保护目标开挖减振沟槽。在被爆体与保护目标间开挖减震沟,只要达到沟底标高低于爆间开挖减震沟,只要达到沟底标高低于爆 体底部标高体底部标高3 30cm0cm以上,且沟内不充水,降振率可以上,且沟内不充水,降振率可达达50%50%。采用不耦合或空腔条形药包。在其它条件采用不耦合或空腔条形药包。在其它条件相同的情况下,在炮孔爆破和峒室爆破中采用不相同的情况下,在炮孔爆破和峒室爆破中采用不耦合或空腔条形药包比耦合集中装药可使振速降耦合或空腔条形药包比耦合集中装药可使振速降低低40-60%。控制最小抵抗线的方向。爆破实践表明,控制最小抵抗线的方向。爆破实践
18、表明,爆破震动强度在最小抵抗线方向最小,反向最大爆破震动强度在最小抵抗线方向最小,反向最大 ,两侧居中,从降低爆破震动和爆破飞石危害综,两侧居中,从降低爆破震动和爆破飞石危害综合考虑,一般应使被保护目标位于最小抵抗线的合考虑,一般应使被保护目标位于最小抵抗线的两侧位置。两侧位置。爆破拆除高耸构筑物时,在倒塌方向的轴爆破拆除高耸构筑物时,在倒塌方向的轴线上铺设沙层,设计铺设减震埂,可起到明显的线上铺设沙层,设计铺设减震埂,可起到明显的减震效果。减震效果。的距离,m.的距离,m.装药中心至被保护目标装药中心至被保护目标R Rg;g;延时爆破为总药量,k延时爆破为总药量,k一段的起爆药量,毫秒一段的
19、起爆药量,毫秒 量,秒延时爆破为最大量,秒延时爆破为最大爆破用药量的TNT当爆破用药量的TNT当Q QPa;Pa;空气冲击波超压值,M空气冲击波超压值,M P P1010)R RQ Q0.840.84R RQ Q2.72.7R RQ Q(7(7地面:地面:P P1010)R RQ Q1.11.1R RQ Q4.34.3R RQ Q(14(14空中:空中:P P裸露药包爆破裸露药包爆破1 13.1冲击波超压计算3.1冲击波超压计算3.爆破冲击波3.爆破冲击波1 11/31/32 22/32/33 31 11/31/32 22/32/33 3 包爆破其它符号意义同裸露药。大块;炮孔法爆破爆破阶梯经
20、验系数和指数。一般露天钻孔爆破:钻孔爆破31.1,67.055.1,48.110213/1ssssKKKRQKP 表表。水水击击波波衰衰减减指指数数,见见下下 g g;一一次次起起爆爆的的总总药药量量,k kQ Q系系数数,见见下下表表;k k(MMP Pa a),R RQ Qk k P P水水中中爆爆破破3 3z zs s 3 3z zs s类似工程类似工程k ks s值值工程名称工程名称爆破方式爆破方式 Ks 库尔公式库尔公式水下裸露水下裸露药包爆破药包爆破53.353.31.131.13青岛灵山工程青岛灵山工程岩坎爆破岩坎爆破2.332.331.481.48葛洲坝工程葛洲坝工程围堰心墙爆
21、破围堰心墙爆破1.1471.1470.950.95葛洲坝工程葛洲坝工程水下钻孔爆破水下钻孔爆破3.03.01.451.45密云水库工程密云水库工程水下岩塞爆破水下岩塞爆破8.0278.0271.421.42 3 3.2.2冲击波超压与建(构)筑物破坏冲击波超压与建(构)筑物破坏程度的关系程度的关系 冲击波波速与波的强度有关,波的强冲击波波速与波的强度有关,波的强度越大,波速越快,对建构筑物的破坏越度越大,波速越快,对建构筑物的破坏越严重。如一般人们所说的飓风其风速通常严重。如一般人们所说的飓风其风速通常约为约为50m/s50m/s,此时将会引起房屋损毁和人畜,此时将会引起房屋损毁和人畜伤亡;而
22、超压为伤亡;而超压为0 01 1MPaMPa时,其气流流速达时,其气流流速达300m/s300m/s,在这种情况下,人,在这种情况下,人、畜、畜和建筑都和建筑都是无法经受住的。是无法经受住的。超压与建筑物破坏程度的关系超压与建筑物破坏程度的关系超压与建筑物破坏程度的关系超压与建筑物破坏程度的关系破坏等破坏等级名称级名称基本基本无破无破坏坏次轻度次轻度破坏破坏轻度破轻度破坏坏中等中等破坏破坏次严重次严重破坏破坏严重破严重破坏坏完全完全破坏破坏P/M MPa0.0020.002-0.0090.009-0.0250.025-0.040.04-0.0550.055-0.0760.076玻璃玻璃偶然偶然
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