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1、爆破安全知识讲座一、目的和任务人工挖孔桩在基础工程建设中广泛应用，在城市建筑、 桥梁、电力水利等工程中，其基坑开挖很深，当遇到坚硬岩 石层时，人工开挖不仅劳动强度大，施工困难，而且生产效 率低下，采用爆破开挖技术是保证工程进度、降低劳动强度、 提高生产效率的有效途径。因此，井下爆破开挖的目的就是 利用爆破原理和爆破技术改善劳动条件降低劳动强度、提高 生产效率。其任务是加快工程进度，降低工程造价，提高经 济效益。但爆破工程是一项高危的工作，为了确保爆破施工 各个环节的安全，国家作出了相应的规定和要求，并制定了 相应的标准，即爆破安全规程，其标准对安全工作作相 应的规定。爆破技术作为一门学科，其内
2、容涉及广泛。我们 这次讲座仅针对孔桩开挖相关的知识及应注意的事项。二、爆破技术相关的概念1、爆炸：是指某物质体系在外能作用下发生瞬时物理 或化学变化时，体系能量在气体介质的急剧膨胀压下转化为 对周围介质做功的现象。同时伴有声、光、热效应。爆炸常 见的现象有三类：即物理爆炸、化学爆炸和巨变能爆炸（核 爆炸）。炸药爆炸属于化学爆破。2、炸药化学变化的基本形式1）热分解：在常温下缓慢分解，发生变质，速度缓慢 时不会爆炸，分解影响炸药的爆炸效果和贮存性，时间长了， 性能衰减，甚至拒爆。2）燃烧：当炸药受到火焰或热的外能作用时，热量不 能散发时，会发生燃烧反应，产生燃烧。随温度升高和压力 增大作用下，燃
3、烧速度增加。当温度和压力超过极限值时， 炸药燃烧转化为爆炸。3）、爆炸：在外能作用下，压力超过极限值时，产生猛 烈的化学反应，能量急聚变化，炸药瞬时产生爆炸。并转化 为爆轰，释放大量能量，以波的形式对物体介质产生破坏作 用。因此炸药发生化学反应的基本形式为：热分解-燃烧- 爆炸-爆轰三、炸药的基本特征（一）炸药爆炸三要素炸药在外能作用下产生爆炸，具有的几个特征：1）爆炸反应时，产生大量的热能，其热量能在 3000kj/kg 以上。2）反应过程中，反应速度快，其爆炸反应速度3000m Si以上。3）爆炸反应过程中，产生大量的气体，其气体生成量 lm3 kg。（二）炸药的爆炸性能（四大指标）1）炸
4、药的作功能力（爆力）：是指炸药爆炸后对介质作 功能力的总和。是对物体做功的重要指标。炸药的作功能力 越大，对岩石的破坏能量就越大，作功能力的大小取得于炸 药的爆热、爆压、爆温和爆炸产生气体的体积越大，作功能 力就越大，其单位用 ml 表示。2）炸药的猛度：是指爆炸瞬间爆轰波和气体膨胀压直 接对固体介质局部破坏的能力。猛度的大小取决于炸药的爆 速。爆速越高，对岩石介质的破坏作用就越大。其单位用 mm 表示。3）炸药的殉爆：是指主爆药包爆炸后能引起从爆药包 与主爆药相邻但不接触的药包，爆炸的现象称为炸药的殉 爆。主爆药包引爆从爆药包爆炸的最大距离叫殉爆距离，单 位以 cm 表示，殉爆距离反映炸药的
5、敏感程度。4）炸药的爆速：是指爆药爆炸的反应速度。反映速度急快，对物体的瞬时作用就越大，反之越小，其单位用mS-i 表示，目前我们所使用的乳化炸药其爆速在4000m S-i以上。5）其它的性能 炸药的感度：指炸药爆炸反应的敏感程度，分机械感 度、热感度（火焰感度）、爆轰感度等。 炸药聚能效应：是指在特定形状下，炸药爆炸的能量 在空间和时间上重新分配，从而改善某个局部方向的破坏作用。增强爆炸的破坏效应。四、爆破器材器材分为：工业炸药和起爆器材两大类。1、工业炸药 工业炸约的分类：工业炸药由于生产工艺、条件、组份、 状态、性能的不同，其使用性能也不同，其种类繁多，就我 国而言就近 100 种。为方
6、便使用，我们只按用途分类介绍主 要的炸药，如按用途分，分为：岩石型炸药、煤矿许可型炸 药、露天炸药和特殊用途炸药。如按外观状态分：粉状炸药、 乳胶炸药、液态炸药等，按化学成分为：硝铵炸药、硝化甘 油炸药等。我们主要介绍两种常用炸药：1）粉状炸药铵梯炸药：这类炸药是 20世纪30年代发展起来的，是 由硝酸铵、TNT、木粉、和油相组成，这类炸药冲击感度低 摩擦感度，热感度相对较低，一直是我们国家工业炸药的主 流产品。但这类炸药含TNT物质，TNT是一种有毒的物质, 可通过皮肤、呼吸道进入体内，对肝脏毒害较大，我国已于 2006 年明令禁止生产这种炸药，十二五规划将全部淘汰该产 品，取代它的是膨化硝
7、铵炸药和改性铵油炸药。目前市场上 使用的都是无梯的硝铵炸药，这类炸药的基本特点：生产 工艺简单，材料来源广，生产成本低；炸药性能较好，做 功能力强；适用于各种不同场合使用；其缺点就是不防 水，有水孔，或井下潮湿的地方使用会炸药性能降低，使用 场合受到限制；受潮易吸湿和结块，性能衰减。目前粉状 类炸药的代表产品是膨化硝铵炸和改性铵油炸药。2）乳化炸药乳化炸药是 1969 年由美国人发明的。是由水相和油相 混合组成的，其状态为乳胶状，特点是：抗水性好，不吸 湿、结块，水下应用较好，不会发生变质；爆炸性好，尤 其是爆速性能表现突出，其反应速度快，一般在4000m S-i 以上；环境污染小，爆炸后产生
8、的有毒气体少；使用安 全方便，适用场合广；缺点是生产工艺较复杂，易结硬， 晰油变质。基础孔桩使用乳化炸药是较理想的炸药品种，其规格为 32mmx200g。性能特征为：药卷密度0.95-1.25gm-3或 1-1.3g m-3,爆速4500m S-i,猛度16mm，殉爆距离4cm， 作功能力320ml，机械感度8%，爆后有毒气体生成量小， 保质期 180 天。2、起爆器材起爆器材包括爆破作业引爆炸药的一切点火、起爆的器 材和工具。按其作用可分为起爆材料和传爆材料，起爆材料 主要是雷管，我们只介绍常用雷管，即电雷管和导爆管雷管。 传爆材料主要有导火索、导爆管、继爆管、导爆索，常用的 是后述的三种，
9、导火索已明令禁止生产，十二五期间列为淘 汰产品。起爆器材起爆炸药的方法主要有：导火索起爆法、电雷 管起爆法、导爆索起爆法、导爆管起爆法和混合起爆法，常 用的是导爆索起爆法、电雷管（电力）起爆法、导爆管起爆 法、混合起爆法。我们只介绍导爆管和电雷管（电力）起爆 法。1、导爆管及导爆雷管起爆法导爆管起爆是利用导爆管为传爆元件，并与击发装置、 连接元件及末端雷管等构成的起爆系统，是利用塑料导爆来 传递冲击波，引爆雷管进而起爆炸药爆炸。导爆管的结构及原理：导爆管是 70 年代发明的，80 年 代进入我国市场，并得到发展。导爆管是一种内壁涂有混合 炸药粉末的塑料软管，管壁材料为高压聚乙烯，外径 2.95
10、mm， 内径为1.4mm，混合炸药为91%的奥托今、黑索今。9%的 铝粉，装药量为1418mgm-i。1 ）塑料导爆管的性能： 起爆能：普通8#工业电雷管可起爆3050根导爆管。 传爆速度：一般1950m s 传爆性能：传爆性能好，一根数千米的塑料导爆管中 间不要中继管连接成中间断药长度不超过 15cm 都能正常传 爆。 抗水性能：良好，在水深80m,置放48h能正常起爆。 破坏性和强度：导爆管传爆时，不会损坏自身管壁， 对周围环境不会造成破坏，其抗拉强度大，在 5070N 拉力 作用不会变细,传爆不会变。2）导爆管雷管：是由导爆管冲击能激发爆炸的雷管, 由导管、封口塞、延期体和火管组成。其优
11、点：具有抗静电, 抗杂散电流,高频、射频电流的能力；使用安全可靠,简单 易行,应用广泛。主要产品有瞬发、毫秒延期,半秒延期, 秒延期导爆管雷管。网路设计可实现拆除和微差分段起爆爆 破目的。缺点：普通导爆雷管不能用于有瓦斯、矿尘爆危险 的作业场所,网路敷设好后,无法用仪器检查网路。3）导爆管起爆网路连接 常用的方法：簇联法，就是常说的一把抓，把能够并 接在一起的导管接成一束,然后一级一级传下去。它又分为 簇并联网和分段并串联网、并串联三种。在实际中我们经常 用到，应用广泛。 接力网联：这是内、外孔微差起爆常用的网路，就是 每个起爆雷管除引爆与其直接相连的炮孔雷管外，同时引爆 下一时段的起爆雷管，
12、形成连续接力式的起爆网路，这种方 法采场较大的中深爆破很常见。 复式起爆法：目的是为了保证网路可靠和准爆率提高，采用两套相互独立又相互交叉连接网路，雷管增加一倍， 其可靠性也相应增加一倍。 闭合起爆：是指采用连接元件连接，使整个爆区形成 一个封闭环形网路，每个雷管至少由两个不同方向引爆，这 种连接方法比较复杂，目的就是提高准爆率。2、电雷管及电雷管起爆法电雷管是由电能作用而引发爆炸的一种雷管，其结构与 火雷管相近，由管壳、起爆药、加强帽和点火装置组成，点 火装置由脚线、桥丝和引火药组成。它与火雷管相比，具有 瞬时性和延时性，可实现远距离点火，一次起爆能量大，使 用安全，效率较高的优点，但不抗静
13、电、杂散电流和射频高 频电流的缺点，使用范围受到约束。电雷管分瞬发电雷管， 毫秒延期，半秒延期，秒延期电雷管。1）电雷管的主要参数为了保证电雷管的安全准爆，其主要参数有电阻值、安 全电流、最小准爆电流、抗震性、发火冲击能量、串联起爆 电流、静电感度、起爆能力、抗水耐温性能、可燃安全性等， 这些性能都作了相关要求，我们在这里不作详细讲解。2）电雷管的起爆电源电雷管的起爆网路起爆电源可采用直流电和交流电，常 用的起爆电源有照明电源、动力电源和起爆器，起爆电源功 率必须满足并保证全部电雷管准爆。其中用起爆器起爆最为 方便，操作简单，灵活性大，在实际工作中广泛使用。3）电力起爆网路电力起爆网路的基本要
14、求：电源可靠，电压稳定，容 量足够；网路简单，可靠，便于计算，连线和导通检测； 要求每个电雷管都能获得足够的准爆电流，尽量使电流强 度均匀，串联使用时必须满足本组电雷管准爆电流的要求。 电力起爆网路主要有：串联、并联、串并连接三种。串联优 点：连线简单，操作容易，所需电流小，导线用量少，其缺 点是网路若有一个雷管断路，整个网络中断而拒爆。并联网 路是将所有电雷管脚线分别连接在母线导线上，然后联接电 源的方法。优点是不会因某一个雷管中断而使其它雷管拒 爆，网路电阻值小，其缺点是网路电流值大，连接线消耗量 大，有漏接时不易发现。串并连接就是混合连接，优点是具 有串、并连接的优点，可增大增起爆能量，
15、大规模爆破中使 用可提高准爆率，缺点是网路连接复杂、耗时。五、基础孔桩开挖爆破（一）基础孔桩爆破特点1、爆破作业面狭小，夹持作用大，受周边约束性强， 爆破效率低。2、孔桩间距与建筑物的基础承重墙间距较小，要防止 炸裂击穿。3、爆破时，起炸段浇注一段，再开挖一段，爆破时， 容易将衬砌炸裂造成破坏。4、桩井底部往往要扩大，爆破具有特殊的要求。5、井口加强防护，严防喷井，产生大量飞石。6、孔桩直径小，岩不受夹持作用，炮孔利用率低。7、城镇施工，爆破有害效应对周围环境影响较大。8、施工环境复杂，作业人员多，爆破安全是首要考虑 的重要问题。二、孔桩爆破开挖关键的技术1）如何有效提高爆破开挖进尺人工挖孔桩直径大多数在 90-150cm 之间，因此爆破开 挖受底部面壁临空面的限制，夹持作用非常大，炮孔利用率 较小，一般只有 60-70%，如何提高人工孔桩开挖，进尺是爆 破技术首要任务。2）爆破开挖对孔桩护壁的影响人工孔桩爆破点紧贴护壁，而且爆破和浅注护壁两套施 工工艺一般只隔12h，所以下爆破作业循环对上浇注护壁作 业循环必将产生强烈的冲击、抛石流及震动等危害，如何采 取保护护壁不受损害，是孔桩开挖的另一关键技术。3）爆破减小对邻近孔桩结构的影响及对周围环境减小 爆破有害效应。如何做到减少危害，又是一个重要的技术关 键。4）爆破飞石控制人工孔桩爆破装药很集中，井口
