二二 一一年三月一一年三月 爆爆 破破 安安 全全 技技 术术1 、爆破地震波 2 、爆炸空气冲击击波 3 、爆破噪音4 、爆破破片与爆破飞飞石 5 、爆破对环境的有害影响 6、早爆、迟爆与拒爆爆 破 安 全 技 术术主要内容主要内容基 本 要 求1、了解爆破地震波、爆炸空气冲击波、爆破噪音、爆破破片与爆破飞石的特点2、学会安全距离计算方法及预防措施；3、了解爆破对环境的有害影响以及一些应急 处理方法爆破安全技术炸药爆炸时，人类可利用其化学能转变成的机械功，完成一 些人工或机械不能或难以完成的工作。爆炸的同时还将产生爆破 地震波、空气冲击波、爆破噪音、个别飞石、爆破毒气等危害作 用，这些危害作用亦称危害效应或负面效应。它们对人员、建筑 物和设备所造成的危害范围，因爆破规模、性质与周围环境的不 同而异。如露天爆破时，地震与飞石的影响范围较大；空气冲击 波在加强抛掷时有显著作用，而松动爆破则几乎没有影响。爆破 规模较大时，还要考虑爆破毒气的危害问题。为了保证人员和设 备的安全，必须正确计算各项安全影响范围，以便采取相应措施 。对于建筑物与构筑物必须评价其安全程度。对于重要目标必须 保证不受爆破地震、空气冲击波和爆破飞石的破坏，要严格进行 安全校核，必要时应减少一次（或一段）的爆破装药量或采取其 它安全措施。 1 、爆破地震波1.1 地震的有关概念在地底下发生地震的地方，叫震源。地面上与震源相对处，叫震中。地震的大小，在地震学上用震级和烈度来衡量。1.1.1 震级震级也称地震强度，用以说明某次地震本身的大小。它是直接根据地震释出来的能量大小确定的。1.1.2 烈度烈度是指某一地震在具体地点引起振动的强度标准，它标志着地震对当地的实际影响，作为工程建筑抗震设计的依据。必须强调指出，地震震级与地震烈度是两个不同的概念，不可混淆。如把地震比作装药爆炸，那么，装药量就相当于地震震级，而装药在爆炸时的破坏作用则是地震烈度。一个地震只有一个震级，但在不同地区可以有不同的烈度，因为在一个地震区域内，不同部位的破坏程度是不同的。显然，震中区的烈度（叫震中烈度）就比其他地方的大。所以震中烈度就是最大烈度，用以表示该次地震的破坏程度。 大长低大地壳深处天然地震小短较高小地表（浅）爆破地震影响范围持续时间振动频率释放能量震源深度项 目 类 别爆破地震与天然地震比较 爆破地震与天然地震比较允许地面质点振动速度（）建筑物设计的抗震烈度（度）抗震烈度与相应的地面质点振动速度值 抗震烈度与相应的地面质点振动速度值1.2 爆破地震的概念当装药在固体介质中爆炸时，爆炸冲击波和应力波将其附近的介质粉碎、破裂，与天然地震一样，也会造成地面的震动，这种弹性波就叫爆破地震波。 视被爆介质不同，炸药爆炸后约有220%的能量转化为地震波。由爆破引起的振动，常常会造成爆源附近的地面以及地面上的一切物体产生颠簸和摇晃；当爆破地震波的强度达到一定程度时，可以造成爆区周围的地表或建（构）筑物及设施的破坏。因此，为了研究爆破地震效应的破坏规律，找出减小爆破地震强度的措施和确定出爆破地震的安全距离，对爆破地震效应进行系统的观测和研究是非常必要的。 1.3 爆破地震的特点爆破地震与天然地震一样，都是由于能量释放，并以地震波 形式向外传播，引起地表振动而产生的破坏效应。它们造成的 破坏程度又都受地形、地质等因素的影响。但天然地震发生在 地层深处，其造成破坏的程度主要决定于地震能量（震级）与 距震源的远近。爆破地震的装药则是在地表浅层爆炸的，其造 成破坏的程度主要决定于装药量与距震源的远近。通过对大量爆破地震和天然地震的实测分析，可以得出以 下几点认识： （1）爆破地震振动幅度的数值虽大，但衰减很快，破坏范围并 不大，天然地震振幅度的数值虽小，但衰减缓慢。破坏范围比 前者大得多； （2）爆破地震地面加速度震动频率较高（约1020 Hz以上） ，远超过普通工程结构的自振频率。天然地震地面加速度震动 频率较低（一般25 Hz）。与普通工程结构的自振频率相接近 ； （3）爆破地震持续时间很短（以万吨爆破为例，在近区仅1s左 右）。天然地震主震持续时间多在1040s间。 由上可得重要结论：在其处测得的爆破地震参数值（地面振动的速度或加速度值），是不能套用参数相等的天然地震烈度来估计该处破坏后果的。爆破地震的实际破坏效果要比相同烈度的天然地震小得多。例如，万吨爆破时，在某厂房测得参数值相当天然地震烈度8度，但宏观调查并未发现房屋结构有任何破坏现象。 1.4 1.4 建筑物允许的爆破振动速度建筑物允许的爆破振动速度对于一般的建筑物，许多国家在实际应用中，将“墙壁的抹 灰层出现裂缝或脱落”视为“开始破坏”，并以此为标准，规定建 筑物允许的振动速度。例如，美国、加拿大、瑞典等国家，将 一般建筑物允许的极限振动速度规定为2 ins（5.1cms）、 允许的振动加速度为0.1g；前苏联将一般建筑物允许的最大振 动速度规定为10cms。这是美国、加拿大、瑞典、前苏联等 国家的学者据其本国情况早期对完好的砖、石结构房屋进行振 动试验的成果。但根据我国房屋建筑的实际情况、建筑材料、 结构、新旧状况及破损程度各不相同，抗震能力差别很大，一 律采用5cms仍会破坏某些房屋。这个规定还没考虑爆破振动 对电气设备的影响，国内矿山爆破已多次出现爆破振动引起电 闸跳闸的事故。这个规定也没有考虑经常爆破的重复振动对结 构的影响。综上所述，一般情况下把爆破振动速度控制在1cms 以内，可以保证任何正常房屋不致受到破坏。1.5 爆破振动强度及其安全参数的确定1.5.1 爆破振动速度（1）集团装药爆破振动速度计算公式大量实测数据表明，爆破振动速度与装药量、距离、土石特 性、爆破方法、爆破参数、地形及方向等因素有关。式中，V单个集团装药内部爆破质点振动速度，cms；C一次爆破装药量（齐爆时为总装药量，延迟爆破时为最大一 段装药量），kg；R爆心至观测点的距离，m；K与爆破方法、爆破参数、地形及观测方法等因素有关的爆破 场地系数，一般K=30500；与土石地质因素有关的振动波衰减系数，一般=1.52.0；m与装药形状有关的指数，国内多采用1/3，西方国家对深孔 柱形药包采用1/2，对硐室集中药包采用1/3。 （2）爆破振动速度经验修正公式萨道夫斯基公式是单个集团装药置于地下较深处爆破后距爆 点一定距离处的质点振动速度公式。在实际工程中，一般采用多 个装药同时起爆或分段延期起爆的爆破方式，装药数量较多，药 量较小，且比较分散，如岩石深孔爆破、结构物拆除时的药孔爆 破等，而且结构物拆除爆破时装药位置往往布置在距地面一定距 离处的建筑物或基础之上，用此式计算的值与实际情况相差较大 。为克服此缺点，国内有的学者在萨道夫斯基公式的基础上，根 据多次工程实测数据和经验，提出了较为符合爆破实际的经验修 正公式：式中，K与爆破方法、爆破参数、地形及观测方法等因素 有关的爆破场地修正系数， K一般取0.251.0，距爆源近、且爆 破体临空面较少时取大值，反之取小值。 1.5.2 爆破振动的安全距离在爆破设计时，为了避免爆破振动对周围建筑物产生破坏性的影响，必须计算爆破振动的安全距离，即危险半径。如果建筑物位于危险半径以内，则需将建筑物拆迁，如果建筑物不允许拆迁，则需要减少一次爆破的装药量，控制一次爆破的规模。因此，爆破前必须确定爆破振动的危险半径，同时计算一次爆破允许的安全装药量。 （1）爆破振动安全距离的一般算式爆破振动的安全距离可按下式计算：次爆破允许的安全装药量可按下式计算：式中，Rc一爆破振动安全距离，m；Qmax一次爆破允许的安全装药量，kg；Vkp一 被保护建筑物允许的临界安全振动速度，cms。式中其他符号含义同前。（2）拆除爆破、药孔爆破振动安全距离的经验公式 爆破振动安全距离：次爆破允许的安全装药量：式中符号含义同前。1.6 影响爆破振动强度的因素通过大量爆破实践观测，得出下列几点认识：（1）装药的分散性与单个装药相比，如药量不变，则随着装药个数增多，爆震强度将降低。因此，适当分散配置装药将有利于减弱地震危害。（2）地形地质条件地震波传播经过深沟时，常能降低地震效应，但沟底高于爆破点的浅沟则作用不明显。突出的山包、陡坎、甚至斜坡或阶梯处则能增强地震效应。地势比装药高的地方较地势比装药低的地方破坏严重些。地震波传播经过断层，有时能降低地震效应。爆区的断裂带愈宽，延伸愈长，深度愈大，距离愈远，则对地震强度的影响也愈大。 （3）相对位置飞散爆破产生的振动，在背飞散方向强度最大，可较横向同一 距离处大一倍左右。坑道垂直爆破径向的比平行爆破径向的破坏 严重些，而迎向装药的坑道壁面的破坏程度将大于背向爆源的一 面。（4）起爆时间间隔多个装药爆炸时，如采用秒延期爆破，各段相隔时间大于1s， 则全部装药产生的爆炸振动强度可按装药时最大的一段来计算。 采用毫秒延期爆破，如各段相隔时间25ms，则全部装药产生的爆 炸振动强度可按三分之二装药量计算。（5）地震波的频率建筑物遭受爆破地震的破坏程度除了与爆破地震波的质点振 速（或振幅、或振动加速度）外，还与爆破地震波的频率密切相 关。爆破地震波的频率愈高，与建筑物的自振频率相差愈大，则 建筑物的破坏程度愈轻；反之，爆破地震波的频率愈低，则容易 与建筑物的自振频率发生谐振，建筑物的破坏程度愈严重。 1.7 降低爆破振动效应的安全措施为了减小爆破振动对爆区周围建筑物的影响，应根据被保护目标与爆点的相对位置、距离、分布情况，有针对性地采取相应 以下一些措施：（1）采用多段微差起爆技术，变能量一次释放为多次释放，减小每次爆破的能量（转化为爆破地震波的能量则相应减小），将 振幅较大的地震波变成多个振幅较小的地震波，从而减小爆破振 动的强度。分段越多，振幅越小，爆破振动也越小。实践表明， 微差爆破可使爆破地震强度降低3050%；秒差爆破的地震波强度取决于其中最大的一段药量。（2）采用分散布药方式，把所有装药同时爆炸产生的大震源分成数个微差延时起爆的小震源，变能量集中释放为分散释放。实 践表明，分散装药可降低爆破地震波的振幅，缩短主周期，避免 了地震波出现过高的峰值，从而大大削弱爆破振动强度，既达到 减震目的，又有利于改善破碎效果和加大一次爆破量。 （3）合理选取微差起爆的间隔时间、起爆顺序和起爆方案，保 证爆破后的岩石能得到充分松动，消除夹制爆破的条件，使爆炸 能量及时得到有效的逸散，减小转化为爆破地震波的能量；间隔 时间应大于50ms。（4）合理选择爆破的方式。采用飞散爆破，爆炸能量中会有更 多的一部分形成空气冲击波，使转化为地震波的能量相对减小， 爆破振动强度随之减小。在一定场合下（如地下室内基础爆破） 适当使碎块飞散，既有利于目标的破碎也能降低爆破振动的强度 。例如，爆破作用指数n=1.5的飞散爆破比n=0.81的松动爆破，地 震波强度平均降低422%。而且在飞散爆破中，最小抵抗线方向 的振动强度最小，反方向最大；也可以采用不耦合装药。（5）严格按照被保护目标的抗震能力及其与爆点的相对距离等 确定的一段(次)最大起爆药量进行装药和分段，把爆破震动引起的 地面质点振动速度控制在周围需保护设施所允许的振动速度(即安 全震动速度)以下，确保被保护目标的安全。 （6）合理选取爆破参数和单位炸药消耗量。单位炸药消耗量 过高会产生强烈的振动和空气冲击波。单位炸药消耗量过低则会 造成岩石的破碎和松动不良，大部分能量消耗在振动上。因此， 应通过现场的试验来确定合理的爆破参数和单位炸药消耗量。（7）在露天深孔爆破中，防止采用过大的超深，过大的超深会 增加爆破的振动。（8）利用或创造减振条件。地形和地质条件是影响爆破地震强 度的一个重要因素，实践表明，药量、距离和传播介质相同时， 低于装药的地面，振动强度小；高于装药的地面振动强度大。爆 破地点与被保护目标之间存