寇兆明

（中鐵十九局集團(tuán)礦業(yè)投資有限公司，北京 100071）

引言

大型露天銅礦山在開(kāi)采前先要做好爆破工作，之后才能正常開(kāi)展采礦生產(chǎn)的工作，由此可見(jiàn)，爆破是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展逐漸加快，采礦業(yè)也不斷創(chuàng)造出新的奇跡。工程技術(shù)人員通過(guò)數(shù)十年的工程實(shí)踐，努力提出了許多新爆破技術(shù)，不僅帶來(lái)了社會(huì)效益，還帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)推進(jìn)我國(guó)采礦行業(yè)發(fā)展有著重要意義。然而，銅礦山爆破施工涉及了多個(gè)學(xué)科的內(nèi)容，比如，巖石力學(xué)、工程地質(zhì)、爆炸力學(xué)、工程爆破及爆破器材等，加大了施工難度，再加上工程經(jīng)驗(yàn)不足，所以就容易導(dǎo)致礦山爆破施工中有各類安全生產(chǎn)事故頻繁發(fā)生。因此，為了確保露天銅礦山爆破安全水平得到不斷提高，就要求爆破工程技術(shù)人員全面分析大型露天銅礦山爆破有害效應(yīng)，并及時(shí)提出有效的控制策略，使大型露天銅礦山爆破造成的有害效應(yīng)得到減少或預(yù)防，爆破作業(yè)人員、設(shè)備的安全能得到一定保障。

一、研究大型露天銅礦山爆破環(huán)節(jié)安全管理的意義

二、預(yù)先危險(xiǎn)性分析

（一）大型露天銅礦山爆破作業(yè)預(yù)先危險(xiǎn)性

由于礦山爆破作業(yè)本身就具有特殊性，所以，可以將其劃分為五個(gè)子系統(tǒng)：鉆孔施工、運(yùn)輸炸藥、裝藥作業(yè)、堵塞作業(yè)、連線及起爆。

（二）有害、危險(xiǎn)因素

1.鉆孔施工

布置炮孔時(shí)必須要按照銅礦山爆破作業(yè)中的爆破設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)以及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來(lái)嚴(yán)格進(jìn)行。通常情況下，開(kāi)展鑿巖鉆孔作業(yè)要使用潛孔鉆機(jī)，這一環(huán)節(jié)中有很多有害、危險(xiǎn)因素存在，比如，粉塵危害、高處墜落、坍塌、機(jī)械傷害等。

2.運(yùn)輸炸藥

在運(yùn)輸炸藥的過(guò)程中，主要的危險(xiǎn)源來(lái)自于炸藥，而且炸藥一旦有意外事故發(fā)生，會(huì)造成十分嚴(yán)重的后果，運(yùn)輸炸藥的過(guò)程中涉及火災(zāi)、車(chē)輛傷害、爆炸等危險(xiǎn)、有害因素。

3.裝藥作業(yè)

裝藥作業(yè)這一環(huán)節(jié)在銅礦山爆破施工中都存在著臨邊作業(yè)、場(chǎng)地不平等情況，與此同時(shí)，裝藥作業(yè)的好壞不僅對(duì)礦山的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生影響，還對(duì)機(jī)械設(shè)施、人員、建筑物的安全產(chǎn)生很大影響。總的來(lái)說(shuō)，爆炸、高處墜落、物體打擊等是裝藥作業(yè)環(huán)節(jié)所涉及的主要危險(xiǎn)、有害因素。

十二、來(lái)稿刊登后本刊編輯部按國(guó)家版權(quán)局有關(guān)規(guī)定從優(yōu)一次性支付稿酬，稿酬中含光盤(pán)版和網(wǎng)絡(luò)版的稿酬。雜志出版后向論文第一作者贈(zèng)送當(dāng)期雜志2冊(cè)（短篇1冊(cè)）。

4.堵塞作業(yè)

堵塞作業(yè)指的是通過(guò)對(duì)鉆孔產(chǎn)生的鉆屑或黏土的利用，可以用以堵塞裝藥后的炮孔，有效的堵塞既有利于炸藥能量的利用率得到增加，還能對(duì)爆破作業(yè)產(chǎn)生的多種有害效應(yīng)（噪音、飛散物、粉塵等）加以控制，堵塞作業(yè)涉及的有害、危險(xiǎn)因素包括：高處墜落、物體打擊、爆炸等。

5.連線及起爆

這一環(huán)節(jié)對(duì)于爆破作業(yè)來(lái)說(shuō)是非常關(guān)鍵的一個(gè)階段，應(yīng)保證對(duì)孔網(wǎng)參數(shù)實(shí)行合理地設(shè)置，再結(jié)合設(shè)計(jì)要求進(jìn)行連線起爆，這是爆破作業(yè)安全得以保證的關(guān)鍵所在，該環(huán)節(jié)中一般會(huì)涉及放炮、爆炸、物體打擊、坍塌、中毒窒息等主要的危險(xiǎn)、有害因素。

（三）預(yù)先性危險(xiǎn)

為了能得到銅礦山爆破施工中的各類危險(xiǎn)有害因素、各自的觸發(fā)條件及后果，就要分析各子系統(tǒng)中的危險(xiǎn)有害因素，再按照相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)預(yù)先危險(xiǎn)性分析方法的合理應(yīng)用，全面分析及評(píng)價(jià)銅礦山爆破作業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)以及存在的危險(xiǎn)性。

三、大型露天銅礦山爆破有害效應(yīng)分析

（一）大型露天銅礦山爆破振動(dòng)有害效應(yīng)

1.大型露天銅礦山爆破振動(dòng)效應(yīng)的產(chǎn)生及危害

爆破振動(dòng)效應(yīng)指的是大型礦山在爆破的過(guò)程中，因爆破產(chǎn)生的地震波所造成的振動(dòng)。爆破地震波嚴(yán)重影響著爆破源周?chē)孛嫔系奈矬w或建筑物，爆破源周?chē)孛嫔系奈矬w可能會(huì)出現(xiàn)震動(dòng)或搖晃，如果地震波的強(qiáng)度已經(jīng)到達(dá)一定程度，還會(huì)損壞爆破區(qū)周邊的建筑物，進(jìn)而就影響到銅礦山采礦邊坡的穩(wěn)定性，這將給后面開(kāi)采工作的安全帶來(lái)很大威脅。

2.大型露天銅礦山爆破振動(dòng)允許的安全距離

質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度峰值是大型露天銅礦山對(duì)爆破振動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行衡量的指標(biāo)，同時(shí)該衡量指標(biāo)也被國(guó)內(nèi)外普遍使用。經(jīng)過(guò)大量的研究，爆破工程技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)體上的爆破振動(dòng)波產(chǎn)生的應(yīng)力和質(zhì)點(diǎn)峰值振動(dòng)速度之間是成正比的關(guān)系。在大型露天銅礦山爆破的特定結(jié)構(gòu)中，銅礦山爆破振動(dòng)的破壞程度由質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度直接來(lái)決定。

3.控制大型露天銅礦山爆破振動(dòng)效應(yīng)的措施

經(jīng)過(guò)有關(guān)人員的研究得出結(jié)論，在大型露天銅礦山爆破的過(guò)程中利用毫秒延時(shí)爆破技術(shù)可以達(dá)到良好的效果，能夠平均降震50%左右。當(dāng)毫秒延時(shí)爆破技術(shù)被應(yīng)用于爆破過(guò)程中，分段數(shù)越多產(chǎn)生的降震效果就會(huì)越好。如果限制一次爆破中的最大炸藥用量，完全可以降低爆破振動(dòng)強(qiáng)度。通過(guò)對(duì)防震孔以及減震溝槽的挖掘能實(shí)現(xiàn)對(duì)爆破振動(dòng)效應(yīng)的最佳防護(hù)。

（二）大型露天銅礦山爆破沖擊波的有害效應(yīng)

1.大型露天銅礦山爆破沖擊波的產(chǎn)生及其危害性

在大型露天銅礦山爆破的過(guò)程中，巖體中因使用了炸藥便會(huì)發(fā)生爆炸現(xiàn)象，由此還會(huì)破裂巖石，而巖石破裂的一瞬間，由巖石破裂產(chǎn)生的爆炸物會(huì)向空氣中

快速地升入，與空氣進(jìn)行摩擦，在此過(guò)程中，會(huì)提高其密度、溫度和壓力，進(jìn)而產(chǎn)生的沖擊波也具有很大威力。因沖擊波有著較高的壓力與流速，所以就會(huì)損壞銅礦山爆破點(diǎn)周?chē)蚋浇慕ㄖ?，更為?yán)重的是周?chē)用窈蜕罂赡軙?huì)出現(xiàn)死傷情況。

2.大型露天銅礦山爆破沖擊波的安全判距以及允許距離

基于大型露天銅礦爆破后，有許多大塊的巖石存在，所以就要進(jìn)行二次爆破，同時(shí)還要明確爆破時(shí)操作人員與空氣沖擊波之間的最小允許距離。

3.防護(hù)大型露天銅礦山爆破沖擊波采取的措施

控制和防護(hù)大型露天銅礦爆破沖擊波可以從兩個(gè)方面著手：一是產(chǎn)生露天銅礦爆破沖擊波的源頭；二是傳播銅礦爆破沖擊波的途徑，以這兩方面作為基礎(chǔ)，再采取削波、減源操作。削波防護(hù)措施主要是對(duì)炸藥爆破點(diǎn)周?chē)蚋浇褂玫幕炷?、金屬、巖石進(jìn)行有效利用，由此再構(gòu)建阻波排柱或阻波墻對(duì)沖擊波加以阻擋，這種方法具有的優(yōu)勢(shì)是，銅礦山爆破中可以讓一瞬間產(chǎn)生的空氣中的沖擊波下降到50%以上。

（三）控制和防護(hù)大型露天銅礦山爆破有害氣體

一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫等有害氣體在露天銅礦山爆破時(shí)會(huì)大量產(chǎn)生。如果銅礦中含有硫元素，那么銅礦爆破技術(shù)人員在進(jìn)行爆破時(shí)，就會(huì)有二氧化硫和硫化氫生成。一旦身體吸入這些有毒氣體，會(huì)有中毒反應(yīng)產(chǎn)生，嚴(yán)重者還可能會(huì)死亡。因此，爆破技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)相關(guān)規(guī)定在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)炸藥進(jìn)行配比，并且要注意的是配比時(shí)盡量達(dá)到零氧平衡，使產(chǎn)生的有害氣體得到減少，最終達(dá)到露天銅礦爆破炸藥能有比較穩(wěn)定的熱平衡與氧平衡。在利用炸藥爆破時(shí)，

爆破技術(shù)人員還應(yīng)該合理地控制炸藥原材料的純度，這樣才能保證爆破使用的炸藥得到充分的反應(yīng)，從而就能達(dá)到有害氣體減少的根本目的。

（四）大型露天銅礦山爆破飛散物產(chǎn)生的有害效應(yīng)

1.大型露天銅礦山爆破飛散物的產(chǎn)生以及危害性

大型露天銅礦山在爆破過(guò)程中所使用的爆破方法通常為裸露裝藥或淺孔爆破。在這樣的情況下，露天銅礦的絕大部分爆破能量都會(huì)作用于爆炸破碎飛石的加速運(yùn)動(dòng)上面，這樣會(huì)造成一些碎裂的石塊飛散到很遠(yuǎn)的距離，而這樣的后果就是致使附近的各種基礎(chǔ)設(shè)施和一些工業(yè)設(shè)備遭到不同程度的破壞，甚至還會(huì)出現(xiàn)人員傷亡。

2.控制和預(yù)防大型露天銅礦山爆破飛散物的產(chǎn)生

炮孔的位置需要合理設(shè)置、選擇適當(dāng)?shù)乃幇挚咕€：設(shè)置大型露天銅礦山爆破的過(guò)程中，爆破技術(shù)人員不能在巖石的薄弱面上放置炸藥包，炸藥裝完后，工作人員要保證炸藥的堵塞質(zhì)量，堵塞口必須要嚴(yán)實(shí)，盡量避免堵塞口內(nèi)有碎石進(jìn)入。對(duì)微差爆破技術(shù)有效利用：進(jìn)行大型露天銅礦山多排孔爆破時(shí)，應(yīng)該選擇合理的爆破起爆順序以及爆破的延期時(shí)間，減少同一時(shí)刻的爆破能量，增加碎石之間的碰撞摩擦機(jī)會(huì)，更好的掌控碎石數(shù)量以及飛行方向。

（五）大型露天銅礦山爆破影響周邊地質(zhì)條件

當(dāng)大型露天銅礦山爆破后，在很大程度上會(huì)影響到周邊地質(zhì)條件。在炸藥爆炸之后，還會(huì)破壞銅礦山開(kāi)采區(qū)后緣地表以及深層基巖，只是破壞的程度不同而已。銅礦山爆破之后，其周?chē)牡乇頃?huì)產(chǎn)生大范圍的裂縫，盡管有很大的裂縫，但是卻能很好地控制它的危害性，通過(guò)利用預(yù)裂爆破的方法，能促使后緣地表裂縫的范圍得到明顯減小，甚至后緣地表裂縫現(xiàn)象不再出現(xiàn)。爆破會(huì)破壞深層基巖指的是爆破產(chǎn)生的作用力導(dǎo)致基巖有裂縫產(chǎn)生，微小的裂縫也被認(rèn)定為會(huì)破壞深層基巖。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)銅礦山進(jìn)行開(kāi)山采石可以忽略對(duì)深層基巖造成破壞程度的計(jì)算。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，大型露天銅礦山爆破時(shí)產(chǎn)生的有害效應(yīng)會(huì)嚴(yán)重地影響銅礦開(kāi)采工作以及周?chē)h(huán)境，因此，爆破工作必須要以實(shí)際情況為出發(fā)點(diǎn)，堅(jiān)持因地制宜原則，充分發(fā)揮爆破技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)，并使用合理的措施積極控制有害效應(yīng)，確保將不良影響降到最低，順利地推進(jìn)銅礦開(kāi)采區(qū)的后續(xù)工作。