安哥拉道碴厂露天爆破施工技术

谢小丁

【摘 要】本文结合安哥拉共和国本格拉铁路大修工程道碴厂露天爆破实例，阐述了火雷管爆破施工工艺、安全、质量控制要点及注意事项，为今后在非洲国家道碴厂露天爆破施工提供参考依据。

【关键词】道碴厂；火雷管；爆破；安全

0 引言

在我国早在2008年国防科工委和公安部联合发布《关于做好淘汰导火索、火雷管、铵梯炸药相关工作的通知》（科工爆[2008]203号）。通知认为，根据《民用爆破器材“十一五”规划纲要》的要求，导火索、火雷管、铵梯炸药已于2008年1月1日起停止生产。火雷管、导火索、铵梯炸药开始退出国内爆破市场，然而在非洲安哥拉共和国，由于该国工业技术基础落后，导火索、火雷管等任被广泛使用，同时在使用过程中无完整有效的安全使用准则，为了安全有效的使用这类爆破器材，我们将我国《爆破安全规程》GB6722-2003与当地的政府部门爆破器材使用规则相结合，在安全使用的前提下充分利用这类爆破器材进行施工生产。

1 工程背景

安哥拉属热带沙漠气候和热带草原气候，全年分两季，10月至次年4月为雨季，5月至9月为旱季，本格拉铁路位于安哥拉共和国中部，西起大西洋岸边的洛比托港，途经万博（HUAMBO）、比耶（BIE）、卢埃纳（LUENA），东至刚果边境接壤，全长1344.8km，是安哥拉3条铁路主干线之一。该条铁路于20世纪60年代末建成通车后，受到了战争的破坏，处于瘫痪状态，维修前只有洛比托（LOBITO）—库巴尔（CUBAL）段（153km）、本格拉支线（27.3km）及卡棱卡（CALENGA）—万博（HUAMBO）段（42km）可运行通车。本格拉铁路全线修复工程采用大修方案，即更换钢轨、道岔、枕木、新铺道岔、修建和恢复损坏桥涵和路基，并新增通信信号设备和其他配套设备，以确保行车安全。计划线路补碴250万方，道碴生产厂沿线路布置5处，共计安装13条道碴生产线生产道碴确保沿线补碴需要；其中库恩巴（CUEMBA）道碴厂位于库恩巴车站（K780+000）线路右侧5公里处，该道碴厂设有采石场一处，道碴生产线4条。

2 工程地质条件

库恩巴（CUEMBA）道碴厂所在范围的小型露天采石场岩体为细-中粒花岗岩，地表覆盖植被覆土厚度约为：0.3m-1.2m，基岩中等风化，解理裂隙发育，无水，岩体稳固，地质构造较简单。

对该场道砟的材质经公司检测中心测试，抗磨耗冲击性能、抗压碎性能、渗透性能均为一级，抗大气腐蚀破坏、稳定性能合格，材料的综合指标较好。

3 钻爆方案设计

露天采石场爆破施工严格按照“一算二试三监测四调整五实施”原则进行爆破设计与施工，该采石场基岩稳固，地质构造简单，采用中深孔爆破，按台阶高度H=10m和台阶坡面角=70°布置倾斜钻孔，多采用等边三角形平行孔排列。

3.1 孔径与孔深

钻孔设备采用阿特拉斯科普柯ROC L6履带式潜孔钻机。孔径取70mm，孔深可按下式计算：

3.2 底盘最小抵抗线（Wd）

底盘抵抗线的大小与炮孔直径、炸药威力、装药密度、岩石可爆性、要求破碎程度及台阶高度等因素有关。

3.2.1 按每个炮孔的装药条件计算（巴隆公式）[1]

将已知量代入（2）公式得：Wd=0.07*33.2=2.3m。

3.2.2 根据穿孔设备安全作业条件确定

综合考虑，按照公式计算及经验分析：Wd=2.5m。

3.2.3 考虑孔径等因素的经验公式

3.2.4 按倾斜孔的安全作业条件检验

Wd≥2.5m符合安全要求。

3.3 孔距和排距

3.4 单孔装药量

3.5 装药长度（L1）

3.6 填塞长度（L2）

3.7 单孔崩矿量（Qcp）

3.8 爆破需求量

库恩巴采石场生产的道碴用于K682+700-K1053+000段370公里线路补碴，需生产道碴70万方（约175万吨），计划5年全部补碴完成，年工作300天，每天采出碎石量0.117万吨（约460m3/d），按照采石场生产能力40万t/a设置生产线，采出碎石量1333t/d计算，应安排每3天爆破一次，每次爆破孔数36个（4排中深孔），爆破碎石量4500t，可以满足线路补碴需要，则一次爆破需要炸药量为1136kg。

3.9 炮眼布置图（图1、图2）

4 火雷管起爆安全控制措施

库恩巴采石场属无人居住山坡地段，爆破作业周边环境较为简单，爆破主要安全隐患为爆破的飞石、爆破空气冲击波对爆破作业人员的安全影响，爆破器材采用火雷管、导火索、点炮筒起爆方式。综合考虑爆破警戒线设于500m外。

4.1 火雷管起爆法危险性分析

火力起爆的危险主要来自火雷管。雷管实际是由外壳和压成圆柱体的主起爆药（如雷汞、叠氮化铅、二硝基重氮酚、A型斯蒂酚酸铅等）组成的。主起爆药对于火焰（火花）、撞击、摩擦、加热是极其敏感的。在上述任一因素作用下，雷管都会爆炸。

对于雷管必须特别谨慎，为了减少事故性爆炸的破坏作用，爆破工的工作台上雷管的数量限制为100个，且应放在带盖的木盒里，操作者手中只准拿一发雷管[2]。

安全规程规定，加工火雷管要在专用的房间或指定的安全地点进行，不应在爆破器材存放间、住宅和爆破作业地点加工。工作台要有边帮，带有安全防护罩，台面上要铺设橡胶皮或漆布作为软垫。当几个爆破工同时操作时他们之间要用不小于10cm的防护板隔开。

摩擦作用对起爆药特别敏感，也最危险为了将起爆药的粉尘和微粒清除掉，在雷管接到导火索之前，必须将每一雷管的插口对着手指轻轻地敲几下。

在任何情况下，不应当用嘴去吹雷管插口的药粉或取出粘在雷管插口的药粒。首先，由于起爆药受潮就丧失其火焰敏感度，因而加强帽上沾水就会导致拒爆。其次，由于硬物在起爆药上偶然划下痕迹，其结果也可能引起爆炸。

导火索必须使用导火索或专用点火器材点燃，严禁用火柴、烟头点火（由于导火索药芯较密实，用明火点燃比较困难）。

当点燃成束的导火索时，在掘进工作面上，爆破器材的准备工作包括：检查引火药卷引火的情况，选择引火药卷的型号和尺寸以及切好导火索；为了点燃引火药卷，伸入药卷的引燃导火索的长度不得小于25cm。

火力起爆的主危险在于，爆破工都是在装药附近点燃导火索，这样，当爆破工尚未撤到掩蔽所之前，一些特定状态的装药可能爆炸。早爆的原因是各式各样的：点燃的导火索过多，导火索不够长，撤到掩蔽所有困难等。为了在上述情况下不发生事故，火力起爆时要遵守安全规程。

点燃大量的导火索时，为了使爆破工不在装药附近滞留，安全规程要求务必采用安全监督信号管或者采用安全监督计时导火索，信号管和计时导火索的长度不得超过该次被点导火索中最短导火索长度的三分之一。

如果不止一个爆破工去点火，那么必须任命组长，组长的职责范围包括点燃安全监督信号管或安全监督导火索，并发出向掩蔽所撤离的命令。

4.2 安全规程规定

（1）单人点火时，一人连续点火的根数（或分组一次点火的组数），地下爆破不得超过5根（组），露天爆破不得超过10根（组）。

（2）一个点火区域，不得少于两人。

火力起爆时可能有爆破延迟现象，这对爆破工同样是危险的。

如果爆破的数目少于所点燃导火索数目的话，安全规程规定要清点爆破数目。

最后一个药包爆炸后15min，爆破人员才能自掩蔽所撤出。

如果点火工作量大，特别是几个爆破工同时操作时，要清点爆破次数很困难，在这种情况下，人员自掩蔽所走出的时间至少也要过15 min。

当导火索多于1根时，禁止用火柴或香烟点燃。

导火索最长一般不大于10m，即一小段导火索的长度。

当导火索的长度等于或大于4m时，必须将它与第2根导火索叠合，使2根导火索同时燃烧。因为导火索燃烧时熄灭的概率随着燃烧长度的增加而增加，所以这样做就使得爆破的可靠性增加。

爆破工程技术人员在装药前应对第1排各钻孔的最小抵抗线进行测定，对形成反坡或有大裂隙的部位应考虑调整药量或间隔填塞。底盘抵抗线过大的部位，应进行清理，使其符合设计要求[3]。

爆破员应按爆破设计说明书的规定进行操作，不应自行增减药量或改变填塞长度；如确需调整，应征得现场爆破工程技术人员同意并作好变更记录。

在装药和填塞过程中，应保护好起爆网路；如发生装药阻塞，不应用钻杆捣捅药包。

5 结论

库恩巴采石场通过采用计算后的台阶法露天爆破后，并严格按照爆破规程进行指导现场爆破作业，经过一段时间的观察分析，在爆破安全上是可靠的，同时极大的减少了单位炸药与爆破器材的消耗量，提高了单次采石的爆破效率，在保证了爆破安全可靠的情况下降低了单次爆破成本，从而为企业创造了效益。

由于我国早在2008年就开始淘汰了导火索、火雷管及铵梯炸药，更多的爆破作业现场为了安全起见采用较为先进的爆破器材与爆破控制技术，能熟练使用火雷管及导火索起爆技术的人员逐年减少，然而在安哥拉却大面积的使用该方法进行爆破作业，由于火雷管、导火索及铵梯炸药使用中存在较大的安全隐患，这对我们从国内过来的爆破技术人员形成了新的考验，如何严格按照爆破规程进行爆破作业成为专业技术人员的一项重要课程，因此，本文通过分析火雷管爆破法中的危险性让爆破专业人员能深入的认识与研究火雷管爆破法。同时也可为非洲或其他国家的露天爆破提供一定的借鉴价值。

【参考文献】

[1]陈华腾.爆破计算手册[M].辽宁：辽宁科学技术出版社，1991-09.

[2]中华人民共和国国家国家标准局.爆破安全规程GB6722-1986[S].1987.05.01.

[3]中华人民共和国国家安全生产监督管理局.爆破安全规程GB6722-2003[S].2004.05.01.

[责任编辑：王楠]