爆破安全技术--爆破冲击波

 　　无约束的药包在无限的空气介质中爆炸时，在有限的空气中会迅速释放大量的能量，导致爆炸气体产物的压力和温度局部上升。高压气体在向四周迅速膨胀的同时，急剧压缩和冲击药包周围的空气，使被压缩的空气的压力急增，形成以超音速传播的空气冲击波。装填在药室、深孔和浅孔中的药包爆炸产生的高压气体通过岩石裂缝或孔口泄漏到大气中，也会产生冲击波。空气冲击波具有比自由空气更高的压力(超压)，会造成爆区附近建、构筑物的破坏和人类器官的损伤或心理反应。

　　人员承受空气冲击波的允许超压不应当超过0．01×10⁵Pa。在不同超压下人员遭受损伤的程度如表6—2所示。

 

表6—2  人员损伤等级

 

 

　　冲击波对建筑物的破坏等级如表6—3。

　　冲击波对人员及建、构筑物的损伤程度，按超压的大小来判别。超压按下式计算：

 

 

式中：Q——装药量(炭爆破为总药量，秒差爆破为最大一段药量)，kg；

　　  R——自爆破中心到测定的距离，m。

 

表6—3  空气冲击波对建筑物的破坏等级

 

 

　　参数见表6—4。

 

表6—4  H、B系数

 

　　空气冲击波随着距离的增加波强逐渐下降而变成噪声和亚声。噪声和亚声是空气冲击波的继续。超压低于7×10³Pa为噪声和亚声。

　　爆破产生的噪声不同于一般噪声(连续噪声)，它持续时间短，属于脉冲噪声。这种噪声对人体健康和建筑物都有影响，120dB时，人就感到痛苦，150dB时，一些窗户破裂。

　　在井下爆破时，除了空气冲击波以外，在它后面的气流也会造成人员的损伤。如当超压为0．03～0．04×10⁵Pa，气流速度达60～80m／s，更加加重了对人体的损伤。

　　在露天的台阶爆破中，空气冲击波容易衰减，波强较弱。它对建筑物的破坏主要表现在门窗上，对人的影响表现在听觉上。

　　在爆破设计和施工时，为了防止空气冲击波对周围建、构筑物的破坏，必须估算空气冲击波的安全距离，对药包在地面爆炸时，空气冲击波对人员的最小安全距离R可按下式求出：

R=KQ^1/3　　　　   (6—4)

式中：Q——炸药量，kg；

　　  K——系数，有掩蔽体取15；无掩蔽体取30。

　　空气冲击波的危害范围受地形因素的影响，遇有不同地形条件可适当增减。如在狭谷地形进行爆破，沿沟的纵深或沟的出口方向，应增大50％～100％；在山坡一侧进行爆破对山后影响较小，在有利的地形条件下，可减少30％～70％。为了预防空气冲击波的破坏作用，可采取以下措施：

　　(1)保证合理的填塞长度、填塞质量和采取反向起爆。

　　(2)大力推广导爆管，用导爆管起爆来取代导爆索起爆。

　　(3)合理确定爆破参数，合理选择微差起爆方案和微差间隔时间，以消除冲天炮，减少大块率，进而减少因采用裸露药包破碎大块时，产生冲击波破坏作用。

　　(4)在井下进行大规模爆破时，为了削弱空气冲击波的强度，在它流经的巷道中，应使用各种材料(如砂袋或充水等)堆砌成阻波墙或阻波堤。