飛石是露天爆破工程中.為嚴(yán)重的潛在事故因素之一，是造成人員、設(shè)備、結(jié)構(gòu)物和建筑物損傷的主要原因之一，對人民的生命財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的威脅。飛石產(chǎn)生的機理很復(fù)雜，既有設(shè)計原因，也有施工問題。本文分析了爆破飛石產(chǎn)生的原因，介紹了飛石產(chǎn)生的部位。通過對飛石飛行參數(shù)的理論計算，相應(yīng)地提出了控制飛石的措施。在實際工作中，對露天礦山和類似爆破工程防止飛石事故的發(fā)生具有一定的指導(dǎo)意義。 

爆破飛石是指在工程爆破中，被爆介質(zhì)中那些脫離主爆堆而飛得較遠(yuǎn)的碎石。由于這些碎石沒有具體的飛行方向和距離，并且拋擲的比較遠(yuǎn)，對爆區(qū)周圍的人員、設(shè)備的安全造成嚴(yán)重的威脅。根據(jù)美國在1982～1985年的統(tǒng)計，飛石事故占露天爆破事故的59．1％；日本在1979年發(fā)生的爆破事故中，飛石事故高達(dá)61％，在1988年，更是高達(dá)73％。我國爆破飛石造成人員傷亡、建筑物損壞的事故占整個爆破事故的15％～20％，露天礦山爆破飛石傷人事故占整個爆破事故的27％。如2008年10月16日18時13分，神華寧夏煤業(yè)集團有限責(zé)任公司大峰礦露天剝離工程現(xiàn)場，發(fā)生一起重大爆破飛石事故，造成死亡16人、53人受傷。由此可見，在工程爆破中，控制爆破飛石的重要性。 

1爆破飛石產(chǎn)生的原因

爆破飛石產(chǎn)生的原因可以歸納為以下三個方面。

1．1客觀因素——地質(zhì)條件多變

大多數(shù)情況下爆破對象是巖體，由于巖體具有各向異性和不均勻性的特點，常常隱含著節(jié)理、裂隙、斷層、軟弱夾層等結(jié)構(gòu)面，在爆破前很難完全掌握巖體的每個細(xì)節(jié)。這些結(jié)構(gòu)面與巖石相比屬于薄弱部位，破碎時需要的炸藥能量較小，而炸藥在炮孔中布置很難顧及到每個弱面的存在。因此，炸藥在巖體中爆炸后，爆生氣體會從這些薄弱部位首先沖出，夾帶著個別碎塊形成飛石。

1．2設(shè)計存在缺陷

設(shè)計方面的缺陷也是產(chǎn)生飛石的重要原因，歸納為以下幾點：

(1)爆破性質(zhì)選擇有誤。如對于露天深孔松動爆破，爆破作用指數(shù)選擇過大，將大大增加產(chǎn)生飛石的概率。

(2).小抵抗線選擇不當(dāng)。.小抵抗線方向是巖石阻力.小的方向，也是.易產(chǎn)生飛石的方向。當(dāng).小抵抗線選擇過小時，炸藥爆炸后，只用一部分能量就足以破碎抵抗線方向的巖石，多余的能量將破碎后的巖塊向前拋擲，產(chǎn)生更多更遠(yuǎn)的飛石。當(dāng).小抵抗線選擇過大時，炸藥產(chǎn)生的能量不足以克服抵抗線方向巖石的阻力，但爆炸能量總要釋放出來，所以這時就容易從孔口沖出(露天臺階爆破)，隨之而來的是飛石。

(3)填塞長度不足。設(shè)計的填塞長度不足時，填塞物不足以抵擋高溫高壓氣體的沖擊，瞬間從炮孔中沖出，這樣不但減少了爆生氣體作用于巖石的時間，而且會產(chǎn)生大量的飛石。

(4)起爆順序選擇不合理。起爆順序不當(dāng)時，先起爆的炮孔會引起后起爆炮孔的抵抗線等參數(shù)變化。這種變化不利時，如抵抗線變得過大或過小，同樣會產(chǎn)生飛石。

(5)延期時間確定不合理。微差起爆是一種比較**的爆破技術(shù)，合理的設(shè)計和施工，能減少飛石的產(chǎn)生，但是炮孔的間隔時間過長或過短的話，都容易產(chǎn)生飛石。

(6)炸藥量過多。如爆破介質(zhì)為花崗巖、石英砂巖、石灰?guī)r等容重較大的介質(zhì)時，介質(zhì)吸收炸藥能量的能力較弱，降低波動能量的作用也小，可以用于克服慣性運動的炸藥能量就相應(yīng)較多，所以產(chǎn)生飛石較多，距離較遠(yuǎn)。在其他條件相同的情況下，裝藥量越大，爆破飛石就越多，飛石飛行距離就越遠(yuǎn)。

1．3施工管理不到位

(1)鉆孔產(chǎn)生偏差。沒有嚴(yán)格按照爆破設(shè)計的孔位、孔深進行鉆孔，超過了誤差允許范圍。如抵抗線變大或變小，容易產(chǎn)生飛石；孔深過大，超量裝藥，也會產(chǎn)生更多的飛石。

(2)裝藥量過多。如設(shè)計時選擇使用銨油炸藥，但在裝藥前，發(fā)現(xiàn)炮孔中有水，改用乳化炸藥，但裝藥長度沒有改變，導(dǎo)致裝藥量過大，將會產(chǎn)生飛石。

(3)抵抗線發(fā)生變化。露天臺階爆破時，如果鉆孔前是壓渣，按估計的位置進行鉆孔。而在實施爆破裝藥前已經(jīng)清渣，并且抵抗線與預(yù)估的相差較大，如果不適當(dāng)調(diào)整裝藥量，也將會產(chǎn)生飛石。

(4)填塞不合格。填塞長度不足，或是填塞質(zhì)量不高，如填塞物中夾帶碎石、填塞物密實度不夠，都會產(chǎn)生飛石。

(5)覆蓋質(zhì)量差。露天淺孔爆破時，炮孔覆蓋質(zhì)量不合格和炮孔周圍的碎石也是引起飛石的原因之一。

2爆破飛石產(chǎn)生的部位

由于產(chǎn)生爆破飛石的原因是多方面的，情況也是比較的復(fù)雜，目前情況下，很難用一個系統(tǒng)的理論來對其進行分析。根據(jù)經(jīng)驗，爆破飛石的產(chǎn)生部位主要有填塞段、孔口和.小抵抗線3處，如圖1所示。

 

3爆破飛石的參數(shù)計算

爆破飛石的產(chǎn)生機理非常復(fù)雜，目前還難以用數(shù)學(xué)分析方法準(zhǔn)確地計算其參數(shù)。個別飛石的飛行參數(shù)與爆區(qū)地形、地質(zhì)條件、爆破參數(shù)、填塞質(zhì)量和氣候條件等因素有關(guān)，對于拋擲爆破個別飛石的飛行高度和距離可按下列公式計算：

式中，H為個別飛石飛行的.大高度，m；l為個別飛石飛行的水平距離，m；vo為初速度，m／s；α為飛石拋射角，(°)；g為重力加速度，m／s2。

當(dāng)在斜坡地形進行爆破時，如山坡角度為β，則沿山坡下方的飛石.大距離為：

式中，l′為個別飛石.大距離，m；β為山坡坡角，(°)：

在工程實踐中，飛石的飛行高度和距離是很難確定的，因此，人們根據(jù)大量的實際工程資料，提出了如下的經(jīng)驗公式：l=20kn2W   (4)

式中，l為個別飛石的飛行.遠(yuǎn)距離，m；n為爆破作用指數(shù)；k為系數(shù)，與地形、風(fēng)向等因素有關(guān)，一般取1．0～1．5；W為.小抵抗線，m。

4爆破飛石的控制方法

在露天爆破中，產(chǎn)生爆破飛石是難免的。但是，必須將產(chǎn)生的爆破飛石控制在允許的范圍之內(nèi)，否則將會給人民的生命財產(chǎn)造成威脅。因此，在爆破過程中，應(yīng)該及時做好飛石的預(yù)防及防護措施。

4．1減少飛石產(chǎn)生的措施

(1)在滿足工程要求條件下，要選取相對合理的.小抵抗線。.小抵抗線的選擇是控制飛石產(chǎn)生的關(guān)鍵因素之一，也是.有效的技術(shù)措施。

(2)必要時，可采用小孔徑分散裝藥、不耦合裝藥和反向起爆。大量實踐表明，小孔徑爆破比大孔徑爆破產(chǎn)生的飛石少。反向起爆能使爆生氣體作用時間更長，破碎巖體更充分，并能夠減少爆破飛石。

(3)調(diào)整局部裝藥結(jié)構(gòu)。因鉆孔施工誤差使.小抵抗線過小時，或是鉆孔遇到斷層、軟弱夾層時，應(yīng)調(diào)整裝藥結(jié)構(gòu)，如采取間隔裝藥，減小單孔裝藥量，避免飛石的產(chǎn)生。

(4)**炮孔填塞長度和質(zhì)量。炮孔填塞要有一定的長度，一般取1倍的.小抵抗線長度。填塞要密實、連續(xù)，填塞材料中應(yīng)避免夾雜碎石，填塞時要邊填邊搗，不能將炮孔填塞到孔口再搗固。如果炮孔中有水，為了避免沖天炮，填塞料.好用5～10mm的碎石子或石粉。

(5)根據(jù)地質(zhì)條件和孔網(wǎng)參數(shù)確定合理的起爆順序和.佳的延期時間，將爆破飛石控制在允許范圍之內(nèi)。

(6)..計算和控制炸藥量。對于特定的地質(zhì)條件，裝藥量.終決定了爆破效果和爆破有害效應(yīng)的控制程度。因此，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況，選取與巖石相對應(yīng)的炸藥單耗，準(zhǔn)確計算每個炮孔的裝藥量，裝藥量不得隨意增減，尤其不能增加裝藥量。

4．2覆蓋措施

爆破點周圍環(huán)境比較復(fù)雜時，要使用潮濕的草墊、裝土的草袋、膠皮帶鏈、鐵絲網(wǎng)等對炮孔甚至整個被爆破對象進行必要的覆蓋。

4．3合理設(shè)定警戒區(qū)

露天巖土爆破時，個別飛石對人員的安全距離見表1。設(shè)計時應(yīng)參考表1中的值來確定爆破警戒范圍。在此范圍內(nèi)不得有任何人員，且讓所有無關(guān)人員遠(yuǎn)離警戒線，起爆時堅守在警戒線上的爆破警戒人員要在能抵御飛石沖擊的避炮棚內(nèi)。

 

在露天爆破中，爆破飛石產(chǎn)生的原因有很多，如設(shè)計問題、地質(zhì)條件、人員管理因素和施工問題等，爆破飛石的規(guī)律也有待進一步研究。但是，通過對爆破飛石產(chǎn)生的原因及部位的分析，能在一定程度上減少爆破飛石事故。分析歷年爆破飛石事故，很大一部分都是人為原因。因此，必須加強現(xiàn)場管理，建立健全的安全責(zé)任制度，嚴(yán)格執(zhí)行各項規(guī)章制度和爆破施工要領(lǐng)，進一步提高爆破操作人員和管理人員的安全意識，克服麻痹思想，這是防止爆破飛石事故發(fā)生極為重要的一個環(huán)節(jié)。