爆破爆炸的危害作用及预防措施.docx

爆炸的危害作用

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。

爆破地震波

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。

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。用一种特定类型的、放大率为2800倍的地震仪,在距震中100km处,记录图上量得最大振幅值(以1/1000mm计的普通对数值,称为震级。例如,最大振幅为0.001mm时,震级为“0”级;最大振幅值为1mm时,震级为“3”级;最大振幅值为1m时,震级为“6”级。

地震震级的能量究竟有多大?可用爆炸能量来说明。在坚硬岩石(如花岗岩中,用2~3×106kg炸药爆炸,相当于一个4级地震。一个8级地震的功率大约相当于100万人口城市的发电厂在20~30年内所发出电力的总和。由此可见,虽然地震仅仅发生于瞬时的变化,但地震释放出来的能量却是巨大的。

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。烈度不是根据地震仪器测定的。判断烈度大小是根据人们的感觉、家具及物品振动情况、房屋及建筑物受破坏的情况,以及地面出现的崩陷、地裂等现象综合考虑确定的。因此,地震烈度只能是一种定性的相对数量概念,且有一定的空间分布关系。

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。

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(分别形成压碎圈和破裂圈,当应力波通过破裂圈后,由于它的强度迅速衰减,再也不能引起岩石的破裂而只能引起岩石质点产生弹性振动,这种弹性振动是以弹性波的形式向外传播,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。

爆破地震波由若干种波组成,它是一种复杂的波系。根据波传播的途径不同,可分为体积波和表面波两类。体积波是在岩体内传播的弹性波,它可以分为纵波(P和横波(S两种。P波的特点是周期短、振幅小和传播速度快;S波的特点是周期较长,振幅较大,传播速度仅次于P波。表面波又分为瑞利波(R和勒夫波(L。R波的特点是介质质点在垂直面上沿椭圆轨迹作后退式运动,这点与P波相似。它的振幅和周期较大,频率较低,衰减较慢,传播速度比S波稍慢;L波的特点是质点仅在水平方向作剪切变形,这点与S波相似,L波不经常出现,只是在半无限介质上且至少覆盖有一层表面层时,L波才会出现。各种应力波传播过程中引起介质变形的示意图见图1-1。

体积波特别是其中的P波能使岩石产生压缩和拉伸变形。它是爆破时造成岩石破裂的主要原因。表面波特别是其中的R波,由于它的频率低、衰减慢、携带较多的能量,是造成地震破坏的主要原因。

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,凡是由爆破所引起的这种现象及其后果,叫做爆破地震效应。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。

爆破地震波引起地面质点振动参数的确定

爆破引起的振动是一个非常复杂的随机过程。它的振幅、周期