胡 敏 張俊杰 姚煜國 鄒孝能 江 飛

（江西亞東水泥有限公司）

爆破作業(yè)是礦山開采的一個重要環(huán)節(jié)，爆破作業(yè)危險性大，危險因素多，易發(fā)生生產(chǎn)安全事故，是企業(yè)生產(chǎn)安全和政府監(jiān)管機關(guān)管理重點。拒爆屬于典型的爆破事故，分析研究拒爆產(chǎn)生的原因，采取針對性的對策措施，是杜絕拒爆、避免爆破事故的根本。

常見的拒爆原因為爆破器材質(zhì)量問題、爆破器材性能不符、器材過期失效、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和人為操作失誤等，但2021 年10 月發(fā)生在新屋田灰?guī)r礦拒爆事故，上述常見原因卻被逐一排除。該礦拒爆發(fā)生在更換數(shù)碼電子雷管后，且處于含水炮孔環(huán)境，因此從這兩方面入手，對拒爆原因進行分析［1-5］。

1 礦山拒爆情況

1.1 礦山概況

江西亞東水泥有限公司所屬灰?guī)r礦為大型山坡露天礦，自西向東分別由下張、新屋田、碼頭3個緊密相連的礦區(qū)組成。礦區(qū)位于江西省瑞昌市碼頭鎮(zhèn)，屬亞熱帶濕熱氣候區(qū)，雨量充沛，四季分明，冬季干燥寒冷，夏季炎熱，年平均降水量為1 502.4 mm，但分布不均，多集中在春夏之交。礦區(qū)處于巖溶丘陵地帶，地勢西高東低，南北兩側(cè)高、中部低，山脊順地層走向近東西向延綿。大氣降水是地下水獲取補給的主要來源，地下水自西向東方向徑流，最終向東部侵蝕基準(zhǔn)面沖溝處排泄。地下水水位標(biāo)高西高東低，西部地下水水位標(biāo)高為160～210 m，東部大多埋藏較深，低于最低侵蝕基準(zhǔn)面。

礦山采用寬孔距、小抵抗線毫秒延期逐孔起爆爆破技術(shù)，使用數(shù)碼電子雷管和起爆具組裝成起爆彈孔底反方向起爆方式。正常干孔使用散裝膨化硝銨炸藥耦合裝藥，含水炮孔改用條狀2號巖石乳化炸藥裝藥。對含水炮孔可能出現(xiàn)不連續(xù)裝藥情形，起爆具另加裝導(dǎo)爆索以達到對整個孔內(nèi)炸藥進行引爆的作用。

該公司歷年爆破極少發(fā)生拒爆異常，統(tǒng)計近5 a拒爆孔數(shù)量及概率見表1。但在2021年10月14日—22 日，新屋田礦區(qū)短期內(nèi)集中發(fā)現(xiàn)9 個拒爆孔，拒爆孔數(shù)量和概率極速上升，極不尋常。

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1.2 拒爆基本情況

2021 年 10 月 14 日—22 日，礦山共發(fā)現(xiàn) 9 個拒爆孔，均在新屋田礦區(qū)范圍，且均為含水炮孔，全部搭配貫穿全孔導(dǎo)爆索，依發(fā)現(xiàn)時間順序編號，各拒爆孔基本情況總結(jié)如下。

除3～5號孔無法徹底清理采用殉爆方法處理外，1，2，6，7，8和9號孔清理出起爆具碎片，其中6、7和9號孔發(fā)現(xiàn)起爆具內(nèi)部炸藥，1，2，3，7 和 8 號孔在起爆具附近1～5 m 內(nèi)已無炸藥，但具明顯燃燒痕跡。靠近起爆具附近未被引爆的乳化炸藥存在變硬扭曲現(xiàn)象，雷管腳線斷口存在明顯燃燒痕跡，分析認(rèn)為起爆具應(yīng)被爆燃但未形成爆轟。其它拒爆孔則整個藥柱拒爆，所有拒爆孔搭配的導(dǎo)爆索均未被引爆。

1.3 拒爆孔使用的主要爆破器材

雷管為GT-1 型數(shù)碼電子雷管，規(guī)格型號為工業(yè)8 號管，金屬殼，執(zhí)行《工業(yè)數(shù)碼電子雷管》（WJ 9085—2015）標(biāo)準(zhǔn)。自 2021 年 8 月 30 日開始使用該型雷管，替代原使用的澳瑞凱導(dǎo)爆管雷管。

起爆具殼體內(nèi)裝填單體炸藥并設(shè)有2 個安裝雷管或?qū)П鞯墓δ芸?，具有較高起爆感度和輸出沖能，起爆后引爆其相連的工業(yè)炸藥，對炮孔周圍介質(zhì)做功的成型藥柱。起爆具在該公司使用10 余年，拒爆孔使用的起爆具為2021年10月13日的新進批次。

導(dǎo)爆索是以太安為藥芯，以棉線、BT 絲、BT 膜等為包裹物，外層涂覆熱塑性塑料而制成的工業(yè)導(dǎo)爆索。

2 號巖石乳化炸藥外卷直徑為90 mm，藥卷質(zhì)量為3 kg，執(zhí)行《工業(yè)炸藥通用技術(shù)條件》（GB 28286—2012）、《JWL-Ⅲ型乳化炸藥成品標(biāo)準(zhǔn)》（Q/GT-WYRH-03-001—2020）。

2 拒爆原因分析

2.1 常見拒爆原因排查

常見的拒爆原因多為爆破器材自身質(zhì)量問題、爆破器材性能不符、器材過期失效、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和人為操作失誤等，具體表現(xiàn)在雷管表面有裂縫、擦痕、封口塞松動、低溫環(huán)境未選擇使用耐低溫產(chǎn)品、在水環(huán)境中使用非抗水器材、起爆網(wǎng)絡(luò)延時設(shè)計錯誤、網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接漏接、錯聯(lián)、雷管與起爆器材脫落接觸不良等。

根據(jù)相關(guān)法律法規(guī)，該公司制訂有《爆破器材管理作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》、《爆破安全作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》等企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，爆破器材出、入庫需經(jīng)發(fā)人（保管員）、經(jīng)領(lǐng)人（爆破員）和安全員多重檢驗，拒爆發(fā)生期間使用的各爆破器材均在有效期內(nèi)，無過期失效及外觀明顯質(zhì)量問題；季節(jié)為常溫非低溫環(huán)境，在含水炮孔使用抗水2號巖石乳化炸藥替代膨化硝銨炸藥，起爆具和雷管均具抗水性能，爆破器材性能符合使用環(huán)境要求；數(shù)碼電子雷管具有組網(wǎng)檢測功能，每次爆破均由爆破員組網(wǎng)報告網(wǎng)絡(luò)連接雷管數(shù)量，安全員和工程技術(shù)人員負(fù)責(zé)核對，排除拒爆孔漏連漏接可能；從7 號孔清理出的雷管和起爆具殘骸可以發(fā)現(xiàn)雷管與起爆具結(jié)合無脫落現(xiàn)象。

2.2 單一爆破器材排查

經(jīng)過對常見拒爆原因排查分析，雖基本排除爆破器材明顯的質(zhì)量問題，但本批次拒爆密集發(fā)生在變更雷管廠商、品種和起爆具批次后，仍不排除變更后雷管或新進批次起爆具某種產(chǎn)品存在非外觀上質(zhì)量問題。

為驗證分析變更后數(shù)碼電子雷管和新批次起爆具對拒爆的影響，查清排除某單一產(chǎn)品的質(zhì)量問題，該公司工程技術(shù)人員擬定利用數(shù)碼電子雷管與老批次起爆具、2 號巖石乳化炸藥分別組裝起爆彈進行試驗。

2021 年10 月22 日，使用數(shù)碼電子雷管配合上一批次庫存起爆具組合試驗，爆破后再次發(fā)現(xiàn)一個含水炮孔拒爆，拒爆孔清理出帶有內(nèi)部裝藥的起爆具殘骸，雷管已經(jīng)起爆。本組裝試驗結(jié)果基本排除因新批次起爆具單一產(chǎn)品引發(fā)拒爆的可能。

10 月24 日起改用數(shù)碼電子雷管和2 號巖石乳化炸藥組裝為起爆彈進行爆破試驗，試驗一周后未發(fā)現(xiàn)拒爆情形。本組合試驗結(jié)果排除因數(shù)碼電子雷管單一產(chǎn)品引發(fā)拒爆的可能。

2.3 環(huán)境、器材組合對比分析

經(jīng)過對現(xiàn)有產(chǎn)品性能分析和現(xiàn)場試驗，基本排除了各單一產(chǎn)品質(zhì)量問題導(dǎo)致的拒爆可能。爆破工程技術(shù)人員從拒爆炮孔環(huán)境入手，對比分析使用數(shù)碼電子雷管后，配合不同起爆器材在干孔和水孔中使用情況，結(jié)果如表2所示。

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從表2可以看出，在干孔環(huán)境中數(shù)碼電子雷管配合任何器材均正常，同時與乳化炸藥配合在任何炮孔環(huán)境中起爆亦正常，僅與起爆具組合在含水炮孔環(huán)境中存在拒爆異常。說明在水孔環(huán)境下，可能因2號巖石乳化炸藥乳化藥與起爆具存在的某種性能差異，導(dǎo)致起爆具與數(shù)碼電子雷管組合易產(chǎn)生拒爆。

對比兩者性能在水孔環(huán)境中與雷管組合差異：2號巖石乳化炸藥乳化藥卷可塑性強，插入藥卷內(nèi)的雷管管體可被完全包裹，無論干孔和水孔環(huán)境，雷管和炸藥間均不存在水介質(zhì)間隔；而成型的起爆具功能孔與雷管管體呈不耦合接觸，在水孔環(huán)境下會被水介質(zhì)充填，相較干孔存在水介質(zhì)阻隔和浸泡影響。分析認(rèn)為雷管起爆后，起爆能在水介質(zhì)傳導(dǎo)中阻隔衰減，傳爆到起爆具起爆藥芯時起爆能已不能引爆起爆具。

2.4 雷管管體規(guī)格對比分析

改用數(shù)碼電子雷管前后，配套使用的起爆具廠家、規(guī)格等均無變化，拒爆原因再次指向是由現(xiàn)使用數(shù)碼電子雷管與原使用澳瑞凱導(dǎo)爆管雷管之間存在某種差異所致。

起初，起爆具廠商指出當(dāng)雷管聚能穴和起爆具功能孔底部起爆藥芯距離大于30 mm時，起爆具存在拒爆的可能性。經(jīng)測量數(shù)碼電子雷管插入起爆具功能孔總長93.2 mm，起爆具功能孔孔深105.4 mm，兩者間隙12.2 mm，遠未達到30 mm 的拒爆距離，故當(dāng)時將此原因排除。

回歸該可能原因分析：在干孔環(huán)境下，雷管插入起爆具功能孔后間隙12.2 mm 仍可完全引爆起爆具，符合起爆具基本性能要求。但在含水炮孔中受水介質(zhì)阻隔和浸泡影響，是否因此導(dǎo)致部分雷管起爆能在傳爆過程逐漸衰減而不能引爆起爆具。

為驗證以上可能原因，再次對比原澳瑞凱導(dǎo)爆管雷管和數(shù)碼電子雷管管體長度、插入起爆具功能孔深度等數(shù)據(jù)，見表3。

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澳瑞凱導(dǎo)爆管雷管與起爆具功能孔孔底起爆藥芯間距僅1.7 mm，而數(shù)碼電子雷管與起爆具功能孔孔底起爆藥芯間的間距達12.2 mm。顯而易見數(shù)碼電子雷管起爆后，其起爆能在水介質(zhì)中傳播距離更長、能量衰減較澳瑞凱雷管更為顯著。分析認(rèn)為部分?jǐn)?shù)碼電子雷管起爆能在水介質(zhì)中衰減過大，而不足以使起爆具完全爆轟最終導(dǎo)致炮孔拒爆。

2.5 拒爆原因疑點論證分析

針對部分技術(shù)人員指出拒爆孔僅出現(xiàn)在新屋田礦區(qū)和使用數(shù)碼電子雷管1.5 個月之后的疑點問題。該公司爆破團隊查閱礦區(qū)地質(zhì)資料、實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)、氣候環(huán)境統(tǒng)計分析等進一步論證。

地質(zhì)資料顯示，該公司灰?guī)r礦區(qū)地下水水位標(biāo)高西高東低，中西部新屋田、下張礦地下水水位標(biāo)高為160～210 m，東部碼頭礦大多埋藏較深，低于最低侵蝕基準(zhǔn)面。實際作業(yè)中，新屋田、下張兩礦炮孔受地下水影響較大，遇連續(xù)陰雨天氣時，含水炮孔數(shù)量陡升，而碼頭礦除受極端強降水致地表水直接流入炮孔產(chǎn)生少量含水炮孔外，全礦基本為干孔。2021年4 月底至11 月初，下張礦區(qū)停產(chǎn)未實施爆破。分析此為拒爆孔僅出自新屋田礦而非碼頭礦和下張礦的原因。

數(shù)碼電子雷管自2021 年8 月30 日啟用，依超前鉆孔自 8 月 26 日開始統(tǒng)計至 10 月 31 日間，僅 8 月 29日、9月29日、10月13—16日和19—21日共9 d下雨，其中連續(xù)陰雨天氣發(fā)生在10 月中旬，之前基本為干旱少雨天氣。拒爆孔出現(xiàn)在連續(xù)陰雨天氣當(dāng)天或其后臨近時段，因鉆孔較爆破會適當(dāng)超前，可見拒爆發(fā)生時機與下雨天氣高度相關(guān)，礦區(qū)水文地質(zhì)指出大氣降水是地下水獲取補給的主要來源。因10上旬之前天氣干旱，地下水缺少補給，故含水炮孔數(shù)量顯然低于連續(xù)陰雨天氣的10 月中旬。因此，拒爆異常出現(xiàn)在使用數(shù)碼電子雷管1.5個月后。

3 解決方案及建議

3.1 解決方案

根據(jù)拒爆原因分析，該公司聯(lián)合數(shù)碼電子雷管生產(chǎn)企業(yè)擬訂針對性解決方案，由數(shù)碼電子雷管生產(chǎn)企業(yè)依起爆具功能孔孔深制作一批加長管體數(shù)碼電子雷管，于該公司礦山繼續(xù)使用試驗，以驗證拒爆原因結(jié)論準(zhǔn)確性和解決方案可行性。

首先，根據(jù)原數(shù)碼電子雷管與起爆具功能孔孔底間距12.2 mm，將雷管管體長度由73±0.5 mm 延長12 mm，至85±0.5 mm，改進前后雷管長度及與起爆具功能孔匹配情況對比如圖1所示。

2022 年1 月12 日，改進后的加長數(shù)碼電子雷管運送至該公司爆破器材倉庫，使用前，對改進后的數(shù)碼電子雷管進行測量，測得雷管整體長度為95.5 mm，插入起爆具雷管功能孔深度104.5 mm，與功能孔深相差1 mm 以內(nèi)，數(shù)碼電子雷管聚能穴和起爆具功能孔孔底起爆藥芯間隙較改進前顯著縮小。

3.2 方案實施效果

1 月15 日該公司開始使用改進后的數(shù)碼電子雷管與起爆具組裝試用，統(tǒng)計至2月16日約1個月的試用時期，期間雨雪天氣達22 d。統(tǒng)計期內(nèi)，該公司在各礦區(qū)、各類炮孔環(huán)境中累計使用改進后的數(shù)碼電子雷管1 496 發(fā)（與起爆具組合使用1 248 發(fā)），共有含水炮孔249個，再未出現(xiàn)拒爆現(xiàn)象。雷管改進前后的各統(tǒng)計期內(nèi)爆破孔、含水炮孔、拒爆孔和含水炮孔拒爆率見表4。

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統(tǒng)計期內(nèi)，改進后數(shù)碼電子雷管共在含水炮孔中使用249發(fā)，近乎于改進前130發(fā)的2倍，拒爆孔降為0。加長數(shù)碼電子雷管在該公司礦山爆破中保持零拒爆記錄，成功解決改進前數(shù)碼電子雷管與起爆具組合在含水炮孔環(huán)境中的拒爆問題。表明拒爆原因分析結(jié)論正確、解決方案可行、使用改善效果顯著。

4 爆破器材標(biāo)準(zhǔn)修訂及選購建議

本次拒爆是因現(xiàn)有爆破器材標(biāo)準(zhǔn)中，欠缺對組裝配套產(chǎn)品統(tǒng)一規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致同一爆破器材品種產(chǎn)品、不同廠商標(biāo)準(zhǔn)不一，雷管長度與起爆具功能孔孔深不匹配，爆破作業(yè)單位選擇困難、生產(chǎn)廠商生產(chǎn)困擾、甚至出現(xiàn)該公司所遇的拒爆事故。因此，建議民爆器材行業(yè)主管部門、協(xié)會組織，考慮制（修）訂爆破器材相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，尤其是組裝配套使用器材之統(tǒng)一規(guī)格接口標(biāo)準(zhǔn)。

在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)出臺前，各生產(chǎn)企業(yè)、使用企業(yè)在銷售、使用新產(chǎn)品、更換新廠家時，需詳細了解生產(chǎn)單位、需求單位現(xiàn)有相關(guān)產(chǎn)品信息，確定配套使用之產(chǎn)品相匹配，方可銷售和購買使用。

5 結(jié) 語

（1）改用雷管品種、廠家后，其管體長度變短，雷管聚能穴與孔底起爆藥芯間距過大，在含水炮孔水間隔等特殊環(huán)境不利條件下，加速雷管起爆能衰減導(dǎo)致的拒爆。該原因在分析過程中不易發(fā)現(xiàn)而被忽視，具有相當(dāng)迷惑性，以致本次拒爆分析過程反復(fù)、耗時甚至陷入困局。

（2）除本文中所介紹的加長雷管管體長度的解決方案外，另建議考慮改變起爆具起爆藥芯裝置位置，將原起爆藥芯僅布置在起爆具功能孔底位置的點狀裝藥，改成在功能孔周圍布置弧狀裝藥，增加雷管接觸面，以適應(yīng)不同雷管規(guī)格變化，全方位減少雷管與起爆藥芯間的間距，確保在各種環(huán)境中均能直觸起爆藥芯從而減少類似拒爆異常。