任碧琦 張宇棟 李懿軒

作者簡(jiǎn)介：任碧琦（1999-），女，遼寧鞍山人，本科，研究方向：采礦工程。張宇棟（1998-），男，河南平頂山人，本科，研究方向：采礦工程。

摘要： 爆破工作是露天采礦生產(chǎn)過程中必不可少的重要環(huán)節(jié)之一，但爆破會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成一定的影響和危害，露天礦山大規(guī)模爆破會(huì)產(chǎn)生大量飛石，引起的震動(dòng)危害效應(yīng)，會(huì)對(duì)邊坡穩(wěn)定性及周邊建筑設(shè)施產(chǎn)生的破壞與損影響等一系列問題，未減少這些情況的發(fā)生，我們可以采用近些年發(fā)展較好的無人機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的保護(hù)措施相結(jié)合，減小爆破工作對(duì)礦山與周邊建筑物的惡劣影響，實(shí)現(xiàn)露天礦場(chǎng)爆破效果的最優(yōu)化，促進(jìn)露天礦場(chǎng)的安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞： 露天礦山;爆破工作;無人機(jī)技術(shù);安全生產(chǎn)

【中圖分類號(hào)】TD216【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1674-3733（2020）12-0241-01

隨著科技水平與生活水平的不斷提高，人類和社會(huì)對(duì)各類資源的需求量也不斷增加。礦產(chǎn)資源作為人們生產(chǎn)生活中不可或缺的一部分，爆破工作是其開發(fā)過程中必不可少的重要工序之一。但露天礦場(chǎng)爆破工作對(duì)環(huán)境存在一定的威脅與劣態(tài)影響，其中以大量飛石逸散、影響邊坡穩(wěn)定性、易對(duì)周圍建筑物產(chǎn)生影響等情況較為嚴(yán)重，為了減緩以上情況，可通過擁有良好發(fā)展前景的無人機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的保護(hù)措施相結(jié)合，代替人工進(jìn)行爆破工作的觀察，根據(jù)無人機(jī)對(duì)爆破情況的反饋，及時(shí)采取突發(fā)情況的應(yīng)對(duì)措施，同時(shí)采用傳統(tǒng)防護(hù)措施進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)，減少爆破工作對(duì)礦山及周圍環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)露天礦場(chǎng)爆破效果的最優(yōu)化，促進(jìn)露天礦場(chǎng)的安全生產(chǎn)。

1爆破工作對(duì)露天礦山及周圍環(huán)境的影響

1.1爆破過程產(chǎn)生大量飛石

爆破飛石指的是被爆物體中脫離主爆堆而飛散較遠(yuǎn)的個(gè)別碎塊[1]。隨著爆破過程的進(jìn)行，不斷有受到爆炸力而崩出的飛石逸散。炮孔堵塞程度不達(dá)標(biāo)或起爆順序錯(cuò)誤等原因都會(huì)加劇飛石的逸散數(shù)量及程度。飛石沖擊力相對(duì)較大，出現(xiàn)飛石造成人員傷亡事故的案例屢見不鮮，對(duì)周圍環(huán)境也存在著一定的危害。

1.2爆破過程對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響

國內(nèi)大多數(shù)的露天礦場(chǎng)通過深孔爆破方法進(jìn)行露天礦場(chǎng)爆破工作，高強(qiáng)度的爆破極易引起邊坡失穩(wěn)，使之發(fā)生位移、出現(xiàn)裂縫、滑移甚至傾覆等情況，其清理修復(fù)過程工作量較大且難度系數(shù)較高，易造成相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)損失甚至人員傷亡，且影響礦山的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

1.3爆破過程對(duì)周圍建筑物的影響

爆破過程中，炸藥的部分能量會(huì)形成地震波向四周傳播，當(dāng)傳播到地表的地震波的強(qiáng)度超過周圍建筑物所能承受的抗震能力臨界值時(shí)，建筑物容易受到相應(yīng)的影響甚至破壞，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失甚至更嚴(yán)重的后果，甚至上升至民事糾紛，影響礦山的安全生產(chǎn)。

2無人機(jī)遙感技術(shù)在露天礦場(chǎng)爆破作業(yè)中的使用

近些年來，許多國家十分重視無人機(jī)系統(tǒng)的研究、開發(fā)及應(yīng)用，因無人機(jī)可適用于復(fù)雜的地形，并具有較高像素，可對(duì)礦場(chǎng)進(jìn)行跟進(jìn)式、及時(shí)、靈活且清晰完整的爆破全過程的拍攝與監(jiān)測(cè)以及獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息，可為礦產(chǎn)開發(fā)監(jiān)管提供有力技術(shù)支撐[2]。

將無人機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的保護(hù)措施相結(jié)合，代替人工進(jìn)行爆破工作的觀察，根據(jù)無人機(jī)對(duì)爆破情況的反饋，及時(shí)采取突發(fā)情況的應(yīng)對(duì)措施，減少爆破工作對(duì)礦山及周圍環(huán)境的影響，促進(jìn)露天礦場(chǎng)的安全生產(chǎn)。

2.1無人機(jī)參與爆破工作中的優(yōu)勢(shì)

（1）無人機(jī)具有體積小，靈活性高的特點(diǎn)，受地形及周圍環(huán)境影響較小，普遍適用于露天礦山多項(xiàng)工作中。爆破工作進(jìn)行時(shí)，可隨時(shí)調(diào)整無人機(jī)的位置確保無人機(jī)對(duì)爆破工作的零死角觀察。

（2）爆破工作進(jìn)行時(shí)，需要人工進(jìn)行遠(yuǎn)距離觀察爆破情況全程，存在著由于距離較遠(yuǎn)，肉眼觀察不周等情況，存在視線盲區(qū)導(dǎo)致無法準(zhǔn)確判斷局部地區(qū)是否完成爆破，從而影響后續(xù)工作的進(jìn)行。將所有人員轉(zhuǎn)移至更遠(yuǎn)距離的安全地帶，通過無人機(jī)進(jìn)對(duì)作業(yè)區(qū)域行高像素的跟進(jìn)式拍攝，及時(shí)匯報(bào)至控制中心最新爆破情況，可有效提升觀察效率。

（3）通過無人機(jī)進(jìn)行爆破過程監(jiān)管可減少人員因觀察距離不夠遠(yuǎn)而吸入爆破過程中產(chǎn)生的有毒氣體，并避免飛石傷人事故的發(fā)生。

2.2無人機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)保護(hù)措施相結(jié)合

（1）合理控制爆破所需的裝藥量從而限制爆破規(guī)模。降低露天礦爆破地震對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，最直接的方法是限制爆破規(guī)模，即嚴(yán)格控制一次爆破的最大段裝藥量[3]。裝藥量過多容易導(dǎo)致爆破過程的飛石過多，并容易引起難以控制，從而影響環(huán)境甚至傷人。由于飛石運(yùn)動(dòng)距離并不遠(yuǎn)，所以可以采用棉被與鐵架等材料進(jìn)行圍欄式的飛石的外部阻隔。

（2）隔離爆破作業(yè)區(qū)域。設(shè)置作業(yè)區(qū)域的全面覆蓋，防護(hù)警戎措施進(jìn)行隔離防護(hù)，強(qiáng)制人員轉(zhuǎn)移至安全地帶，并保證作業(yè)區(qū)域爆破工作的正常進(jìn)行[4]。

（3）確定無人機(jī)飛行高度并通過無人機(jī)進(jìn)行爆破過程的實(shí)時(shí)監(jiān)管。預(yù)算飛石最大上升高度，確保無人機(jī)高空作業(yè)時(shí)免受飛石撞擊影響。通過分析監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)研究爆破振動(dòng)對(duì)建筑物的影響，得到爆破振動(dòng)地震波的傳播規(guī)律[5]，采取合理的減震措施。無將人機(jī)置于安全區(qū)域內(nèi)，通過超高像素監(jiān)測(cè)整個(gè)爆破過程。無人機(jī)始終保持待機(jī)工作狀態(tài)，及時(shí)向地面控制中心反映爆破情況，使之遇到突發(fā)情況能及時(shí)作出相應(yīng)措施。

（4）對(duì)采場(chǎng)及周圍建筑物進(jìn)行爆破震動(dòng)監(jiān)測(cè)。對(duì)周圍建筑物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，減小爆破工作對(duì)非作用區(qū)域的影響力，降低安全事故的發(fā)生概率，盡量避免民事糾紛。

結(jié)語：爆破工作中，使用無人機(jī)進(jìn)行露天礦場(chǎng)的高空拍攝與監(jiān)測(cè)，并與傳統(tǒng)措施相結(jié)合進(jìn)行施工區(qū)域及周圍環(huán)境的保護(hù)，利用無人機(jī)像素高，受地形影響小等特點(diǎn)進(jìn)行爆破情況的實(shí)時(shí)跟進(jìn)，可避免人工進(jìn)行爆破觀察時(shí)吸入大量有害氣體或飛石逸散造成人員傷亡，同時(shí)保護(hù)露天礦場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性及周圍建筑物，促進(jìn)露天礦場(chǎng)的安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]張超，楊軍偉.露天礦爆破飛石事故致因分析.工程技術(shù).

[2]杜甘霖，葉茂，劉玉珠等.露天礦山監(jiān)管中的無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用研究.中國礦業(yè).[J].2019，28（4）：111-114.

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[4]趙軍宇.分析土石方爆破的環(huán)境影響與保護(hù)途徑.經(jīng)濟(jì)·管理·綜述.[J].2019（8）：146-147.

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