工程爆破作业安全和有害效应控制关键技术与应用

  • 获奖名称: 工程爆破作业安全和有害效应控制关键技术与应用
  • 获奖等级: 二等奖
  • 获奖类别: 国家科学技术进步奖
  • 授奖单位: 国务院
  • 完成单位: 武汉爆破有限公司、武汉大学、长江水利委员会长江科学院、中钢集团武汉安全环保研究院有限公司、中国地质大学（武汉）
  • 获奖年度: 2011
  • 获奖人员: 谢先启、卢文波、吴新霞、丁帮勤、周传波、贾永胜、李显泉、陈明、孙金山、刘美山
  • 成果简介:项目背景情况 我国工程爆破应用广、规模大，年炸药消耗量已超过300万吨，雷管30多亿发，均居世界首位。爆破已成为国家建设的重要支撑技术。爆破在发挥巨大工程作用的同时，也可能带来严重的安全与有害效应问题。这些问题不仅会造成人员伤亡和财产损失，并可能危及工程本身安全，甚至造成巨大的环境和生态破坏。实现安全、高效的爆破作业，一是要确定科学的工程爆破作业安全评价方法与分级标准；二是要制定合理的工程爆破有害效应安全判据与控制标准；三是要研发有效的工程爆破安全精细控制关键技术。本课题结合上述三个问题开展研究，实现了爆破安全的量化评价与精细控制，满足了国民经济建设的重大需求，对工程爆破领域的学科前沿与发展方向起到了引领作用。 主要技术创新 （1）在工程爆破安全评价方法与分级标准方面，揭示了雷管和起爆网路的误爆和拒爆机理，提出了起爆网路的拒爆概率计算方法，实现了雷管误爆和起爆网路拒爆的定量化计算和评价。建立了因飞石、振动、空气冲击波等导致的事故后果预报模型，提出了我国首个爆破工程分级方法。 （2）在工程爆破有害效应安全判据和控制标准方面，提出了岩石基础的爆前爆后声波速度变化率判据；提出了不同龄期的爆破震动安全判据，突破了新浇混凝土附近不允许爆破的禁区；建立了考虑水深和界面反射等因素的冲击波超压计算公式，建立了国内首个考虑声环境功能区类别、时段和防护区域的爆破噪声控制标准。 （3）在工程爆破安全精细控制与成套技术方面，发明了不装填高感度起爆药的新型安全工业雷管，研发了高品质导爆管。在国内率先研发了大规模塑料导爆管雷管接力起爆系统，建立了起爆可靠度及延时特性的计算理论与方法，提出了起爆网路设计准则与施工标准，成为矿山、水电、城市建设中大规模爆破的关键技术。 （4）在爆破安全评价理论与安全控制技术研究基础上，吸收信息化施工、爆破器材等领域的最新成果，在国际上首次提出了精细爆破的理念，初步建立了精细爆破的技术体系。 推广应用情况 研究成果已在大冶铁矿、溪洛渡水电站、沪蓉西高速、南水北调及武汉市永清片区旧城改造等数十个国家重点工程中得到推广和应用，为解决矿山、水利水电、交通和市政等行业一大批重点工程中的工程爆破安全评价和有害效应控制难题发挥了重要作用。 （1）在溪洛渡水电站，应用爆破安全评价与精细爆破技术体系，使开挖形成的建基面平整、半孔率达到90%以上，开挖对建基面岩石的损伤及边坡安全得到有效控制。 （2）在大冶铁矿超高陡边坡露天转地下开采生产中，应用爆破振动与冲击波的监测反馈与控制技术，保障了地下采矿生产安全，延续了矿山的服务年限，确保了黄石国家矿山公园的安全运营。 （3）在武汉市永清片的旧城改造中，采用建筑物拆除倒塌堆积控制技术、个别飞散物、粉尘控制技术，实现了城市复杂环境下大面积楼群安全高效的爆破作业，缩短工期5个月。 项目成果被爆破安全监测规程、岩石基础开挖施工技术规范等行业标准和爆破手册所采用。为我国工程爆破安全评价和控制从定性评价和经验控制为主向定量评价和精细化控制转变做出贡献，推动了行业的科技进步，提升了行业核心竞争力，也为我国类似工程的建设提供示范，并培养了一批科研和技术人才，社会效益显著。