1、 1 爆破加工及生态爆破* * *引言在爆破的实际应用中，有一些是在特定的环境与条件下进行的，尽管这些爆破仍离不开最基本的爆破理论和设计准则，但在设计与实施中过程中确有其特殊性，统称为控制爆破，或特种爆破。常见的有爆破成型、爆破拉伸、爆破复合、爆破焊接等。下面主要介绍金属破碎爆破、蒸汽爆破在烟梗加工中的应用、超硬材料爆破制造以及生态爆破。一、 废钢铁破碎爆破合格废钢铁是钢铁企业炼钢工序中不可缺少的原材料之一，合格废钢铁的加工方法有多种，像切割加工、落锤加工、剪切加工、打包加工等，而爆破加工工艺作为大型渣钢铁的首选加工方法，正日益发挥其强大功能，得到更广泛的认识。废钢铁的破碎爆破是在预先设计好的
2、爆破坑内对已打好孔的废钢铁进行破碎爆破。爆破坑四周及底部采用 l m 厚的钢筋混凝土，内衬厚 400mm 的钢锭，盖板是多块连铸片钢块，厚 100mm，长 6m，宽 1.28m，单块重 6t，爆破时交盖2 层，共交盖 19 块，盖板总重量可达 114t。废钢铁破碎爆破的关键步骤是钻孔，其质量的好坏直接影响废钢爆破合格率的高低。利用金属与氧的剧烈氧化反应，生成金属氧化物熔渣，并通以高压氧将熔渣吹出，在废钢中形成一定直径和深度的炮孔。废钢铁的爆破加工作为大型废钢铁的首选加工方法，其地位是目前其它加工方法所不能取代的。金属爆破相比较大爆破、拆除爆破及一般岩土爆破，其使用较少，但无可否认，废钢破碎爆破
3、的确是一套经实践证明为“多、快、好、省”的成熟生产工艺，应该得到广泛使用。二、 蒸汽爆破技术在烟梗加工中的应用烟梗约占烟叶总重的 2030，其成分主要是纤维素、半纤维素、木质素和果胶等细胞壁物质。这些物质在烟草中的含量越高，卷烟的品质越差，尤其是木质素，虽然仅占烟梗总量的约 5，但却使烟梗在卷烟中的添加量受到很大限制，原因主要是木质素在燃烧时会产生很重的杂气，而且采用传统的化学或生物方法脱除时又存在处理成本高，条件苛刻等缺点。蒸汽爆破是对生物质原料进行处理的一种方法，可以有效地破坏植株的木 2 质纤维素结构，其过程主要是先将物料加入到密闭容器中，然后通入汽爆介质(主要是水蒸气)，维持一定的温度
4、和压力一段时间(从几秒到几十分钟)，然后在极短的时问(0.01S)使系统降至常压。经过科学试验，发现蒸汽爆破时的压力越高，对烟梗的木质纤维素结构破坏越严重，烟梗中的纤维素、半纤维素和木质素含量降幅也越大。蒸汽爆破对烟梗中的总氮和总植物碱含量影响不大，爆破后，烟梗的总植物碱含量最大降幅仅 10.4，总氮含量几乎没有变化。而且，添加不同比例爆破梗丝后卷烟的烟气特性均有改善，但变化幅度不大，香气特性略有改善，口感特性稍微变差。评吸人员对添加不同比例爆破梗丝卷烟的总体评价是：当汽爆梗丝的添加量从 5增加到 30时，试验样品仍能保持较好的感官品质，未对卷烟的感官品质带来较为明显的不良影响。因此，利用爆破
5、技术加工烟梗是一项不错的烟草加工工艺，值得继续研究并进一步投入实际生产。蒸汽爆破处理烟梗(梗丝)后，可在保证卷烟原有感官品质的基础上，提高烟梗在卷烟中的添加量，为烟梗的充分利用和降低生产成本提供了一种技术途径，而且添加一定量的蒸汽爆破梗丝后，可使卷烟主流烟气中的氨含量明显降低。三、 超硬材料的爆破制造法国力学科研所几年前发明了“爆破法” ，利用该方法还能获得多晶人造金刚石。这为制备加工超硬材料及高质量光学器件提供了可能。该爆破加工法亦称为“动一静压缩法” 。基本工作过程为：用冲击波打击(加载)所要压缩的对象，并在几分钟停顿期内(卸载)施加相当高的静压力。这个过程依靠装料的爆炸来实现，在装料内放
6、置填充有专门预制混合物的厚壁安培瓶，混合物中包含准备压制的石墨类组分。爆炸后把类金刚石超硬材料从安培瓶中取出，进行激光和超声波加工。用该方法获得的类金刚石氮化硼具有优良的特性：金刚石相 98%100%；密度 3.303.35gcm 3。 ；最大硬度 70007500HV；承受压力 lIO01200GPa；直径 1O30mm。采用高温高压方法制取的此类材料的最大硬度为 4O0060O0HV，远远低于用爆炸法制取的超硬材料。另外，爆炸法不需要复杂、昂贵的设备，也不需要高水平的工作人员，制取过程事实上无废物产生，具有广阔的发展前景。四、 生态爆破针对爆破对生态环境造成的破坏影响以及诉讼案件不断增多的
7、实际情况，响应“绿色” 、 “环保” 、 “无公害 ”的号召， “生态爆破”应运而生，即以避免对生态环境造成破坏影响为前提，以人性化的安全控制标准为依据，采用环保型 3 爆破器材和先进的爆破技术，将有害效应降至最低。其目的是提高生态环境保护意识，全面提升爆破声誉，推动爆破技术的创新。随着社会经济的快速发展，爆破技术应用于越来越多的行业与部门，爆破在为人们造福的同时，其负面影响也不断增多并屡见报端。 厦门港某海域的 1水下炸礁，造成国家一级保护水生野生动物、有“水上大熊猫”之称的中华白海豚严重伤害，仅 2004 年下半年就发现 6 只死亡的中华白海豚。 辽宁某勘探 2公司在新民市一面积为 500
8、 亩的鱼塘底勘探爆破作业中，造成越冬期的鱼、蟹等大量死亡，直接经济损失 178 万多元。 某矿技改露天剥离工程在进行深孔 3爆破时，引爆了硐室爆破残留药室内的炸药，造成了 16 人死亡、53 人受伤的重大事故。 目前很多采石场存在乱采乱伐现象，植被被严重破坏，结果野生 4动物吓跑了，鸟儿也惊走了。随着人类文明程度的提高和环境保护意识的增强，越来越多的爆破工程要求在开工前进行环境影响评估，评估的内容涉及空气质量、噪声、水质、海洋及陆地生态、渔业、景观、文化遗产及视觉影响和生命危险评估等。这就要求现代爆破必须由过去的粗放型改变为更符合要求的生态型，这既符合国家大政方针的需要，也符合中华人民共和国环
9、境保护法 、 中华人民共和国环境影响评价法的具体要求。随着我国基础设施建设速度的加快，爆破的应用可谓如火如荼，虽然爆破对生态环境的破坏也随之日益严重，但我们已经能够看到生态爆破的影子了，它为我们走环境友好型爆破道路指明了方向。（1）广东宏大爆破公司在 2001 年的广州体育馆爆破中，首次亮出了“绿色爆破”的旗帜，采取直升机投水弹和周边屋顶架高压水龙头喷射，降尘50。 （2） 北京中大爆破公司在 2001 年的东直门 16 号楼爆破拆除中，利用居民楼顶的蓄水池、在楼体上吊挂水袋，在楼体向下坍塌的同时，蓄水池、水袋中约 50t 水从天而降，有效控制了爆破粉尘。 （3） 2002 年武汉爆破公司在武
10、汉卷烟厂锅炉房的拆除爆破中，在建筑内部使用 300t 水，营造全方位“高速雾化水幕”的绿色爆破措施，降低爆破粉尘 80。在国家的重大工程建设中，我们也能够看到“绿色” 、 “环保” 、 “无公害”的爆破概念。在三峡工程三期 RCC 围堰爆破中，为避免爆破产生的水中冲击波对堰前水域的长江白鲟、达氏鲟、胭脂鱼等珍稀鱼类产生不同程度的伤害。在爆破前采取声纳探测结合高压电脉冲驱赶的方案，有效地将鱼群驱离爆破危险水域。2006 年 6 月 6 日围堰爆破结束后，监测结果表明没有鱼类因围堰爆破而受到损伤或死亡的情况，标志着此次鱼类保护工作取得了圆满成功，获得了良好的社会效应。 4 在一些水下爆破工程中，也
11、有采用无杀伤力的小药包爆破对鱼类进行预警，让鱼类自动离开爆区水域，避免了大爆破时对鱼类的伤害。另外在厦门中华白海豚经常出没的海域实施水下炸礁爆破时，要求必须采用声强驱赶法，将白海豚驱赶至爆区 2000m 以外，并随时海面情况进行嘹望，如发现有白海豚出现则无条件立即停止爆破作业。这些成功的生态保护实例，为生态爆破的实施提供了范例，并起到很好的借鉴作用。实现生态爆破的意义1) 提升爆破声誉：将爆破与生态保护、环境保护联系起来，有利于改变爆破是生态环境的破坏者、始作俑者的形象，全面提升爆破声誉。2) 促进爆破技术的创新：为保护生态环境，爆破效应的控制将更严格、要求将更高，必须有更先进的爆破技术、管理
12、理念与之相适应，有利于促进爆破技术的全面创新，提升爆破品质，推动爆破技术向更高水平发展。3) 推动生态爆破安全控制标准的建立：现有的爆破安全控制标准更多关注的是建筑物本身，很少涉及对生态的影响。生态爆破将推动爆破对陆地、水中生物影响标准的制定，以及开展爆破对人类的生理、心理影响的研究。4) 增强全社会的生态保护意识：地球只有一个，生态环境的好坏直接影响人类的生活质量，保护生态环境人人有责。生态爆破旨在尽可能减少爆破的有害影响，同时对于不可避免的破坏进行生态恢复。5) 加大生态保护的投入：爆破作业不是一个简单的施工环节，而是一个系统工程，必须有相应的资金投入相配套，才能保证有足够的人力、物力参与
13、到生态环境保护中来，实现人与自然的和谐。结语控制爆破相对普通爆破而言，爆破的介质和对象比较特殊；爆破方法或采用的药包结构比较特殊；爆破后的要求比较特殊；爆破条件和环境比较复杂，需要因地制宜。所以我们需要投入更多的精力来研究和创新，使爆破工艺能够更多地投入工业生产，为人民创造更多的财富。生态爆破是顺应时代的发展而提出的新概念，即以避免对生态环境造成破坏影响为前提，以人性化的安全控制标准为依据，采用环保型爆破器材和先进的爆破技术，将爆破有害效应降至最低。其内涵是：爆破并不是一个单一的施工环节，而是一个系统工程，涉及面广，必须充分认识到爆破有害效应对生态环境的影响，采取一切有效的技术措施避免或减少爆
14、破对生态环境的影响。将爆破施工与生态环境保护联系起来的生态爆破，是一个涉及多部门通力协作的庞大的系统工程，还有很多的技术难题需攻克，在我国真正实现生态爆破，还任重道远。 5 参考文献1. 周继明，废钢铁的爆破技工工艺，湖南冶金，2004（5）2. 李力，李东亮等，蒸汽爆破技术在烟梗加工中的应用，烟草科技烟草化学，2013（1）3. 白雪，微爆破处理对杨木渗透及力学性能影响的初步研究，北京林业大学硕士学位论文，2012（5）4. 法国采用爆破制造超硬材料，中国金刚石门户5. 赵根，生态爆破，爆破，2012（12）6. 刘锋，爆炸水雾降除爆破拆除粉尘的研究，安徽理工大学博士学位论文，2011（6）7. 长江口沉船成功爆破，工程爆破编辑部
