CFJU和矿山爆破技术术

谈谈自己对工程爆破的一些认识和看法
现代科学技术的迅速发展,各个学科之间的不断借鉴交叉,使每一门学科知识都变得博大精深、浩如烟海。爆炸技术也不例外,作为一门古老的学科,经过几百年的发展,已经是相当完备和成熟,有专门针对军事应用的军用爆炸技术研究,有专门针对民用的工程爆破研究,与力学相结合诞生了爆炸力学学科,有利用核裂变和核聚变反应的核爆炸研究&,爆炸技术研究呈现了百花齐放、百鸟争鸣的繁荣景象。自己作为一个与爆炸技术有关的从业年轻人,自己浅薄的知识还不足以对爆炸技术本身有很深刻的理解,更不用说爆炸技术延伸出来的哲学问题了。但作业还是要完成的,自己在工程爆破领域干过几年,就工程爆破随便谈谈自己的一些认识和看法,勉为其难,尽力而为了。
都说历史是一面镜子,理解了历史可以更深刻地认识现在、预知未来。工程爆破技术是一门相当古老的学科,也有悠远、曲折的发展历史。
谈工程爆破的历史不能不谈爆破的概念。爆破是利用炸药爆炸对周围介质的作用,达到预期工程目的的一门技术。主要研究炸药、火具的性质和使用方法,炸药在各种介质中的爆破作用,炸药对目标爆破的装药量计算和装药配置方法,以及各种爆破作业的组织与实施等。爆破不仅用于军事目的,而且广泛应用于国民经济各个部门,通常将前者称为军事爆破,后者就是我们通常说的工程爆破。
作为工程爆破能源的炸药,其发展历史悠久,我国远在9世纪的唐代就首先发明了完整的黑火药配方。黑火药开始是运用于战场,用其燃烧性攻击对方,后来是利用其爆炸性破坏建筑物和杀伤有生力量。公元1000年,已出现&蒺藜火毯&,铁炮等爆炸性武器,南宋抵抗元兵时使用了铁炮,后来是黑火药用于攻城战斗。13世纪中期,黑火药由阿拉伯国家传入欧洲,17世纪初,西欧、北美一些国家相继用黑火药进行爆破作业;1627年,匈牙利人第一次把黑火药用于岩石爆破。与原来的火烧法破裂岩石相比较,黑火药爆破岩石的效果大为提高。
现代炸药的合成始于18世纪。1771年,英国P.沃尔夫合成了苦味酸,用作***染料,到1885年,法国开始将苦味酸用于装填弹药。1863年,德国人J维尔布兰德制出了梯恩梯,1902年,德国首次以TNT装弹药。1899年由C.亨宁合成的黑索金在第二次世界大战中受到各国的普遍重视,并发展了一系列以黑索金为主的高能混合炸药。1941年,G.F.赖特和WE巴克曼发现奥克托金,在战后得到了实际应用,使炸药性能提高到了一个新水平。
从19世纪开始,一些猛炸药相继出现后,瑞典科学家诺贝尔发明了雷管,时间是1867年,并用雷管引爆炸药,获得高速爆轰现象,大大推动了爆破的发展。爆破对象由土石扩展到混凝土、钢筋混凝土、金属等材料及其结构物;点火方法也由简单的火绳点燃法逐步发展,出现了导火索点火法、导爆索传爆法及导爆管传爆法。从此,爆破在民用工程和军事上应用日益广泛。
我国的工程爆破和炸药工业则是随着新中国的建立而迅速发展起来的。峒室爆破、深孔爆破、地下采掘爆破、城市拆除爆破、水下工程爆破等等,通过不断的实践和应用,积累了丰富的经验。如武汉大桥龟山和蛇山半路堑开挖均采用了控制爆破技术以保证周边轮廓整齐。1990年广东惠州采用定向爆破方法成功地进行了移山填海清淤修筑码头。1992年珠海炮台山工程大爆破,炸药装填总量近1.2万吨,一次性爆破岩石方量达1085万立方米,抛掷率51.3%,控制方向的飞石不超过300米,邻近600米的民房无倒塌。东北工学院于1958年首次应用控制爆破技术拆除高120米的钢筋混凝土烟囱获得成功。1973年北京铁路局拆除旧北京饭店约2200平方钢筋混凝土地下室;1976年为修建***纪念堂,工程兵部队在很短时间内采用控制爆破技术拆除***广场两侧包括原北京邮电大楼在内的总面积为12000平方的三座大楼。
工程爆破技术被广泛应用于公路、铁路、水利、矿山、城市建筑物拆除、军事工程以及其它建设部门,对加速社会主义建设起着重要的作用。
任何一个民族对过去的记忆最深刻的莫过于战争了。战争带给人类太多的苦难、太多的痛苦。自从爆炸技术诞生以来,战争和爆炸就紧紧联系在了一起,硝烟弥漫的战场成了战争的基本特征。爆炸具有巨大的威力,巨大的威力能够产生严重的破坏性,因此在爆炸技术发明以后相当长时间内,在军事方面的应用远远超过在工程领域的应用,军事方面的应用只用到了爆破作为破坏性的一面,在各种史料、书籍、媒体的渲染下,爆破已经成了一个罪大恶极的魔鬼,带给人类的似乎除了灾难和痛苦,再也没有别的任何东西了。
在一般人的心目中,战争带给人类的仅仅是灾难,但事实并不完全是这样的,在一些社会学家和哲学家的眼中,战争如同其他的技术进步一样,是对旧有的社会的一种淘汰、更新、再选择,战争是社会矛盾的一种解决方法,尽管这种方法是痛苦的、残酷的。战争摧毁了陈旧的社会制度、经济制度,解决了抑制生产力发展的各种矛盾,每一次战争过后都会是生产力的一次巨大进步、巨大发展,二次大战以后人类社会在经济、政治、文化、科技上的巨大发展充分证明了这一点。难以想象,如果不是二次大战彻底摧毁了德国法西斯、意大利法西斯的极端民族主义、日本法西斯的军国主义,如果这些极端反动的东西依旧流行于今天的世界,那么到处都将会是种族歧视、种族屠杀,到处都会是对进步力量的压抑,那么人类能够取得今天的成就和进步吗?可以说很难。在这里我无意否认战争对人类文明的巨大浩劫,只是从另一个层面看到了战争对人类文明的贡献。爆炸技术在它诞生后不久就成为战争的主要手段和方式,它的出现使人类完全抛弃了战争就是刀、剑相搏的传统看法,它的巨大破坏作用也让人对它深恶痛绝。但是难道不是爆炸技术摧毁了那些不应该存在的东西吗?从这个层面上说,爆炸技术也有它进步和有利的一面。
爆炸作为一门技术,是造福于人类还是危害于人类,并不在于这门技术本身,而在于使用这门技术的人类自己。将爆炸用于破坏,它所带来的结果自然是罪恶,如果将爆炸用于造福人类,它所带来的自然是福音,纵观人类发展史,爆炸技术对人类文明作出的贡献是巨大的。曾经有一位中国工程院院士曾经说过这样一句话&人类五千年的文明是用炸药炸出来的&,这句话不一定很恰当地形容了爆炸技术在人类文明中的伟大作用,毕竟人类的伟大发明还很多很多,但纵观人类五千年的文明史,人类文明的每一次进步的确与炸药与爆炸技术息息相关。无论是带给人类灾难的战争,还是带给人类福音的工业技术的进步,几乎都与炸药有很大的联系。
所以不能因战争而抹杀了爆炸技术的进步作用,就象不能因发生了核爆炸有破坏作用就不承认核电站的巨大贡献一样。
之所以在这个地方谈到这个话题,是因为最近几年民间发生的爆炸悲剧实在太多了,造成的伤亡事故频频发生,在此仅举如下几个例子:
2001年3月,石家庄发生靳如超爆炸案,报纸杂志也进行了扑天盖地的反面宣传。靳如超其人,就是因为在矿山工作,粗略懂了一点工程爆破的知识,又从矿山炸药库里偷出了一些炸药。当他同自己的妻子闹矛盾的时候,妻子跑回了娘家,于是他便一时不理智,用偷来的炸药,自己的技术把娘家的住宅楼炸了,楼里的居民却不止靳如超娘家一家,城门失火,殃及池鱼,同一楼里的其他居民跟着遭了殃。死伤130多人,在全国造成了极其恶劣的影响。
第二件事情发生在深圳,也是2001年,华为高科技公司。事情是这样的,可能是某些人对公司有误解,或者是同公司里的人际关系没有处好,于是怀恨在心,就在上班期间把一点***品放在复印机里面,引爆了。这在爆破行家的眼中实在是小儿科的东西,但由于发生在高科技公司的华为集团,就显得不太寻常了。网上、报纸、电视都进行了铺天盖地的报道,造成的影响也是相当恶劣。
再就是最近这些年来发生的煤矿瓦斯爆炸事件,尤其是中小煤矿,令政府也感到很头痛。瓦斯爆炸严格来说其实同爆炸技术没有什么关系,但因为沾了爆炸两个字,很多老百姓也把这笔恶帐算到了爆破技术的头上。
还有日常生活中的一些爆炸事故,比如某炸药厂发生爆炸事故了,某鞭炮厂发生爆炸事故了,某锅炉房爆炸了。所有的这些帐也都记到了爆炸技术的头上。
仿佛爆炸技术是罪大恶极的,万恶之源。但这是炸药和爆炸技术的罪恶吗?我看不是的,这只是个别别有用心的人在利用爆破与爆炸的巨大威力来进行破坏而已,与爆炸技术本身又有什么关系呢?按照辨证唯物主义的观点,任何事物都有其两面性,爆炸技术也一样,它既能给人类社会造成巨大的灾难,也就能够给人类社会带来巨大的福音。事情并不在于技术本身,而在于那些如靳如超之流别有用心的人,在于那些中小煤矿疏于安全管理人身上,与其说是爆炸技术的问题,还不如说是社会上个别人的素质问题。
前面从反面谈了爆炸技术的破坏作用并不在于爆炸技术本身,而在于使用爆炸技术的那些别有用心的人,或者是社会缺乏对爆炸技术本身的有效管理。下面从正面再谈谈爆炸技术对人类文明的巨大贡献。谈爆炸技术对人类文明的伟大贡献,不能不首先谈到近代工业的发展,世界近代工业是伴随着对资源和矿产的开采开始的。
人类很早就认识到了脚下的地球是一块取之不尽、用之不竭的大宝藏。煤炭是燃烧和取暖的最佳物质;铜、铁、铝、锌等金属是制造各种工具和武器的最佳材料;金、银、钻石等是价值昂贵的宝物&&.但人类对这些地下宝藏的大规模利用却是近两三个世纪的事情,因为什么呢?是人们没有认识到这些东西的重要意义吗?显然不是,只是人们还没有足够的手段将他们开采出来而已。在火药发明以后相当长的时间内,人们也只能少量地把火药技术用于矿物开采,关键的原因在于火药的威力还不够大,火药的起爆、爆轰、爆后全过程的机理了解不多,不能对整个过程进行有效的控制,鉴于这些原因,火药在矿产开采过程中虽然扮演了重要的角色,但显然还没有起到它应该能够起到的作用。1867年偌贝尔发明了炸药(又称代拿迈特Dynamite),它的威力要远比火药高很多,炸药的出现解决了火药威力不够的问题。在随后的若干年里,偌贝尔又相继发明了雷管,雷管是一种能够控制炸药起爆的***,雷管解决了炸药的起爆问题。雷管和炸药的出现才开始推动了人们对地下矿物的开采大大前进了一步,在随后的年代里,炸药技术开采了大量的矿石,,欧洲的钢铁工业,有色金属工业开始繁荣起来,一大批厂矿企业开始诞生,资本家开始出现,产业工人开始出现,人类社会开始由农业社会向工业社会转变,开始由封建社会向资本主义社会转变。可以想象,如果没有炸药技术而推动的矿业技术的进步,人类工业化的进程或许还要延迟几个世纪才能出现。我曾经有幸在中国的两大钢铁基地,辽宁鞍山和辽宁本溪呆过一段时间,参观了这两大钢铁企业的矿山,这些矿山都有几百年的开采历史,见证了从原始到现在的各种开挖技术的应用。一位老工人对我说:&运输的汽车,钻孔的钻机,各种施工和生活用的设备都改变了许多,但用炸药炸碎岩石却一直没有变化过&。可见今天的爆破技术在采矿工业中依然扮演着多么重要的角色。在这里开采出来的矿石,源源不断地变成了钢铁,随后又被制成了汽车、飞机、轮船、火车&&&.可以想象,爆破技术在这些工业中扮演着多么重要的作用。
从这一点来说,爆炸对人类文明的伟大贡献是巨大的。
这里,引用***的一句话&我们不但能够破坏一个旧世界,我们还能建设一个新世界&来形容爆炸技术在工程建设中的巨大作用。
爆炸技术除了用于采矿工程以外,在其他的各类工程建设中也有广泛的应用,比如水利水电工程。在很多人眼中,水利水电工程都是&修筑&成的,这种说法也不错。但实际的情形是,水利水电工程&挖&的工作量往往要比&筑&的工程量要大得多,比如举世注目的三峡工程,整个工程石方开挖量(包含永久船闸、坝基、地下厂房等)高达近两亿立方米,是混凝土浇注总量的十多倍,所以说三峡工程是&挖&出来的一点也不过分,在这些石方开挖过程中,爆破是目前最有效的手段,三峡工程几乎所有的挖方工程都是由爆破来完成,爆破技术在三峡工程施工技术中占有相当大的比重。
在公路和铁路建设工程中,爆破技术依然占有重要的地位,经常听到一句话,&逢山开路,遇水搭桥&,爆破技术是目前&开路&的主要手段,无论是挖槽还是打洞,都离不开炸药和爆炸技术。而且道路建设中大量用于填筑路基的石料也全部都是利用爆破法开采的。爆破技术在铁路和公路工程建设中也扮演着极为重要的作用。
最近几年,中国城市建设速度加快,大批的城市旧房面临改造,爆破技术在房屋的拆除中又露了一把脸,凭借其速度快速,高效安全的城市控制爆破技术,爆破技术在城市建设中又扮演了一个非常光辉的角色。
在这些大型土木工程中,有的爆破是为后续的建设创造工作面和工作条件,但更多的爆破本身就是在建设,爆破开挖出了三峡工程永久船闸、各种隧洞、建筑基坑、地下厂房等。还有许多其他的一些爆炸成型技术等。在这些技术上,爆炸已经不是为建设清除障碍,而是本身就是在修筑。
作为一门古老的学科,工程爆破与其他学科相比,有许多自身的特点。首先就是经验的积累要大于理论的研究成果。在这里无意否认理论研究成果在工程爆破中的巨大作用,但工程爆破是一门实践性非常强的学科,而其从它一诞生开始就是在实践与应用中发展的,几百年来,积累了无数的经验。在很多经典教科书中,大部分公式都是经验公式,而其针对同一个问题,往往会有若干个公式可以进行描述、计算,而其计算结果往往还不相同。这是因为经验公式是在一定的条件和环境下积累起来的,各个经验公式的来源条件往往并不相同,这就决定了针对同一工程计算结果不相同的情况出现。这时候就需要对公式的适用条件进行分析,结合要应用的工程进行修正,才能最终保证工程爆破的顺利实施。
其二就是专家和权威的作用在工程爆破中非常巨大。各行各业都有自己的专家、权威,但还没有哪一个行业的专家、权威所起的作用象爆破行业这样巨大,在很多时候,往往经典教科书上写的不算,专家、权威的主观判断反而起决定作用。当然如果是有真才实学的专家、权威,这也无可非议,但在中国专家和权威的鉴定并没有一定的标准可以遵循,什么样的人可以成为专家,什么资格的人可以成为专家并没有一定的定论。所以在真专家中往往会混进一些伪专家,有些伪专家到处胡乱发言,屡屡造成事故,最近两三年国内城市拆除爆破发生了多起事故,就有一些伪专家在其中掺和。
第三就是工程爆破受国家政策和一些社会事件的影响很深。工程爆破是一个容易造成巨大破坏的特殊行业,受国家监管极严。去年发生了美国&9.11&事件,国内发生了石家庄靳如超爆炸事件,深圳华为公司发生了爆炸破坏事件&,这些事件本身和工程爆破界并没有太大的联系,但就因为这些事件的发生,使国家的爆炸宏观管理发生了巨大的变化,最显著的标志就是过去作为化肥随意***的硝酸铵,现在被全部纳入了民用***品管理条例,当作炸药来进行***管理。作为工程爆破的从业者,不能象其他一些行业一样埋头做学问、搞研究就行了,还必须密切关注该行业可能对社会造成的危害,身上肩负有相当的责任。
第四就是工程爆破都要求&只许成功、不许失败&。工程爆破是一个高风险的行业,失败了往往意味着人员的死伤,经济的巨大损失,而且会造成巨大的社会负面影响。所以在工程爆破行业,任何人都不可能有太多尝试的机会,每一次工程都会去追求完美的成功。这也算是工程爆破的行业特色之一吧。
当然,工程爆破还有许多它独有的特点和个性,但以上几点是我自己认为比较突出的吧。
一切事物,有辉煌的昨天、繁荣的今天,但决不意味着就会有灿烂的明天。随着机械设备、先进工艺的革命与发展,随着各种合金材料的问世,如果人类破碎、开采岩石象用采煤机采煤一样方便快捷,象电锯锯木材、挖土机挖土一样简单宜行,工程爆破行业将面临&下岗&、&待业&的危机。这决不是危言耸听,电锯只发明了几十年,使用了几十万年的石斧伐木、使用了几百年的铁锯伐木已经彻底被淘汰;用爆破法开采大理石有几百年的历史,但现在火焰切割、等离子切割、高压水切割技术如雨后春笋,日新月异。终究有一天,人类手中的&宝剑&会&削铁如泥&,哪个时候的工程爆破将何去何从?
谈忧患,不是要灭自己威风,而是要刺激自己发奋图强。任何一个行业只要能够顺应历史的进步而进步,顺应技术的发展而发展就决不会被淘汰,历史只会淘汰那些愿地踏步的人。我很清醒,凭我自己的这点微薄知识还不足以对工程爆破的未来有清楚的认识,在这里仅谈谈自己的一些认识和幻想。
首先,对工程爆破的自身机理的认识还应该进一步深入。如果不能深入了解自身的机理,是很难把握未来的发展方向的。国内外关于化学爆炸过程的机理研究做了许多工作,但存在较大争议。争议在两个方面,第一是对化学爆炸过程本身的机理还没有搞清楚;第二是对工程爆破的对象了解还不够。
第二是怎样使爆炸技术与现代科技相结合问题。现在基因技术、纳米技术研究如火如荼,任何一门新科学的发展都会给其他科学技术带来机遇和挑战,赶上技术发展的快车,学科的发展就有了方向和动力。
第三是爆炸技术的应用领域扩大问题。也许我们过去把自己的思维太固化在工程爆破的某一领域了,极少考虑到爆炸技术除了工程爆破之外还能干些什么。其实只要我们努力去做,又有什么我们不能做的呢?
前两年有一个大胆的设想,就是用炸药把喜马拉雅山脉炸开一个大口,让印度洋的暖风和雨露滋润我们贫瘠而干涸的大西北,彻底解决北方的干旱缺水问题和中国的沙尘暴问题。这可能比最近吵得沸沸扬扬的&南水北调&工程更能从根本上解决问题。如果我们能够设计一个安全的、有效的爆破工艺来达到这个目的,那么完成这样一个工程并非完全不可能。
爆炸或许还能开辟新的食品、饲料和织物品类,爆炸或许还能开辟新的材料系列和处理垃圾;用爆炸或许还能兴风驱雨,实现人类对气象的控制。
扩展开去,还可以用爆炸制造台风,消减台风,制造定向风流,构筑&暖流&快线,把暖流引到寒冷的格陵兰,把这个地球上最大的荒岛变成沃土,构筑&暖流&快线,把凉爽送到撒哈拉,于是耕地沙漠化问题解决了,沙漠变成了良田,戈壁变成绿洲,人类的生存空间将开拓多少啊!虽然是幻想,可是在这个工程爆破面临极大挑战的时候,幻想多一些,把幻想付诸实践的人多一些,工程爆破的未来决不会是暗淡的。
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