渠县爆破--星科爆破浅谈中国工程爆破行业的发展趋势

1   引  言

爆破工程最早起源于千余年前中华大地的黑火药时代。大约在11～13世纪，黑火药传人欧洲；在17世纪黑火药开始用于开采矿石，开启了矿山爆破的新篇章。经过两百多年，全球工程爆破行业有了令人瞩目的发展，出现了许多大型工程爆破企业，例如拥有120多年历史的澳瑞凯集团公司(ORICA)，可以为全球各大矿产开采商提供爆破服务，同时也生产与采矿相关的各种化工用品，其业务广泛分布于全球六大洲。ORICA在澳大利亚民爆市场份额达65％～70％(据GSJBW统计)，在美国民爆市场份额达45％。

我国爆破技术和爆破工程行业在近三十年来发展很快，每年炸药消耗量已超过300多万吨，每年爆破工程行业产值1300～1500亿元。很多技术已经达到了世界先进水平，有些技术还处于领先地位。

2   行业整合与重组

据不完全统计，我国现有四千多家爆破公司，但具有爆破与拆除一级资质企业仅36家。每家企业的年平均营业收入不足4000万元，年收入超过5亿的更是凤毛麟角。近几年，金属加工特种爆破企业如雨后春笋，遍地开花，其中不乏如西安天力金属复合材料有限公司、大连爆炸加工研究所和南京三邦金属复合材料有限公司等骨干企业，也有个别规模较小、生产条件较差的小型企业。目前，这种小型企业的技术力量相对薄弱、产品质量缺乏保证、甚至存在安全隐患，有待于在技术力量、安全意识、管理能力方面进一步增强，从而提高产品质量、提升市场竞争力、维护正常营销秩序、确保安全生产。

针对这种局面，公安系统即将推出一套安全管理办法，对爆破企业、爆破项目、爆破技术人员实行分级管理：①按爆破企业的资本、设备、人员组成、业绩、安全管理能力分成A、B、C、D四级；②按爆破工程的不同种类、规模、难易程度及环境复杂程度，把土岩爆破、拆除爆破和特种爆破也分成A、B、C、D四个等级；③对爆破技术人员则按资历、能力分为高、中、低三级，在土岩、拆除、特种三种爆破范围，重新考核取证，持证上岗。在推进这一系统管理办法的基础上，对爆破企业、爆破项目、涉爆人员进行管理，相应的违规处罚办法也作了明确、严格的规定。这一管理办法的实施必将使企业与从业人员的管理得到进一步的规范化，爆破市场秩序得以整顿；同时也将促进爆破行业的整合与重组。

这种优胜劣汰的趋势，能促进行业在技术上、管理上的进步。国内一些具有远见卓识的企业领导人，早已开始了企业的整合、重组工作，主要表现在三个方面：

(1)爆破器材生产厂家培养人才，组建爆破施工队伍，向销售与技术服务一体化的方向大跨步迈进。例如贵州久联民爆器材发展有限公司(上市公司)在1993年成立了技术服务性的子公司——新联爆破工程有限公司，短短几年，其年产值已超过亿元，跻身于国内大型爆破公司的行列。

(2)爆破公司购置炸药混装车、地面站，并购民爆器材厂，朝着爆破施工与爆破器材生产、现场服务一体化的方向重组。例如广东宏大爆破股份有限公司，单日矿岩钻爆量已超过20万m3，不但购置了12辆炸药混装车及配套地面站，而且收购了3家爆破器材厂，整合了产业链中关键的两个环节，被爆破行业同仁称为中国第一爆。

(3)企业开展新产品和新技术的开发，这方面的例子不胜枚举，对爆破行业的贡献也有目共睹。科技进步是行业发展的第一动力，大型爆破企业正在组建自己的设计、研究机构，由中国爆破企业独家经营的研究院不久将在北京挂牌成立，这是中国爆破行业的一大喜事。行业整合与重组是爆破行业发展的必经之路，也必定会把我国的爆破行业提升到一个新的水平，在不久的将来，服务于全世界的中国爆破企业定会跻身于世界爆破行业的前列。

3   精细爆破

精细爆破最早是由武汉爆破公司谢先启教授提出的，得到冯叔瑜院士、汪旭光院士的首肯；在中国工程爆破协会提倡之下，这种爆破技术也得到了国内外爆破界广大同仁的认同。精细爆破是中国工程爆破行业的发展趋势。下面以台阶爆破为例，诠释精细爆破。

3.1 精细设计

精细设计主要表现在以下三个方面：

(1)计算机优化及现场试验验证。我国开发并引进了很多台阶爆破计算机设计软件，其中较多采用的K—R设计软件就是由实践经验丰富的爆破公司自主开发的，只需把岩石和炸药性质参数、台阶高度、钻孔直径以及要求的爆破效果(爆堆级配与形态)输入电脑，软件就可以给出最佳孔排距、最佳超深及填塞长度、装药结构、起爆方式，并绘制出钻孔布置图及爆堆形态图。

因输入的参数有部分是设计人根据经验设定的，有一定的主观性，计算机做出的设计，还需要由实践检验、修正。其方法是：按计算机设计进行布孔、钻孔、装药起爆，爆后实测爆堆级配(利用数码相机照片及配套软件，电脑可绘出爆堆级配曲线)及爆堆形态；如果爆破结果与设计要求有差异，则修正设计参数(即可变参数)，重新进行计算机设计并由计算机给出爆堆级配及爆堆形态，变换可变参数进行反复设计，直到按输入的参数设计出的成果与现场试验一致时，则认为输入的可变参数基本符合实际情况。下一步即以这些基本符合实际情况的可变参数、不变参数和要求的爆破效果级配曲线输入电脑，由设计软件进行爆破设计，输出设计图纸和设计参数，按新的设计成果进行第2轮试爆，一般只需要进行3～4次试爆，便可得到最优化的爆破设计——孔网参数最合理、炮孔超深和单位炸药消耗量最小，从而实现爆破工程利润最大化。

计算机优化设计的利益是显而易见的，对于250mm钻孔，若可以减小1．Om超深，则可少装50kg炸药，单孔可节约钻孔费和炸药费约500元；若孔网参数扩大5％，则有20％的矿岩是在不用钻孔和装药的情况下即可获得同样的爆破效果，经济价值显而易见。

(2)对设计方案的现场修正。计算机优化设计输入的设计参数是代表整个爆区的，不能反映局部地形地质条件对爆破效果的影响，这就需要设计人员对爆区局部地形地质条件进行观测，并对计算机设计进行修正，例如最前排炮孔根底较大，影响爆破效果时，应对根底进行处理或布置拉底孔，拉底孔与炮孔一起起爆；当遇有局部软弱破碎地质变化时，出现在钻孔上段，可增加填塞长度；出现在其他部位可作间隔填塞，避免炸药作无功爆破。此调整也会带来比较客观的经济利益。对于250mm钻孔，如果增大1m填塞量，则可在不影响爆破效果的前提下减少50kg装药量，增大lOm填塞段，则可节省数千元炸药费用。

(3)设计资料整理和设计总结。每次爆破后设计人员都要观察和记录爆堆挖运过程，掌握挖运效率和成本，并对不合格大块进行分析；挖运工作完成后，对该次爆破设计进行自我评价和总结、积累经验、修正设计参数，使设计越做越优化，从而实现设计全过程的精细化。

3.2 精细施工

在新修编的《爆破安全规程》中，对台阶爆破钻孔验收标准的修改引起了广泛的关注，修改内容是：孔深验收标准由±O.5m改为±0.2m；孔口间距验收标准由O.3m改为O.2m；孔斜误差验收标准由1.5°改为1°。

这项规程中的变更标志着露天爆破施工由粗放型走向精细化。同样精细施工也带来显著的经济效益，例如对于140mm钻孔，多1m无效超深将浪费15kg炸药，单孔钻爆费用增加150元以上；一次爆破100个炮孔则增加成本1．5万元以上；在保证爆破质量的前提下，若炮孔间排距增加5％，则每孔爆破量可增加10％。这10％是不用钻孔，不用炸药，通过精细施工优化出来的效益，对一个年作业量达1000万m3的工程来说，则可减少钻爆量100万m3，从而增加1000万元的经济效益。

3.3 精细管理

精细设计、精细施工全靠精细管理来实现，精细化管理是一种概念和管理技术，它通过各类规则的系统化和精细化，运用程序化、标准化和数据化的手段，使组织内各单元能精确、高效、协同和持续地工作。精细化强调的是执行力，对爆破企业而言，精细管理的重点包括：

(1)战略管理。要明确战略目标，制定战略纲要，抓好落实措施，让企业沿着正确的方向发展。

(2)人才管理。要培养一批懂科学、精技术、善管理、求进取的高素质复合型人才，建立起切实可行的激励机制和约束机制。

(3)质量安全管理。包括施工组织设计、安全评估、安全管理、安全技术规范及操作规范等，目的是实现精确的、一丝不苟地按设计要求，保质、保量、保安全地完成爆破作业。

(4)有效的成本管理。抓好招投标、合同洽谈、工程验收和变更管理以及财务、资金、预决算管理，确保经营的合理利润。

当前大型矿山和石方工程正在引进研发全自动化现场调度、管理系统，这套方法的使用和推广，将大大提升爆破工程精细化管理的水平。

4   强化优势技术

经过近三十年的艰苦努力，我国爆破行业发展并创造了一些符合中国国情的先进爆破技术和工艺，强化这些优势技术，将有助于提升我国在世界爆破行业中的地位。

(1)露天矿深孔爆破综合技术。这类技术包括大区延时爆破技术、露天矿强化开采技术、露天采矿减小贫化损失综合技术、露天爆破计算机管理调度系统、水电系统的精细预算爆破技术、矿山开采中的边界缓冲爆破技术、无超深爆破技术。这些技术都是我国在露天矿深孔爆破工艺中的优势技术，深孔爆破炸药消耗量占年总消耗量的一半以上。上述的优势技术对国民经济发展起着重要作用，提升了我国在国际中的竞争能力。

(2)硐室爆破技术。我国硐室爆破技术处于世界领先地位。我国进行过三次万吨级硐室爆破，百次以上千吨级硐室爆破，千次以上百吨级硐室爆破。在实践基础上，总结出独具特色的D—K—R硐室爆破计算机设计系统，整理出一整套先进的施工工艺规范并纳入了国家标准。尽管近年来机械施工有取代大型硐室爆破的趋势，但作为一种优势技术，在边远山区，特别是在西部大开发中，仍然大有用武之地。

(3)地下爆破。在地下采矿爆破方面，开发了不少独具特色的新工艺；在隧道开挖方面，面对大断面、超长度、高地压、岩爆、水下、浅埋等各种条件，在积累经验的基础上发展了专项技术，形成了独具特色的优势，为经济发展和现代化事业作出了巨大贡献。

(4)拆除爆破技术。我国拆除爆破技术处于世界领先水平，针对不同建(构)筑物创造了诸如折叠爆破、环保爆破等新工艺，完成了像广州体育馆、沈阳五里河体育场等大型的、让世界瞩目的爆破拆除工程项目。

(5)爆破安全技术。爆破安全是爆破工程的重中之重，因此爆破安全的研究也倍受重视。在最近十年中我国进行了两次《爆破安全规范》的修编，把安全管理提升了一个新的高度；在安全技术上也有不少开发性的成果，例如干扰降振技术、城市拆除无尘爆破技术等，对环境保护发挥了很好的作用。

这些优势技术是支撑我国爆破业立足于世界水平的支柱，我们必须发展这些优势技术，创造更多的技术优势和亮点，促进我国工程爆破行业的发展。

5   开创性的大课题

近一个世纪以来，我们一直在学习、追赶西方科技文明，至今已卓著成就，在某些领域，我们也处于国际领先的地位。爆破界的有识之士，在议论、酝酿着几个改进世界爆破技术的开创性大课题。

(1)纤维撕裂爆破。通过炸药爆炸，对粗纤维实行加压、加热、然后又突然卸载，这可以把粗纤维撕裂成细纤维，并且有的纤维被撕得很短，转成了短分子链的淀粉、糖类。北京矿冶研究总院熊代余教授近十年来在此方面取得了超前的研究成果，这一成果已在工业上用于纸浆加工，使得纸浆制作向环保方向迈进了一大步。

这项技术应用范围很广，如果能将这一技术很好地转化为生产力，由工厂把秸秆、草木质等转化为短纤维、细纤维、淀粉、糖类等，成为饲料、食品和纺织纤维，人类社会将会进入一个崭新的时代。

(2)聚合爆破。经万年的风化，坚硬的岩石变成土、砂，在爆炸的高温高压下，能否将砂、土重新聚合成石头，这也是爆炸将岩石破碎这一爆破工艺反向思维的结果。有人提出利用聚合爆炸减少城市垃圾，利用爆压将稻草压成高密度饲料，进行长途运输给越冬的缺草牛羊。如果这一技术开发成功，上述设想将会变成现实，这对人类社会也是一项重大贡献。

(3)化合爆破。十年前已有报道称在炸药爆炸的高温高压条件下，不同的物质的外层电子可以重新排列，形成一些在常温常压下或高温常压下得不到的化合物，这些独特的化合物有独特的物理性质，如超导性、超延展性、超强度等。如果将这些物质应用于工业生产方面，世界将为之改变。当前国内有关专家正在开展这一方面的研究。

这些重大课题，在昭示我们爆破界，如果能沿着自己的设想去突破原有观念，就有机会再一次提升人类文明，把我国爆破技术推向世界领先地位。