在爆破工程中,炮被(又稱爆破防護墊、防爆被)是控制飛石、減弱沖擊波的核心防護設備,其設計與應用直接關系到爆破作業的安全半徑和周邊環境安全。解析炮被如何有效發揮作用,需從其材質特性、結構設計、鋪設規范及協同防護邏輯等多維度展開:
飛石是爆破作業中最常見的安全隱患,其速度可達每秒數十米至數百米,若失控可能造成設備損壞、人員傷亡。炮被通過以下方式控制飛石:
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材質的抗沖擊與韌性
優質炮被通常采用高強度材料復合而成,如多層帆布夾鋼絲網、橡膠復合織物、防彈纖維布等,部分還會嵌入鋼絲繩或鏈條增強整體性。這些材料具備高撕裂強度和彈性,當飛石沖擊時,能通過自身形變吸收動能 —— 先利用織物纖維的拉伸緩沖飛石沖擊力,再通過多層結構的疊加阻力將飛石 “困住”,避免其突破防護范圍。
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例如:橡膠材質的炮被可通過彈性形變分散沖擊力,鋼絲網則能形成物理屏障,防止尖銳碎石刺穿;多層疊加的帆布結構則像 “千層餅”,逐層消耗飛石動能,最終將其控制在炮孔周邊 1-3 米范圍內(常規爆破要求)。
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覆蓋方式的 “束縛性” 設計
炮被并非簡單覆蓋,而是通過重物壓實(如沙袋、鋼塊)或繩索固定(與周邊錨點連接),形成對爆破區域的 “密閉式包裹”。當火工品爆炸時,高溫高壓氣體推動碎石向外噴射,炮被的固定力能抵消部分噴射力,迫使飛石改變運動軌跡或減速。
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關鍵細節:覆蓋面積需超出炮孔邊緣至少 0.5 米,接縫處重疊不小于 30 厘米,避免因縫隙導致飛石 “突圍”;對于深孔爆破或高威力火工品,需采用多層疊加(2-3 層),每層間預留 5-10 厘米緩沖空間,進一步分散沖擊力。
爆破沖擊波是由爆炸瞬間產生的高壓氣體急劇膨脹形成的壓力波,其破壞力隨距離增加而衰減,但近距離內可能對建筑物、設備或人員造成沖擊傷害。炮被的作用機制主要包括:
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材料的能量吸收特性
炮被中常用的高分子復合材料、橡膠等具有良好的 “可壓縮性”,當沖擊波接觸炮被表面時,材料會瞬間變形(如纖維拉伸、橡膠壓縮),將部分沖擊能量轉化為材料的彈性勢能,從而降低沖擊波的傳播強度。
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數據參考:優質炮被可使近距離(10 米內)沖擊波壓力降低 30%-50%,具體效果取決于材料厚度(通常 5-10 厘米)和密度。
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結構設計的 “反射與干擾”
部分炮被采用多層不同密度的材料組合(如內層高密度聚乙烯 + 外層帆布),當沖擊波穿過不同介質時,會發生反射和折射,導致波峰相互干擾、抵消,進一步削弱其能量。此外,炮被的固定方式(如緊繃狀態)能減少沖擊波從底部縫隙 “繞射” 的可能性,避免對周邊形成二次沖擊。
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匹配爆破規模:淺孔爆破可采用輕型帆布炮被,深孔或硐室爆破需用重型鋼絲網復合炮被,避免 “小馬拉大車” 導致防護失效。
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嚴格檢查與維護:使用前需檢查炮被是否有破損、撕裂,固定繩索是否牢固,避免因局部缺陷成為防護漏洞。
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協同其他防護措施:炮被需與炮孔堵塞(如炮泥填塞)、周邊擋板等配合使用,形成 “多層防線”—— 堵塞控制內部能量外泄,炮被控制外部飛石與沖擊波,二者缺一不可。