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冷却塔爆破拆除方案

冷却塔爆破拆除方案

冷却塔

冷却塔爆破拆除方案

一、编制依据1

二、工程概况1

三、工程重难点及方案选择4

四、爆破缺口和爆破参数的设计•5

4」爆破缺口的设计5

6

9

4.2预处理

4・3爆破参数的设讣

五、爆破器材选择与起爆网路设汁

5.1爆破器材选择

六、女全技术校核

5.2起爆网路设讣

••••••••

6」爆破振动校核10

6.2塌落振动校核11

6.3减小爆破振动与触地振动的措施13

6.3爆破飞石的安全防护问题13

6.4爆破振动监测14

七、施工技术设讣15

7」钻孔15

7.2装药、填塞和连接起爆网路16

7.3飞石及粉尘防护、警戒和起爆16

八、脚手架的搭设17

九、施工机具、仪表及器材表19

、’∙-∣∙'(∣'*jtLI•:

l、“/11•・・・・・・・•・・・・・・・・・・・・・・・•・・・・・・・・・・・・・・・•・・・・・・・・・・・・・・・•・・・・・・・・・・・・・・・•・・・・・・・・・・・・・・・•・・・・・・・・・・・・・・・•・20~I、」一♦扌Fil¾⅛••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••21十二、环保措施22

冷却塔爆破拆除方案

冷却塔爆破拆除方案

一、编制依据

1、GB6722-2003《爆破安全规程》;

2、《民用爆炸物品管理条例》;

3、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》;

4、项目建设单位提供的图纸、资料;

5、现场踏勘情况。

二、工程概况

待拆除冷却塔塔高60m,其中塔体部分高54.2m,塔体顶部直径26m,底部直径41m,塔壁呈旋转双曲而形,最大壁厚O.45m,最小壁厚0.12m。

塔体由底部32对人字柱支撐,人字柱高5.8m,截面积0.25m×0.40o人字柱坐落在底部水池边缘,水池直径为47.6m。

塔体自重约2400t,该冷却塔结构长径比较小,重心低,属于钢筋混凝土薄壳结构。

内部有圈梁、导水槽、塑料除水器、铁篦子等。

冷却塔周围环境:

北面17m处为发电厂分析室,16Om处为DCS(分布式控制系统),高差约为6.6m;西面27m处为发电厂地磅房;东、南两面为场平范围,几百米范围内都是空地。

(见下图)

冷却塔爆破拆除方案

A

冷却塔

空地

冷却塔周边环境示意图

 

冷却塔爆破拆除方案

待拆除的冷却塔

 

冷却塔内部构造

冷却塔爆破拆除方案

三、工程重难点及方案选择

3.1工程重、难点

(1)冷却塔的爆破拆除期间,不能影响厂区的正常生产活动,尤其要对DCS(分布式控制系统)进行重点保护,这是此次爆破施工的重点;

(2)该冷却塔属于旋转双曲而薄壁结构的高耸建筑物,结构长径比较小,内部结构复杂,预处理部分量大,脚手架的搭设区域狭窄,给搬运钢管和搭设脚手架造成不小困难;

(3)冷却塔结构复杂,尺度很大,目前拆除案例不多,在重庆是第一次拆除类似建筑物,技术难度大;

(4)由于本次工程量大,周边环境较复朵,爆破的安全组织工作难度大。

3.2方案选择

由于冷却塔的复杂结构,采用人工和机械方式不安全,从安全性和经济效益方面考虑,采用爆破的方式拆除。

可供选择的爆破方案有原地坍塌和定向倒塌两种方式。

为确保周边建筑物的安全和冷却塔充分解体,采用向东南侧倾倒、逐段解体的方式,为确保倒塌方向的准确性,进行了精密的爆破组织设计,同时采用经纬仪进行测量定位。

冷却塔爆破拆除方案

四、爆破缺口和爆破参数的设计

4.1爆破缺口的设计

该冷却塔共32对人字柱,每对人字柱对应的圆心角为11.25°,设计的倒塌中心线落在一对人字柱柱基上,以此为中心柱向两边对称爆破拆除共1+9+9=19对人字柱时,爆破切口圆心角为213.75°,切口高为人字柱、圈梁和预切窗口高度之和5.8+1.3+8.0=15.1mo为确保冷却塔能顺利的向东南侧倾倒,并有足够的支撐不发生下坐和后坐,爆破切口设计圆心角为213.75。

即19对人字柱的弧长长度,爆破切口上部直径为35m长72.12m,下部长94.7ι∏o

4.2预处理

为减小一次齐爆药量,降低爆破规模,提高爆破安全性,使冷却塔顺利

坍塌和形成良好的破碎效果,在保证结构安全的前提下,进行以下预拆除:

(1)在爆破切口上部(圈梁上方),预先用炮机拆打出高为8m、宽为2m的10个窗口,窗口之间预留支撑塔壁6ιm为了预处理后塔体的受力均衡,爆破切口内开窗部分的中心线落在人字柱柱基的正上方,而保留支撑塔壁部分由柱基相邻的两对人字柱对称支撐,因此,按爆破拆除19对人字柱统计,窗口为10个,两端的窗口同时作为定向窗使用。

在爆破切口上方(圈梁上部),预先用炮机拆打出高为8m、宽为2m的10个窗口,窗口之间预留6m宽的支撐塔壁。

炮机施工时,要由安全技术人员现场指挥作业;在支冷却塔爆破拆除方案

撐侧的13对人字柱的每对人字柱底部打一个孔(不装药),使其容易在爆破倒塌瞬间形成支撐较链。

(2)用炮机拆除冷却塔内部中心井、铁栏杆、塑料除水器和塑料填料等。

(3)爬梯和避雷针在缺口内的部分全部割断。

(4)进水管和其他附属设施预先采用人工或机械的方式予以拆除,并把冷却塔底部积水抽干。

(5)装药完毕,拆除冷却塔内部铁篦子、导水槽、竖直立柱。

4.3爆破参数的设计

爆破切口范围内有19对人字柱、高8m宽6m的11个薄壁结构的支撑塔壁、高1.3m厚0.45m的圈梁等结构。

冷却塔预拆除后的爆破切口范围内保留的支撐塔壁在4.3m和7.3m高处进行钻孔,保证在塔体倒塌时该部分保留塔壁折断不形成支撑;而圈梁只需在预拆除窗口下方进行钻孔将其炸断即可破坏其支撐,人字柱在其底端和顶端各打五排孔及中间打一排孔破坏其支撐。

(1)炮孔直径:

d=40mm

(2)最小抵抗线:

冷却塔支撐塔壁4.3m和7.3m高处的壁厚分别为0.22m和0.18m

冷却塔爆破拆除方案

处进行了钻孔Q表示厚度)

塔壁:

w1=0.5∙δ1=0,5×0.22=0.11m;

w2=0.5∙δ2=O.5×O」8=0.09m;

圈梁:

w3=0.5∙δ3=O.5×0.42=0.21m;

人字柱:

W4-O.5∙δ4=0.5×0.25=0」25m。

3)、炮孔深度h

塔壁:

h1=0.68∙δ1=0.68×0.22=0.15m;

h2=0.67∙δ2=0.67X0.18=0.12m;

圈梁:

h3=0.64∙δ3=0.64×0.42=0.27m;

人字柱:

h4=O.68δ4长边=0.68×0.4=0.28m。

4)、炮孔间距a

塔壁:

aι=1.5δι=0.33m;

a?

=1.56?

=0.27m

圈梁:

a3=1.45W3=1.45X0.21=0.3m:

人字柱:

a3=1.5w3=1.5×0.2=0.3m<>

5)、炮孔排距b

塔壁:

bι=aι=O.33r∏;

b7=a?

=0.27m

圈梁:

b3=a3=0.3π‰

6)、单孔装药量:

(q取70/W)

塔壁:

Qι=(qrarbι+q2∙arbrδι)∙f

=(70∕Wl×0.33X0.33+150×0.33×0.33×0.22)×0.85

60g

冷却塔爆破拆除方案

02=(qra2∙b2+qι∙u2∙bM2)/

=(70ΛV2X0.27×0.27+150X0.27X0.27X0」8)X0.85~55g

圈梁:

Qs=(q∣∙ci3∙b3+qι∙ci3∙b3∙03)/

=(70∕WsX0.3X0.3+150X0.3X0.3×0.42)X0.85a60g

人字柱:

采用两层间隔装药,每个药包的装药量为

0,4-(qrδ4B+q2*a4'Bδ4)/

=(70∕W4X0.2×0.25+150×0.3X0.2X0.25)×0.85=30g

单孔装药量为:

30g×2=60g

7)总炮孔数:

N=S∕a~1500个

S为打孔区域总而积,a为单位面积炮孔数。

8)设计总药量:

Q=QINa88kg

QI为单孔装药量

9)雷管总数:

导爆管雷管2000发,瞬发电雷管200发。

爆破参数详见下表:

冷却塔爆破参数表

炮孔部位

厚度/m

孔深/m

孔间距/m

孔排距/m

单孔装药呈∕kg

炮孔数/个

总药量∕kg

塔壁

0.22

0.20

0.20

0.20

0.06

540

32.4

0.18

0」2

0」8

0」8

0.055

360

19.8

圈梁

0.42

0.27

0.30

0.30

0.06

240

14.4

人字柱

0.40

0.28

0.30

/

0.06

360

21.48

冷却塔爆破拆除方案

合计

/

1500

88

五、爆破器材选择与起爆网路设计

5.1爆破器材选择

炸药选用2号岩石乳化炸药;选用脚线不得小于3m的毫秒延期非电雷管的1、3、5段;采用瞬发电雷管起爆非电雷管。

5.2起爆网路设计

将爆破切口内分成三个区域起爆,中间三对人字柱及其垂直对应的上方区域用1段毫秒导爆管雷管起爆,中间区域两侧各三对人字柱及其对应区域用3段起爆,爆破切口两边各五对人字柱及其对应区域用5段起爆。

导爆管每12根为一组,为保证所有炮孔充分起爆,采用电网路与非电网路组合网路起爆,每组导爆管雷管用两发电雷管的复式电网路起爆(见爆破起爆分段示意图)。

装药前进行1:

1网路试验,检验爆破器材及网路可靠性。

图5、起爆网络图

六、安全技术校核

为确保DCS(分布式控制系统)和分析室的绝对安全,需对由爆破和

冷却塔爆破拆除方案

塔体塌落在DCS(分布式控制系统)处和分析室处产生的振动进行校核。

6.1爆破振动校核

6.1.1DCS(分布式控制系统)处

1)爆破振动校核

根据《爆破安全规程》中关于爆破安全振动速度的计算公式:

式中:

Q——单响药量,Kg,取37kg;

R——爆区边缘至被保护目标的距离,m(取160m);

Vl质点峰值振速,cm/s;

K——修正系数,0.25〜1.0,

Kl=30〜500,取为100;

u—地震波衰减系数,α=1.5〜2.0,取2。

经计算DCS处的爆破振动:

VI=IcnVs

炸药爆炸引起的振动可按下式计算:

I∖∣.57

Vh=32.1—

R

VZ

式中:

S—质点振动速度,cm/s;

Q—最大一段药量,Q=37kg;

至药包几何中心的距离,m,取16OmO

冷却塔爆破拆除方案

可见,由爆破在DCS(分布式控制系统)处产生的振速满足《爆破安全规程》的要求。

6.1.2分析室处

对17m处的分析室,其17m为冷却塔最底端支撑侧边沿离分析室的距离,而实际上爆破区域的药包中心离分析室的距离应为17m+22.78m=39.78m,需对分析室处的振动进行校核,其安全允许振速按照《爆破安全规程》GB6722—2003的规定,对周边建筑的振速控制在2~3cm∕s以下。

根据《爆破安全规程》中关于爆破安全振动速度的计算公式(R取39.78m):

经计算分析室处爆破振动:

Vl=0.35cm∕s

炸药爆炸引起的振动按下式计算:

(1X1-57

Vh=32.1匕

R

\丿

经计算分析室处爆破振动:

v∕,=0.312cm∕s

可见,由爆破在分析室处产生的振速要小于《爆破安全规程》允许的

安全振动。

6.2塌落振动校核

621DCS(分布式控制系统)处

根据塌落振动速度公式:

冷却塔爆破拆除方案

式中:

H—触地引起的地面质点振速,cm/s;

Mgh一触地冲量,(式中:

加为同时倒地的建筑物质S,m=2400f;g一重力加速度,9.8∕n∆2;/?

一建筑物重心高度,取28m);

K(—衰减参数,取1.12,

β—衰减参数,取-1.66

触地边缘至被保护目标的距离,取160/Ho

一冷却塔爆破后解体构件混凝土破坏强度,包含地面介质破坏的

折合强度,以混凝土结构破坏为主一般取值IOMPa

经计算:

S=0」2cm∕s

可见,由塔体塌落在DCS(分布式控制系统)处产生的振速要小于人

在DCS(分布式控制系统)处走路产生的振动。

因此,对冷却塔进行爆破,完全能保证DCS(分布式控制系统)的安

6.2.2分析室处

按照《爆破安全规程》GB6722—2003的规定,对周边建筑的振速控制

在2~3cm∕s以下。

根据塌落振动速度公式:

R取62.56m经计算:

可见,由坍塌在分析室处产生的振速要小于《爆破安全规程》允许的

冷却塔爆破拆除方案

安全振动。

6.3减小爆破振动与触地振动的措施

爆破拆除时引起周围建筑物振动的原因是:

(1)炸药爆破时引起的爆破振动;

(2)建筑物在倾倒触地时引起的冲击振动。

1)减小爆破振动的措施

为减小爆破振动,采用毫秒微差控制爆破,控制最大段单响药量,控制爆破振动。

通过6.1的校核,爆破产生的振动速度对DCS(分布式控制系统)和分析室均小于《爆破安全规程》规定安全允许振速。

2)减小触地振动的措施

为了降低落地振动,设计合理爆破参数,使冷却塔逐段解体,以降低触地振动波的强度。

通过6.2的校核,塌落产生的振动速度对DCS(分布式控制系统)和分析室均小于《爆破安全规程》规定安全允许振速.

6.3爆破飞石的安全防护问题

由于冷却塔壁较薄,配筋率较高,并且要求爆破后混凝土飞离钢筋网,因此炸药单耗大(q=1500g/加J,则不可避免会产生爆破飞石,爆破飞石距离(L)与单耗(q)的关系为

L=71≠∙58

L=90m

在冷却塔和需保护的分析室之间离分析室3m处采用高6m、宽2m、2m一步距、6m—单侧斜撐的双排钢管架进行防护,防止爆破时飞石危害,保护分析室绝对安全。

在钢管架靠爆破区域的一侧悬挂3m长、0.3m宽竹跳

冷却塔爆破拆除方案

板满挂密眼安全网等防护材料。

由于此次冷却塔爆破采用定向倒塌方式,靠需保护侧塔壁、人字柱和圈梁不进行钻孔装药,而倒塌侧无任何需保护的设施、设备。

对于塔体坍塌过程中溅起的飞石,由于倒塌方向500范围内为空旷区域,无任何设备、设施和人员,故无影响,施工时,保证有充分的撤离距离,为防止倒塌溅起飞石,爆破前用机械将倒塌方向地而摊平。

6.4爆破振动监测

为确保17m处的分析室、16Om处的DCS(分布式控制系统)及其它建筑物的安全,在冷却塔爆破过程中必须实施爆破振动监测。

设防标准按照《爆破安全规程》GB6722—2003的规定,对周边建筑的振速控制在2~3cm∕s以下。

震动传感器应设置在分析室、DCS旁,以期科学地督导爆破施工。

(1)测试系统

使用仪器及系统布置:

(IDEC)UBoX—20016、(IDTS)—3850/4850

等记录仪及配套传感器,为了提高抗干扰能力,各测点之间用屏蔽线连接。

打印机

图533、爆破振动监测系统图

(2)监测方案

1)测点布置。

研究爆破地震动波传播规律通常是沿爆破区径向或环

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向布置1条或几条地表测线,径向测点按对数曲线布置,测点应放在同一地层或基础上,每一测点必须测垂直方向振动量,最好能同时测3个方向量。

监测点应布置在被监测对象附近的地表、基础或建筑物上。

2)传感器和爆破振动记录仪标定

每隔一定的时间(半年或一年)对所使用的传感器和爆破振动记录仪进行标定,确保监测数据真实可靠。

3)量测数据的处理与使用。

将得到的振速与安全判据(有关规程所规定的允许振动速度值)相比较,可以判断建筑物、构筑物是否安全。

若所测得的振动速度值大于允许值时,则应采取减振措施;小于允许值时,可加大起爆规模,提高施工效率。

应用公式V=K(QIz3∕R)α及一元回归法对所测得的数据进行回归分析,得到与介质、地形有关的系数K、α,从而可得到质点振速V的衰减规律,然后根据上式、允许最大振动速度、爆心距R,推算出下一次允许起爆药量Q,以达到科学装药。

七、施工技术设计

7.1钻孔

炮孔的装药结构、药包直径、装药量、装药长度、堵塞长度必须符合设计要求。

一般由二人一组,一人操作;一人负责监督和记录。

(D按爆破设计的破坏部位和孔位进行标孔,标孔时应注意避开钢筋。

(2)钻孔时,孔径一般不小于38-42mm0以利于提高装药集中度,相对增加堵塞长度。

(3)每一个孔都要进行精确测量,孔深不够时需要加深,超过设计深

度时则要用炮泥填至设计深度,保证每个炮孔都合格。

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7.2装药、填塞和连接起爆网路

(1)药卷应缓慢送入炮孔,且保证药包紧贴孔底。

(2)禁止将起爆药包从孔中拨出或拉出。

(3)堵塞物应用土壤,细砂或其它混合物,禁止使用块及可燃的材料。

施工过程中应保证堵塞质量。

(4)装药和堵塞过程中均须谨慎保护雷管脚线、连接电线等,以防发生事故。

(5)为了提高装药速度.可预先按药量及炮孔个数准备好药卷,并准备好炮泥,严禁边打孔边装药。

(6)装药堵塞作业时应有爆破技术人员在现场进行技术指导和检查监督。

7.3飞石及粉尘防护、警戒和起爆

爆破拆除钢筋栓冷却塔,除了爆破可能产生个别飞石之外,冷却塔落地撞击破碎也会激起飞石,所以必须对个别飞石进行防护。

措施如下:

(1)、保护性防护:

沿冷却塔支撑侧原有围墙采用高6米、宽2米、2米一步距、6米一单侧斜撐的双排钢管架进行防护,防止爆破时飞石危害,保护分析室绝对安全。

在钢管架靠爆破区域的一侧悬挂3米长、0.3米宽竹跳板满挂密眼安全网等防护材料。

(2)、安全警戒线范围为倒塌反方向及其两侧150m,其它方向350m。

(3)、爆破前在倒塌方向地而垫层上洒水,并在冷却塔倒塌瞬间用消

防水车对倒塌区喷水,防止尘土飞扬。

八、脚手架的搭设

为了方便进行钻孔和装药,需要在冷却塔人字柱周围和冷却塔内部搭建脚手架。

外围脚手架搭设在冷却塔周围的混凝土通道上,内部脚手架搭设在冷却塔井字架上,并以冷却塔内的铁板作为脚手架底板垫木,脚手架的材料自冷却塔的中间竖井向上提升至施工平台。

在施工平台满铺竹笆或跳板。

脚手架为双立杆,立杆间距1.8m,水平间距1.8m,附作剪刀撐,脚手架与塔壁和人字柱相拉接,拉接杆采用双卡扣。

脚手架施工方案如下:

1、材料要求

1)、杆件的规格的要求:

杆件采用外径48mm,壁厚3.5mm的钢管,其材质应符合《GB700—79》3号钢的技术条件,每IOOOmm重量为3.84kg。

2)、选材要求

钢面无凹凸状、无疵点、裂纹和变形

3)、加工要求

二端切口需平直,严禁斜口、毛口、卷口等现象。

4)、扣件的规格要求:

扣件采用可锻铸铁,符合国家规定要求,抗拉强度大于等于3.234×105∕KN∕M2,延伸率大于等于8%,螺丝、螺帽采用3号钢技术条件,符合《GB5-66》和《GB41-66》的技术要求,钏钉采用20、25号钏钉钢,所有扣件应有出厂合格证。

扣件螺栓拧紧扭力矩70N∕m时,不得破坏。

2、脚手架搭设工艺

冷却塔爆破拆除方案

钢管脚手搭设的施工顺丿F为:

内立朴→外立村一►小横朴T人横朴T■搁栅T防护拦朴τ∙斜拉朴一连墙IT→½⅛li笆一*•竖扌当脚板T■挂安全网。

3、脚手架高度、步距和纵距

本工程脚手架高度随施工高度而定,步距每步取l∙8m,立杆纵距取

1.8m,立杆与壁面距离为0.30m,小横杆悬臂为O.15m,里外立杆距离为lm。

4、脚手的稳固保护措施:

为维护脚手架的稳固,做到安全生产,除了在选材中严格规定,搭设中做到杆件的牢固连接外,还应具备斜杆和连壁杆推拉的保护。

a、斜杆:

1)、斜杆距离

每9m设置不同方向一付。

如脚手架一个立面纵向间距小于6.5m,应设单跨“之”字形斜杆。

2)、角度

斜杆设置角度与地面成45-60度夹角,纵向总距较长的脚手架立面,应采取60度夹角为宜。

木工程斜杆设置角度为45度。

3)、接长

斜杆接长,应采用搭接且搭接长度不小于0.05m,相邻的两个搭接不在同一水平高度上。

b)、连墙杆

为确保脚手架的安全和稳固,需在每隔l∙8m高度要沿塔壁四周设置连墙杆。

连接脚手架的部位,应尽量靠近小横杆与立杆的连接处,不能用小横杆直接作为连壁杆,连壁杆位置设置应保持上下垂直一线。

连壁节点

 

必须做成推拉节点。

本工程采用硬拉接,在连壁杆距离柱子较近时,可将采用四根钢管连接成井字架扣死在柱子上,距离柱子较远时,可在塔壁上钻两个并排0.06m孔并将两钢管插入其中,在通过扣件将连墙杆扣死在两钢管上,使脚手架通过连壁杆连接与塔壁形成整体。

c)、基础施工要求

外围脚手架搭设在冷却塔周围的混凝土通道上;内部脚手架以冷却塔内部铁篦子和横梁为基础进行搭建,以冷却塔内的铁篦子上铺木板作为脚手架底板垫木,在施工平台满铺竹笆或跳板,便于施工作业,同时可确保安全。

整体脚手搭设完毕后,应及时进行避雷接地措施。

5、钢管脚手搭设质量要求

1)、立杆垂直偏差:

立杆的纵向偏差应小于H/400,且不大于0.05m;

2)、立杆的横向偏差应小于H/600,且不大于0.05m;

3)、纵向水平杆水平偏差:

大水平杆偏差应小于总长度的1/300,且不大于0.02m;

4)、小水平杆偏差(横杆)应小于0.01m;

5)、脚手架步距、立杆横距偏差不大0.02m,立杆纵距偏差应小于0.05m,连墙接撐点的数量,位置要正确,连接牢固,无松动现象。

九、施工机具、仪表及器材表

施工机具、仪表及器材表

数量

施丄机具、仪表及器材

空压机20立方

3台

YT23凿岩机

18把

风镐

30台

挖掘机

1台

炮机

1台

经纬仪

1套

自卸式运输车

10辆

钢管扣件、脚手架材料

10吨

竹笆

5000张

安全铁网

3000平方米

防护橡胶皮

3000平方米

十、爆破施工组织设计

1、按爆破设计的破坏部位和孔位进行标孔,标孔时应注意避开钢筋。

2、钻孔时,孔径一般不小于38〜42mmo以利于提高装药集中度,相对增加堵塞长度。

3、每一个孔都要进行精确测量,孔深不够时需要加深,超过设计深度时则要用炮泥填至设计深度,保证每个炮孔都合格。

4、按设计药量进行装药工作,装药时一定要保证堵塞质量。

为了提高装药速度.可预先按药量及炮孔个数准备好药卷,并准备好炮泥,严禁边打孔边装药。

5、装药完毕,人工拆除冷却塔底部立柱及导水槽。

6、根据《爆破安全规程》的要求,建立组织机构,设指挥部并设指挥长一人,各组分工负责,责任到人保证施工顺利进行。

爆破施工前,应将爆破的有关事项(爆破日程、时间、地点、产生的影响、注意事项)张贴公告。

爆破时间应选在爆区内人少的白天时间。

7、制定严密的警戒方案、联合有关公安部门在爆破前派

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