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矿井爆破事故防治技术

		点击数：	更新时间：2021年09月26日
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煤矿爆破事故防治目 录 第一节 基础理论概述 第二节 爆破材料安全管理 第三节 井下爆破的安全要求 第四节 井下爆破事故的预防与处理 复习题 问题思考 第一节 基础理论概述 主 要 内 容 一、炸药 二、起爆器材 三、炮眼布置及联线 一、炸药 (一)炸药及其特性 1. 炸药的概念 炸药是在一定条件下，能够发生急剧化学反应，放 出能量，生成气体产物，并显示爆炸效应的化合物或混 合物。 炸药爆炸必须满足三个条件：放出大量的热能、反 应速度快、生成大量的气体。 2. 炸药的起爆能 炸药是一种相对稳定的物质，在没有外界作用 时不发生爆炸反应，只有受到外界足够能量的作用 时才能激起爆炸。为使炸药爆炸，外界对炸药所施 加的最低能量，称为起爆能。通常，工业炸药的起 爆能有以下三种形式：① 热能；② 机械能；③ 爆 炸冲能。 3. 炸药的感度 炸药起爆的难易程度叫做敏感度，习惯称之为 感度，常分为： ①热感度； ②机械感度； ③爆轰 感度；④静电感度。 4.炸药的主要技术指标 (1)爆力 (2)猛度 (3)爆速 (4)殉爆距离(或称殉爆度) (5)含水率 5．影响炸药稳定传播的因素 炸药的实际爆轰过程中，影响爆轰稳定传播的 因素主要有以下几方面： (1)起爆能的大小； (2)装药密度：密度增加，则爆轰压力也增高； (3)药卷直径； (4)间隙效应； (5)其他因素。 (二)炸药的分类 根据炸药的成分，将炸药分为单质炸药和混合 炸药2大类。 1. 单质炸药 (1)起爆药 (2)猛炸药 (3)比较钝感和安全的单质炸药 2. 混合炸药 混合炸药是由爆炸性成分和非爆炸性成分按一定 配比混合制成的。 敏感度较低，爆轰激起的过程较长，爆炸释放 的能量较大，是矿山、交通、建工等部门的主要用 药。常用的混合炸药有： (1)硝铵炸药(铵梯炸药)； (2)铵油炸药； (3)含水炸药：这是又一代新产品，有三种：①浆状 炸药；②水胶炸药； ③乳化炸药； (4)硝化甘油炸药 (三)煤矿许用炸药 煤矿炸药是允许在煤矿井下有瓦斯和煤尘爆炸 危险的工作面进行爆破的工业炸药。煤矿许用炸药 的性能要求： (1)炸药的爆炸能应受到一定限制； (2)炸药氧平衡应接近零氧平衡，爆炸反应完全； (3)炸药中应增加消焰剂，以起到降低爆热爆温的作 用，抑制瓦斯发火； (4)不许在炸药中加入易燃烧的铝、镁等金属粉或夹 杂物； (5)煤矿许用炸药必须经检验符合标准规定的质量及 炸药性能指标。 2．煤矿许用炸药的种类 常见的煤矿需用炸药有： (1)煤矿铵梯炸药。 (2)含水炸药。 (3)被筒炸药。 (4)当量炸药。 (5)离子交换炸药。 二、起爆器材 在爆破工程中，任何炸药都需要借助于起爆器材，并按一定起爆过程引爆炸药，完成爆破工程，并要求做到安全爆破起爆。 (一)雷管 雷管是一种装有起爆药的小管， 1. 雷管的结构 1)火雷管，如图 5-1-1所示。 图5-1-1 火雷管结构 1-雷管壳；2-梦炸药；3-起爆药；4-加强帽 2)电雷管 电雷管就是加了电点火装置(或称电引火)的雷管。 (1)瞬发电雷管，其内部结构如图5-1-2所示。 图5-1-2 瞬发电雷管 a-直插式；b-引火头式 1-脚线；2-管壳；3-密封塞；4-纸垫；5-桥丝；6-引火头； 7-加强帽；8、9-起爆药；10-猛炸药 (2)秒延期电雷管，其内部结构如图5-1-3所示。 图5-1-3 秒延期电雷管 1一排气孔；2一引火头；3一精制导火索段 (3)毫秒延期电雷管，其内部结构如图5-1- 4 所示。 图5-1- 4 毫秒电雷管的构造 1一塑料塞；2一延期内管；3一延期药；4一加强帽 2．电雷管的主要性能参数 (1)电阻 雷管电阻由脚线电阻和桥丝电阻两部分组成。 (2)最大安全电流 (3)最小发火电流 (4) 6 毫秒发火电流 该参数是指限定通电时间为 6 ms ，使电雷管 全部爆炸的最小电流值。 (5)百毫秒发火电流 该参数限定通电时间为 100 ms ，使电雷管全 部爆炸的最小电流值。 (6)发火冲能 (7)传导时间 (8)成组雷管的准爆条件 (二)导爆索 导爆索是一种用作传递爆轰波的索状起爆材料， 可分为两种： 1. 工业导爆索 工业导爆索爆炸时产生较大的火焰，仅适用于无 瓦斯爆炸危险的爆破作业中。 2.煤矿导爆索 煤矿导爆索的外壳内含有一层食盐作为削焰剂(每 米 2 g)。与雷管相比，导爆索起爆有很多优点： (1)自几米至几十米的深孔爆破中，可使孔内炸药 全部可靠起爆； (2)可提高炮孔内普通炸药的传播速度，消除管道 效应； 三、炮眼布置及联线 (一)掘进工作面 掘进工作面的炮眼，按其用途和位置可分为掏 槽眼、辅助眼和周边眼三类，其起爆顺序为：掏槽 眼→辅助眼→周边眼。 (二)回采工作面 1. 炮眼布置方式和角度一般常用的炮眼布置有以下三种：单排眼如图 5-1-5a 所示，双排眼如图 (3)采用导爆索起爆时，炮孔内没有雷管，装药工作比较安全，产生瞎炮后处理也较安全； (4)特别适用于有水炮孔的爆破和有杂散电流的工作面 。 图5-1-5 炮眼布置图 5-1-5b 所示；三排眼如图 5-1-5c 所示，亦称五花眼。 2. 联线 如图5-1-6 所示。 图5-1-6 电爆网路形式 a-串联；b-并联；c-并串联；d-串并联 第二节 爆破材料安全管理主 要 内 容 一、爆破材料的贮存 二、爆破材料的发放与领取 三、爆破材料的运输 四、爆破材料的销毁 爆破材料库分为矿区总库、地面分库和井下爆破材料库。矿区总库的总容量（炸药）不得超过本单位半年生产用量；地面分库的总容量（炸药）不得超过 3 个月生产用量；井下爆破材料库容量（炸药）为 3 天生产用量。 (一)地面爆破材料库 各种炸药能不能贮存在同一个库房里，需按下列规定分别确定： (1)雷管和导火索可以贮存在同一个库； (2)黑火药和导火索可贮存在同一个库； (3)导火索、导爆索和硝酸铵类炸药可以贮存在同一个库 ； 一、爆破材料的贮存 (4)硝化甘油类炸药、硝酸铵类炸药、黑火药和雷管，任何两种都不准贮存在同一个库房里； (5)雷管、黑火药、导爆索和硝化甘油类炸药，任何两种都不准贮存在同一个库房； (6)硝化甘油类炸药和导火索不准贮存在同一个库房里。 表 5-2-l 为允许同库贮存的爆破材料。 (二)井下爆破材料库 井下火药库的基本形式有硐室式和壁槽式两种，当爆破材料贮存量大时，一般采用后者。 (1)井下爆破材料库的布置必须符合下列要求： ① 库房距井筒、井底车场、主要运输巷道、 表 5-2-1 爆破器材的允许共存范围 主要硐室以及影响全矿井或大部分采区通风的风门的直线距离：硐室式不得小于100m ，壁槽式的不得小于60m ；② 库房距行人巷道的直线距离：硐室式不得小于25m ，壁槽式不得小于20m ；③ 库房距地面或上下巷道的直线距离：硐室式不得小于30m ，壁槽式不得小于15 m ；④ 库房和外部巷道之间，应用三条互成直角的连通巷道相连；⑤井下火药库的发放硐室必须设在有独立风流的专用巷道内，距使用巷道不小于 25 m ，回风必须直接引入回风道；⑥每个爆破材料库必须有两个出口：一个出口作为发放爆破材料及行人，必须设有可自动关闭的抗 冲击波活门；另一出口布置在爆破材料库回风侧，可铺设轨道运输爆破材料；⑦库房地面必须高于外部巷道的地面，库房和通道应设置水沟，以便排水防潮； (2)井下火药库的炸药和电雷管必须分别贮存； (3)井下爆破材料库必须采用矿用防爆型的照明设备，电压不得超过127V ； (4)井下火药库必须使用砌碹或用非金属不可燃性材料支护，库内不得有漏水现象。 1.爆破材料的发放 2.爆破材料的领取 二、爆破材料的发放与领取 爆破材料的运输包括地面运输到用户单位或爆破材料库，以及把爆破材料运输到爆破现场(包括井下运输)。在运输爆破材料时要注意以下事项： 雷管和导火索可以一同运输；黑火药和导火索可以一同运输；导火索、导爆索和硝铵类炸药可以一同运输。硝化甘油类炸药、硝酸铵类炸药、黑火药和雷管，任何两种都不准一同运输；雷管、黑火药、导爆索和硝化甘油类炸药，任何两种都不准一同运输。硝化甘油类炸药和导火索不准一同运输。 运输硝化甘油类炸药，要注意防冻的有关规定。 三、爆破材料的运输 由于管理不当，贮存条件不好或贮存时间过长，致使爆破材料安全性能不合格或失效变质时，必须及时销毁，表5-2-2 列出了爆破材料常见的变质情况。 四、爆破材料的销毁 保管不严；严重受潮或超过储存期 管壁折损、破洞，爆速或起爆感度降低 塑料导爆管 通风不良，超过储存期 有结块或成分分离 乳化炸药 保管不善，超过储存期 凝胶变成糊状或出水 水胶炸药 储存温度高，时间过长 渗油，严重老化 硝化铵油炸药 严重吸潮，库房温度变化大 严重硬化，药卷变软滴水 硝胺炸药 保管不善，严重受潮或曾经在高温下存放 外观严重折损、变形、发霉、油污、不易点火、爆速降低 导火索 保管不善，严重受潮或受潮后又自行干燥 外观严重折损、变形、发霉、油污、爆轰中断、爆速降低 导爆索 严重受潮，桥丝和脚线锈蚀，管体受潮膨胀，储存期过长 出现穿孔小，半爆甚至拒爆，全电阻普遍增大，串联不串爆，出现大量拒爆，雷管不导通，分口塞脱落，秒延期量普遍增高 电雷管 严重受潮，管体受潮膨胀 出现穿孔小，半爆甚至拒爆，加强帽松动 火雷管 储存方面原因 变质失效情况 品名 表5-2-2 爆破材料常见的失效变质情况 1.销毁场地与安全设施 炸毁或烧毁爆破材料，必须在专用空场内进行。 在销毁场内应建立销毁人员掩蔽所，爆破材料临时存放废品库和起爆材料准备室。 2.销毁方法 安全地销毁爆破材料是对销毁工作的基本要求。常见的销毁方法有： (1)炸毁法 (2)烧毁法 对一些能溶解于水的废爆破材料，如硝酸铵、黑火药和硝铵类炸药，可采用溶解法。 第三节 井下爆破的安全要求主 要 内 容 一、严格使用煤矿许用爆破器材 二、完善爆破设计 三、严格执行井下爆破作业的有关制度和要求 一、严格使用煤矿许用爆破器材 1)煤矿井下爆破作业使用的爆破器材，必须经国 家授权的检验机构检验合格，并取得煤矿安全标志 证书； 2)爆炸材料新产品，经设计定型鉴定合格，报国 家煤矿安全监察部门批准，并取得入井试用证书， 方可在井下试用； 3)不得使用过期或有严重变质现象的爆炸材料； 不能使用的爆炸材料必须交回爆炸材料库统一进行 销毁； 4)在煤矿井下的所有采掘工作面，必须使用矿用安全炸药； 5)在有瓦斯或煤尘爆炸危险的采掘工作面，应采用毫秒爆破； 6)在低瓦斯矿井的采掘工作面采用毫秒爆破时，可采用反向起爆； 7)在高瓦斯矿井和有煤与瓦斯突出危险的采掘工作面的实煤体中，为增加煤体裂隙、松动煤体而进行的10m 以上的深孔预裂控制爆破，可使用二级煤矿许用炸药，但必须制定安全措施，报矿总工程师批准； 8 ) 运输、保管和使用乳化炸药时，不要挤压或用锋利物划破。 爆破参数、炮眼布置不合理时也可能引发安全事故，如冒顶、崩倒棚子、因间隙效应发生不稳定传爆、爆燃等。 爆破作业图表设计中选用参数不当或炮眼布置不合理是引发爆破事故的重要原因之一。 二、完善爆破设计 1.井下爆破人员的基本要求 所有爆破人员，包括班(组)长、井下爆破器材库保管员、爆破、送药、装药人员，必须熟悉爆炸材料性能和 《 煤矿安全规程 》中有关条文规定。瓦斯矿井中爆破作业，爆破工、班组长、瓦斯检查员都必须在现场执行“一炮三检制”。 爆破工必须由经过专门培训、有 2 年以上采掘工龄的人员担任，并经考试合格，持证上岗。 2.依照爆破作业说明书进行爆破作业 三、严格执行井下爆破作业的有关制度和要求 3.正确进行爆破各工序的操作 在井下爆破作业时，爆破工、班(组)长、瓦斯检查员必须同时在现场执行“一炮三检制”。 1）装配起爆药卷 电力起爆是目前井下使用最普遍的起爆方法，起爆药包需装配药引。 向药卷内装雷管只允许由药卷顶部装入。其起爆药包的装配通常有以下两种方法：一是扎孔装配，其做法是用炮锥(带尖头的竹或木棍)在药卷平头一端扎一比雷管略长的小孔，将雷管正向全部置于小孔之内，然后以雷管脚线在药卷上缠绕固定，如图 5-3-1 所示； 图5-3-1 扎孔引药装配 1-药卷；2-炮锥；3-雷管；4-脚线 二是启开药卷封口装配，将药卷平头一端封口打开，把炸药揉软，或用炮锥扎孔然后把雷管轻轻推入，再用雷管脚线缠绕固定，并将封口扎住。 不正确的引药装配方法如图 5-3-2 所示，必须严格禁止。 图5-3-2 装配引药的错误方法 1-药卷；2-雷管；3-脚线 2） 装药 3）炮眼深度和炮眼封泥长度 对炮眼封填炮泥的技长要求是： （l）炮眼深度小于0.6m 时，不得装药、爆破； （2）炮眼深度为0.6～1m 时，封泥长度不得小于炮眼深度的1/2； （3）炮眼深度超过1m 时，封泥长度不得小于0.5m ； （4）炮眼深度超过2.5m 时，封泥长度不得小于1 m ； （5）光面爆破时，周边光爆炮眼应用炮泥封实，且封泥长度不得小于0.3m ； （6）工作面有两个或两个以上自由面时，在煤层中最小抵抗线不得小于0.5m ，在岩层中最小抵抗线不得小于0.3m 。 4）联线 5）起爆 井下爆破必须使用发爆器；每次爆破作业前， 爆破工必须检查电爆网络全电阻；严禁用发爆器打 火放电检测电爆网络是否导通；放炮时必须设置警 戒。 6）爆破后的安全检查 放炮时，发现炮不响，放炮员也要先取下把手 柄或钥匙，摘掉母线并扭结成短路，再等一定时间( 至少等 5 min）使用瞬发电雷管。 第四节 井下爆破事故的预防与处理主 要 内 容 一、炮烟熏人事故的预防 二、正确排除爆破网络的电阻故障 三、拒爆的预防与处理 四、早爆的防治 五、不同作业地点爆破事故的预防 应采取以下措施： 1）正确选择煤矿许用炸药 (1)要求所选炸药组分设计合理，产生有害气体的量较少； (2)爆炸反应为零氧平衡或接近零氧平衡； (3)要注意对炸药的妥善保管和性能检验（受潮变质和严重硬化的炸药，会产生大量有毒气体）； 2）加强矿井通风和洒水 (1)良好的通风，不仅给工作人员提供新鲜空气 ，还有助于冲淡炮烟； (2)洒水一方面可把溶解度高的NO2、N2O4与N2O3 转 一、炮烟熏人事故的预防 变为亚硝酸与硝酸，另一方面可以沉降炮烟中的固 体颗粒； (3)放炮员联炮和其他人员进入炮烟区时，最好用湿毛巾堵住嘴和鼻子； (4)一次爆破的炸药量，不应超过通风机的能力，因为风量不足时，炮烟不易冲淡。 爆破母线与起爆电源或起爆器联接之前，必须 测量全线路的总电阻值，总电阻值应与实际计算值相符合(允许误差为5 % )，如不相符合，禁止联线。 二、正确排除爆破网络的电阻故障 1.拒爆的原因 根据大量拒爆事故的调查分析，产生拒爆的原因有以下几方面： 1)雷管 雷管是起爆药卷的爆炸能源； 2)起爆电源 3)爆破网路 4)炸药 炸药保管不善受潮或超过有效期，发生硬化和变质现象；粉状混合炸药装药时药卷被捣实，密度过大； 三、拒爆的预防与处理 5)其他原因 比如药卷与炮孔壁之间存在间隙效应；药卷之间有岩粉阻隔。 2.拒爆的预防和处理 1)拒爆的预防措施 禁止使用不合格的爆破器材； 2)拒爆处理方法 因联线不良、错联、漏联，要重新联线放炮。 在爆破施工中，杂散电流、静电感应、雷电、射频感应电等均可能引起电爆网路中的雷管早爆。 1.杂散电流的防治 杂散电流是指来自电爆网路之外的电流，它有可能使电爆网路发生早爆事故。 1)杂散电流的来源 2)杂散电流的防治 （1）由于杂散电流可引起电雷管爆炸，具有很大危害，因此，一般需测定流过电雷管的杂散电流值，测量仪器可采用ZS-1 , B-1 、701 等杂散电流测定仪，测量时间取0.5～2 min 。按规定采 四、早爆的防治 用电雷管起爆时，杂散电流不得超过30 mA ，大于30 mA 时，必须采取必要的安全措施。 （2）尽量减少杂散电流的来源，特别要注意防止架线电机车牵引网路的漏电。 2．静电的防治 静电是指绝缘物质上携带的相对静止的电荷，它是由不同的物体接触摩擦时在物质间发生电子转移而形成的带电现象。静电表现为高电压、小电流，静电电位往往高达几千伏特甚至上万伏特。 为了预防静电引起的早爆事故，可采取以下措施： (1)对装药工艺系统采用很好的接地装置； (2)采用抗静电雷管； (3)预防机械产生的静电影响； (4)在压气装药系统中要采用半导体输药管。 3.雷电的预防 在露天、平峒或隧道爆破作业中，雷电可能以下列方式引起早爆事故： (l)雷电形成电磁场感应； (2)雷电形成静电感应。 1.有瓦斯或煤尘爆炸危险的采掘工作面 除严格执行《安全规程》要求的爆破前、爆破时、爆破后的有关注意事项外，还必须注意如下问题： 1)爆炸生成气体的温度高； 2)炮眼必须进行良好的填塞后才准放炮； 3)采用毫秒爆破；在掘进工作面必须全断面一次起爆；在采煤工作面，可采用分组装药，但一组装药必须一次起爆； 4)在高瓦斯矿井中放炮时，都应采用正向起爆。 2.巷道贯通 巷道贯通是指掘进巷道与另一巷道的相向接通，同时应注意以下事项： 五、不同作业地点爆破事故的预防 1)贯通掘进，必须有准确的测量图，每班都要在图上填明准确的进度； 2)巷道贯通之前，要加固支架，增设顺山棚，摘掉透位处的棚腿，以防崩倒棚子和崩坏棚腿，造成倒棚冒顶； 3)掘进端工作面每次装药放炮前，班组长都要派专人和瓦斯检查员一起到对方巷道中检查瓦斯情况； 4)如果巷道超过贯通距离而没有贯通，要立即停止作业，查找原因，重新采取贯通措施。 3.穿透老空 1)打眼放炮时，如炮眼内发现出水异常，温度骤高骤低，应停止作业； 2)距穿透老空15 m前，必须先探明老空情况； 3)穿透老空时，要撤出人员，并在无危险地点爆破。 4.在接近积水区进行爆破作业 接近积水区爆破时，必须坚持“有疑必探、先探后掘”的原则。 1)接近积水区时，要根据情况，编制切实可行的探放水设计和安全措施，否则禁止放炮； 2)如发现有透水预兆，要停止放炮，及时汇报、查明原因，情况危急时，人员要立即撤出受水威胁地区； 3)接近积水区放炮时，如发现煤岩变松软、潮湿以及炮眼渗水等异状，要停止放炮。 5.开凿或延深立井 开凿或延深立井井筒时，除与巷道放炮工作要求相同外，还应符合下列规定： 1)运送爆破材料和在井筒内装药时，除负责装药放炮的人员、信号工、看盘工和水泵司机外，其它人员都必须撤到地面或上水平中； 2)装配引药工作，可以在地面专用的房间内进行； 3)必须在地面上或生产水平内进行起爆。 6.煤与瓦斯突出矿井的振动放炮 7.爆破处理卡在溜煤眼中的煤、矸 在溜煤过程中，溜煤眼有时会被其他较大的物体(坑木等)卡住使煤不能正常溜出，出现这种情况不得使 用炮崩。爆破处理卡在溜煤眼中的煤、矸必须遵 守下列规定： 1)必须采用取得煤矿矿用产品安全标志，用于 溜煤眼的煤矿许用刚性被筒炸药或不低于该安全等 级的煤矿许用炸药； 2)每次爆破只准使用一个煤矿许用电雷管，最 大装药量不得超过450 g ； 3)每次爆破前必须检查溜煤眼内堵塞部位上部 和下部空间的瓦斯，瓦斯浓度不得超过1%，每次爆 破前必须洒水； (4)在有威胁的地点必须撤人、停电。 复习题 1.什么是炸药的起爆能？什么是炸药的感度？ 2.炸药的主要技术指标有哪些？ 3.影响炸药爆轰波稳定传播的因素有哪些？ 4.常用的单质炸药和混合炸药分别有哪些？ 5.我国煤矿许用炸药分为几级？适用条件是什么？常见的煤矿许用炸药有哪些？ 6.什么是瞬发电雷管？什么是秒延期电雷管？什么是毫秒延期电雷管？ 7.电爆网路形式有哪些？ 8.在运输爆破材料时要注意哪些事项？ 9.井下爆破安全的基本要求有哪些？ 10.井下爆破人员的基本要求有哪些？ 11.如何正确的装配起爆药卷？ 12.对炮眼封填炮泥的技术要求有哪些？ 13.如何正确排除爆破网络的电阻故障？ 14.拒爆的原因有哪些？拒爆的预防和处理措施有哪些？ 15.早爆的防治应注意哪些问题？ 16.如何预防炮烟熏人事故？ 17.巷道贯通如何预防爆破事故？ 18.如何爆破处理卡在溜煤眼中的煤、矸？ 问题思考 1.完善爆破设计对预防爆破事故的发生有什么作用？ 2.有瓦斯或煤尘爆炸危险的采掘工作面爆破作业时应注意哪些问题？ ?

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