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煤矿爆破事故防治胡非:188874778782014年5月16日爆破安全管理2005年一次死亡10人以上,58起特大事故,死亡1739。其中爆破引起瓦斯、透水事故23起,占39.7%。可见,爆破作业的重要性。乌克兰煤矿35%的瓦斯与粉尘燃烧爆炸事故是在爆破作业时产生的。爆破是指放炮崩人,触响瞎炮伤人,火药、雷管爆炸。2008-2010年四川煤矿死亡事故人数
事故死亡人数百万吨死亡率原煤产量顶板瓦斯运输机电放炮水灾
火灾其它0819260549664214.7877374.780913836301516120314.3346414.710150474913710303.8917632.96中毒窒息事故2009年2月12日,达州市新荣煤矿发生较大放炮而产生中毒窒息事故,死亡5人。新荣煤矿系3万吨/年改6万吨/年的独立扩能矿井,低瓦斯矿井。2009年春节后,该矿既未向达县煤管局申请,更未通过验收和批准,于2月10日擅自组织复工,复工当天+425m水平K3至k1煤层的穿层石门掘进工作面放炮后未出矸,并停开了掘进工作面局部通风机。≥10m2月12日5名工人在无瓦检员检查瓦斯的情况下入井作业,且自行开启局部通风机恢复通风,在有毒有害气体尚未完全排除的情况下冒险进入巷道,当行进+425m主平硐1098m向南K1岩石巷道57.6m处时(岩巷系穿层石门,已掘进约500m,尚未揭穿K1煤层),与正好排放至该处的有毒有害气体相遇,造成5名工人中毒窒息身亡。炸药爆炸产物炸药爆炸后生成的新物质叫做爆炸产物或叫爆炸生成物。爆炸产物以气体为主,主要有CO、CO2、H2、NO、CH2、NH2、C2N2、HCN、N2、SO2、NO2、H2S以及水蒸气等,习惯上又叫炮烟。爆炸产物中也有少量液体或固体,如水、杂质、金属颗粒等。最有毒的气体是CO、NO、NO2、SO2和H2S等几种。(1)炮烟熏人事故爆破后炮烟区的当量CO初浓度
例如,某掘进面断面积5m2,2号煤矿许用炸药,一次爆破炸药量19公斤,爆破后炮烟区的当量CO初浓度%。
所以,当量CO初浓度比许可浓度0.0024%高896倍,进入炮烟区十分危险。
%%有毒气体在空气中的危险浓度名称最高允许浓度一氧化碳CO0.0024%死亡0.4%氧化氮(换算成二氧化氮NO2)0.00025%死亡0.025%二氧化硫SO20.0005%死亡0.05%硫化氢H2S0.00066%死亡0.1%氨NH30.004%(2)违规组织复工;(3)安全管理不到位,安全管理机构不健全,专业技术人员配备不足,对职工安全教育培训不到位,安全投入不足;(4)现场安全管理不到位,通风瓦斯管理混乱,未严格执行“一炮三检”、瓦斯检查及矿级领导入井带班等有关制度,工人习惯性违章严重,随意停开局部通风机,违规排放瓦斯;(5)在事故发生后不及时报告煤矿事故、保护事故现场、修改入井检身记录、安排人员作伪证影响事故调查等,依据《〈生产安全事故报告和调查处理条例〉罚款处罚暂行规定》第十五条第一款的规定,处罚款28万元,依据《〈生产安全事故报告和调查处理条例〉罚款处罚暂行规定》第十二条第二款的规定对修改入井检身记录、安排人员作伪证,处罚款200万元,合计罚款228万元的行政处罚。放明炮引发煤尘爆炸事故2003年10月21日10时40分乌海市海骆驼山煤矿煤尘爆炸事故,致使2死亡,3人受伤。
2003年10月21日早班(发生事故的前一个班),竖井采区井下运输过程中,一台运煤的机动三轮车将车场内溜煤眼放煤口附近一架木棚的其中一条棚腿撞倒,当时没有发生冒顶,工人在运输中听到顶板裂隙有响声和离层、掉渣现象,当班班长兼安检员宋有生决定下班,工人提前升井,升井后宋有生将井下情况报告了矿长。9时许,矿长未向该矿的法人代表和技术员告知井下情况,便带领副矿长和三名放炮工及二名安检员共7人入井重新维护竖井井底车场内的支护。为了蹦倒已损坏的支架和蹦碎大块的顶板岩石,约10时40分,他们连续采用放明炮(共放了3炮)的办法进行处理,随即引起煤尘爆炸,在地面的人员当时在听到一声巨大的爆炸声的同时,看到三个井口都冒出大量的烟尘。意识到井下发生了事故,该矿技术员立即给董事长打了电话,董事长随后向海勃湾矿业公司救护队报告了事故并请求救援。至此,井下有7名矿工生死不明。救护队于12时50分左右第一次入井,于14时30分升井,当时在距井底车场冒顶处20米的巷道内找到5名工人,其中有3人仍有呼吸,另外2名已死亡,其余2名工人未找到。约16时30分开始,3名幸存人员被先后救出并送往医院抢救,其中有2人经抢救无效死亡。另外2名遇难人员分别于18时30分和23时50分先后在距车场不远处的其它巷道内被找到并运出地面,均已死亡,至此,抢险工作结束。直接原因分析:该矿在维护竖井井底车场内溜煤眼放煤口附近的支护过程中,在未采取任何安全措施的情况下,违章放明炮(间断放了3炮),因该处煤尘较大,放炮前未进行洒水灭尘,放炮造成煤尘飞扬,明炮火焰导致煤尘爆炸。间接原因分析:
1、该矿矿长、副矿长违章指挥、违章带领工人作业,在未制定和采取任何安全技术措施的情况下,违章在井底车场内连续放明炮处理顶板。
2、该矿井下采用多头掘进、多工作面作业,运煤采用畜力车和机动三轮车运输,发生事故的地点又处在溜煤眼放煤口附近,造成井底车场内煤尘大,而在井底车场内未敷设防尘供水管路,也没有采取有效的洒水灭尘措施。
3、该矿矿长、副矿长及特种作业人员安全操作知识缺乏、安全意识淡薄,自我防范意识差,对井下顶板的维护处理缺乏足够的经验和措施,盲目、冒险蛮干。
4、该矿使用未经培训的无证特种作业人员上岗作业。
5、该矿对有关部门检查中下达的指令意见落实不到位,解决不彻底。没有严格按指令要求完善矿井的防尘供水系统。放炮崩人事故2007年6月8日9时10分。涟源市湄江镇四房+135m水平北翼20号煤上山掘进工作面发生爆破事故,死亡1人。四房煤矿2007年6月8日中班(16:00~24:00),本班未召开进班会,生产矿长兼带班长李奎金直接带9人职工下井。其中+135m水平北翼20号煤上山掘进3人,+145m东大巷岩巷掘进4人,带班长1人。15:30分左右,李奎金同阳楚明、阳吉成、阳新华(遇难者)三人一同来到+135m水平北大巷,李奎金交待3名作业人员进当头后应处理伪顶,然后再把煤扒下来,放炮前要发信号给卧枕煤矿。3名作业人业人员进行了分工,由大工阳新华负责打眼放炮挖当头,小工阳吉成、阳楚明配合打眼、扒煤并在大巷装煤并推车。本班放第一次炮前,与此当头相邻的卧枕煤矿煤上山没有人员作业。放炮后,出煤矸,再打第二次炮的炮煤,准备放第二次炮前,在+135北大巷当头钻孔贯通处喊卧枕作业人员时,卧枕煤矿上山当头人员说他们也要放炮了,要四房作业人员等一下,18:30分左右,四房煤矿第二次放炮与卧枕煤矿第一次放炮同时进行。四房放过第二次炮后,3名作业人员正在打炮眼时,李奎金来到了20号煤上山当头。在放第三次炮前,李奎金向卧枕煤矿作业人员传帮发了信号,于20:20分左右放了第三次炮,炮后20分钟,李奎金到当头看了一下,下来对3名作业人员说要注意安全,然后就出班上井了。第三次放炮后约50分钟,大工阳新华就进入当头,阳吉成在上山扒煤,阳楚明到大巷装车。卧枕煤矿2007年6月8日中班(16:00~24:00),当班安排20人下井,安全副矿长邱新培为当班带班长,其中与四房煤矿事故当头相邻的卧枕煤矿煤上山掘进工作面安排4人(分别为大工吴雄、吴卫先、小工杨伟仁、推车工吴明华)作业。卧枕煤矿煤上山的第一次放炮与四房煤矿20号煤上山第二次放炮大约是18:30分同时进行。20:20分左右四房煤矿放了第三次炮,放炮声后,双方进当头支架。18:50分卧枕煤矿煤上山打眼装药后,准备放炮,作业人员走到钻孔贯通处喊四房煤矿作业人员,说我们要放炮了,喊了20分钟,没人应答,认为对方已出班了,于是,撤到大巷于21:10放了第二次炮。21:10分,四房煤矿阳吉成、阳楚明听到卧枕煤矿一声炮响,阳吉成立即喊阳新华,喊不应,到当头一看,见阳新华仰卧在作业头的右帮,鼻孔流血,脸被煤灰蒙住看不清,然后就喊阳楚明,告知阳新华受伤了。因井下电话已坏,通讯中断,阳楚明、阳吉成两人直接出井到地面向矿长李付珍汇报,说煤上山作业头出了事。此时李付珍刚从该地点出井洗完澡,听到大工阳新华被炮炸伤,马上带领上班带班长邱新田赶到了现场,见大工阳新华鼻孔流血,头朝下,身体仰卧在作业头的右帮,脸上全是煤灰,看不清面容,立即将阳新华往后移动6m到宽敞处,进行人工呼吸,但救治无效,人已经死亡,事故抢救工作结束。事故直接原因
四房煤矿与卧枕煤矿两矿同时越界开采,未按规定留设矿井安全保护煤柱,两矿在同一区域作业,在明知双方煤上山相距很近,即将贯通的情况下,仍继续采用危及相邻煤矿生产安全的爆破危险方法进行掘进,事故当班,卧枕煤矿第二次炮时,未能通知四房煤矿撤人,四房煤矿20号煤上山大工阳新华冒险进入当头作业被爆破冲击波和爆破物伤害当场致死。
爆破工程在矿山的采掘过程中是一重要的环节。爆破器材本身属于危险品,爆破作业具有许多危险性,它决定了爆破工作中安全问题的重要性。爆破作业必须严格执行《爆破安全规程》(GB6277-2003)、《煤矿安全规程》(2010),搞好爆破的安全管理工作。钻眼爆破法是目前井巷施工中的主要施工方法,特别是在中等以上硬度的岩层中,是惟一的经济有效的施工方法.缺点是各工序不连续,机械化作业线配套设备多,组织管理复杂。钻眼爆破是井巷掘进施工中的主要工序,其他工序都要围绕它进行有序安排。掘进爆破的主要任务是在保证安全的条件下,高速度、高质量地将岩体按规定的断面爆破下来,并尽可能不破坏井筒或巷道围岩。为此,需要在工作面上合理布置一定数量的炮眼,并装填适量的炸药,然后进行爆破。煤电钻钻眼工具煤矿用全液压掘进钻车液压凿岩机气动与液压凿岩机的对比对比项目传统风钻YYTZ26C—5全液压机组施工准备1)传统风钻(含机身)管线(风、水、油)繁杂,钻孔前后耗工耗时量大,且随洞深的增加就位及撤离不便。2)一般准备时间在1小时左右。1)采用整机设计,结构紧凑,同时机上配有轨轮移动方便,受洞深长度影响小。2)准备时间在20分钟左右。耗电量105~150kwh36~37kwh净钻孔时间1)最长7小时05分
2)最少4.0小时
3)一般5.0~5.5小时1)最长4小时20分
2)最少1小时25分
3)一般2.0~2.5小时气动与液压凿岩机的对比对比项目传统风钻YYTZ26C—5全液压机组进尺1)最高月进尺(1月份)125米
2)最高日进尺5.5米1)最高月进尺(5月份)203米
2)最高日进尺8.8米劳动卫生监测1)工作面水雾大,可见度低,距掌子面4~5米内看不见物体2)噪声高,距掌子面6~7米内无法以交谈1)工作面清晰,肉眼未见雾气及粉尘,噪声明显较少风钻低2)经验测,结果如下:粉尘:0.26mg/m3噪声:瞬时A声级(LP)88.2~90.1dB(A)国家政策
1、小型煤矿采煤机械化和掘进装载机械化程度,到2012年底分别达到45%和70%以上,到2015年底分别达到55%和80%以上。
2、光面爆破 工程掘进爆破后,成型规整,表面光滑,围岩不受明显破坏的控制爆破方法叫光面爆破。立爪式装岩机掘装锚一体机光面爆破的效果图
悬臂式掘进机连续采煤机掘锚联合机组掘锚联合机组CompanyLogo全断面掘进机-TBM四川矿山安全技术培训中心爆破破岩使用凿岩机、炸药。优点:操作简单、设备灵巧、对岩性适应性强、费用低。缺点:劳动生产率较低、方法不当对围岩的破坏性大、安全可靠性较差。机械破岩使用TBM、悬臂式掘进机、连采机、掘锚联合机组等。优点:自动化程度高,劳动生产率高,对围岩产生的破坏小,在软岩、半煤岩、煤中适用。缺点:机体庞大、动力消耗大、投资费用高、维修和事故处理困难。木支护井巷支护技术砌碹金属支架锚网、锚索支护、联合支护。垛式支架第一节
煤矿许用炸药1、矿用炸药矿用炸药是指适用于矿井采掘工程的炸药。
(1)按应用范围种使用条件分类煤矿许用炸药和非煤矿许用炸药(即岩石炸药和露天炸药)两类。煤矿许用炸药又称煤矿安全炸药种类:煤矿铵梯炸药。含水炸药。被筒炸药。当量炸药。离子交换炸药。(2)属于非煤矿许用炸药的有岩石铵梯炸药(包括抗水岩石镀梯炸药),粉状高威力炸药、硝化甘油类炸药以及廉价炸药和含水炸药中的非煤矿许用炸药等。(3)此外还有在高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井使用的被筒炸药和离子交换炸药以及适用于坚硬岩石的粉状高威力炸药。离子交换炸药是以硝酸钠和氯化铵的混合物为主要成分,再加敏化剂硝化甘油而成的煤矿许用炸药,硝酸钠和氯化铵称为离子交换盐。在通常情况下,交换盐比较稳定,不发生化学变化,但在炸药爆炸的高温高压条件下,交换盐就会发生反应,进行离子交换,生成氯化钠和硝酸铵。在爆炸瞬间产生的雾状氯化钠,作为消焰剂,高度弥散在爆炸点周围,起到降低爆温和抑制瓦斯燃烧的作用,同时,生成的硝酸铵作为氯化剂继续参与爆炸反应。离子交换炸药是我国现有煤矿许用炸药中安全性最高的品种,特别适用于有煤与瓦斯突出危险的工作面。它具有较好紫竺芽安全性,间隙效应小,低温(一20℃)不会冻结等优点。爆破器材的危害:爆破材料的爆炸威力很大,具有很大的破坏力量,如果散失,落入坏人手中,搞破坏活动,将使国家财产受到严重损失,人民生命造成重大伤亡,或因工作疏忽,未按《煤矿安全规程》规定处理瞎炮、残炮和丢炮,将爆破材料混入煤炭中,在锅炉燃烧时,会造成锅炉爆炸和人员伤亡。因爆破工工作疏忽造成重大损失或事故,虽然并非故意造成的,但己构成过失犯罪,将受到法律惩处。
2、对煤矿许用炸药的基本要求(1)在保证做功能力条件下,煤矿许用炸药的爆炸能应受到一定的限制。通常爆炸能越低,从而使瓦斯煤尘的发火率降低。(2)煤矿许用炸药反应必须完全。(3)煤矿许用炸药的氧平衡必须接近于零。(4)煤矿许用炸药中要加入消焰剂。(5)煤矿许用炸药不许含有易于在空气中燃烧的物质和外来夹杂物。3、选用煤矿许用炸药应遵守的规定《煤矿安全规程》第320条规定:(1)低瓦斯矿井的岩石掘进工作面必须使用安全等级不低于一级的煤矿许用炸药。(2)低瓦斯矿井的煤层采掘工作面、半煤岩采掘工作面必须使用安全等级不低于二级的煤矿许用炸药。(3)高瓦斯矿井、低瓦斯矿井的高瓦斯区域,必须使用安全等级不低于三级的煤矿许用炸药。煤(岩)与瓦斯突出工作面,必须使用安全等级不低于三级的煤矿含水炸药。第二节
煤矿许用起爆器材1、常用工业炸药的起爆器材
主要包括雷管、起爆器、导火索、导爆索等直接用来起爆炸药的一系列物品。
煤矿严禁使用火雷管
雷管是一种装有起爆药的小管,管壳过去多用铜制,现在绝大部分已改用纸制。根据雷管点火方法的不同,可分为火雷管和电雷管两种。根据起爆力的差异,雷管分为1~10号,雷管号越大,装药量越多,起爆力越强。煤矿常用6号和8号电雷管。
管壳聚能穴加强药正起爆药传火孔加强帽瞬发电雷管引火头桥丝脚线密封塞秒延期电雷管精致导火索引火头桥丝脚线密封塞排气孔蜡纸毫秒延期电雷管延期内管延期药引火头桥丝脚线密封塞火雷管毫秒延期电雷管类型段别延期时间/ms脚线颜色类型段别延期时间/ms脚线颜色煤矿许用型113灰红普通型11460±40用标牌区分225±10灰黄12550±45用标牌区分350±10灰蓝13650±50用标牌区分475±1510灰白14760±55用标牌区分5110±15绿红15880±60用标牌区分普通型6150±20绿黄161020±70用标牌区分7200±2025绿白171200±90用标牌区分8250±25黑红181400±100用标牌区分9310±30黑黄191700±130用标牌区分10380±35黑白202000±150用标牌区分
瞬发电雷管是在通电后瞬间就爆炸的雷管,它主要用于地面和井下各种爆破作业,其抗水性和防潮性比火雷管好.秒延期和半秒延期雷管是在通电后隔一段时间才爆炸,并且是由若干段组成一个系列,各段之间的时间间隔分别为一秒和半秒,因而称为秒延期和半秒延期电雷管。
普通型毫秒电雷管可使用于无瓦斯的工作面。
煤矿许用型毫秒电雷管是在瞬发电雷管基础上增加一个延时装置。通电后延时爆炸的雷管,可使用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的采掘工作面、高瓦斯矿井或煤与瓦斯突出矿井。使用煤矿许用毫秒电雷管时,最后一段的延期时间不得超过130ms。
由于毫秒电雷管适用条件广,爆破安全,工序少,时间短,适用于掘进巷道全断面一次起爆和炮采工作面一次爆破,在煤矿井下得到广泛应用。采掘工作面放炮地点附近2Om以内风流中的瓦斯浓度达到1%时,严禁放炮。经测定,在高瓦斯矿井炸药爆炸后16Oms,瓦斯浓度为0·3~0·5%,260ms时为0·3~0.95%,360ms时为0.35~1.6%,局部地点的瓦斯浓度将更高。
秒延期电雷管利半秒延期电雷管各段的间隔时间长达1s和1/2s,当前段炸药爆炸后,瓦斯浓度已经形成,下段电雷管爆炸时,就很容易引燃瓦斯,而且秒或半秒延期电雷管内的延期药在燃烧时,要从电雷管的排气孔喷出火焰或高温气体,也成为引燃瓦斯的危险因素,因此秒或半秒延期电雷管不能用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的采掘工作面。煤矿使用毫秒延期电雷管则不然,只要最后一段的延期时间不超过130ms,就可以在有瓦斯或煤尘爆炸危险的采掘工作面实施电雷管延期爆破。因为130ms仅为360ms的1/3多一点,而其瓦斯的涌出浓度比瓦斯爆炸下限少83~86%,因而有足够的安全系数,而且煤矿许用毫秒延期电雷管不存在从排气孔中喷出火焰或高温气体的问题。电力起爆法爆前可以检测电雷管和起爆网路的质量,保证起爆网路的正确性和可靠性。可以一次同时起爆大量雷管;能较准确地控制起爆时间,延期时间和起爆顺序。但电爆网路敷设施工较复杂,需要有足够的起爆电源容量;导线消耗量较大,爆破成本较高;在杂散电流较高的地区和雷雨季节施工时,危险性较大。2、起爆和起爆能
炸药是一种相对稳定的物质,是具有稳定性和爆炸性的矛盾统一体。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。炸药受外界作用发生的爆炸过程称为起爆。了解起爆和起爆能,对于正确选用起爆形式,防止爆破事故的发生十分重要。工业炸药常用的起爆能有以下三种形式:
(1)热能,即利用加热作用如火焰、火星、电热等形式使炸药起爆。这是一种基本形式。矿山爆破使用的工业雷管就是利用这种起爆能。
(2)机械能,即通过冲击、摩擦或针刺等机械作用,使炸药分子间产生强烈的相对运动,并在瞬间把机械能转化为热能,使炸药起爆。这种起爆能在工业上很少采用,因为不安全且不方便。在炸药的存储、运输和使用中,必须充分考虑机械能引起爆炸的可能性,这种事故经常发生。
(3)爆炸能,即利用炸药的爆炸来起爆另一些炸药。这是爆破工程中最广泛采用的起爆能。常用的有雷管、导爆索和中继起爆药等爆炸能。
目前煤矿井下普遍使用的是MFB系列电容式发爆器,但上存在下述问题:(1)爆破网路连接不良时易产生爆前火花或丢炮。
(2)发爆器不能随起爆雷管数变更进行调换,当起爆单个雷管或少量雷管使用功率大的发爆器时,就形成大马拉小车现象,向爆破网路中输送高压大电流,容易产生温度极高的爆前火花。(3)发爆器是防爆结构,但接线柱是裸露的,使用日久,接线柱磨损,与放炮母线连接不牢,易产生火花;或利用接线柱试验母线导通而产生火花,易造成瓦斯爆炸事故。第三节爆炸现象爆炸就是物质系统发生物理或化学急剧变化的一个过程,通常具有声、光、热及破坏效应。按爆炸变化引起的原因,爆炸现象可划分为:(1)物理爆炸:爆炸时原来物质性质没有不改变,不产生新的物质。如轮胎、锅炉爆炸属于物理爆炸。(2)化学爆炸:爆炸时产生化学反应,原来物质性质变化生成新的物质。如瓦斯煤尘爆炸、鞭炮爆炸、炸药爆炸属于化学爆炸。(3)核爆炸:爆炸由原子的核裂变、核聚变因链式反应释放出大量能量产生的爆炸,如原子弹、氢弹的爆炸。1、炸药爆炸三个要素(1)反应过程中能放出大量的热。温度1800~3000度。放出大量的热是化学爆炸进行所必须具备的首要条件。爆炸反应热量的大小,是衡量炸药做功能力大小的重要标志。(2)爆炸反应速度快。炸药爆炸过程速度高达1500~8500m/s,反应时间仅为十万分之一到百万分之一秒。(3)能生成大量的气体产物。这些气体在膨胀过程中,能对周围介质发生破坏,把炸药的能量转换为机械功。炸药的化学变化形式(1)热分解炸药在常温下会缓慢分解,温度愈高,分解愈显著。其特点是:炸药内各点温度相同,反应在全部炸药中同时进行,没有集中反应区;分解时既可以吸收热量,也可以放出热量,决定于炸药类型和环境温度。但是,当温度较高时,所有炸药的分解反应都伴有热量放出。(2)燃烧
同其它可燃物一样,有些炸药在热源(如火焰)作用下,也会燃烧,其区别仅在于炸药燃烧是不需要外界供氧。炸药的快速燃烧(每秒数百米)叫爆燃。其特点:燃烧不是在全部物质内同时展开的,而只在局部区域内进行并在物质中传播。
炸药热分解是缓慢进行的化学变化过程,但反应过程中不产生光、火和声响,不易被察觉,对外界不有破坏作用。因而易发生自燃、爆炸等事故。(3)爆轰与爆炸炸药爆炸与燃烧的共同点:化学反应都只在局部区域(反应区)内进行并在炸药内传播。大多数炸药的爆炸也是氧化反应。主要区别:传递能量和激起化学反应的方式不同。传播速度不同。燃烧产物的压力和运动方向不同。外界条件影响不同。
炸药的三种反应形式是可以相互转换。燃烧与爆炸区别:(1)燃烧主要靠热传导传递能量和激起化学反应,受环境影响大;爆炸主要靠冲击波传递能量和激起化学反应,不受环境影响;(2)爆炸比燃烧更激烈,放出温度高;(3)燃烧产物向外部空间排出,反应区则向尚未燃烧炸药区内部传播,压力低;爆炸运动方向、反应区则向尚未爆炸炸药区内部传传播,压力高;(3)燃烧速度亚音速;爆炸速度超音速。3、炸药感度的含义炸药感度是炸药在外界起爆能的作用下发生爆炸的难易程度。炸药起爆时起爆能越低,感度越高。感度过高会给生产、运输、使用带来危险;感度过低会给爆破工作带来困难。炸药感度包括:热感度、机械感度、爆轰感度、殉爆感度、静电感度。第四节爆破器材的存放爆破器材必须储存在爆破器材库里。在特殊情况下,经主管部门审核并报当地县(市)公安局批准后,方可在库外存放。
爆破器材库的修建和爆破器材的管理,都必须符合《爆破安全规程》、《煤矿安全规程》中的有关规定。爆破器材库是矿山用来存放爆破器材的特殊建筑。必须经过主管部门批准,并经当地的县、市公安局予允许。使用年限2年以下的临时性地面爆破器材库应设置在不受山洪、滑坡、危石威胁的地但不住人的各种房屋、土窑、车棚等作为临时性爆破器材库。《规程》第300条规定:使用年限2年以下的临时性地面爆破器材库的最大储存量为:炸药3吨,雷管10000发,并不得超过该库所供应单位10天的需要量。由于反应形式的转变,《民爆物品安全管理条例》和《爆破安全规程》对爆破器材安全管理做了严格规定。例如:《民爆物品安全管理条例》规定:第四十条民用爆炸物品应当储存在专用仓库内,并按照国家规定设置技术防范设施。第四十一条储存民用爆炸物品应当遵守下列规定:(三)专用仓库应当指定专人管理、看护,严禁无关人员进入仓库区内,严禁在仓库区内吸烟和用火,严禁把其他容易引起燃烧、爆炸的物品带入仓库区内,严禁在库房内住宿和进行其他活动。例如:《爆破安全规程》规定:
地面爆破器材库硐库的电气照明,应遵守下列规定:——库房内不应安装灯具,宜自然采光或在库外安设探照灯进行投射照明,灯具距库房的距离不应小于3m;——电源开关或熔断器,应设在库房外面,并装在铁制配电箱中;——采用移动式照明时,应使用防爆手电筒或手提式防爆应急灯,不应使用电网供电的移动手提灯。
井下爆破器材库的电气照明,应遵守下列规定:——贮存爆破器材的酮室或壁槽,不应安装灯具;——电源开关或熔断器,应设在铁制的配电箱内,该箱应设在辅助洞室里;
进人库区不应带烟火及其他引火物。2、不同爆破器材的储存
各种爆破材料的每一品种都应专库贮存。
在放爆炸材料的木架上,每格只准放一层爆炸材料箱。
井上、下接触爆破材料的人,必须穿棉布或抗静电衣服,严禁穿化纤衣服。
管、炸药一定要分开存放。条件限制时,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
(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。
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、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:硐室式的不得小于100m,壁槽式的不得小于60m;②库房距行人巷道的直线距离:硐室式的不得小于25m,壁槽式的不得小于20m;③库房距地面或上下巷道的直线距离:硐室式的不得小于30m,壁槽式的不得小于15m;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。连通巷道的相交处必须延长2m,断面积不得小于4m2,在尽头巷道内,还必须设置缓冲砂箱隔墙;⑤为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25m,回风必须引入回风道。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,出口的另一端必须有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。井下火药库的炸药和电雷管必须分别贮存。每个硐室的容量、贮存炸药量不得超过2t或相应的电雷管(13000发),但相邻硐室之间的距离不得小于12m,每个壁槽的容量、贮存炸药量不得超过400kg或相应的电雷管,但相邻壁槽之间的距离不得小于6m。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。严禁在贮存爆破材料的硐室或壁槽内装灯,可使用带绝缘套的矿灯,任何人员不得携带矿灯进入井下火药库。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,以防爆破材料受潮。爆破材料的发放每个矿井都必须建立爆破材料领退制度。爆破材料管理员要掌握爆破材料的贮存数量、规格、质量和使用日期,严格按爆破材料领退制度进行发放,手续健全,账目清楚。爆破材料必须定期实验,禁止发放质量不合格的爆破材料。雷管必须编号,并按编号规定发放。在发放使用前,必须逐个检查导电性能,并按电阻大小分组,严禁发放不通电或导电电阻不合格的电雷管。
爆破材料的领取爆破材料要由专职放炮员或专人领取。雷管和炸药要分别装入专用木箱内,不许混装。木箱由放炮员随身携带。放炮员领出炸药后,要迅速背往工作地点,不得在不安全地点和人员集中处逗留,更不得背着炸药进入机电硐室(如变电所、绞车房、水泵房等处),以免发生事故。3、炸药和雷管的运输1、禁止用翻斗车、煤气车、自卸汽车、拖车、拖拉机、机动三轮车、人力三轮车、自行车、摩托车等运输爆破器材。汽车运输,能见度良好时,车速不超过40公里/小时,其他时候应减速行驶;两车间距离不小于50米,上下坡时不小于300米。在运输、保管等过程中,严禁敲击、掷滚、摔药和火烤。不准吸烟,禁止携带一切引火物品,不得与带电物体相接触。2、安全运输规定(1)电雷管必须由爆破工亲自运送,炸药应由爆破工或在爆破工监护下由其他人员运送。
(2)爆炸材料必须装在耐压和抗撞冲、防震、防静电的非金属容器内。电雷管和炸药严禁装在同一容器内。严禁将爆炸材料装在衣袋内。
领到爆炸材料后,应直接送到工作地点,严禁中途逗留。
(3)携带爆炸材料上下井时,在每层罐笼内搭乘的携带爆炸材料的人员不得超过4人,其他人员不得同罐上下。
(4)在交接班、人员上下井的时间内严禁携带爆炸材料人员沿井筒上下。
(5)运送人员在井下应随身携带完好的带绝缘套的矿灯。
(5)一人一次运送的爆破材料量不得超过:
拆箱(袋)运搬炸药20kg;
背运原包装炸药一箱(24kg);
挑运原包装炸药二箱(48kg)。[案例]
某矿一采煤工作面,2工人违章运送爆炸材料,发生了一起爆炸事故,造成2人死亡、3人重伤的重大事故。当班班长派2名工人到井下爆炸材料库,领取了8lkg炸药、280发电雷管,分别混装在一条麻袋和一条尼龙编织袋内。其中一人背送63kg炸药280发电雷管,由于在井下徒步走2800m路程后十分疲劳,随便将麻袋扔在采面上出口处,正巧麻袋内外露的雷管脚线与电煤钻电缆线的漏电处接触,引起雷管爆炸,并相继引爆炸药,当场炸死2人、伤3人。(1)爆炸材料的安全管理混乱,没有按照《煤矿安全规程》规定制定严格的爆炸材料发放清退制度,无证领药的情况时有发生。
(2)严重违反《煤矿安全规程》有关电雷管必须由爆破工亲自运送,炸药由爆破工或在爆破工监护下由熟悉《煤矿安全规程》有关规定的人员运送的规定。
(3)人力运送爆炸材料严重超量,且背运距离较远,造成背运人员十分疲劳而又不顾及安全乱堆乱放。
(4)运送爆炸材料不使用专用容器,而是混装入麻袋和尼龙袋内,不具备耐压、防震、抗静电等基本安全规定要求。
(5)违反国家《爆破安全规程》有关人工搬运爆破材料时,一人一次运送数量不能超过一箱24kg炸药的规定。4、不允许用刮板输送机和胶带辐送机运输爆破材料(1)用刮板输送机和胶带输送机运输爆破材料,由于输送机快速运行,而爆破材料容器不阿能平稳牢固地固定在运输机上,容易前后左右颠辣摆动,甚至滚出机外,无法保证爆破材料不受冲撞、摩擦等外力而发生爆炸事故。(2)尤其在输送机搭接处和机尾与溜煤眼搭接处危险性就更大。(3)严禁用刮板输送机和胶带输送机运输爆破材料。爆破材料的销毁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。销毁场地应尽量选择在有天然屏障的隐蔽地方。场地周围50m内,要清除树木杂草与可燃物。在不具备天然屏障的隐蔽地方,要考虑销毁时爆炸冲击波对周围企业、单位、民用建筑、铁路、高压线等设施的最小安全距离。5、销毁方法(1)炸毁法如果被销毁的炸药能完全爆炸,同时不宜采用其它方法销毁时,则应采用炸毁法。一般一次销毁量为10~15kg。如果一次销毁量大于20kg,则应考虑和计算空气冲击波对人和建筑物的危害。销毁时,一般采用电力起爆法,如使用雷管起爆。
(2)烧毁法对没有爆炸性或已失去爆炸性,烧毁时不能转为爆炸的爆破材料和导火索等宜采用烧毁法,但不能烧毁雷管和导爆索等起爆材料。烧毁炸药时,应将废炸药铺成长条,厚2cm,宽15~20cm,每米可铺1~1.5kg,药条长25m。可并列进行,分别点火,两条相距不小于5m。导火索烧毁时,要放在高1m、壁厚5mm的铁筒内均匀烧毁,每次投入数量不超过200kg。(3)溶解法对失去爆炸性能的硝铵类炸药和黑火药,可在桶或其它容器中用水溶解,不得丢在江河、湖泊中,污染水质。每次销毁15kg,所需水量不少于400~500kg。6、矿井必须建立爆炸材料制度(1)爆破器材装卸、运输管理制度;(2)爆破器材贮存、保管制度;(3)爆破器材发放、清退管理制度;(4)雷管全电阻检查、编号管理制度;(5)爆破器材防火、警卫制度;(6)失效爆破器材销毁制度;(7)爆破器材管理人员的岗位责任制度。第五节爆破参数1、放炮说明书的作用和内容放炮必须依照放炮说明书进行放炮。
1、放炮说明书的编制内容
(1)炮眼布置图必须表明采煤工作面的高度和打眼范围或掘进巷道的断面尺寸,炮眼的位置、个数、深度、角度及炮眼编号,并用正视图、平面图和剖面图表示。(2)炮眼说明表必须说明炮眼的名称、深度、角度、装药量;封泥长度、连线方法和起爆顺序。
(3)预期爆破效果表,要说明炮眼利用率、每循环进度和炮眼总长度,炸药和雷管总消耗量及单位消耗量等。
(4)放炮说明书必须编入作业规程,并根据不同的地质条件和技术条件及时修改补充。2、炮采面炮眼种类和排列形式、适用条件
按位置可分为顶眼、腰眼和底眼。
底眼位于工作面的底部,先将煤层下部的煤崩出,为腰眼和顶眼创造自由面,不留底煤,不破底板,为装煤、移溜和支柱创造良好条件;
腰眼位于煤层顶板与底板之间的腰部,进一步扩大底眼掏槽,为顶眼增加新的自由面,为落煤创造条件
顶眼位于换眼和顶板之间,是在不留顶煤并保持顶板稳定或少受震动的信况下落煤,炮采工作面的炮眼排列应根据工作面的采高、煤的硬度、顶底板岩层性质和煤层的节理、层理等条件来确定。3、炮采工作面炮眼的主要参数(1)炮眼角度。为便于打眼操作和不崩倒支架,烟眼与煤壁水平夹角一般为65°~75°,角度过大,容易影响爆破效果;角度过小,不便于打眼操作,易崩倒工作面支架,爆破时将大量煤炭崩入采空区,增加清扫浮煤工作量,又损失煤炭资源,易酿成自然发火。但掏槽眼因只有一个自由面,炮眼角度应小些,一般为45°~55°。(2)炮眼的间距。邻近炮眼的间距,可根据炮眼的深度、煤质软硬、夹石情况和粒度要求而定。在正常情况下,炮眼的间距与深度之比,保持在3:5左右。(3)炮眼的深度。它取决于一次推进的进度和炮眼的角度。一般多采用小进度。一次推进度约1·0~1·2m,炮眼深度大于循环进度0·2m。小进度的炮采面,炮眼装药量少。顶板受震动小,悬顶面积小,有利于顶板管理和安全;且可实行一次多放炮,对实现爆破装煤、提高自装率有利。对采用金属支柱铰接顶梁的工作面,炮眼深度可根据顶梁规格而定。小进度的缺点是辅助工序占用时间多。另一种方式为加大循环进度,一次推进进度为1·6~2·Om,此种方式可减少放炮、准备、移输送机、回柱、放顶等辅助作业时间。在顶板条件好的工作面可以推行。(4)每个炮采工作面作业规程里的放炮说明书中都规定了顶眼、腰眼、底眼的炸药消耗量。一般底眼装药量最多,腰眼次之,顶眼最少。双排眼时,底眼和顶眼的装药量按1:0·5~0·7的比例分配;三排眼时,底、腰、顶眼的装药量按1:0·75~0·5的比例分配。4、炮眼的排列形式
(1)单排眼:一般用于lm以下的薄煤层或煤质松软、节理发达的中厚煤层。一般沿工作面打一排稍俯并斜向一侧的炮眼。(2)双排眼:当煤层厚度为1·0~1·5m,煤层中硬时,沿工作面打两排上下成对的炮眼,叫双排眼或对眼,如图2一9所示。
(3)三花眼:煤层厚度1·0~1·5m,煤质松软时,打两排上,下错开的炮眼叫三花眼。
(4)五花眼:适用于煤层大于1·5m,煤质坚硬或采高较大的中厚煤层。
为便于打眼操作和不崩倒支架,烟眼与煤壁水平夹角一般为65°~75°,角度过大,容易影响爆破效果;角度过小,不便于打眼操作,易崩倒工作面支架,爆破时将大量煤炭崩入采空区,增加清扫浮煤工作量;又损失煤炭资源,易酿成自然发火。但掏槽眼因只有一个自由面,炮眼角度应小些,一般为45°~55°。
(2)炮眼的间距。邻近炮眼的间距,可根据炮眼的深度、煤质软硬、夹石情况和粒度要求而定。在正常情况下,炮眼的间距与深度之比,保持在3:5左右。
(3)炮眼的深度。它取决于一次推进的进度和炮眼的角度。一般多采用小进度。一次推进度约1·0~1·2m,炮眼深度大于循环进度0·2m。小进度的炮采面,炮眼装药量少。顶板受震动小,悬顶面积小,有利于顶板管理和安全;且可实行一次多放炮,对实现爆破装煤、提高自装率有利。
对采用金属支柱铰接顶梁的工作面,炮眼深度可根据顶梁规格而定。小进度的缺点是辅助工序占用时间多。另一种方式为加大循环进度,一次推进进度为1·6~2·Om,此种方式可减少放炮、准备、移输送机、回柱、放顶等辅助作业时间。在顶板条件好的工作面可以推行。(4)每个炮采工作面作业规程里的放炮说明书中都规定了顶眼、腰眼、底眼的炸药消耗量。一般底眼装药量最多,腰眼次之,顶眼最少。双排眼时,底眼和顶眼的装药量按1:0·5~0·7的比例分配;三排眼时,底、腰、顶眼的装药量按1:0·75~0·5的比例分配。(5)连线电雷管的脚线与脚线、脚线与连接线、连接线与放炮母线的连接,要根据已确定的电爆网络形式(串联或并联)进行操作。连线的顺序要从一端开始向另一端进行,切不要从中间开始向两端连线。连线时,每个接头都必须扭紧并悬空,不与任何物体接触。放炮母线与电缆,信号线应分别挂在巷道的两侧。若因条件限制必须在同一侧时,放炮母线必须挂在电缆的下方,并保证0·3米的距离。电爆网络只准采用绝缘母线单回路放炮。严禁用轨道、金属管道、水或大地等作为回路。放炮前,放炮母线必须扭结在一起,使之短路状态。脚线的连线、放炮母线连接脚线、检查线路和接通电源放炮。(6)炮采工作面联线方式炮采工作面的联线方法都是大串联法,其联线方式有以下几种:单排眼串联法,如图4一11a所示。双排眼串联法,如图4一11b所示。三排眼串联法1如图4一1lc、d所示。
7、采煤工作面采用分次装药时,必须符合一组装药一次起爆的要求(1)采煤工作面放炮,应积极拓宽改进爆破技术,合理安排循环组织,做到分次装药,一组装药必须一次起爆。如果在采煤工作面对分次装药,一组装药一次起爆确有困难时,可以一次打眼,间隔分组一次装药,分组起爆。分组装药间隔距离不得小于2m。为防止间隔区间的未装药炮眼被放炮挤压,可以在炮眼中插上炮棍,最后视分组爆破情况,再装药放炮间隔区间内的炮眼。
(2)每次放炮前都必须检查瓦斯,在放炮地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1%时,必须停止放炮。
(3)严禁在一个采煤工作面使用2台发爆器同时进行放炮。8、掘进工作面的炮眼
按其用途和位置不同,可分为掏槽眼、辅助眼和周边眼三种。
掏槽眼。一般布置在掘进工作面的中下部、最先起爆。它的作用主要是给辅助眼增加自由面,为辅助眼的爆破创造有利条件。
辅助眼。位于掏槽眼与周边眼之间。在掏槽后起爆,它的作闻是使自由面扩大,保证周边眼的爆破。
周边眼。位于巷道的四周。包括顶眼、帮眼和底眼,最后起爆。它的作用是爆破后形成巷道轮廓,保证巷道断面形状、尺寸、方向和坡度等符合设计要求。9、掘进工作面常用的斜眼掏槽方式
根据掏槽眼的方间,掏槽方式可分为斜眼掏槽,直眼掏槽和混合式掏槽三种。斜眼掏槽使用比较普遍。
斜眼掏槽的各掏槽眼不与巷道中线平行,而与工作面在水平方向成一角度。其优点是:掏槽体积较大,能将掏槽内的岩石全部抛出,形成有效的自由面,掏槽效果容易保证,掏槽眼位容易掌握。
现有技术装备和掘进断面大于4m2的各类巷道,2m以内浅眼爆破应用比较普遍。在装备凿岩台车的大断面巷道中,斜眼掏槽已逐渐被直眼掏槽和温合式掏槽所取代。斜眼掏槽方式有单斜掏槽、扇形掏糟、锥形掏槽和楔形掏槽。
(1)单斜掏槽。当岩石中有松软的夹层和层理、节理与裂缝结构时,务掏槽眼应尽量垂直地穿过层理、节理和裂缝,并处于巷道中心线上,可避免夹钎或崩倒支架。眼数一股为1~3个,眼距为0·3~0·6m,与工作面的平面夹角为50°~75°,眼深为0·8~1·5m,装药满度系数(装药长度与炮眼长度比值)0·5左右。(2)扇形掏槽。适用于软岩层中有弱面可利用的巷道。它是一排布置在较软的煤岩层中的炮眼,向同一方向倾斜,与工作面的平面夹角一个比一个大(为45~90°),形成扇形。
掏槽眼的方向可随软层的位置选定。眼数根据断面大小和岩石的硬度选定,一般为3~5个眼距为0·3~0·6m,眼深通常为1·3~2·Om,装药系数为0·5左右,各槽眼利用多段延期电雷管依次起爆。(3)锥形掏槽。在只有一个自由面的坚硬岩石或均质岩石中爆破时,将几个掏槽炮眼的眼底,集中在一点附近,实行集中装药一齐起爆方法。锥形掏槽可分为三眼或四眼锥形掏槽,掏槽呈锥形。眼数、眼深和眼距根据断面大小及岩石软硬而定。
眼数一般为3~6个,多为4个。眼口左右间距为0·8~1·2m,上、下间距为0·6~1·Om,与工作面夹扁为55~70°,眼底间距为0·1~0·2m,眼深应小于巷道高或宽的1/2,各槽眼同时起爆。
为了加深掏槽深度和循环进度,可采用分段锥形掏槽。锥形掏槽因槽眼方向不易掌握,钻眼工作不方便,眼深受到限制,目前在巷道掘进中已很少使用。
(4)楔形掏槽。和锥形掏槽一样,楔形掏槽根据眼底集中装药,爆破成抛掷漏斗的道理,集中装药在眼底成一条直线。槽眼为对称布置,分水平楔形掏槽和垂直掏槽两种,均为同时起爆。水千楔形掏槽只在水平层理发达的岩层使用,而多数情况都使用垂直楔形掏槽。
垂直楔形掏槽两对水平方向槽眼眼口间距为1·0~1·4m,眼底间距为0·2~0·3m,但对非常难爆的岩石,应使尺底的距离不超过0·2m。装药系数一般为0·7。槽眼排距(每对槽眼垂直距离)、眼数及槽眼角度根据岩石软硬决定,排距一般为0·3~0·5m,眼数一般为4~6个,槽眼角度一般为60~70°,槽眼深度一般为巷道宽的1/4。垂直楔形掏槽,因受巷道宽度限制,深度较浅,如欲加深,可采用复式楔形掏槽,由内楔和外楔组成,由内向外分两段起爆。
楔形掏槽由于钻眼技术比锥形简单,易于掌握,故适合于任何岩石,因此在岩巷掘进中使用较广泛。10、掘进工作面直眼掏槽和混合掏槽
(1)直眼掏槽
槽眼都垂直于巷道工作面,故称直眼掏槽。槽眼距离较小,并且严格保持平行,留下不装药的空眼,作为槽眼爆破时的自由面和破碎岩石的膨胀空间。
槽眼垂直工作面,布置方式简单,槽眼的深度不受巷道断面限制,便于进行深眼爆破)由于槽眼相互平行,易于实现多台凿岩机平行作业和采用凿岩台车;岩石块度均匀,抛掷距离较近,爆破集中,便于清运装岩;又不容易崩坏支架和设备。其缺点是对槽眼的间距、钻眼质量和装药等要求严格,不易掌握,所需槽眼数目和炸药消耗量偏多,掏槽体积小,掏槽效果不如斜眼掏槽。
直眼掏槽运用于岩石坚硬或中等坚硬,断面较小的巷道(用中深孔爆破和机械化打眼),特别是立井井筒。但有空眼的直眼掏槽不宜在有瓦斯和煤尘爆炸危险的巷道中使用,因空眼内可能渗出或积聚瓦斯,易引燃或引曝瓦斯。
目前广泛使用的直眼掏槽方式为直线掏槽、菱形掏槽、角柱掏槽、五星掏槽、螺旋掏槽等方法。各种直眼掏槽方法的炮眼布置如下:
(1)直线掏槽法。此法各炮眼彼此相距0·1~0·2m,适用于整体性好的韧性岩石和较小的巷道断面。
(2)菱形掏槽法。此法用毫秒电雷管分两段起爆,距离小的一对先起爆,距离大的一对后起爆。装药系数为0·7~0·8m。
此法适用于各种岩石条件,炮眼深度2m以下效果较好。在坚硬岩石中,为取得较好爆破效果,可加打空眼,两眼间距0.08~0.lm。
(3)角柱掏槽法:此法适用于中硬岩层。掏槽眼一般用两段电雷管起爆。
(4)五星掏槽法。此法掏槽比较可靠,适用于各种条件。
眼深在2·0~3·0m时、可采用4号岩石铵梯炸药或高威力炸药。用毫秒电雷管起爆时,起爆顺序是:1号眼为1段,2~5号眼为2段,每眼装药长度为眼深的70%~80%。
(5)螺旋掏槽法。适用于中硬以上岩石,是较好的直眼掏槽方式之一。它以中空眼为中心,周边市置四个掏槽眼,逐个加大距离,形如螺旋,因而得名。在1、2、3号眼连线中间各加一个空眼,作为自由面和防炸药压死。
11、提高炮眼利用率措施
炮眼的利用率是指炮眼爆破后的实际进度与爆破前炮眼深度的比值。如:掘进工作面爆破后平均进度=炮眼利用率÷炮眼平均深度。
炮眼利用率是衡量爆破效果的主要指标,炮眼利用率应达90%以上。
提高炮眼利用率应采取下述措施:
(1)烟眼的深度和角度,必须符合作业规程的规定,掏槽眼必须比其它眼加深2OOmm。
(2)炮眼内的煤、岩粉必须清除净,炸药必须装到眼底并密接,不得错装电雷管段数。
(3)炮眼的封泥必须符合规定的数量和质量。
11、巷道掘进爆破参数(1)炮孔直径
炮孔直径直接影响凿岩生产率、炮孔数目、炸药单耗、爆破块度和巷道周壁平整度。炮孔直径及其相应的装药直径增大时,药包爆炸能量相对集中,爆速和爆轰稳定性有所提高。但是,过大的炮孔直径将导致凿岩速度显著下降;而且要减少炮孔数目,使岩石的破碎质量降低,巷道周壁平整度变差,从而降低了爆破效果。必须根据凿岩设备和工具、炸药性能和掘进条件等加以综合分析,必要时可进行对比试验,合理选定炮孔直径。大断面巷道(>6㎡)掘进爆破可采用38~45mm的药卷;小断面<4㎡且岩石坚硬时,应使用高威力炸药和小直径药卷(25~32mm)。通常,炮孔直径比装入药卷直径大5~10mm为宜。(2)炮孔深度
炮孔深度是指孔底到工作面的垂直距离。因为它不仅影响每一个掘进循环中各工序的工作量、完成的时间和掘进速度,而且影响爆破效果和材料消耗。
炮孔深度还是决定每班掘进循环次数的主要因素。为了实现快速掘进,在提高机械化程度、改进掘进技术和改善工作组织的前提下,应力求加大孔深和增多每班循环次数。
根据经验,目前,在我国所具备的掘进技术和设备条件下,孔深为1·5~2·5m用得最多。随着新型、高效凿岩机和先进的装运设备的应用,以及爆破器材质量的提高,在中等断面以上的巷道掘进申使用凿岩台车时,将孔深增至3~4m,在技术种经济上是合理的。(3)炸药单耗
在巷道掘进爆破过程中,炸药单耗q(Kg/m3)是一个重要爆破参数。其大小直接影响爆破效果,对凿岩和装岩工作量、炮孔利用率、巷道轮廓的平整度和围岩的稳定性等也有较大影响。
q值偏小时,可能使巷道断面达不到设计要求;q值偏大时,不仅造成爆破器材浪费,而且还会崩坏巷道周壁以外的原岩,降低围岩稳定性,甚至损坏支架和设备等。
合理的q值主要取决于岩石性质、巷道断面、炮孔直径和深度等因素。在实际工作中,q值可按国家定额标准或用经验公式计算确定。(4)装药量计算
每次爆破或每一次循环所需装药量,是在确定出炸药单耗后,根据预定的每一掘进循环爆破的岩石体积,计算出每一循环所需的总装药量Q。
(5)炮孔数目
炮孔数目直接影响凿岩工作量和爆破效果。孔数过少,大块增多,巷道周壁不平整,甚至出现爆不开的情形。孔数过多,将使凿岩工作量增加,单孔装药量过小,甚至产生爆破的内部作用,恶化爆破效果。基本原则是在保证爆破效果的前提下,尽可能减少炮孔数目。通常,按各炮孔平均分配炸药量来计算炮孔数目,即炮孔数N等于每一循环装药量与单孔装药量之比。
(6)炮孔间距
在岩石性质和巷道断面尺寸已定,且选定炮孔直径、深度和炸药单耗以及每循环的炮孔个数和装药量之后,为了均匀布置辅助孔,应在炮孔个数、孔距和装药系数等几方面进行调整,以便得出合理的炮孔个数、孔距和总装药量。在实际生产中,可根据经验确定孔距。
辅助孔孔距为400~600mm;周边孔孔距一般取600~70Omm。对于坚硬岩石,周边孔口距巷道轮廓线应保持150~2OOmm,而且顶、底及帮孔要向外(向上、向下及向侧面)侧倾斜5°左右,并使孔底落在轮廓线外约1OOmm处;对较软岩石,周边孔距轮廓线可达200~3OOmm,且边孔垂直于工作面。(7)堵塞长度
堵塞的目的是为了提高炸药爆炸能量利用率,从而提高巷道掘进的爆破效率。为此,除应选用合适的堵塞材料外,需要有一个合理的堵塞长度。巷道掘进爆破用的堵塞物为1:3配比的粘土与细砂的混合物称为炮泥。合理的堵塞长度应与装药长度或炮孔直径成一定比例关系,生产中常取堵塞长度等于0·35~0·50倍装药长度。
(8)微差爆破间隔时间
确定适宜的延迟时间间隔,是推广应用微差爆破技术的重要环节。通过高速摄影所观察到的结果表明,辅助孔相对于掏槽孔、辅助孔与辅助孔之间、周边孔相对于辅助孔,它们的延迟间隔时间应取50~100ms为宜(孔深1·2~5·Om,软到中硬岩石);掏槽孔各段之间的延迟间隔时间应取5Oms。12、掘进工作面的联线方式联线方式有:串联、并联和混联(1)串联串联是依次将相邻的两个电雷管的脚线各一根互相联接起来,最后将两端剩余两棍脚线接到母线上,再将母线接人电源。串联接线,操作简便,不易漏接或误接,速度快,便于检查,网路计算简单,通过网路的电流较小,使用安全。因此,在煤矿井下使用最为普遍。缺点是,在串联网路中有一个电雷管不导通或在一处开路,全部电雷管将拒爆。在起爆电能不足的情况下,由于每个电雷管对电的敏感程度总有差异,往往是较敏感的电雷管先爆,电路被切断,使不敏感的电雷管不爆。(2)并联将所有的电雷管的两根脚线分别接到网路的两根母线上,通过母线与电源联接。并联方式可分为分段并联和并簇联两种。在并联网路中,某个电雷管不导通,其余的电雷管也可以起爆,各个电雷管对电敏感程度的差异不像串联接法那样显著地造成丢炮。这种网路虽然总电阻小,要求起爆电源的电压小,但所需的网路总电流较大。(3)混联混联是上述两种方法的结合,可分为串并联和并串联两种。当一次起爆炮眼数目较多时,则需采用串并联或并串联。串并联是先将电雷管分组,每组串联接线,然后各组剩余的两根脚线都分别接到放炮母线上。并串联是将各组电雷管并联,然后将备组串联起来。并串联在现场很少采用。
混联接法兼顾了串联法和并联法的缺点,也部分兼有它们的优点。但联接和计算网路都比较复杂,容易错接和漏接,每个并联分路的电阻要大致相等,分组均匀,否则电阻小的分路会因分路电流大而先爆炸,而电阻大的分路因电流小,电雷管仍未得到足够电爆电能,但网路巳被炸断造成雷管拒爆。
在井下掘进工作中,一次放炮炮眼数目少,且多用发爆器起爆,发出的电压较高,电量有限,故多采用串联。若用并联或混联,由于分路电阻安排不当,有的分路先爆炸,当炸断但仍在通电的其它分路或母线时,容易造成丢炮、瞎炮和产生电火花而引起瓦斯或煤尘爆炸。并联和混联因一次放炮的电雷管数量较多,发爆器因容量小,无法起爆,只能使用动力电源,而《煤矿安全规程》规定,除开凿或延深通达地面的井筒时,无瓦斯的井底工作面外、井下放炮不能用动力电源,只能使用发爆器。因此,井下一般不便用并联和混联连线方法。第六节安全爆破1、井下爆破员的主要职责(1)不但要求有强健的体魄,对工作认真负责,而且必须具有一定的文化水平,经过专门的训练,熟悉各种爆破器材的基本性能,懂得爆破规程的有关要求,掌握操作细则,经考核合格,取得爆破作业证后,方能进行爆破工作。(2)爆破员担负着爆破器材的领取、搬运、加工、装填、起爆和爆后检查处理的责任。
(3)爆破员运送爆破器材时,不准与其他人员同时上、下井,不准在人员集中的地点停留。
(4)交接班,人员上、下井的时间内,严禁运送爆破材料。
(4)爆破员必须按爆破工程设计和爆破说明书以及爆破领导人的指令,从炸药库领取器材,并搬运到作业地点。严格按爆破安全规程和安全操作细则进行装填、起爆。不得将爆破器材转让、丢失、销毁或挪用。
(5)爆破后,对现场进行检查,发现有瞎炮和其他不安全因素时,应及时处理和上报,并将用剩的爆破器材如数、及时退回爆破器材封库。
2、井下爆破作业的基本要求(1)使用煤矿许用炸药、电雷管;采掘工作面的控顶距不符合作业规程规定或支架有损坏或伞檐长度超过规定时,不准装药爆破;(2)装药前、爆破前,瓦检员必须检查瓦斯,放炮地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1%时,不准装药爆破;(3)放炮地点20m以内有未清理的煤、矸、矿车、其他物体阻塞巷道断面1/3以上时,不准装药爆破;
(4)炮眼内出现水异常、温度骤高骤低、显著瓦斯涌出、煤岩松散、透老空等情况时,不准装药爆破;(5)所有机器、工具、电缆等必须在放炮前移出工作面并可靠保护;(6)雷管连线工作以爆破工为主,经过培训的班组长连线工作。放炮母线、线路检查、通电工作,只许爆破工一人操作;(7)班组长检查顶板、支架、出口、风量、阻塞物、工具设备、洒水等准备工作无误,达到放炮要求条件时,负责布置警戒,组织撤出人员到规定的安全地点待避。班组长必须清点人数,确认无误后,方准下达放炮命令。(8)爆破工必须最后离开放炮地点,并必须在通风良好有掩护的安全地点进行放炮;爆破工、警戒人员和放炮待避人员都必须躲在有支架、物体等掩护和支护、通风良好的安全地点。(9)若网路正常,爆破工必须发出放炮警号,高喊数声“放炮”或鸣笛数声,至少再等5s方可放炮。放炮时先将母线扭结解开,牢固地接在发爆器的接线柱上。当经过“爆破”位置瞬间,发爆器电能输入爆破网路,从而引爆炮眼的电雷管和炸药。(10)放炮后,爆破工必须立即取下发爆器把手和钥匙,并将放炮母线从电源上摘下,扭结成短路。3、炸药聚能穴的作用
炸药和雷管的一端,都有一个窝心,称之为炸药种雷管的聚能穴。它的作用是把爆轰波沿轴线方向集中起来,形成聚能流,大大增强聚能穴端的局部破坏作用和传爆能力,这种作用叫做聚能效应。试验结果表明:有聚能穴的药卷和雷管的穿透能力要大的多,抛物线形聚能穴比三角形聚能穴效果好。时此,规定炸药和雷管尾端要有一个聚能穴,指向传爆方向,以提高药卷的传爆能力。在装药时要使雷管和炸药的聚能穴端郡指向传爆方向,才能发挥聚能作用。4、正向起爆,反向起爆炮眼装药时,使爆轰波的运动方向冲向眼底的起爆方法为正向起爆,其装药,引药在炮眼口一端。起爆药卷在眼底一端,爆轰波的运动方向冲向眼口的方式为反向起爆。显然,正、反向起爆是由雷管的位置(起爆药卷位置)决定。从发挥炸药威力看,反向爆破比正向爆破更合理。因为反向爆破其爆炸性能是从眼底向眼口逐渐衰减,而岩石抵抗能力也是沿此方向逐渐减弱,两者一致,炸药的能量可充分的利用。
5、“垫药”和“盖药”的害处
装药时,将引药和炸药的聚能穴都一致指向传爆方向,可以增强传爆能力,确保传爆稳定,改善爆破安全状况,并提高爆破效果,否则会使爆速和传爆能力降低,有可能产生爆燃和拒爆,因此装药时必须将引药和炸药的聚能穴一致指向传燥方向。
在现场把正向起爆药卷以外的药卷称为盖药,把反向起爆药卷以里的药卷称为垫药。根据试验结果,垫药和盖药在大部分情况下不传爆。
试验说明爆轰的传播是有方向性的。它总是以电雷管为起点,顺着电雷管起爆的方向,沿着药柱向前传播。在一般的情况下,相反的方向,得不到足以激发炸药的能量,导致盖药、垫药的拒爆。即使个别传爆,也达不到炸药的正常爆速。6、确保煤矿井下爆破安全的主要措施
(1)对井下人员进行有关爆破安全方面的教育培训。
(2)爆破人员必须熟悉爆破材料性能和《规程》中有关条文的规定。
(3)井下放炮工作必须由专职放炮员担任。在有煤与瓦斯突出危险的煤层中,专职放炮员的工作还应固定在一个工作面。
(4)放炮员必须经过专门的训练,并持有放炮合格证,而且放炮员必须依照放炮说明书进行放炮工作。
(5)井下每一放炮点都必须编制放炮说明书。放炮说明书应附有炮眼布置图和炮眼说明表。
(6)放炮说明书必须报矿技术负责人批准。
(7)瓦斯矿井中放炮作业,放炮员、班组长、瓦斯检查员都必须在现场执行“一炮三检制”和“三人连锁放炮制”。
7、装配引药时,应注意问题
引药是指装有雷管的药卷,又称药头。装配引药就是把雷管装进药卷,使之成为起爆药卷。雷管都是以10个一把出厂,使用时要逐个抽出,切不要在成把的电雷管中手拉脚线、硬拽管体或手提管体硬拽脚线。取单个雷管时,先把电雷管脚线顺好,然后拉住电雷管脚线的前端抽出电雷管。装配引药时,电雷管只准从药卷的顶部装人。
装配方法
一是用一根比电雷管直径稍粗的尖头竹木棍在药卷的平头端扎一个圆孔,再放人电雷管,并用脚线缠绕固定;二是把药卷平头封口端打开,用手掌将药卷揉搓松散,然后把电雷管全部放人药卷内,再用脚线把封口扎住。
不能用电雷管代替木棍去扎眼;
不能把雷管从药卷中部插进去;
不能把电雷管捆在药卷外面;
不能把电雷管插入药卷的聚能穴一端(凹端)。
引药数量要依一次放炮眼数目来确定,不准多做。制作引药要选择巷道顶板好,支架完整,避开电器设备和导电体的安全地点操作。装配引药只准许由放炮员一人进行操作,全部做好后,要清点数目,然后装人爆破材料箱,以备使用。井下装药时有哪些要求
(1)装药以前要检查工作面附近的瓦斯含量。放炮地点20米以内风流中的瓦斯浓度必须小于1%,同时通风情况要良好。
(2)装药前,必须清除炮眼里的煤粉或岩粉。因为它们不能保证装药的连续性或药卷装不到眼底,影响爆轰波的传递,会出现拒爆、爆燃、半爆等现象,并留下残眼。炮眼里的煤粉容易被爆炸火焰引燃喷出,有点燃瓦斯或煤尘的危险。
(3)装药时,应一手带着电雷管的脚线,一手持炮棍将药卷轻轻推入眼底,使药卷彼此密接。不能用炮棍冲撞药卷,这样会增加药卷密度,降低炸药的爆轰稳定性,也会使药卷破损而受潮。潮湿或有水的炮眼里,要用防永套或使用防水炸药。
装药后,必须使电雷管脚线悬空,电雷管的脚线或放炮母线不能与运输设备、电气设备以及导电体接触,避免杂散电流的作用而引爆电雷管。某矿全岩上山采用钻爆法掘进,巷道断面4.5m2,一次最大炸药消耗量4公斤,采用局部通风机通风,风筒距掘进头20m,爆破时为避免砸破风筒,拆出风筒20m,爆破后两名工人进入巷道接风筒,因感觉不适,撤至局部通风机处休息。此时一工人途经局部通风机安装处进入掘进头验收进尺,约半小时仍未见验收人员下来,两名工人立即向调度室报告,约30分钟后地面救护人员赶到,此时发现该验收人员已在距掘进工作面5m处死亡,试分析事故原因?
(1)局部通风机出风筒距掘进头20m,大于作业规程规定的5m;(2)爆破时又拆除风筒20米,这样局部通风机出风筒距掘进头40m,远大于作业规程规定的5m,造成掘进工作面处于微风或无风状态;(3)爆破后两名工人进入巷道接风筒,未执行“一炮三捡”制;(4)一工人途经局部通风机安装处进入掘进头验收进尺,,未执行“三人连锁放炮”制;(5)安全管理、技术管理混乱,现场监督检查不严;(6)安全培训不够,工人安全知识淡薄。
6、爆破工的安全职责(1)严格执行“一炮三检制”和“三人连锁放炮制”。(2)遵守领退制度,保证爆破材料不丢失。(3)遵守运送制度,保证沿途安全。(4)遵守安全放炮各项操作规定,保证放炮过程安全。(5)遵守处理放炮故障(瞎、残、拒爆)及特殊情况下放炮的规定和要求,防止放炮事故的发生。(6)爆破工必须在爆破材料库的发放硐室领取爆破材料,不得携带矿灯进入库内,以防止矿灯引爆爆破材料。(7)爆破工在每次放炮后,应将放炮眼数、使用爆破材料的品种、数量、放炮工作情况、放炮事故及处理情况等,认真填写放炮记录。(8)放炮完成后,爆破工必须将剩余的及不能使用的爆破材料包括收集起来的瞎炮、残爆的爆破材料清点无误后,填在放炮指示三联单内,经班组长签章,缴回爆破材料库。放炮指示三联单由爆破工、班组长及发放人员各保存一份存查。
(9)爆破工所领取的爆破材料,不得遗失,不得转交他人或下一班人员,不得销毁、扔弃和挪作它用,发现遗失立即报告。一炮三检制
在采掘工作面装药前、放炮前和放炮后,爆破工、班组长和瓦斯检查员都必须在现场,由瓦斯检查员检查瓦斯,放炮地点附近20m以内风流中的瓦斯浓度达到1%时,不准装药、放炮;放炮后瓦斯浓度达到1%时,必须立即处理,并不准用电钻打眼。三人连锁放炮制“三人连锁放炮制”就是爆破工、班组长和瓦斯检查员三人必须同时自始至终参加放炮工作的全过程,并执行换牌制。(1)爆破工在检查连线工作无误后,将警戒牌交给班组长。(2)班组长
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