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第七章矿山爆破安全本章学习要点:1.了解爆炸基本理论;2.掌握常用炸药和起爆器材的性能及安全要求,熟练掌握常用起爆方法的安全要求;3.掌握矿山爆破作业的安全管理要求;4.了解爆破器材使用、储存、运输、销毁的安全管理要求;5.掌握矿山常见爆破事故的原因及预防措施。第一节爆破基本知识本节的主要内容有:一、爆破原理二、炸药种类三、爆破方法第一节爆破基本知识一、爆破原理爆炸是物质发生急剧变化并放出大量能量,对周围介质做机械功,同时伴随有强烈的声、光、热效应。爆炸可分为三类:由物理原因引起的爆炸称为物理爆炸(如压力容器爆炸);由化学反应释放能量引起的爆炸称为化学爆炸(如炸药爆炸);由于物质的核能的释放引起的爆炸称为核爆炸(如原子弹爆炸)。
炸药源于我国。至迟在唐代,我国已发明火药(黑色炸药),这是世界上最早的炸药。宋代,黑色炸药已被用于战争,它需要明火点燃,爆炸效力也不大。1831年,英国人比克福德发明了安全导火索,1846年,意大利人索布雷罗合成硝化甘油。威力较大的黄色炸药源于瑞典。由瑞典化学家、工程师和实业家诺贝尔发明。1859年后,诺贝尔父子对硝化甘油进行了大量研究工作,于1862年建厂生产。但炸药投产不久,工厂发生爆炸,父亲受了重伤,弟弟被炸死。诺贝尔在湖面上一支驳船上进行实验。他偶然发现,硝化甘油可被干燥的硅藻土所吸附;这种混合物可安全运输。1865年,他发明雷汞雷管,他终于研制成功运输安全,性能可靠的黄色炸药,硅藻土炸药。此后,各国的科学家们对更高级的炸药的研制从未间断,并取得了可喜的成果。炸药的用途越来越广阔。
矿山爆破采用的是工业炸药,使其爆炸以破碎、压实、疏松被爆物体,属化学爆炸。形成化学爆炸必须同时具备四个条件:1.爆炸反映过程必须放出大量的热能;2.化学反应过程必须是高速的;3.化学反应过程应能生成大量的气体产物;4.反应能自行传播。炸药化学反应有热分解、燃烧、爆炸、爆轰(爆震)等四种基本形式。爆炸速度增长到稳定爆速的最大值时称为爆轰。(爆炸的传播速度是可变的。)
一般炸药由C、H、O、N等四种元素组成。爆炸后,这几种元素重新组合,生成CO2、H2O、N2;
没有多余的氧元素将氮氧化,也不会因氧元素不够而生成CO时,这种炸药爆炸时放热量最大,称为零氧平衡。炸药爆炸后,有多余的氧将氮氧化出现氮氧化合物时,称为正氧平衡。氧元素不够而出现CO时,称为负氧平衡。
以超声速运动的激波,称为冲击波。
炸药一旦起爆,首先在起爆点发生爆炸反应而产生大量高温、高压和高速的气流,在炸药中激发冲击波。冲击波强烈压缩邻近的炸药薄层引起炸药反应,产生大量气体与大量热。反应所释放出来的热量的一部分足以补偿冲击波传播时的能量损耗,因此,冲击波得以维持固有波速和波阵面压力继续向前传播。其后紧接着引起炸药进行化学反应,并以同等速度向前传播。这种伴随有化学反应,在炸药中传播的特殊形式的冲击波称为爆轰波,这个过程叫做爆轰过程。爆轰波扫过后,介质成为高温高压的爆轰产物。
爆轰压力是炸药爆轰时爆轰波阵面的压力,也称C-J压力。
爆炸压力是指爆炸系在封闭的外壳或局限化空间爆炸后产生的气体在高温作用下迅速膨胀所具有的压力。
爆轰波对周围的岩石产生破坏,根据破坏程度的不同,将岩石破坏范围分为压碎圈、破坏圈、振动圈。对爆炸有实际意义的是压碎圈和破坏圈,破坏圈的半径为爆破作用半径。
矿山生产爆破主要是利用破碎圈,按工程需要的岩体体积来破碎矿岩,达到破碎或抛掷矿岩的目的。爆破岩体的自由面是指爆破岩体与空气的交界面,当岩体有一个自由面时,自由面方向岩石的抵抗力最小,因此,炸药在岩体中爆破后,其能量是向着自由面释放的,导致爆轰波最先在自由面一方突破,将岩石破碎甚至抛掷出去。一般来讲,自由面越多,爆破效果越好,炸药能量的利用率也越高。因此,为了进行有效的爆破,应尽可能去创造自由面。如掘进工作的掏槽,回采工作面的切割槽,露天矿的开沟,都是为了增加自由面。
最小抵抗线是指爆炸药包的几何中心到邻近自由面的垂直距离。在爆破作业中.确定最小抵抗线非常重要,对一定的爆破能量来说,若抵抗线选取过大,则不能爆下岩石,反之,如选取过小,则不仅造成爆破材料的浪费,而且使爆堆飞散,造成飞石伤人并影响装岩效率。二、炸药的种类
炸药是在一定条件下,能够发生快速化学反应,释放大量热量,产生大量气体,因而使周围介质产生强烈的机械作用,呈现所谓爆炸效应的化合物或混合物。
炸药按照其组成结构,可分为单体炸药和混合炸药两类;按照用途及其特性,可分为起爆药、猛炸药、火药以及烟火剂等几类。矿山常用炸药的品种有铵梯炸药、铵油炸药、浆状炸药、乳化炸药等,另外还有铵松蜡(添加松香和石蜡而得名)与铵沥蜡炸药(添加沥青与石蜡而得名)、水胶炸药、硝化甘油类炸药、黑火药等。威力(或爆力)就是炸药的做功能力。铅柱压缩法,又称赫斯试验(Hesstest),测定炸药猛度的一种方法。猛度:炸药爆轰时粉碎与其接触介质的能力。
1.铵梯炸药
铵梯炸药以硝酸铵为主要成分,还加入一些敏化剂(梯恩梯)、可燃剂和疏松剂等。国产铵梯炸药有露天铵梯炸药、岩石铵梯炸药、抗水铵梯炸药和煤矿许用炸药等类。铵梯炸药的爆炸性能相对不太好,但比较稳定,是我国工业炸药的主要品种之一。既可用于露天爆破和地下爆破,添加适量的消焰剂后,还可用于地下煤矿爆破作业。2.铵油炸药
铵油炸药是我国使用量较大的炸药,主要成分是硝酸铵,配适量的柴油及木粉。硝酸铵是氧化剂,柴油是可燃剂,铵油炸药不含敏化剂。为改善爆炸性能,一般采用轻油配制铵油炸药。铵油炸药不含梯恩梯,成分简单,原料来源丰富,加工简便,可以就地生产使用,成本较低,安全性好。但铵油炸药有敏感度低、爆炸威力不够高、易吸湿结块和抗水性差等缺点。3.浆状炸药
浆状炸药外观呈糊状,因此取名浆状炸药,它是以氧化剂水溶液、敏化剂和胶凝剂等为基本成分的抗水性硝铵类炸药。
浆状炸药具有抗水性强、可塑性好、装药密度大、爆炸威力大、安全性好、成本低等优点,因此在露天有水深孔爆破中应用广泛。缺点是敏感度低、需用高能量的起爆药起爆.成本高于铵油炸药。
4.水胶炸药
水胶炸药与浆状炸药没有严格的区别,我国以甲胺硝酸盐作为敏化剂的浆状炸药称为水胶炸药。5.乳化炸药
该炸药是一种最新的抗水性炸药,它的主要成分有:氧化剂、乳化剂、燃烧剂和敏化剂、分散剂、添加剂等。其优点是:抗水性强,爆炸性能好、可用8号雷管直接起爆,机械敏感度低、安全性好,炸药不含有毒成分;爆炸生成的有毒气体量小,原料来源广泛、加工工艺简单、成本低,爆破效率较高。
6.黑火药
它是由硝酸钾、木炭和硫磺组成。硝酸钾是氧化剂,木炭是可燃剂,硫磺既是可燃剂,又起到木炭和硝酸钾的黏合剂作用,有利于火药的造粒。黑火药摩擦敏感度高,对火焰敏感性强,爆发点290~310℃,在密闭条件下导火索的火焰即可起爆黑火药。但其爆炸威力较低,黑火药一般用于工程爆破中开采石料和石膏,大部分用于制造导火索。三、爆破方法
常用的爆破方法有:浅孔爆破法、深孔爆破法、硐室爆破法、药壶爆破法、裸露爆破法,为控制爆破破坏作用而使用的光面爆破法、预裂爆破法、缓冲爆破法,为改善爆破破碎效果而使用的挤压爆破法等。根据《爆破安全规程》(GB6722-2014):
1.浅孔爆破short-holeblasting炮孔直径小于或等于50mm,深度小于或等于5m的爆破作业。浅孔(浅眼)爆破主要用于井巷掘进和浅孔崩落矿,在大中型露天矿山作为辅助爆破手段。
2.深孔爆破deep-holeblasting炮孔直径大于50mm,并且深度大于5m的爆破作业。主要用于露天矿或井下深孔崩落矿以及深孔爆破成井。
3.硐室爆破chamberblasting采用集中或条形硐室装药药包,爆破开挖岩土的作业。硐室爆破的主要特点是效率高,但对周围环境和地质环境要求较高。主要用于露天矿基建期间和一些特殊需要。
4.药壶爆破是指钻好深孔或浅眼,在其底部或某一部位,用少量炸药进行多次爆破,使底部扩大形成壶状,再装入大量炸药进行爆破。用于穿孔工作困难的条件下,以减少钻孔工作量,克服较大的抵抗线。一般与浅孔爆破配合使用,以降低大块率。
5.裸露爆破即是俗称的糊炮,这种爆破是在岩石大块的表面放一定药量进行爆破的方法。主要用于二次破碎块或处理根底。一、爆破知识的相关考点⑴炸药化学反应有热分解、燃烧、爆炸、爆轰等四种基本形式。⑵形成化学爆炸必须同时具备四个条件:爆炸反映过程必须放出大量的热能;化学反应过程必须是高速的;化学反应过程应能生成大量的气体产物;反应能自行传播。⑶炸药在明火作用下发生爆炸反应的难易程度称为炸药的火焰感度。⑷铵油炸药是我国使用量较大的炸药,主要成分是硝酸铵,配适量的柴油及木粉制成。(接下页)
⑸铵梯炸药以硝酸铵为主要成分,还加入一些敏化剂(梯恩梯)、可燃剂和疏松剂(木粉)等。 ⑹乳化炸药是一种最新的抗水性炸药,它的主要成分有:氧化剂、乳化剂、燃烧剂和敏化剂、分散剂、添加剂等。其优点是:抗水性强,爆炸性能好。⑺炸药在岩体中爆破后,其能量是向着自由面释放的,导致爆轰波最先在自由面一方突破,将岩石破碎甚至抛掷出去。一般来讲,自由面越多,爆破效果越好,炸药能量的利用率也越高。
第二节起爆器材及起爆方法本节的主要内容有:一、起爆器材二、起爆方法一、起爆器材
起爆器材按输出特性分引爆器材和引燃器材。引爆器材分各种雷管、导爆索、继爆管和起爆具。引燃器材分各种导火索、引火管(头)和导爆管。矿山爆破施工中,使用的起爆器材有雷管、导爆索、非电起爆材料、起爆药、导火索等。
(一)雷管
雷管,是指管壳内装入起爆药,能使药包爆炸的装置。1.雷管的分类(1)按用途分,我国目前比较常用的雷管有:
瞬发电雷管;延期电雷管;毫秒电雷管;继爆雷管。(2)按起爆能力大小划分为10种。工业雷管的规格国际标准有10种,按照管壳大小和雷汞含量编号。1号雷管含雷汞0.3g,10号雷管含3.0g。目前使用较多的是6号和8号雷管(含雷汞1.5g和2g)。(3)按管壳材料不同分为5类,即铜、铝、铁、纸和塑料管壳。(4)雷管分非电雷管和电雷管。2.雷管的构造(1)瞬发电雷管
这种电雷管和普通雷管差异不大,不同的是电雷管内有一种装置,依靠电流的诱导作用使起爆药爆炸。当电流从脚线通入直径很小、电阻很高的桥丝就发热,当温度超过起爆药的爆发点时就相继导致正、副起爆药的爆轰。瞬发电雷管从通电到爆发的时间只有几毫秒,最多不超过13ms。图6-1瞬发电雷管结构1-脚线;2-管壳;3-密封塞;4-纸垫;5-桥丝;6-引火头;7-加强帽;8-二硝基重氮酚;9-正起爆药;10-副起爆药
(2)延期电雷管它与瞬发电雷管的不同点是,在点火剂和起爆药之间有一个柱形的缓燃剂,由点火剂发火引起缓燃剂燃烧。当缓燃剂燃烧完后,火焰又点燃起爆药而发生爆炸。一般延期电雷管的延期时间不大于0.1s。当爆破工程需要使几个或几组药包先后爆炸时,必须使用延期电雷管。
(3)毫秒电雷管
毫秒电雷管也是一种延时雷管,只是每段的间隔时间极短,只有十几毫秒至几十毫秒。因为每段之间的爆发时间以毫秒计算,所以叫做毫秒电雷管。
图6-3毫秒延期电雷管结构1-塑料塞;2-延期内管;3-延期药;4-加强帽
(4)继爆雷管继爆雷管是与导爆索配合使用,实现毫秒爆破的一种起爆器材,它串接在导爆索起爆网路中起延期作用。继爆雷管的起爆威力与8号电雷管相当,在(40±2)℃高温和(-40±2)℃低温条件下,其性能没有明显差异。继爆雷管可用于水下爆破。它具有抗杂散电流、抗静电和抗雷电危害的能力,装药时不需停电,和导爆索配合使用常有利于矿山爆破。
(4)继爆管
(5)煤矿瞬发电雷管
在有瓦斯爆炸危险的矿井中,采用普通非安全电雷管,有可能引起瓦斯爆炸。因此,必须使用煤矿瞬发电雷管。我国生产的煤矿瞬发电雷管,是由一个火雷管和一个发火元件组合而成。副起爆药为黑索金,并添加适量的消焰剂,采用专门的工艺加压成型。起爆药为二硝基重氮酚,电引火元件由聚氯乙烯绝缘脚线、桥丝、药头、塑料塞等装配而成。采用复铜管壳和纸壳两种。煤矿瞬发电雷管的镍铬桥丝电阻为2.6〜3.3Ω,雷管全电阻为4.6〜5.8Ω。适用于各级沼气等级的矿井,并能引爆各级煤矿炸药。(二)导爆索导爆索是用单质猛炸药黑索金或太恩为药芯,用棉、麻、纤维及防潮材料包缠成索状的起爆材料。导爆索经过雷管起爆,可以引爆炸药,也可作单独爆破能源。我国目前生产矿山使用的导爆索有普通导爆索、安全导爆索。1.普通导爆索普通导爆索是一种以黑索金为药芯,外面缠有棉、麻、纤维和防潮层的绳线状爆破材料。具有一定的抗水性,能直接起爆炸药,但只能用于露天矿和没有瓦斯或煤尘爆炸危险的井下爆破作业。普通导爆索的药芯密度为1.2g/cm3,每米药量为12〜14g,爆速不低于6500m/s,外径为5.7〜6.2mm;具有一定的防水和耐热性;在0.5m深水中浸泡24h后,感度和爆炸性能仍能符合要求;在(50±3)℃条件下保温6h,外观传爆性能不变;在(-40±3)℃条件下冷冻2h,取出后仍能结成水平结,按规定的联结法用8号雷管起爆,爆轰完全,承受50kg拉力后,仍能保持爆轰性能。导爆索的有效期为两年。2.安全导爆索
安全导爆索的结构与普通导爆索相似。它与普通导爆索不同之处是在黑索金药柱中加添适量的消焰剂(通常是氯化钠),从而使煤矿导爆索爆轰过程中产生的火焰小、温度低,不会导致瓦斯(或煤尘)以及矿尘爆炸。安全导爆索的爆速为6000m/s以上,能正常起爆2号和3号抗水煤矿硝铵炸药。安全导爆索的外径为7.3mm,药量为12g/m,消焰剂为2g/m,采用聚氯乙烯塑料被覆。
(三)非电起爆
非电起爆器材的优点是能避免因漏电、静电、杂散电流、射频电流所引起的早爆事故,并能克服因连线处的电阻变化而造成的瞎炮和丢炮事故。还可进行孔内、外延期,做到多段毫秒微差爆破以及爆破减震。因此,矿山爆破工程广泛采用。图1非电毫秒雷管结构示意图1—塑料导爆管2—塑料连接套3—消爆空腔4—空信帽5—延期药6—加强帽7—正起爆药8—副起爆药9—金属管壳导爆管雷管
1.塑料导爆管
塑料导爆管是一种内壁涂有一层混合炸药粉末的塑料软管。管壁材料是高压聚乙烯,外径为(2.95±0.15)mm,内径为(1.35±0.1)mm,混合炸药成分为:奥克托金91%,铝粉9%,外加添加剂0.25%〜0.5%,装药量为14〜16mg/m。国产塑料导爆管的传爆速度为2000m/s。一根长数千米的导爆管中间不需中继雷管接力,或者管内断药长度不超过15cm时,均可正常起爆。
2.导爆连通器使用塑料导爆管组成非电起爆系统时,必须有一定数量的导爆连通器具配合使用。这种导爆连通器就是非电导爆四通。(1)非电导爆四通,是一种带有起爆药,并能进行毫秒延期的导爆器材,如图7-1所示。图7-1非电导爆四通1—主导爆管;2—延期药;3—导爆药;4—被爆管(2)连接块,是一种用于固定击发雷管和被爆导爆管的连通元件,其结构如图7-2所示图7-2连接块及导爆管连通1—主导爆管;2—传爆雷管;3—塑料连接块体;4—被爆导爆管(四)起爆药起爆药是炸药中的一大类别,它对机械冲击、摩擦、加热、火焰和电火花等作用都非常敏感。借助于起爆药,才能安全、可靠和准确地激发猛炸药,使它达到稳定的爆轰而做功。由于起爆药的感度高,在较小的外界初始冲能(如火焰、针刺、撞击、摩擦等)作用下即可被激发而发展为爆轰,因此,对待起爆药要特别注意安全。矿山常用的起爆药有雷汞、氮化铅、三硝基间苯二酚铅和二硝基重氮酚等。二、起爆方法
(一)电力起爆
(二)导火索起爆方法(三)导爆索起爆法(四)导爆管起爆法(五)非电起爆法
1.非电导爆索起爆法
2.非电导爆管起爆法二、起爆方法(一)电力起爆
电力起爆前,必须使用仪器对整个电力起爆系统进行认真检测,确认起爆网路的质量是否符合起爆要求。同时应检查周围的外界环境采用的防护措施,如防静电、防杂散电流、防雷电、防水、防潮等是否得当。电力起爆具体实施要求如下:
(接下页)1.导线的检查和选择电力起爆导线的规格已在起爆网路的计算中选定。它是根据流过不同电流强度决定的。为了确保安全起爆,必须认真检测电爆网路中导线的导电性、电阻值和绝缘情况。在潮湿有水地段,必须采用防水的绝缘导线。2.电源凡是能向电力起爆网路提供发火冲量的直流和交流电源均可使用。通常的电源有发爆器、干电池、蓄电池、照明或动力线路。照明和动力线路是电力起爆中最可靠的电源,因此,除了有瓦斯、煤尘和矿尘爆炸危险的矿井,其他地方均可采用。使用照明和动力线路起爆时,禁止先接通电源或通电装置。起爆网路主线和电源之间应装设有锁的刀闸开关装置,在所有起爆点网路连接完毕,并检查确认完好后,方可将主线与刀闸的输出端相连,并在决定起爆之前将电源与刀闸的输入端连接。3.电雷管的检测和选择为了保证电雷管的可靠起爆和操作安全,必须逐个检测电雷管的电阻。国产铜脚线康铜桥丝电雷管的电阻一般为1.0〜1.5欧;铁脚线不超过4欧;铁脚线镍铬桥丝不超过6.3欧。在同一串联电路上,必须使用同厂、同批、同牌号的电雷管。当电雷管的电阻值在4欧以下时,各雷管之间的电阻值差不得超过0.3欧,当雷管的电阻值在6.3欧以下时,各雷管的电阻差不得超过0.8欧。4.其他要求(1)电爆网路的导通和电阻值检查,应使用专用导通器和爆破电桥,专用爆破电桥的工作电流应小于30mA。(2)爆破网路主线应设中间开关,并与其他电源线路分开敷设,敷设的电源线路必须使用良好的导线。不准利用铁轨、铁管、钢丝绳、水和大地作爆破线路。(3)爆破作业场地的杂散电流值大于30mA时,禁止使用普通电雷管。(4)各种起爆器和用于检测电雷管及爆破网路电阻的爆破专用欧姆表,爆破电桥等电气仪表,应每月校验一次,看是否良好。(二)导火索起爆方法(1)导火索起爆时,应采用一次点火法。特殊情况需单个点火时,一串连续点火的根数或组数,地下矿爆破不得超过5根(组),露天爆破不得超过10根。(2)在同一工作面几个人同时点火时,应指定其中一人负责,协调点火工作,掌握有关情况,及时下达撤离到安全地点的指令。(3)连续点燃多根导火索时,露天爆破必须先点燃信号管,井下必须先点燃计时导火索。信号管响后或计时导火索燃烧完毕,无论导火索点完与否,人员都必须立即撤离。信号管和计时导火索的长度不得超过该次被点导火索中最短导火索长度的1/3。(4)必须用专用点火器材点火,禁止用火柴、烟头和灯火点火。(火雷管如下图)(三)导爆索起爆法
导爆索起爆法,在深孔爆破中广泛应用,它可使组成的炮孔同时发生爆炸。其起爆网路的连接方法有:搭接法、扭接法、打结法、水手结法等方法。布设导爆索网路时,不准将导爆索绕成圈或扣。当导爆索有交错情况时,要用隔离物将交错点隔开。隔离物的厚度不得小于10cm。起爆导爆索的火雷管,应连接在导爆索端10〜25cm处。(三)导爆索起爆法
导爆索双向分段并联网路:(四)导爆管起爆法
⑴用雷管起爆导爆管网路时,应有防止雷管的集中点炸断导爆管和毫秒延期雷管里的气体烧坏导爆管的措施。导爆管应均匀地敷设在雷管的周围,并用绝缘胶布捆牢。
⑵引爆导爆管,可以用起爆枪、撞针撞击火帽、雷管等。
⑶在有矿尘、煤尘或气体爆炸危险的矿井中,禁止使用导爆管。(四)导爆管起爆法起爆网路的连接:胶布、橡皮筋、塑料连接块、导爆四通连接。(五)非电起爆法
在工程爆破中,已广泛使用导爆索和导爆管等起爆方法,导爆索起爆法适用于露天矿开采和隧道爆破等无瓦斯危险的工作面,禁止用在有瓦斯和矿尘爆炸危险的矿井。非电起爆法包括非电导爆索起爆法和非电导爆管起爆法。1.非电导爆索起爆法非电导爆索起爆的优点如下:(1)不受杂散电流的影响。(2)能提高深孔爆破的装药传爆性能。(3)因炮孔内无雷管,装药和处理瞎炮比较安全。(4)增强传爆能力,用在深孔光面爆破周边孔的间隔装药结构。2.非电导爆管起爆法(1)联结块和导爆管相结合的起爆方式。这种网路连接有串联、并联和串并联。联结块有多种形式,联结根数有4、8、10、24根多种。这种方法操作方便,起爆可靠,一次起爆雷管数不受限制。(2)雷管与导爆管相结合的起爆方式。此种起爆网路的连接方法有单组束联和多组束联两种形式。连接时将导爆管均匀分布在雷管的周围,用细绳和胶布扎紧。导爆管的末端留出300mm,以避免因末端导爆管内壁脱落而拒爆。雷管的聚能穴朝向导爆管的尾端。采用多组束联时,各组传爆雷管之间距离要大于0.5m。(3)导爆索和导爆管相结合的起爆方式。这种起爆网路的连接有串联、串并联两种。连接时,导爆管搭接于导爆索的长度为150〜200mm,层次不超过两层(不大于10根),并要在导爆索周围均匀分布,用细绳和胶布扎紧。起爆器材及起爆方法的相关考点⑴普通导爆索是一种以黑索金为药芯,外面缠有棉、麻、纤维和防潮层的绳线状爆破材料。具有一定的抗水性,能直接起爆炸药,但只能用于露天矿和没有瓦斯或煤尘爆炸危险的井下爆破作业。⑵塑料导爆管是一种内壁涂有一层混合炸药粉末的塑料软管。管壁材料是高压聚乙烯,国产塑料导爆管的爆速为2000m/s。⑶凡用塑料导爆管组成非电起爆系统时,必须有一定数量的导爆连通器具配合使用。⑷毫秒电雷管是一种延时雷管,只是每段的间隔时间极短,只有十几毫秒至几十毫秒。⑸雷管的聚能穴朝向导爆管的尾端。
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⑹在同一串联电路上,必须使用同厂、同批、同牌号的电雷管。当电雷管的电阻值在4欧以下时,各雷管之间的电阻值差不得超过0.3欧,当雷管的电阻值在6.3欧以下时,各雷管的电阻差不得超过0.8欧。⑺爆破网路主线应设中间开关,并与其他电源线路分开敷设,敷设的电源线路必须使用良好的导线。不准利用铁轨、铁管、钢丝绳、水和大地作爆破线路。⑻必须采用专用爆破电桥导通网路和校核电阻。爆破网路主线应设中间开关,并与其他电源线路分开敷设,敷设的电源线路必须使用良好的导线。不准利用铁轨、铁管、钢丝绳、水和大地作爆破线路。
第三节
露天爆破方法本节的主要内容有:一、露天爆破的特点二、露天开采中常用的爆破方法一、露天爆破的特点根据爆破场合和工程要求的不同,露天爆破可分为浅眼爆破、深孔爆破和硐室爆破。前两种为柱状炸药爆破法,后者为集中装药爆破法。与井下爆破相比,露天爆破的作业环境的最大特点是其在地面进行。从起爆安全的方面考虑,露天爆破受雷电的影响较大。其次露天爆破一般一次起爆药量较大,爆破的地震效应、冲击波效应以及飞石距离等都需要考虑。露天开采矿山俯瞰图二、露天开采中常用的爆破方法露天矿一般采用浅孔爆破法、深孔爆破法、多排孔微差爆破法、多排孔微差挤压爆破法、药壶爆破法和硐室爆破法。
1.浅孔爆破浅孔爆破:孔深为4〜5m以下,孔径为25〜75mm。主要用于井巷掘进和浅眼崩矿,在大中型露天矿山作为辅助爆破。2.深孔爆破法露天矿采用深孔爆破,具有较高的生产率和良好的工作条件,劳动强度低,成本低,能满足大型装载设备对爆破工作的要求,因此,成为国内外露天矿普遍采用的主要爆破方法。根据起爆顺序的不同,又分为齐发爆破、秒差爆破和微差爆破。在露天深孔爆破中,合理的填塞和良好的堵塞质量,对炸药爆炸能量的充分利用、爆破质量和安全有很大影响。填塞过短或不严密,容易造成岩块飞散,产生冲天炮和出现根底;填塞过长又容易在孔口部分形成大块。一般情况下,填塞长度为炮孔直径16〜30倍。装药结构不同时,填塞长度也要有相应的变化。围岩后冲较大处抵抗线较小,应减少装药量。3.多排孔微差爆破法近年来,随着挖掘机斗容量和露天矿生产能力的急剧增大,要求露天矿的正常采掘爆破每次的爆破量也越来越多。为此,国内外的露天开采中广泛使用多排孔微差爆破、多排孔微差挤压爆破等大规模的爆破方法。由过去每次仅1〜2排、40〜50个炮孔,爆破矿岩量4〜5万t,到每次爆破5〜10排、200〜300个炮孔,爆破矿岩30〜50万t。多排孔微差爆破法是排数4—6排或更多的微差爆破。这种爆破方法一次爆破量大,矿岩破碎效果好,常用的微差间隔时间是25〜50ms。起爆顺序多种多样,常见的有依次逐排起爆、斜线起爆、波形起爆。堑沟掘进常用中间掏槽起爆。3.多排孔微差爆破法
4.多排孔微差挤压爆破法
多排孔微差挤压爆破法是工作面残留有爆堆情况下的多排孔微差爆破。碴堆的存在,为挤压创造了条件,一方面能延长爆破的有效作用时间,改善炸药能的利用和破碎效果。另一方面,能控制爆破宽度,避免矿岩飞散。多排孔微差挤压爆破微差间隔时间比普通微差爆破大30%〜50%为宜,我国露天矿常常用50〜100ms。5.外复爆破法
用于二次破碎和根底处理等。对于大块的二次破碎,国内外有用碎石机完成的。6.药壶爆破法
在穿孔工作困难的情况下将深孔孔底用药壶法扩孔。7.硐室爆破法
用于基建和特殊情况下。本节的主要内容有:一、巷道掘进爆破二、采场崩矿三、井下二次破碎第四节
井下爆破方法第四节井下爆破方法
地下爆破与露天爆破相比,其工作空间相对窄小,并且爆破比较频繁,如在井巷、隧道掘进中,往往是凿眼、爆破和出碴交替进行,所以,不但要考虑爆破作业本身的特点,还需要注意各工序之间的配合。一、巷道掘进爆破
巷道掘进要求巷道施工质量断面规格符合设计要求,周壁平整,尽量减少对原岩的破坏,炮眼利用率高;块度均匀,爆堆集中,以利于提高装岩效率;原材料消耗少,成本低。巷道掘进爆破作业的最大特点是只有一个自由面,也决定了在巷道掘进中很难加深炮眼的深度,所以巷道掘进一般使用浅孔爆破。为了有较好的爆破效果,合理布置炮眼是爆破的关键。巷道掘进中的炮眼可分为掏槽眼、辅助眼和周边眼。爆破时按掏槽眼、辅助眼和周边眼的顺序起爆。
周边眼还有顶眼、底眼和帮眼之分。
辅助眼是在掏槽眼爆破创造了新的自由面后,用以进一步扩大掏槽体积的炮眼。
掏槽眼的作用是为了形成新的自由面,为其余的炮眼爆破创造条件,所以掏槽眼必须先爆。根据掏槽眼的形式,可分直线掏槽和倾斜掏槽。直线掏槽:也称垂直掏槽,其特点是全部掏槽眼均与工作面垂直,彼此平行。其中一个或几个不装药的炮眼,起辅助自由面的作用,所以垂直掏槽的效率高,在巷道掘进中应用广泛。
倾斜掏槽的特点是掏槽眼与自由面斜交,当掏槽眼中的炸药爆炸时,孔底至自由面的岩石被破碎抛出。掏槽眼的布置原则就是有利于将一部分岩石抛出。根据爆破对象的不同,倾斜掏槽可分为单向、锥形和楔形。倾斜掏槽的优点是易将岩石抛出,而且所需的掏槽眼数较少;缺点是眼深受巷槽宽度和高度限制,且炮孔利用率较低。
二、采场崩矿与巷道掘进相比,回采崩矿爆破具有两个以上的自由面,爆破面积和爆破量比较大。采场崩矿爆破要求爆破作业安全、每米炮眼崩矿量大、回采强度大、大块少、矿石贫化损失小、原材料消耗少等。根据开采方法和矿岩赋存条件的不同,可采用浅孔爆破、深孔爆破和挤压爆破。1.浅孔爆破
浅孔爆破主要使用于留矿法、充填法、浅孔空场法等采场崩矿中。炮眼布置根据采场的切割情况,有上向眼和水平眼。炮眼的排列有平行与交错之分。交叉排列,炸药分布均匀,有助于减少大块。平行排列常用于矿石与围岩不易分离及采幅较宽的情况。炮眼深度同矿体和围岩性质、矿体厚度及其规则性等因素有关。2.深孔爆破
深孔(中深孔)崩矿主要用于回采中厚以上矿体,其具有劳动生产率高、回采强度大、作业安全、操作方便、采矿成本低和产尘少等优点。但如果钻孔及放矿管理不善时,贫化损失较大,大块率较高。深孔崩矿爆破的布孔方式有平行深孔、扇形深孔和束状深孔三种形式。平行深孔炸药能量分布均匀,矿石破碎质量好,而扇形深孔则具有采准工程量少、炮孔布置灵活、钻机移动次数少等优点,因此在生产中应用较广泛,其中又以多层水平扇形及垂直扇形布孔为主。束状扇孔一般只在回采矿柱、采空区处理、边缘矿体及零星矿体回采时使用。3.采场挤压爆破
挤压爆破是指被爆破矿石向已崩落的矿石(或废石)方向挤压,而不事先预留补偿空间的一种爆破方法;或虽有补偿空间,但小于正常的破碎膨胀要求的情况。挤压爆破崩矿具有改善破碎质量、降低大块率、不必预留补偿空间、可实现一步骤回采等优点,因而得到广泛应用。挤压爆破一般采用微差起爆,从前往后依次起爆。一次爆破层厚约20m左右,炮孔排距约为1.5m。三、井下二次破碎浅孔爆破和裸露爆破是二次破碎最常用的方法。裸露药包破碎大块时,炸药的主要能量扩散到空气中会形成空气冲击波,因此,当用药量大时,要计算空气冲击波的危险范围。如用聚能药包破碎大块,不仅可降低炸药单位消耗量(约为0.3〜0.4kg/m3,接近于浅孔法)和空气冲击波,而且飞石也小于浅孔爆破。(1)地下爆破与露天爆破相比,其工作空间相对窄小,并且爆破比较频繁,如在井巷、隧道掘进中,往往是凿眼、爆破和出碴交替进行。(2)直线掏槽:也称垂直掏槽,其特点是全部掏槽眼均与工作面垂直,彼此平行。其中一个或几个不装药的炮眼,起辅助自由面的作用,所以垂直掏槽的效率高,在巷道掘进中应用广泛。井下爆破方法的相关考点(3)选择合理的井巷断面形状和尺寸。圆形与椭圆形井巷断面的应力集中程度最低,当巷道面越高,巷道两侧的压力越大,巷道两侧应采用圆弧形断面;巷道断面越宽,巷道顶部的压力越大,巷道两侧应采用圆弧形断面,以减少应力集中。(4)选择合理的支护类型。对于以变形地压为主的巷道,应选择可缩性大的柔性支架,如锚喷支护、可缩性钢支架及在刚性支架的棚梁和棚腿的接触面、砌碹巷道的肩部加入可缩性材料如橡胶等。对于以松动地压为主的巷道,则可选用有足够强度的刚性支架来支撑松动岩石的重量,如石料砌碹、钢木支架、钢筋混凝土支架等。(5)确定合理的支护时间。(6)改善巷道围岩应力状态,减小巷道周边应力集中。巷道断面的最大尺寸应沿着最大来压方向布置;最大来压方向的巷道周边应尽量选用曲线形状。本节的主要内容有:一、爆破作业的一般规定二、各类爆破作业安全要求第五节
爆破作业安全管理一、爆破作业的一般规定:(1)中、小型矿山,进行浅眼爆破时,应有爆破说明书。其内容包括装药量、装药结构、填塞长度、起爆方法等。(2)爆破作业地点有以下情况之一时,禁止进行爆破作业:有冒顶或边坡滑落危险;通路不安全或通路阻塞;进行中深孔、深孔爆破时,爆破参数或施工质量不符合设计要求;工作面有涌水危险或炮眼温度异常;危险区边界上未设警戒;光线不足或无照明。(3)进行爆破器材加工和爆破作业人员禁止穿化纤衣服。(4)在大雾天、雷雨时、黄昏、夜晚,禁止进行露天爆破。
(接下页)第五节
爆破作业安全管理(5)装药时,必须遵守以下规定:用木制炮棍;装起爆药包时,严禁投掷或冲击;一旦起爆药包没装到位,禁止拔出或硬拉起爆药包中的导火索、导爆索、导爆管或电雷管脚线,应按处理盲炮的有关规定处理。(6)用明火照明时,明火应远离爆破器材,防止灯具点燃爆破器材。(7)电爆破时,电雷管必须短路。(8)进行填塞工作时,必须遵守以下规定:装药后,必须保证填塞质量,禁止采用无填塞爆破;浅孔爆破时,一般填塞长度为孔深的1/3;禁止使用石块和易燃材料填塞炮孔;堵塞要十分小心,不得破坏起爆线路;禁止捣固直接接触药包的填塞材料或用填塞材料冲击起爆药包。
(接下页)(9)炮响完后,经过充分通风,才准进入爆破作业地点。井下必须在最后一炮响后15min才允许进入工作面检查,露天矿爆破在最后一炮响后5min进入爆区检查。(10)爆破工作开始前,必须确定危险区的边界并设置明显的标志。地下爆破应在有关通道上设置岗哨。回风巷应设路障,并挂上“爆破危险区,不准入内”的牌子。(11)爆破前必须同时发出音响和视觉信号,使在危险区的人员能够听到、看到。爆破后,经检查确认安全时,方可发出解除警戒信号。(12)爆破员进入放炮地点后,应检查有无冒顶、危石、支护破坏和盲炮现象。如果发现有这些现象,应及时处理。若不能处理时,应设立危险警戒或标志。处理盲炮必须遵守以下规定:(1)处理盲炮时,无关人员不准在场;应在危险区边界设立警戒,危险区内禁止进行其他作业;禁止拉出或掏出起爆药包;电力起爆发生盲炮时,须立即切除电源,将爆破网路短路。(2)处理裸露爆破的盲炮,允许用手小心地去掉部分封泥,在起爆药包上重新安置新的起爆药包,加上封泥起爆。(3)处理浅眼爆破的盲炮,可采用的方法有:确认炮孔的起爆线路完好时,重新起爆;可采用打平行眼装药爆破,平行眼距盲炮孔口不得小于0.3m,为确保平行炮眼的方向,允许从盲炮孔口起取出长度不超过0.2m的填塞物;可用木制、竹制或其他不产生火星的材料制成的工具,轻轻地将炮眼内大部分填塞物掏出,用药包诱爆。二、各类爆破作业安全要求(一)露天爆破作业安全要求1.一般规定⑴在爆破危险区内有两个以上的单位(作业组)进行露天爆破作业时,应由有关部门和发包方组织各施工单位成立统一的爆破指挥部,指挥爆破作业。各施工单位应建设起爆掩体,并采用远距离起爆。⑵同一区段的二次爆破,应采用一次点火或远距离起爆。⑶松软岩土或砂矿床爆破后,应在爆区设置明显标志,并对空穴、陷坑进行安全检查,确认无塌陷危险后,方准许恢复作业。⑷露天爆破需设避炮掩体时,掩体应设在冲击波危险范围之外并构筑坚固紧密,位置和方向应能防止飞石和炮烟的危害;通达避炮掩体的道路不应有任何障碍。
2.裸露药包爆破(略)(1)在人口密集区、重要设施附近及存在有气体、粉尘爆炸危险的地点,不应采用裸露药包爆破。(2)裸露药包爆破,应使炸药与被爆体有较大接触面积,炸药裸露用水袋或黄泥土覆盖,覆盖材料中不应含有碎石、砖瓦等容易产生远距离飞散的物质。(3)安排裸露药包起爆顺序时,应保证先爆药包产生的飞石及空气冲击波不致破坏后爆药包,否则应采用齐发爆破。(4)除非采取可靠的安全措施,并经爆破工作领导人批准,否则不应将药包直接塞入石缝中进行爆破。(5)在旋回、漏斗等设备、设施中的裸露药包爆破,应在停电、停机状态下进行,并应采取相应的安全措施。(6)在沟谷中及特殊气象条件下进行裸露爆破时,应考虑空气冲击波反射、绕射的影响,加大相应方向的安全距离。3.浅孔爆破(1)露天浅孔爆破宜采用台阶法爆破。(2)在台阶形成之前进行爆破应加大警戒范围。(3)采用导火索起爆或电雷管、非电导爆管雷管秒延时起爆,应保证先爆炮孔不会显著改变后爆炮孔的最小抵抗线。否则应采用齐爆或毫秒延时爆破。(4)装填的炮孔数量,应以一次爆破为限。(5)在高坡和陡坡上不宜采用导火索点火起爆。(6)露天采区二次爆破,起爆前应将机械设备撤至安。4.深孔爆破(1)验孔时,应将孔口周围0.5m范围内的碎石、杂物清除干净,孔口岩壁不稳者,应进行维护。(2)水孔应使用抗水爆破器材。(3)深孔验收标准是:孔深为±0.5m,间距为±0.3m,方位角和倾角为±1°30′;发现不合格时应酌情采取补孔、补钻、清孔、填塞孔等处理措施。(4)应采用电雷管、非电导爆管雷管或导爆索起爆。采用电爆网路时,应将各联接点导通并对地绝缘,防止多点接地;采用地表延时非电导爆管网路时,孔内宜装高段位雷管,地表用低段位雷管。
(接下页)(5)爆破工程技术人员在装药前应对第一排各钻孔的最小抵抗线进行测定,对形成反坡或有大裂隙的部位应考虑调整药量或间隔填塞。底盘抵抗线过大的部位,应进行清理,使其符合设计要求。(6)爆破员应按爆破设计说明书的规定进行操作,不应自行增减药量或改变填塞长度;如确需调整,应征得现场爆破工程技术人员同意并作好变更记录。(7)在装药和填塞过程中,应保护好起爆网路;如发生装药阻塞,不应用钻杆捣捅药包。图1露天中深孔布置H—台阶高度;h—超深;Wd—底盘抵抗线;ld—堵塞长度;b—排距布孔方式中深孔露天台阶爆破钻孔可钻垂直深孔,也可钻倾斜炮孔。图2深孔平面布置方式a—单排布孔;b—方形布孔;c—矩形布孔;d—三角形布孔深孔台阶平面布孔方式有单排布孔和多排布孔。多排布孔又分为方形、矩形及三角形(梅花形)三种。5.预裂爆破、光面爆破(1)临近永久边坡和堑沟、基坑、基槽爆破,应采用预裂爆破或光面爆破技术,并在主炮孔和预裂孔(光面孔)之间布设缓冲孔,运用该技术时,验孔、装药等应在现场爆破工程技术人员指导监督下由熟练爆破员操作。(2)预裂孔、光面孔应按设计图纸钻凿在一个布孔面上,钻孔偏斜误差不超过1°。(3)布置在同一平面上的预裂孔、光面孔,宜用导爆索联接并同时起爆,如环境限制单段药量时,也可以分段起爆。(4)预裂爆破、光面爆破应采用不耦合装药(指药包表面与炮眼孔壁之间保留一定间隙的装药方式),缓冲炮孔可采用不耦合装药和间隔装药。若采用药串结构药包,在加工和装药过程中应防止药卷滑落;若设计要求药包装于孔轴线,则应使用专门的定型产品。(5)预裂爆破、光面爆破都应按设计进行填塞。6.复杂环境深孔爆破(1)爆破前应对爆区周围人员、地面和地下建(构)筑物及各种设备、设施分布情况等进行详细的调查研究,然后进行爆破方案设计。(2)爆破设计除按相关规定要求执行外,还应进行以下工作:①爆破有害效应(空气冲击波、爆破震动、爆破飞石、爆破噪声、爆破有毒有害气体等)对周围环境影响的详细计算和论证;②防止爆破有害效应的安全措施;③划定既能保证安全又要尽量减少扰民范围的警戒区。(3)爆破孔深不宜超过20m。(4)宜采用毫秒延时爆破,并严格控制可能重叠段的段数;应按环境要求限制单段最大爆破药量,并采取必要的减震措施。
(接下页)(5)填塞长度宜大于底盘抵抗线与装药顶部抵抗线平均值的1.2倍。(6)如上述“进行填塞长度宜大于底盘抵抗线与装药顶部抵抗线平均值的1.2倍”有困难时,填塞长度可适当减少,但不应小于上述平均值的1倍,并采取控制飞石的有效措施。(7)起爆网路联接应由有经验的爆破员和爆破工程技术人员进行,并经现场爆破和设计负责人检查验收。 (8)应设立指挥部和警戒组。(9)爆破有害效应的监测除按爆破效应检测有关规定执行外,对于B级及其以下级别工程爆破可能引起民房及其他建(构)筑物损伤时,应做相关有害效应的监测工作。7.药壶和蛇穴爆破(略)(1)扩壶爆破和药壶、蛇穴爆破,应由有经验的爆破员操作。(2)扩壶时,应清除孔口附近的碎石、杂物。(3)用硝铵类炸药扩壶,每次爆破后应等待15min或满足设计确定的等待时间后,才准许新装药;用导火索引爆扩壶药包时,导火索的长度应保证作业人员撤到50m以外所需的时间;深孔扩壶时,不应向孔内投掷起爆药包;孔深超过5m时,不应使用导火索引爆扩壶药包。(4)扩壶完成后,应实测最小抵抗线及药壶间距,计算每个药壶的爆破方量和装药量,不应超量装药。
(接下页)(5)蛇穴爆破应实测最小抵抗线,按松动爆破设计装药量,每个蛇穴的装药量应控制在200kg之内,并应按设计的位置和药量装药。(6)药壶及蛇穴爆破,应严格按设计要求进行填塞。(7)两个以上药壶爆破或蛇穴爆破,应采用齐发爆破或毫秒延时爆破;如用导火索起爆或秒延时雷管起爆,先爆药包不应改变后爆药包最小抵抗线的方向与大小。(二)地下爆破作业安全要求一般规定(1)地下爆破可能引起地面塌陷和山坡滚石时,应在通往塌陷区和滚石区的道路上设置警戒,树立醒目的标志,防止人员误入。(2)工作面的空顶距离超过设计(或作业规程)规定的数值时,不应爆破。(3)电力起爆时,爆破主线、区域线、联接线,不应与金属管物接触,不应靠近电缆、电线、信号线、铁轨等。(4)井下炸药库30m以内的区域不应进行爆破作业。在离炸药库80m〜100m区域内进行爆破时,任何人不应停留在炸药库内。地下爆破时,应在警戒区设立警戒标志。发布的“预警信号”、“起爆信号”、“解除警报信号”,应采用适合井下的声响信号,并明确规定和公布各信号表示的意义。(接上页)(5)井下工作面所用炸药、雷管应分别存放在加锁的专用爆破器材箱内,不应乱扔乱放。爆破器材箱应放在顶板稳定、支架完整、无机械电器设备的地点。每次起爆时都应将爆破器材箱放置于警戒线以外的安全地点。(6)爆破后,应进行充分通风,保持地下爆破作业场所通风良好。(7)井下硐室爆破,除应遵守上述的规定外,还应遵守硐室爆破的有关规定。(8)在有瓦斯或煤尘爆炸危险的地下爆破,除应遵守上述规定外,还应遵守煤矿井下(包括有瓦斯或煤尘爆炸危险的地下工程)爆破的有关规定。(9)进行预裂爆破、光面爆破时,应遵守预裂爆破、光面爆破的有关规定。在煤矿井下爆破时应遵守煤矿井下(包括有瓦斯或煤尘爆炸危险的地下工程)爆破的有关规定。2.井巷掘进爆破(1)用爆破法贯通巷道,应有准确的测量图,每班都要在图上标明进度。两工作面相距15m时,测量人员应事先下达通知,此后,只准从一个工作面向前掘进,并应在双方通向工作面的安全地点派出警戒,待双方作业人员全部撤至安全地点后,方准起爆。天井掘进到上部贯通处附近时,不应采取从上向下的座炮贯通法;如果最后一炮仍未贯通,在下面钻孔爆破不安全,需在上面座炮处理时,应采取可靠的安全措施。(2)间距小于20m的两个平行巷道中的一个巷道工作面需进行爆破时,应通知相邻巷道工作面的作业人员撤到安全地点。(3)独头巷道掘进工作面爆破时,应保持工作面与新鲜风流巷道之间畅通;爆破后作业人员进入工作面之前,应进行充分通风,并用水喷洒爆堆。(接上页)(4)天井掘进采用大直径深孔分段装药爆破时,装药前应在通往天井底部出入通道的安全地点派出警戒,确认底部无人时,方准起爆。(5)竖井、盲竖井、斜井、盲斜井或天井的掘进爆破,起爆时井筒内不应有人;井筒内的施工提升悬吊设备,应提升到施工组织设计规定的爆破危险区范围之外。(6)在井筒内运送起爆药包,应把起爆药包放在专用木箱或提包内;不应使用底卸式吊桶;不应同时运送起爆药包与炸药。(7)往井筒掘进工作面运送爆破器材时,除爆破员和信号工外,任何人不应留在井筒内。工作盘和稳绳盘上除护送吊桶的爆破员外,不应有其他人员。装药时,不应在吊盘上从事其他作业。(接上页)(8)井筒掘进使用电力起爆时,应使用绝缘的柔性电线作爆破导线;电爆网路的所有接头都应用绝缘胶布严密包裹并高出水面。(9)井筒掘进起爆时,应打开所有井盖门;与爆破作业无关的人员应撤离井口。(10)用钻井法开凿竖井井筒时,破“锅底”(钻井法形成的)和开马头门的爆破作业应采用特殊安全措施,并报单位总工程师批准。(11)用冻结法掘进竖井井筒时(冻结法是通过人工制冷的方法将天然岩土转化为人工冻土,从而改变岩性,岩土强度由弱变强,形成承载、隔离的冻土墙结构,然后在冻土墙的保护下进行施工。),一般不应用爆破法开凿表土冻结段;如果必须爆破,应制定安全技术措施并报单位总工程师批准。(接上页)(12)用反井法凿进时(施工反井是先由下向上掘出小断面溜渣孔,然后再由上向下刷大成井),爆破作业应遵循下列规定:
①反井应及时采用木垛盘支护;爆破前最后一道小垛盘距离工作面不应超过1.6m;
②爆破前应将人行格和材料格盖严;爆破后,首先充分通风,待炮烟吹散,方可进入检查;检查人员不应少于二人;经检查确认安全,方可进行作业;
③用吊罐法施工时,爆破前应摘下吊罐,并放置在水平巷道的安全地点;爆破后,应指定专人检查提升钢丝绳和吊具有无损坏;反井下方不应有人作业。吊罐法施工爆破时,上水平绞车司机和其他人员不应在吊罐井中心大孔口附近作业和停留。若爆破后大孔堵塞,应采取可靠的安全措施再进行处理,不应往孔底投放起爆药包;
④刷井时应有防止坠井的安全措施;爆破前应回收清理炮孔以下0.3m范围内的木垛盘,方可进行爆破。(接上页)(13)井筒掘进爆破使用硝化甘油类炸药时,所有炮孔位置应与前一批炮孔位置相互错开。(略)(14)在复杂地质条件、河流、湖泊或水库下面掘进巷道或隧道时,应按专项设计进行爆破。(15)用压气盾构法掘进隧道时,不应将爆破器材放在有压缩空气的区域内。(略)(16)在沉箱(包括下沉式沉箱和隧道式沉箱)中爆破时,在沉箱工作面岩石坚硬且底板至沉箱顶板的距离大于2m的条件下,方准进行爆破作业。(略)3.地下大跨度硐群开挖爆破(略)(1)大跨度硐群开挖,应采用浅孔或深孔爆破法。(2)深孔爆破的钻孔直径不宜超过90mm,台阶高度不宜超过8m。(3)大跨度硐室边墙应进行预裂爆破或光面爆破。(4)当水工地下厂房需留岩锚梁时,岩锚梁岩壁保护层宜采用浅孔爆破法。(5)大跨度硐室与硐群交汇的部位,应采用预裂爆破或光面爆破控制交汇处的轮廓形状。(6)大跨度硐群开挖,应按设计的合理的开挖顺序进行,在施工过程中应进行爆破振动监测,以监控爆破对相邻硐室围岩的影响,保证硐室高边壁及围岩的稳定与完整。4.地下采场爆破(1)浅孔爆破采场,应通风良好,支护可靠,留有安全矿柱,设有两个或两个以上安全出口。特殊情况下不具备两个安全出口时,应报矿总工程师批准。装药前应检查采场顶板,确认无浮石、无冒顶危险方可开始作业。(2)深孔爆破前应做好以下准备工作:
①将通往爆破区的沿途井巷封好并用栏杆隔离,在人行井内架设牢固的梯子;撬尽过往通道的浮石;检查井口、巷道支护情况;在天井和巷道内按规定方式架设装药操作台,同时准备移动梯子和木板;,
②巷道中应设有通往爆破区和安全出口的明显路标,并设联通爆破作业区和地表爆破指挥部的通讯线路;
③验收合格的深孔应用高压风吹干净,标明废孔,列出深孔编号。(接上页)(3)地下深孔爆破装药、填塞,除遵守浅孔爆破和深孔爆破的有关规定外,还应符合以下要求:①装药开始后,爆区50m范围内不应进行其他爆破;②现场加工起爆药包应选择不受其他作业影响的安全地点;③现场装药、填塞,应由专职或兼职爆破员进行;④需要回收的装药操作台、人行梯子等物,应在起爆网路联接完成、并经爆破工程技术人员检查无误后,由专人从工作面开始向起爆站方向依次回收。回收操作应注意防止损坏起爆网络。(接上页)(4)地下开采二次爆破应遵守下列规定:
①起爆前应通知相邻采场和井巷作业人员撤到安全地点;
②除自然崩落法采场外,不允许操作人员钻进卡堵的出矿漏斗或溜眼,爆破大块矿石;
③在与采场短溜井、溜眼相对或斜对的出矿漏斗处理卡斗或二次爆破时,应待溜井、溜眼下部的放矿作业人员撤到安全地点后方可进行,且应做好爆破作业人员的坠井防护工作;
④地下二次破碎地点附近,应设专用炸药箱和起爆器材箱,其存放量不应超过当班二次爆破使用量。5.溜井(含矿仓)堵塞处理(1)用爆破法处理溜井堵塞,不允许作业人员进入溜井,应采用木杆或竹杆把炸药包送到堵头表面进行爆破震动处理。 (2)当溜井堵塞、矿石粘壁,经多次爆震仍未塌落,准备采用特殊方法处理时,应制定和采取可靠安全措施,经单位总工程师批准后,在安全部门监护下作业。
(接下页)(3)用矿用火箭弹处理溜井堵塞时,应遵守下列规定:
①爆破员除持有爆破员安全作业证外尚需经火箭弹使用专门培训;
②在堵塞处不稳定、掉石块的情况下,不应用矿用火箭弹处理;
③用矿用火箭处理溜井堵塞时,相邻井巷、采场不应进行其他爆破作业;
④若堵塞物一次处理未完,在一个工作班内,不应第二次用矿用火箭弹处理。
(接下页)(4)处理采场卡斗和悬顶爆破,应遵守下列规定:
①处理卡斗和悬顶人员,应经专门技术培训;
②处理卡斗和悬顶前,应保证作业人员进出通道畅通,观察人员应在照明充足和有人监护
的条件下,确认卡斗、悬顶类型并做好记录;
③根据卡斗高度不同,应采用不同的处理方法(爆破震动法、直接爆破法和火箭弹法等);
④当有人进入漏斗作业时,应停止相邻采场的爆破和出矿,且应有专人监护和警戒;
⑤震动爆破每一次爆破用药量不超过2kg,破碎爆破一次用药量不超过20kg;
⑥巨型石块卡堵在漏斗上方无冒落危险时,宜采用浅孔爆破法处理;作业时,应在漏斗内搭操作平台,支护四壁岩石;从支护到爆破完毕应连续作业;
⑦处理采场残柱及悬顶,应由矿山主管领导组织制定处理方案和实施
⑧处理卡斗和悬顶,不应用火雷管直接起爆。6.压气装药孔底起爆(1)压气装药孔底起爆应使用经安全性试验合格的起爆器材或采用孔底起爆具。(2)安全性技术指标应符合下列规定:
①输药管应采用专用的半导体软管,体积电阻应符合产品标准;②整个装药系统的接地电阻不应大于105欧;
③装药现场空气相对湿度不应小于80%;
④装药器的工作压力不应大于6x105Pa;.
⑤炮孔内静电电压不应超过1500V,在炸药和输药管类型改变后应重新测定静电电压。
(接下页)(3)孔底起爆具应符合下列规定:
①通过激波管试验,能承受6x105Pa空气冲击波入射超压;
②在重锤2kg、落高1.5m的卡斯特落锤试验中不损坏;
③孔底起爆具对导爆管应有保护措施;
④能起爆孔底起爆具以外的炸药;
⑤生产厂家应每年将该产品检测一次。(4)孔底起爆具应在现场装入导爆管、雷管和炸药,导爆管应放在装置的槽内用胶布固定在装置尾端,炸药的感度和威力均不应低于2#岩石炸药,装药密度应大于0.95g/cm3。7.高温高硫井爆破(略)
(1)硫化矿开采中,当炮孔温度高于60℃时,应成立专业爆破工作队;参加爆破作业和加工防自爆药包的人员,应经安全教育和技术培训,考试合格后,才能从事本项工作;每次爆破均应经有关领导批准。
(接下页)(2)在具有硫尘或硫化物粉尘爆炸危险的矿井进行爆破时,应遵守下列规定:①定期测量粉尘浓度;②孔外传爆应用电雷管或非电导爆管雷管;③应采用孔深大于0.65m的炮孔爆破法;④不应采用裸露药包爆破和无填塞的炮孔爆破,炮孔填塞长度应大于炮孔全长的三分之一,并应大于0.3m;⑤装药前,工作面应洒水,浅孔爆破时,离工作面10m范围内的空间和表面都应洒水;深孔爆破时,离工作面30m范围内的空间和表面都应洒水;⑥爆破作业人员应随身携带自救器,使用防爆蓄电池灯照明。
(接下页)(3)在超过60℃的高温矿井爆破时,应遵守下列规定:①应选用和加工耐高温的防自爆药包,不应使用有损伤、变形的药包;②装药前应测定工作面与孔内温度,孔温不应高于药包安全使用温度;③爆前、爆后应加强通风,并采取喷雾洒水、清洗炮孔等降温措施;④用导爆索起爆时,将导爆索捆在起爆药包外,不得直接插入药包内;⑤装药时,应按从低温孔到高温孔,从易装孔到难装孔的顺序装药;⑥待全部炮孔装药完毕后,以最短的时间填塞炮孔,并应用不含硫化矿的矿岩粉作炮泥;
(接下页)⑦装药时,应安排专人监视,发现炮孔逸出棕色浓烟等异常现象时,应立即报告爆破指挥人员,迅速组织撤离;⑧高温爆破作业面附近的非爆破工作人员,应在装药前全部撤离;⑨孔内温度为60℃~80℃时,应用沥青牛皮纸将炸药包装完好,并不应与孔壁接触,从向孔内装药至起爆的相隔时间不应超1h;⑩孔内温度为80℃~140℃时,应用石棉织物或其他绝热材料严密包装炸药,孔内不准装雷管,可采用防热处理的黑索金导爆索起爆,装药至起爆的间隔时间应经过模拟试验来确定。⑪孔内温度超过140℃时,应采用耐高温爆破器材。(接上页)(4)在高硫矿井使用硝铵类炸药进行爆破,应事先测定硫化矿矿粉的铁离子浓度和含硫量。当矿石含硫量超过30%,矿粉含硫酸铁和亚硫酸铁的铁离子浓度之和(三价铁和二价铁)超过0.3%,作业面潮湿有水,使用硝铵类炸药爆破时,应清除炮孔内矿粉;炸药与孔壁不应直接接触;炸药应包装完好无损;不得用硫矿渣填塞炮孔;严格控制装药时间和炮孔数。(5)在同时具有高温、高硫和硫尘爆炸危险的矿井爆破时,应同时遵守上述规定,并制定有效的安全防护措施。
8.钾矿井下爆破(略)⑴应测定爆破作业面及其邻近巷道、电气设备附近和起爆站等重要地点空气中的氢气和瓦斯浓度,确认无危险时,方准进行爆破准备工作。⑵起爆站应设在安全区的新鲜风流中。⑶装药前,应切断采区的动力电源和照明电源;起爆前,应检查起爆网路绝缘情况。⑷起爆网路的设计,应使炮孔按逆风流方向依次顺序起爆。⑸爆后15min,瓦斯检查员应进入爆破作业面和电气设备附近检查瓦斯、氢气等浓度;确认无瓦斯爆炸危险,并检查确认动力电网、照明电网和电气设备无破损且绝缘良好,方可恢复送电;通风正常之后,方准人员进入工作面作业。⑹在有氢气和瓦斯爆炸危险的矿井爆破时,应使用符合钾矿爆破安全要求的爆破器材。(三)硐室爆破作业安全要求
⒈设计
⑴硐室爆破的设计,应按设计委托书的要求,并按规定的设计程序、设计深度分阶段进行。
⑵硐室爆破设计应以地形测量和地质勘探文件为依据。
⑶硐室爆破工程开工之前,应由施工单位根据设计文件和施工合同编制施工组织设计。⒉硐室爆破安全评估内容应涉及的内容⑴爆破对周围地质构造、边坡以及滚石等的影响;⑵爆破对水文地质、溶洞、采空区的影响;⑶爆破对周围建筑物的影响;⑷在狭窄沟谷进行硐定爆破时空气冲击波、气浪可能产生的安全问题;⑸大量爆堆本身的稳定性;⑹地下爆破在地表可能形成的塌陷区;⑺爆破产生的大量气体窜入地下采矿物和其他地下空间带来的安全问题;⑻大量爆堆入水可能造成的环境和安全问题。
3.小井或平硐掘进施工中应遵守的规定
(1)导硐及小井掘进每循环进深在5m以内,爆破时人员撤离的安全允许距离,应由设计确定;
(2)小井掘进超过3m后,应采用电力起爆或导爆管起爆,爆破前井口就设专人看守;
(3)每次爆破后再进入工作面的等待时间不应小于15min;
小井深度大于7m,平硐掘进超过20m时,应采用机械通风;
爆破后无论时隔多久,在工作人员下井之前,均应用仪表检测井底有毒气体的浓度,浓度不超过地下爆破作业点的爆破有害气体浓度标准规定的允许值,才准许工作人员下井;
(4)掘进时若采用电灯照明,其电压不应超过36V;
(5)掘进工程通过岩石破碎带时,应加强支护;每次爆破后均应检查支护是否完好,清除井口或井壁的浮石,对平硐则应检查清除平硐顶板、边壁及工作面的浮石;
(6)掘进工程中地下水量过大时,应设临时排水设备;
(7)小井深度大于5m时,工作人员不准许使用绳梯上下。
爆破作业安全管理的相关考点
⑴进行爆破器材加工和爆破作业人员禁止穿化纤衣服。⑵爆破员应按爆破设计说明书的规定进行操作,不应自行增减药量或改变填塞长度。⑶爆破前应对爆区周围人员、地面和地下建(构)筑物及各种设备、设施分布情况等进行详细的调查研究,然后进行爆破方案设计。⑷爆破设计应进行爆破有害效应对周围环境影响的详细计算和论证;防止爆破有害效应的安全措施;划定既能保证安全又要尽量减少扰民范围的警戒区。⑸预裂孔、光面孔应按设计图纸钻凿在一个布孔面上,钻孔偏斜误差不超过1°(接上页)⑹除非采取可靠的安全措施,并经爆破工作领导人批准,否则不应将药包直接塞入石缝中进行爆破。⑺装药后,必须保证填塞质量,禁止采用无填塞爆破。⑻如“进行填塞长度宜大于底盘抵抗线与装药顶部抵抗线平均值的1.2倍”有困难时,填塞长度可适当减少,但不应小于上述平均值的1倍,并采取控制飞石的有效措施。⑼用木制炮棍装起爆药包时,严禁投掷或冲击;一旦起爆药包没装到位,禁止拔出或硬拉起爆药包中的导火索、导爆索、导爆管或电雷管脚线,应按处理盲炮的有关规定处理。(接上页)⑽处理盲炮时,无关人员不准在场;应在危险区边界设立警戒,危险区内禁止进行其他作业;禁止拉出或掏出起爆药包;电力起爆发生盲炮时,须立即切除电源,将爆破网路短路。⑾电爆网路的所有接头都应用绝缘胶布严密包裹并高出水面。⑿炮响完后,经过充分通风,才准进入爆破作业地点。⒀井下必须在最后一炮响后15min才允许进入工作面检查,露天矿爆破在最后一炮响后5min进入爆区检查。本节的主要内容有:一、炮眼爆破安全操作二、爆破作业中的常见事故及其预防第六节爆破安全技术
第六节爆破安全技术一、炮眼爆破安全操作⑴装药前的准备工作。炮眼装药前应认真做好准备工作,首先要对炮眼参数进行检查验收,测量炮眼位置、炮眼深度是否符合设计要求,然后对钻好的炮眼进行清碴和排水。可用长柄掏勺掏出眼内留有的岩碴,再用布条缠在掏勺上,将眼内的存
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