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非煤矿山爆破事故分析及预防控制措施宣威宏泰爆破工程有限责任公司*摘要：矿山爆破是把矿石从岩体中剥落下来和对矿体顶板围岩进行剥离，并按工程要求爆破成一定的爆堆，破碎成一定的块度，为随后的铲装、运输工作创造条件。爆破是一项专业性特别强的危险工作，对操作和使用者的素质要求很高。*本文通过对非煤矿山爆破事故的原因进行详细的分析，提出预防控制事故发生的安全技术措施，对于搞好矿山的安全生产具有重要的意义。一、引言*爆破事故是非煤矿山的主要灾害之一。尽管目前我国矿山爆破器材质量和爆破技术水平有了长足的进步，但受到从业人员素质不齐等因素的影响，爆破作业事故仍时有发生。*爆破事故的危害性非常大，轻者造成国家财产的损失和影响生产的顺利进行，重者危及人的身体健康和生命安全。*因此，分析爆破事故的原因，研究其变化规律，从而采取相应的防范措施，对于实现安全生产具有重大意义。二、爆破事故原因分类*由于炸药本身的易爆性、能量巨大性，在实际生产过程中，使用不当或爆破后处理不当较易产生爆破伤害事故。经对非煤矿山150例爆破事故作统计分析，按事故原因分类，各类事故所占的百分比见表1。序爆破事故原因分析发生次数所占百分比1个别飞散物撞击事故42.72地震效应事故2617.33爆破空气冲击波事故2416.04爆生有毒气体与粉尘261735盲炮处理不当，打残眼造成事故138.76警戒不严，信号不明，安全距离不够106.77炸药雷管销毁处理不当42.78气体爆燃爆炸事故32.09电雷管网路爆破事故10.710硫化矿爆燃自爆事故21.311其他爆破事故32.0（1）这150起爆破事故的主要原因是爆生有毒气体与粉尘；导火索质量不好，点火方式违章；盲炮处理不当，打残眼造成事故；地震效应事故爆破空气冲击波事故。这五项原因导致的爆破事故占爆破事故总数82.0%。其中导火索质量不好，点火违章占事故原因分类的22.7%，居首位。说明必须进一步贯彻《爆破安全规程》规定采用一次集中点火法点火的规定，严格检验导火索的质量。（2）非煤矿山所使用的爆炸材料主管是电雷管，导爆管和硝按类炸药。近年来虽然推广抗杂电管、网络导爆管雷和乳胶炸药等先进的爆炸材料，但并不占主导地位。（3）电雷管网络爆破事故仅占0.7%。据调查，电雷管网路爆破在非煤矿山所占比重不大，也说明电雷管网络爆破只要使用得当，相对还是比较安全的。（4）近年来，曾发生数起碳氢化合物气体爆炸爆燃事故和硫化矿爆燃自爆事故，损失较大，应引起重视。三、爆破事故原因分析1、个别飞散物撞击事故（1）地质断层和节理区存在脆弱部分和孔隙，降低了岩石的抵抗力；（2）不适当的爆破设计和不适当的爆破施工；（3）炸药分布集中，使炸药爆炸所释放的能量超过岩体破碎所需的能量，多余的能量和爆炸气体作用在破碎的岩块上，是岩石碎块获得较大的动能而向外飞射形成飞散物；（4）炸药的填塞质量未达到要求；（5）延时类型和起爆顺利不当等。露天爆破时，由于药包最小，抵抗线掌握不准，装药过多，造成爆破飞石超过安全允许范围，击中人身、建筑物和设备的事故较多。因此，必须正常计算装药量，施工时要根据现场地形情况准确校核，并根据爆破性质、爆破参数与地形条件正确决定爆破安全距离。案例一：云南某矿进行露天松动爆破，因现场地形变化，最小抵抗线未经校核。由原设计20米缩短为14米，仍按20米的计算药量装药，又多装了4吨。结果爆破性质由松动爆破变为加强抛掷爆破。最远飞石距离超过1000米，造成击伤26人，击毁民房18间、电铲1台的重大事故。2、地震效应事故爆破地震波在岩上介质的传播与衰减，既取决于爆源条件，又受地形影响，同时也受岩上介质性质的影响如各项异性、非均匀性、节理裂隙等地质构造的影响。（1）装药量的影响距爆源一定距离的质点震动速度随药量的增加而增加，随药量的降低而减少。（2）炸药炮轰速度影响对于岩石，震速随压力增大而增大，随压力减少而减少。即震速与炮轰速度亦成正比。（3）临空面条件影响利文斯顿爆破漏斗理论说明，炸药在岩体中爆炸之后，其能量消耗在以下三个方面：岩石的弹性变形，使之产生震动；岩石的破碎及抛掷；能量传给大气，造成很大的音响及空气冲击波。根据利氏理论，炸药爆炸的能量分配与药包埋置深度及临空面条件有直接联系。药包埋置深，临空面条件不好，炸药爆炸的能量在岩石弹性变形方面消耗的比例增大，即引起的爆破震动强度大，反之则减少，在爆破设计和施工中，如何充分利用和创造良好的临空条件，从减震角度看是很有意义的问题。（4）传播途径的影响在一定条件下，质点震动速度与其应力的大小成正比，而应力的大小与应力波传播途径介质的特性有关系，由此得到传播途径也是影响震动强度的重要因素。（5）节理、裂隙和预裂缝影响岩体中含有节理、裂隙时，应力波传到界面后，会产生反射与折射。预裂缝有隔震使用。3、爆破空气冲击波事故炸药爆炸时，无论介质是空气还是岩石，都将有空气冲击波从爆炸中心传播开来。炸药若是在空气中发生爆炸，其高温高压的爆炸产物就会直接作用在气体介质上；炸药若是在岩石中爆炸，这种高温高压的爆炸产物就在岩石破裂的瞬间冲入周围空气中，如同一个超音速活塞一样，强烈的压缩邻近的空气，使其压力、密度、温度突然升高，形成空气冲击波。冲击波在空气中传播时，将会形成压缩区与稀疏区。压缩区内由于空气受到压缩，其压力大大超过当地大气压，称之为冲击波超压；稀疏区内由于紧随冲击波后面的爆炸产物的脉动，其压力低于当地大气压，即出现负压。影响空气冲击波初始能量大小的因素有：岩石性质、堵塞情况；炸药与岩石匹配情况；爆破方式和爆破技术条件；起爆方式和方法。由于空气受到压缩而向外流动，这种向外流动的空气所产生的冲击波压力成为动压。由于冲击波具有较高的压力和流速，所以不但可以引起爆破点附近一定范围内建筑物的破坏，而且还会造成人畜的伤亡。如1945年8月，美国在日本长崎和广岛所投的原子弹爆炸后，其中死伤者70%是由冲击波造成的。由此可见，冲击波的破坏作用是十分严重的。大量实验和事故表明，冲击波的破坏作用有时远远超过爆破地震波和个别飞散物的作用。4、爆生有毒气体与粉尘炸药在爆炸或燃烧后产生NO、NO2、H2S、SO2、CO、CO2等有害气体，当这些有害气体含量超过限定值时，会对人体造成危害。爆破毒气产生的原因：（1）当炸药为负氧平衡时，由于氧量不足，二氧化碳还原成了一氧化碳；为正氧平衡时，则多余的氧原子在高温高压环境中同氮原子结合易形成氮氧化物，尤其是硝酸类炸药表现得较为明显。又如炸药燃烧与炸药在炮孔中爆炸所产生的有毒气体不一样，前者由于充分接触空气，多为正氧平衡，所产生的有毒气体为氮氧化物；后者则一般为负氧平衡，多产生一氧化碳气体，一般来说，只有接近于零氧平衡时，炸药产生的有毒气体量才较少。（2）炸药的组成影响有时即使炸药的配比接近零氧平衡，但也会产生较多的一氧化碳，因为药包的可燃性外壳，如纸、防潮物、可燃性塑料等，在爆炸时有一部分与爆炸产物作用而产生一氧化碳，这实际上起到改变炸药氧平衡的作用，故应予以研究。为避免包装材料导致一氧化碳含量增多，国外曾规定每100克炸药限定包装之重为2克以下，防潮层重2.5克以下。此外由于氢和金属的氧化反应比氢与碳的氧化反应快，在氧平衡接近的负氧炸药中，碳氢比和碳金属比的值愈大，则生成的一氧化碳越多。（3）爆炸反应的不完全性我国矿山目前使用的炸药有硝按类和硝化甘油类及少量单体炸药如梯恩梯等。由于炸药各组分的配比是按反应完全的情况确定的，而实际爆破往往有部分反应不完全，爆炸产物偏离预期结果，这必将产生较多有毒气体，这种情况在混合炸药中尤显突出。一般来说，组分颗粒愈细，混合愈均匀，加入部分敏化剂，爆炸反应完全。（4）炸药产物与周围介质的相互作用某此矿石可与爆炸产物起化学作用，也可表现二次反应的催化作用，如，含硫的矿石可生成硫的氧化物等。案例二：某矿山员工刘某和王某，二人到狮山段十三中段820水平2#沿脉及18#穿脉掘进迎头完成当班炮响后的出碴工作，任务是用电耙消除181#穿脉夜班放炮后的矿渣。刘某走在前，王某走在后，两人沿2#沿脉向181#穿脉掘进迎头走去，刘某走朝前，未开局部通风机进行通风及现场安全确认工作，直接进入到掘进迎头查看夜班放炮崩下的矿渣，因感到头晕，并急转回头往外走去，走到与181#穿脉交汇口处，见王某已走到此，便向王某讲：迎头尚有炮烟，不能进入工作面去出碴，先进行通风后再进入工作面，讲完后刘某便向进风口走去，刘某到达后，转身未发现王某跟出，随后又拆返回去找王某，只见王某平身仰躺在地上，已发生炮烟中毒，不省人事，后经医院实施抢救，但终因炮烟中毒较重抢救无效死亡。5、盲炮处理不当，打残眼造成事故盲炮是指由于雷管瞎火而拒爆的炮孔或药室。统计资料表明，盲炮检查不周、处理不当，打残眼造成事故占各类爆破事故的13%，居第三位。因此，《爆破安全规程》第69条规定，禁止打残眼。误入残眼是缺乏必要的检查手段，没有发现盲炮所致。滑入残眼是按正常的处理盲炮方法打平行眼，而钎杆滑入残眼中导致事故发生。这说明盲炮的处理方法和检查手段都有必要研究改进，采取新的更好的处理方法和较为先进的检查手段。6警戒不严，信号不明，安全距离不够爆破危险范围（半径）的确定，不仅是由公式得出，而是经过长期的实践得出来的由此而发生的爆破事故基本上是管理混乱，对安全距离不作计算，有章不循所致。例如1981年9月，安徽某矿采场放炮时，未设警戒，也无信号标志竟使前往检查工作的副区长被炸死，便是一个典型的例子。7、炸药雷管销毁处理不当使用炸药、雷管等爆炸材料必须了解其性能及安全操作方法。对于过期变质的爆炸材料必须按《爆破安全规程》的规定销毁，不得随意转让，否则将会造成伤亡事故。8、气体爆燃爆炸事故一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氢气等碳氢化合物混合气体,当其各自达到一定的浓度范围和一定的温度时,将会发生爆燃或爆炸。一氧化碳气体在温度为15～20℃,压力为常压的条件下,其浓度达到12.5～74.2%,就会发生爆炸,当空气温度为610℃时,就会发火燃烧。甲烷的爆炸浓度范围为5～15%,发火温度为645℃。近年来,一些冶金矿山先后发生过十多起这类事故,造成死亡者三起。其他十余起也造成人身伤害和程度不等的破坏,应该引起应有重视。独头巷道,特别是天井拉附川独头巷道掘进,爆破后碳氢化合物混合气体大量积聚,浓度很高,加上这些工作面通风十分困难,遇上明火、摩擦、冲击,便会发生气体爆燃爆炸事故。9、电爆网路爆破事故大爆破过程中,用非爆破电桥测量起爆体雷管电阻,因输出电流大于雷管的安全电流,或者电桥绝缘不良漏电而发生爆炸事故。雷雨天进行电气爆破时,发生过多次早爆事故,还有杂电、静电引起的早爆事故。山东某矿,两名爆破技术员用非爆破电桥进行现场导通,发生爆炸事故,一人被矿石堆埋住,另一人被冲击波抛上天空。因电网不合理,两个工作面共用一个开关,一个爆破手还在工作面操作时,另一工作面的爆破手将共用的开关合闸,造成事故。电爆网路在主线段应设中问开关,联线前母线处于短路状态。10、硫化矿爆燃自爆事故硫化矿爆破时，当矿石中硫酸铁和硫酸亚铁的铁离子含量之和高于0.3%，黄铁矿含量高于30%，水分含量为3～14%时，就会使硝铵类炸药自爆。在高温高硫矿爆破时，还可能发生高温含尘气流的冲击爆燃。因此，高硫矿爆破必须遵守《爆破安全规程》第71条的规定，采取防自爆、通风降温措施。11、其他爆破事故四、爆破事故的预防1、个别飞散物事故预防控制措施《爆破安全规程》规定露天裸露爆破飞石安全距离为400米,这是不能有异议的。实践证明，只要做到充分掌握爆破地形地质、爆破器材基本性能等基本资料，精心设计、精心施工。就完全能控制大部分个别飞散物的飞散距离，并且做到个别飞散物不至于飞散到安全警戒范围以外。对已产生的个别飞散物，控制主要是防护措施。控制个别飞散物的方法有：（1）改变临空面控制个别飞散物方向。个别飞散物方向主要沿最小抵抗线方向飞出，当爆区各个方向安全距离不同时，可安排合适的、