煤矿爆破安全技术

煤矿爆破安全技术河南煤矿安全培训中心张振菊2012-8-202爆破安全爆破工程安全对爆破本身危害影响的控制和防护爆破器材的运输、储存和保管；各种条件下进行爆破作业的安全。爆破对围岩的破坏、爆破空气冲击波、地震波、飞石；有毒气体等的控制方法和有效防护措施；井下爆破时引起瓦斯、煤尘爆炸的防治措施；爆破诱发的水、火、顶板、突出等事故的防治。2012-8-2031.爆破安全基础知识爆炸是物质系统一种极迅速的物理或化学变化，在变化过程中，瞬间放出其内含有能量，并借助系统内原有气体或爆炸生成气体的膨胀，对系统周围介质作功，使之发生巨大的破坏效应，并伴随有强烈的发光和声响。爆炸可分为物理爆炸、核爆炸和化学爆炸三类.炸药是在一定条件下，能够发生快速化学反应，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。2012-8-204播放2012-8-2051.1炸药爆炸的基本特征反应的放热性生成气体产物反应的快速性炸药爆炸就是将蕴藏的大量化学能（潜能)以热能形式迅速释放出来的过程炸药爆炸放出的能量必须借助气体介质才能转化为机械功：放出的热能先转化为气体的压缩能，后者在气体膨胀过程中转化为机械功炸药爆炸反应是由冲击波所激起的，因此其反应速度和爆炸速度都很高2012-8-2061.2炸药化学变化的形式缓慢分解燃烧爆轰特点是：炸药内各点温度相同；在全部炸药内反应同时进行，没有集中的反应区；既可以吸热，也可以放热，决定于炸药类型和环境温度。炸药燃烧时不需要外界供氧；只在局部区域内进行并在物质内传播，靠热传导传递能量；燃烧产物的运动方向与反应区传播方向相反；燃烧速度一般为每秒几毫米至每秒几米，最高只能达每秒几百米炸药化学变化的最高形式，爆轰速度可达2000～9000m/s，产生压力可达数千至数万兆帕。靠冲击波的作用来传递能量和激起化学反应基本上不受环境影响；爆炸产物的运动方向则与反应区传播方向相同，2012-8-2071.3影响爆轰稳定性的因素起爆能大小装药密度最佳密度装药直径临界直径、极限直径外壳强度炸药粒度填塞质量热感度机械感度冲击、摩擦、挤压、针刺起爆冲能感度静电火花感度1.4炸药的感度2012-8-2081.5炸药的氧平衡正氧平衡负氧平衡零氧平衡剩余的氧和游离氮化合时，生成氮氧化物有毒气体，并吸收热量。炸药因氧量欠缺，未能充分利用可燃元素，放热量不充分，并且生成可燃性CO等有毒气体。炸药内的含氧量恰好够可燃元素充分氧化。能放出最大热量，而且生成有毒气体少。2012-8-2091.6殉爆与殉爆距离•某处炸药爆炸时，通过在某种惰性(例如空气)介质中产生的冲击波，引起另一处炸药爆炸的现象称为殉爆。•主动装药能诱导被动装药爆炸的最大距离称为殉爆距离2012-8-20101.7炸药的爆炸作用动作用猛度静作用爆力2012-8-20111.8炸药的间隙效应•在炮孔内，如果药柱与炮孔孔壁间存在间隙，常常会发生爆轰中断或爆轰转变为爆燃的现象，这种现象称为间隙效应或管道效应。•间隙效应的产生与炸药性能、装药不偶合值（炮眼直径与装药直径之比）和岩石性质有关。硝铵炸药在不偶合值为1.12～1.76之间时，传播长度在600～800mm左右，超过此长度的装药易产生拒爆。而水胶、乳化炸药就没有明显的间隙效应。2012-8-20122.爆破材料及其安全管理单质猛炸药单质起爆药混合炸药梯恩梯黑索金太恩硝化甘油雷汞氮化铅二硝基重氮酚硝铵炸药铵油炸药浆状炸药水胶炸药乳化炸药被筒炸药离子交换炸药2.1煤矿许用炸药2012-8-20132019/8/1513成分和性能煤矿铵梯炸药1号煤矿2号煤矿3号煤矿1号抗水煤矿2号抗水煤矿3号抗水煤矿成分%硝酸铵68±1.571±0.567±1.568.6±1.572±1.567±1.5梯恩梯15±0.510±0.510±0.515±0.510±0.510±0.5木粉2±0.24±0.53±0.51±0.52.2±0.52.6±0.5食盐15±1.015±1.020±1.015±1.015±1.020±1.0沥青0.2±0.050.4±0.10.2±0.05石蜡0.2±0.050.4±0.10.2±0.05水分≤0.30.30.30.30.3性能密度g/cm30.95～1.100.95～1.100.95～1.100.95～1.100.95～1.100.95～1.10猛度mm121010爆力mL290250240殉爆cm浸水前≥654644（殉爆cm）浸水后≥432爆速m/s3509360032623675360033972012-8-2014煤矿许用炸药要求•氧平衡接近于零；•无灼热固体产物；•爆炸反应完全；•炸药或爆炸产物中不含有促进瓦斯链锁反应的组分；•根据炸药安全等级限制炸药的爆温、爆热、火焰长度和持续时间等；•限制炸药的有毒气体生成量。2012-8-2015案例1—使用、储存非法私制炸药事故•2010年6月21日1时22分,河南省平顶山市卫东区兴东二矿发生特别重大炸药燃烧事故，死亡49人、受伤26人（其中重伤9人），直接经济损失1803万元。•2010年7月31日凌晨2时40分。山西阳煤刘沟煤业有限公司地面炸药库发生爆炸，造成17人死亡、7人重伤，104人轻伤。2012-8-2016事故原因•兴东二矿事故原因：井下1号炸药存放点存放的非法私制硝铵炸药自燃后，引燃炸药存放点内木料及附近巷道内的塑料网、木支护材料、电缆等。•刘沟煤业有限公司事故原因：在临时非法炸药库藏匿私制炸药所。事故点评•2010年山西发生多起非法爆炸物品引发的爆炸事故，都是由私自储存非法自制炸药引发。•河南省焦作、洛阳等地，2010年上半年先后发生7起因非法制贩雷管、非法储存爆炸物品引发的爆炸事故，共造成66人死亡，38人受伤。•洪洞、襄汾、汾西一带是非法私制炸药的中心地带。临汾市洪洞县堤村乡安定村，有“山西炸药第一村”之称。•目前，炸药的生产与销售环节已经分离，制造者承担的风险逐步降低。“产地”洪洞，开始变为向全省乃至全国输出炸药制造的“人才和技术”。2012-8-2017煤矿许用炸药的安全等级一级安全炸药二级安全炸药三级安全炸药四级安全炸药五级安全炸药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。低瓦斯矿井的煤层采掘工作面、半煤岩掘进工作面必须使用安全等级不低于二级的煤矿许用炸药。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。有煤（岩）与瓦斯突出危险的工作面，必须使用安全等级不低于三级的煤矿许用含水炸药。严禁使用黑火药和冻结或半冻结的硝化甘油类炸药。同一工作面不得使用2种不同品种的炸药。播放2012-8-2018炸药爆炸引爆瓦斯的原因爆炸气体产物和二次火焰的直接作用炽热固体颗粒的作用爆炸时形成的空气冲击波作用2012-8-2019案例2—爆破引起瓦斯事故登封市第六联营煤矿“5.3”瓦斯爆炸事故2001年5月3日8时5分，登封市大冶镇第六联营煤矿，采煤工作面切眼贯通后未及时构筑通风设施，风流短路；巷采工作面无风，造成瓦斯积聚。未进行一炮三检，违章爆破导致瓦斯爆炸，造成13人死亡。事故教训①没有遵守《煤矿安全规程》关于巷道贯通时的规定：掘进巷道贯通前，综合机械化掘进巷道在相距50m前、其他巷道在相距20m前，必须停止一个工作面作业，做好调整通风系统的准备工作。贯通后，必须停止采区内的一切工作，立即调整通风系统，风流稳定后，方可恢复工作。②违反《煤矿安全规程》关于爆破的安全规定：•爆破作业必须执行“一炮三检制”。•装药前和爆破前有下列情况之一的，严禁装药、爆破：（一）采掘工作面的控顶距离不符合作业规程的规定，或者支架有损坏，或者伞檐超过规定。（二）爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.0％。（三）在爆破地点20m以内，矿车，未清除的煤、矸或其他物体堵塞巷道断面1/3以上。（四）炮眼内发现异状、温度骤高骤低、有显著瓦斯涌出、煤岩松散、透老空等情况。（五）采掘工作面风量不足。2012-8-2020起爆材料导火索导爆索继爆管电雷管火雷管导爆管瞬发电雷管秒延期电雷管毫秒延期电雷管煤矿安全规程规定在采掘工作面，必须使用煤矿许用瞬发电雷管或煤矿许用毫秒延期电雷管。使用煤矿许用毫秒延期电雷管时，最后一段的延期时间不得超过130ms。不同厂家生产的或不同品种的电雷管，不得掺混使用。不得使用导爆管或普通导爆索，严禁使用火雷管。高瓦斯矿井炸药爆炸后160ms后瓦斯浓度达0.3%～0.5%，260ms后达到0.3～0.95%，360ms后0.35%～1.6%。所以130ms为360ms的三分之一多一点，有一定安全系数。2.2起爆器材2012-8-2021火雷管2012-8-2022煤矿许用瞬发电雷管、煤矿许用毫秒延期电雷管《煤矿安全规程》规定电雷管（包括清退入库的电雷管）在发给爆破工前，必须用电雷管检测仪逐个做全电阻检查，并将脚线扭结成短路。严禁发放电阻不合格的电雷管。2012-8-2023国产延期雷管的延期系列表2012-8-20242019/8/15普通导爆索的结构2012-8-2025FB系列发爆器起爆电源《煤矿安全规程》规定：井下爆破必须使用发爆器。开凿或延深通达地面的井筒时，无瓦斯的井底工作面中可使用其他电源起爆，但电压不得超过380V，并必须有电力起爆接线盒。2012-8-20262.3爆破材料的储存案例3--平顶山市新鑫煤矿“5.12”较大火工品爆炸事故2005年5月12日21时45分许，平顶山市新华区新鑫煤矿发生一起因炸药库顶部岩块坠落，炸药受到强烈冲击而引发爆炸的事故，造成3人死亡，42人受伤，直接经济损失约94万元。2012-8-2027炸药来源根据矿井维修申请，新华区公安机关4月7日批准矿井采购使用2号矿用炸药80件（1.92吨）、许用电雷管6000发，4月11日再次批准矿井采购使用2号矿用炸药60件（1.44吨）、许用电雷管6000发。两次批准决定均超出该矿库容量和规定矿井正常生产储存量。该矿收到火工品后，将第一次配送的火工品运至井下爆破材料库，将第二次火工品转送到湛河区民生煤矿。2012-8-2028爆破材料库情况•事故一次起爆地点为炸药库。矿井未按照规定配齐管理员，火工品库房长期一人作业，值班空岗无人值班•该矿井下炸药库布置在主副井绕道内，深2.8m，高2m，宽2.45m，靠扩散通风，采用木支架支护，外设一道木板门。该炸药库经新华区公安分局治安大队验收并颁发河南省爆炸物品储存许可证，许可证设计容量为1000Kg,电雷管3000枚，事故发生前库存炸药438Kg。•据调查，由于该炸药库设在平煤集团五矿采空区，顶板岩石已经破碎、胶结性差，造成炸药库维护困难，顶板时有掉碴现象。雷管库情况•事故二次起爆地点为主副井联络巷内距一次起爆地点15m的雷管库，雷管库构筑与炸药库相同，事故发生前存放雷管1300枚。•为了能在井下多存储火工品，满足生产需要，该矿私自在井下二运输平巷内另外构筑一炸药库和雷管库，并存放炸药36件，直至事故发生后，5月25日将残存的炸药安全运出井下，交与新华区公安分局管理。2012-8-2029购买炸药超贮存能力请查找该矿在爆破材料管理方面的事故隐患1.?2.?3.?4.?5.?炸药库位置不符合规定炸药库支护不符合规定炸药库结构不符合规定炸药库通风不符合规定链接链接链接链接链接2012-8-2030•井下爆炸材料库的最大贮存量，不得超过该矿井3天的炸药需要量和10天的电雷管需要量。•井下爆炸材料库的炸药和电雷管必须分开贮存。•每个硐室贮存的炸药量不得超过2t，电雷管不得超过10天的需要量；每个壁槽贮存的炸药量不得超过400kg，电雷管不得超过2天的需要量。•库房的发放爆炸材料硐室允许存放当班待发的炸药，但其最大存放量不得超过3箱。返回2012-8-2031•井下爆破材料库应采用硐室式或壁槽式。•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法线距离：硐室式的不得小于100m，壁槽式的不得小于60m。•库房距行人巷道的法线距离：硐室式的不得小