煤矿爆破事故防治

-131-煤矿爆破事故防治第一节基础理论概述一、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。从炸药组成元素来看，炸药主要是由碳、氢、氮、氧四种元素组成。随炸药的化学反应速度、激发条件、炸药性质和其它因素的不同，其反应形式也各不相同，一般可分为热分解、燃烧、爆炸和爆轰4种形式。这4种形式在一定条件下能够相互转化，即缓慢分解可发展为燃烧、爆炸，爆炸也可转化为燃烧、缓慢分解。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。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。各种炸药的感度相差非常大，例如半冻结的硝化甘油胶质炸药只要轻轻弯折一下就会爆炸；而对硝酸铵炸药施加冲击、摩擦、点火则几乎都不能使它发生爆炸。炸药的感度大小，取决于它的化学组成和物理状态。如果炸药的感度过高，就会给生产、贮存、运输和使用带来危险。如果使用炸药的感度过低，则会给爆破造成困难。4.炸药的主要技术指标(1)爆力。是指炸药作有用功(包括抛掷、破碎、压缩等)的能力。生成的气体愈多，放热量愈大，则爆力也愈大。(2)猛度。是指炸药爆炸最初冲量的猛烈程度。炸药的爆速愈高，则猛度愈大，被爆岩石块度愈均匀。(3)爆速。是指炸药被起爆后，在其本身内部爆轰波的直线传导速度，单位为m／s。所谓爆轰波就是炸药起爆后在炸药体内稳定传播的冲击波。(4)殉爆距离(或称殉爆度)。殉爆是指由于装有雷管的主动药包的爆炸，引起与其相邻并隔开一定距离的被动药包发生爆炸的现象。殉爆距离是能引起被动药包百分之百殉爆的两个装药间的最小距离(一般连续实验三次)。(5)含水率。含水率是硝铵类炸药性能是否发生变化的内在根据。《煤矿安全规程》规定：“不得使用水分含量超过0.5％的铵梯炸药”。5．影响炸药稳定传播的因素(1)起爆能的大小。(2)装药密度。(3)药卷直径。(4)间隙效应。(5)其它因素。-132-(二)炸药的分类1.单质炸药(l)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(1)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)煤矿许用炸药煤矿许用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。1.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，这样可以保证炸药的爆炸能量和爆炸冲击波强度不至于过高，从而降低爆热、爆温，使瓦斯煤尘的发火率最低。(2)炸药氧平衡应接近零氧平衡，爆炸反应完全。正氧平衡炸药爆炸生成氮化物和游离态氧，容易引起危险介质发火。负氧平衡炸药，爆炸不完全，会导致固体颗粒过多，生成有害气体，危害安全。(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。但消焰剂的掺量必须合适，掺量低了降温作用不明显，掺量高了又会恶化爆炸性能反而又影响其安全性。(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(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(一)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。1.雷管的结构1)火雷管。2)电雷管。(1)瞬发电雷管。(2)秒延期电雷管。(3)毫秒延期电雷管。2．电雷管的主要性能参数(1)电阻。(2)最大安全电流。(3)最小发火电流。(4)6毫秒发火电流。(5)百毫秒发火电流。(二)导爆索图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-133-导爆索是一种用作传递爆轰波的索状起爆材料，它具有导火索相似的层次结构，只是药芯为白色的猛炸药黑索金，索的外层呈红层，以区别导火索。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消焰剂(2g/m),同时包覆一层聚氯乙烯，以降低其爆热，可在瓦斯矿井的深孔爆破中试用。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，其起爆顺序为先掏槽眼、再辅助眼、最后周边眼。(1)掏槽眼。作用是首先在工作面上将某部分岩石破碎并抛出，在一个自由面的基础上崩出第2个自由面来，为其它炮眼的爆破创造有利条件。掏槽效果的好坏对循环进尺起着决定性的作用。目前常用的掏槽方式，按照掏槽眼的方向可分为三大类，即斜眼掏槽、直眼掏槽和混合式掏槽。(2)辅助眼。辅助眼又称崩落眼，是大量崩落岩石和继续扩大掏槽的炮眼。辅助眼要均匀布置在掏槽眼与周边眼之间。(3)周边眼。周边眼是爆落巷道周边岩石，最后形成巷道断面设计轮廓的炮眼。周边眼布置合理与否，直接影响巷道成型是否规整。(二)采煤工作面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，一般用于薄煤层或煤质软、节理发育的煤层；双排眼如图5-1-5b所示，其布置形式有对眼、三花眼及三角眼等，一般适用于采高较小的中厚煤层。煤质中硬时可用对眼，煤质软时可用三花眼，煤层上部煤质软或顶板较破碎时可用三角眼；三排眼如图5-1-5c所示，亦称五花眼，用于煤质坚硬或采高较大的中厚煤层。2.联线联线就是按一定的形式将电雷管的脚线与脚线、脚线与放炮母线联接起来，构成电爆网路。井巷掘进，一般一次要起爆多个电雷管。为了使这些电雷管都能获得起爆所需要的电流，必须将它们按一定的方式联接起来组成电爆网路。电爆网路有串联、并联、串并联等形式，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-串并联图5-1-5炮眼布置图-134-巷道掘进以串联应用最多，并联及串并联在无瓦斯矿井大断面掘进及立井掘进中可以应用，但放炮电源必须符合规程要求。第二节爆破材料安全管理一、爆破材料的贮存(一)地面爆破材料库库房周围40m内一切针叶树、枯草、干枝等易燃物应清除掉。在药库地区禁止点火、吸烟。不准带火柴、点火用具、易燃易爆品进入库房。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。(二)井下爆破材料库(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、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。(2)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。(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。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。(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，以防爆破材料受潮。二、爆破材料的发放与领取1．爆破材料的发放-135-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。2.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。三、爆破材料的运输（1）同时运输2种以上爆破器材时，应当遵守表5-2-1的规定，但雷管应当装在专用箱（盒、袋）内。（2）从地面炸药库向井下炸药库运送炸药时，应事先通知绞车司机和井口上、下的把钩工做好运输准备。运输不得在交接班时间进行。（3）护送人员一定要乘罐笼护运炸药下井，每层罐笼只准搭乘两人。运输炸药的罐笼或吊桶里，除放炮员或护送员外，不准无关人员搭乘。同时，炸药和雷管必须分别运送。炸药不准在井口房内存放。（4）炸药下放到井底车场后，应立即运往炸药库。不准在井底车场或其它巷道里存放。（5）用电机车运输炸药，必须由井下炸药库负责人护送。列车行驶速度不许超过2m/s。列车中不许同时运送其它物品或工具。除护送人员外，无关人员不准乘坐。（6）炸药和雷管不应在同一列车里运输。如果必须同一列车运输，装炸药的车辆和装雷管的车辆之间及与电机车之间，要用3个空车隔开。（7）在水平巷道或倾斜巷道里有可靠的信号装置时，可以用钢丝绳牵引的车辆运输炸药，但运输速度不得超过lm/s。炸药和雷管要分开运输，车辆要有盖子、加垫。严禁用电溜子、皮带运输机运输炸药。（8）为了防止雷管意外爆炸时引爆炸药，应分别把雷管和炸药放在专用袋或专用箱内。不得将雷管装在衣袋内，防止意外爆炸。（9）为了防止散落、丢失、被盗，因此，爆破作业人员领到爆破材料后，应直接送到爆破作业地点，不得转给他人，禁止乱丢、乱放。四、爆破材料的销毁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。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。2．销毁方法(1)炸毁法-136-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