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1、第五章 煤矿爆破事故防治 目 录 第一节 基础理论概述 第二节 爆破材料安全管理 第三节 井下爆破的安全要求 第四节 井下爆破事故的预防与处理 复习题 问题思考 第一节 基础理论概述 主 要 内 容 一 炸药 二 起爆器材 三 炮眼布置及联线 2 第一节 基础理论概述 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 炸药爆炸必须满足三个条件 放出大量的热能 反应速度快 生成大量的气体 3 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
2、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 通常 工业炸药的起爆能有以下三种形式 热能 机械能 爆炸冲能 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 炸药的 敏感度常分为 1 热感度 2 机械感度 3 爆轰感度 4 静电感度 4 4 炸药的主要技术指标 1 爆力 2 猛度 3 爆速 4 殉爆距离 或称殉爆度 5 含水率 5 影响炸药稳定传播的因素 在炸药的实际爆轰过程中 影响爆轰稳定传播的因素主要有 以下几方面 1 起爆能的大小 2 装药密度 密度增加 则爆轰压力也增高 5 3 药卷直径 4 间隙效应 5 其他因素 二 炸药的分类 根据炸药的成分 将炸药分为单
3、质炸药和混合炸药2大类 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 混合炸药是由爆炸性成分和非爆炸性成分按一定配比 混合制成的 6 敏感度较低 爆轰激起的过程较长 爆炸释放的能量较大 是矿山 交通 建工等部门的主要用药 常用的混合炸药 有 1 硝铵炸药 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 A 浆状炸药 B 水胶炸药 C 乳化炸药 4 硝化甘油炸药 三 煤矿许用炸药 煤矿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 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 2 炸药氧平衡应接近零氧平衡 爆炸反
4、应完全 7 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 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 常见的煤矿需用炸药有 1 煤矿铵梯炸药 2 含水炸药 8 3 被筒炸药 4 当量炸药 5 离子交换炸药 9 二 起爆器材 在爆破工程中 任何炸药都需要借助于起爆器 材 并按一定起爆过程引爆炸药 完成爆破工 程 并要求做到安全爆破起爆 一 雷管 雷管是一种装有起爆药的小管 1 雷管的结构 1 火雷管 如图 5 1 1所示 图5 1 1 火雷管结构 1 雷管壳 2 梦炸药 3 起爆药
5、 4 加强帽 10 11 2 电雷管 电雷管就是加了电点火装置 或称电引火 的雷管 1 瞬发电雷管 瞬发电雷管的内部结构如图5 1 2所示 图5 1 2 瞬发电雷管 a 直插式 b 引火头式 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 9 起爆药 10 猛炸药 12 2 秒延期电雷管 内部结构如图5 1 3所示 图5 1 3 秒延期电雷管 1一排气孔 2一引火头 3一精制导火索段 13 3 毫秒延期电雷管 其内部结构如图5 1 4 所示 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 2 电雷管的主要性能参数 1 电阻 雷管
6、电阻由脚线电阻和桥丝电阻两部分组成 2 最大安全电流 14 3 最小发火电流 4 6 毫秒发火电流 指限定通电时间为 6 ms 使 电雷管全部爆炸的最小电流值 5 百毫秒发火电流 限定通电时间为 100 ms 使 电雷管全部爆炸的最小电流值 6 发火冲能 7 传导时间 8 成组雷管的准爆条件 15 二 导爆索 导爆索是一种用作传递爆轰波的索状起爆材料 可分为两种 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削焰剂 每米 2 g 与雷管相比 导爆索起爆有很多优点 1 自几米至几十米的深孔爆破中 可使孔内炸
7、药全部可靠起 爆 2 可提高炮孔内普通炸药的传播速度 消除管道效应 3 采用导爆索起爆时 炮孔内没有雷管 装药工作比较安全 产生瞎炮后处理也较安全 4 特别适用于有水炮孔的爆破和有杂散电流的工作面 16 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 1 掏槽眼 2 辅助眼 3 周边眼 二 回采工作面 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 双排眼如图 5 1 5b 所示 三排眼如图 5 1 5c 所示 亦称五花眼 17 图5 1 5 炮眼布置图 18 2 联线 如图5 1 6 所
8、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 19 第二节 爆破材料安全管理 主 要 内 容 一 爆破材料的贮存 二 爆破材料的发放与领取 三 爆破材料的运输 四 爆破材料的销毁 20 爆破材料库分为矿区总库和地面总库 地面总库的总容量 炸药不得超过本单位半年生产用量 地面分库的总容量 炸药不得超过 3 个月生产用量 井下爆破材料库容量 炸药为 3 天生产用量 一 地面爆破材料库 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
9、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 一 爆破材料的贮存 21 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 表 5 2 l 为允许同库贮存的爆破材料 二 井下爆破材料库 22 表 5 2 1 爆破器材的允许共存范围 23 井下火药库的基本形式有硐室式和壁槽式两种 当爆破 材料贮存量大时 一般采用后者 1 井下爆破材料库的布置必须符合下列要求 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
10、得小于60m 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 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15 m 库房和外部巷道之间 应用三条互成直角的连 通巷道相连 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 25 m 回风 必须引入回风道 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 24 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 并下火药库的炸药和电
11、雷管必须分别贮存 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 4 井下火药库必须使用砌碳或用非金属不可燃性材料支护 库内不得有漏水现象 1 爆破材料的发放 2 爆破材料的领取 二 爆破材料的发放与领取 25 爆破材料的运输包括地面运输到用户单位或爆破材料库 以及 把爆破材料运输到爆破现场 包括井下运输 在运输爆破材料时 要注意以下事项 雷管和导火索可以一同运输 黑火药和导火索可以一同运输 导火索 导爆索和硝铵类炸药可以一同运输 硝化甘油类炸药 硝酸铵类炸药 黑火药和雷管 任何两种都不准一同运输 雷管 黑火药 导爆索和硝化甘油类炸药 任何两种都不准一同运输 硝化甘油类
12、炸药和导火索不准一同运输 运输硝化甘油类炸药 要注意防冻的有关规定 三 爆破材料的运输 26 由于管理不当 贮存条件不好或贮存时间过长 致使爆破材 料安全性能不合格或失效变质时 必须及时销毁 应当表5 2 2 列出了爆破材料常见的变质情况 四 爆破材料的销毁 27 保管不严 严重受潮或超过储 存期管壁折损 破洞 爆速或起爆感度降低塑料导爆管 通风不良 超过储 存期有结块 或成分分离乳化炸药 保管不善 超过储 存期凝胶变成糊状或出水水胶炸药 储存温度高 时间过长渗油 严重老化 硝化铵油炸 药 严重吸潮 库房温度变化大严重硬化 药卷变软 滴水硝胺炸药 保管不善 严重受潮或曾经在高温 下存放过 外观
13、严 重折损 变形 发霉 油污 不易点火 爆速降低 导火索 保管不善 严重受潮或受潮后又自 行干燥 外观严 重折损 变形 发霉 油污 爆轰中断 爆速降低 导爆索 严重受潮 桥丝 和脚线锈蚀 管体 受潮膨胀 储存期过长 出现穿孔小 半爆甚至拒爆 全电阻普遍增大 串联不串爆 出现大量拒爆 累官不导通 分口 塞脱落 秒延期量普遍增高 电雷管 严重受潮 管体受潮膨胀出现穿孔小 半爆甚至拒爆 加强帽松动火雷管 储存方面原因变质 失效情况品名 表5 2 2 爆破材料常见的失效变质情况 28 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 在销毁场内应建立销毁人员掩蔽所 爆破材料临时存放废品
14、 库和起爆材料准备室 2 销毁方法 安全地销毁爆破材料是对销毁工作的基本要求 对一些能溶解于水的废爆破材料 如硝酸铵 黑火药和硝铵 类炸药 可采用溶解法 1 炸毁法 2 烧毁法 29 第三节 井下爆破的安全要求 主 要 内 容 一 严格使用煤矿许用爆破器材 二 完善爆破设计 三 严格执行井下爆破作业的有关制 度和要求 30 1 煤矿井下爆破作业使用的爆破器材 必须经国家授权 的检验机构检验合格 并取得煤矿安全标志证书 2 爆炸材料新产品 经设计定型鉴定合格 报国家煤矿 安全监察部门批准 并取得入井试用证书 方可在井下试 用 3 不得使用过期或有严重变质现象的爆炸材料 不能使 用的爆炸材料必须交
15、回爆炸材料库统一进行销毁 4 在煤矿井下的所有采掘工作面 5 在有瓦斯或煤尘爆炸危险的采掘工作面 应采用毫秒 爆破 第三节 井下爆破的安全要求 一 严格使用煤矿许用爆破器材 31 6 在低瓦斯矿井的采掘工作面采用毫秒爆破时 可采用反 向起爆 7 在高瓦斯矿井和有煤与瓦斯突出危险的采掘工作面的实煤 体中 为增加煤体裂隙 松动煤体而进行的10m 以上的深孔预 裂控制爆破 可使用二级煤矿许用炸药 但必须制定安全措施 报矿总工程师批准 运输 保管和使用乳化炸药时 不要挤压或用锋利物划 破 32 当爆破参数 炮眼布置不合理时也可能引发安全事故 如冒顶 崩倒棚子 因间隙效应发生不稳定传爆 爆 燃等 爆破作
16、业图表设计中选用参数不当或炮眼布置不合理 也是引发爆破事故的重要原因 二 完善爆破设计 33 一 井下爆破人员的基本要求 所有爆破人员 包括班 组 长 井下爆破器材库保管 员 爆破 送药 装药人员 必须熟悉爆炸材料性能 和 煤矿安全规程 中有关条文规定 瓦斯矿井中 爆破作业 爆破工 班组长 瓦斯检查员都必须在现 场执行 一炮三检制 爆破工必须由经过专门培训 有 2 年以上采掘工龄的 人员担任 并经考试合格 持证上岗 三 严格执行井下爆破作业的有关制度和要求 34 二 依照爆破作业说明书进行爆破作业 三 正确进行爆破各工序的操作 在井下爆破作业时 爆破工 班 组 长 瓦斯检查员必须同 时在现场执行 一炮三检制 1 装配起爆药卷 电力起爆是目前井下使用最普遍的起爆方法 起爆药包需装 配药引 向药卷内装雷管只允许由药卷顶部装入 其起爆药包的装配 通常有以下两种方法 一是扎孔装配 其做法是用炮锥 带 尖头的竹或木棍 在药卷平头一端扎一比雷管略长的小孔 将雷管正向全部置于小孔之内 然后以雷管脚线在药卷上缠 绕固定 如图 5 3 1 所示 35 图5 3 1 扎引药孔装配 1 药卷 2 炮锥 3
