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1、第四章 破岩作业与安全第一节，凿岩爆破基础知识一、破碎岩石的方法：钻眼爆破破岩法和机械破岩法。二、钻眼机械主要有：凿岩机，煤电钻，凿岩台车，钻装机。三、凿岩机分类：1、冲击式凿岩机：分为风动凿岩机，电动凿岩机，液压凿岩机。2、旋转式钻机，分为电动钻机（煤电钻和岩石电钻）和液压钻机，3、旋转冲击式钻机，主要是潜孔钻机4、液压式钻机，主要是牙轮钻机四、岩石分级我国煤炭系统按岩石坚固性系数（f）将煤岩分为六级1、F=1-1.5 软煤，（软的烟煤，坚固表土层，坚硬烟煤。2、F=2-3 硬煤和软岩，（软的页岩，冻土，无烟煤，泥灰岩，不坚固页岩，致密的泥灰岩。石膏3、F=4-6、中硬岩，（坚固的页岩，不坚
2、固的砂岩，及石灰岩，软的砾岩，砂质页岩，泥质砂岩，铁矿石。4、F=8-10硬岩（坚固的石灰岩，不坚固花岗岩，坚固砂岩，坚固大理岩，很坚固的砂岩及石灰岩5、F=12-14坚硬岩石（很坚固的花岗岩，石英斑岩，最坚固的砂岩及石灰岩6、F=15-20最坚硬岩石（最坚固、最致密的石英岩及玄武岩）五、煤矿许用炸药1、煤矿许用铵梯炸药，在炸药中加入了一定量的消焰剂，主要品种有：非抗水型 2 号和 3 号煤矿铵梯炸药，抗水型 2 号和 3 号煤矿铵梯炸药以及被筒炸药 5 个品种。炸药威力中等到，适用于中硬以下岩石爆破。2、煤矿许用水胶炸药，在组分中加入一定量的食盐、氯化铵等消焰剂，是一种含水炸药，在炸药中加入
3、一定量的水，其常态呈凝胶状。具有爆炸威力大，抗水性能好等优点。3、煤矿许用乳化炸药，是通过乳化剂的乳化作用，使原来互不相容的油水两类物质，在大量无机盐存在下形成一种油包水型乳胶。具有爆炸性能好，爆轰感度高，抗水性强，爆炸后生成的有害气体少等特点。六、对炸药安全等级及使用范围的规定煤矿安全规程规定，井下爆破作业，必须使用煤矿许用炸药和煤矿许用电雷管，煤矿许用炸药的选用应遵守下列规定：1、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。2、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。3、高瓦斯矿井、低瓦斯矿井的高瓦斯区域，必须使用安全等
4、级不低于三级的煤矿许用炸药。4、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不同品种的炸药。七、煤矿许用电雷管包括煤矿许用瞬发电雷管和煤矿许用毫秒延期电雷管， 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，因为有瓦斯煤尘爆炸危险工作面放炮后，瓦斯从新的自由面和崩落的煤块中涌出，经测定，在高瓦斯煤矿煤层中，炸药爆炸后 160 ms 时瓦斯浓度为 0.30.5%，260 ms 为0.30.95%，360 ms 时为 0.351.6%，局部地方的瓦斯浓度更高。因为 130ms只有 3
5、60ms 的三分之一多一点，安全系数足够，瓦斯浓度远没有达到爆炸浓度，各段毫秒雷管就已经爆炸完毕。第二节凿岩爆破作业1、 影响风动凿岩机钻速的原因2、 岩石性质3、 凿岩机工作条件4、 炮眼参数二、钻眼工作注意事项1、到工作面后进行检查支护质量，帮顶围岩，瓦斯浓度，有无瞎炮。2、严格执行敲帮问顶，找落浮石，从后向前站在安全地点，随找随前进。3、接好风水管，接头牢固，防止脱落伤人。4、钻眼操作要做到：一条线，中心转，靠边站。5、开钻时，应把操作阀开到轻运转位置，待眼位固定，并钻进 2030后，再开到中运转位置，钻进 50后，再全速钻进。6、多台钻钻眼时，应避免拥挤和忙乱，禁止交叉钻眼，禁止钻前钻
6、杆下有人。7、严禁在残眼内继续钻眼。8、钻眼过程中，如发现岩层出水，瓦斯涌出等异常现象时，要停止钻眼，及时汇报。9、开钻时，要先开风后开水，停钻时先停水后停风。三、装配引药1、装配引药必须在顶板完好，支架完整，避开电气设备和导电体的爆破工作地点附近进行，严禁坐在爆破材料箱上。2、只准爆破工装配起爆药卷，其它人不得代替。3、装配起爆药卷时，必须防止雷管受震动，冲击，折断脚线和损坏线绝缘层。4、电雷管必须从顶部装入，严禁用电雷管代替扎眼，电雷管必须全部插入药卷内，严禁将电雷管斜插在药卷的中部。5、电雷管插入药卷后，必须用脚线将药卷缠住，以便把电雷管固定在药卷内，还必须扭结电雷管脚线末端成短路。四、
7、装药爆破工在装药前，必须与班组长、瓦检员对装药工作面进行全面检查，有下列情况之一时严禁装药：1、工作面的控顶距离不符合作业规程的规定。2、爆破地点附近 20 米以内风流中瓦斯浓度达到 1%。3、爆破地点 20 米以内，矿车、未清除的煤矸堵塞巷道断面三分之一。4、炮眼内发现异状，温度骤高骤低，有显著瓦斯涌出，透老空等。5、工作面风量不足，风向不稳，或风筒末端距工作面距离超过规程规定。6、没有合乎质量和满足数量要求的粘土炮泥和水炮泥。五、装药结构煤矿爆破常用的装药结构有正向装药和反向装药，根据药包本身的结构又分为连续装药和空气间隔装药。装药结构对爆破效果和爆破安全影响很大，正向装药比反向装药安全，
8、从发挥炸药的能量及爆破效果上看，反向装药比较合理，爆破能量的利用率较高。六、装药操作的方法和步骤1、清孔。清除炮眼内的煤、岩粉和积水。2、验孔。检查炮眼的深度、角度、方向。3、装药。要一手抓住电雷管的脚线，另一手有木质或竹质炮棍将药卷轻轻推入。4、封孔。装填水炮泥时，紧靠药卷处应先装填 3040粘土炮泥，然后再装水炮泥，水炮泥外边剩余部分，应用粘土炮泥封实。七、炮泥和封泥矿井下常用的煤泥有两种，一种是在塑料圆筒袋中充满水的水炮泥，一种是粘土炮泥粘土炮泥的优点和作用1、能提高炸药的爆破效果。2、保证爆破安全。水炮泥的优点和作用1、消焰、降温2、灭尘和减少有毒气体。八、对爆破母线和连接线的要求煤矿
9、安全规程规定，爆破母线和连接线必须符合下列要求：1、煤矿井下爆破母线必须符合标准。2、爆破母线和连接线、电雷管脚线和连接线、脚线与脚线之间的接头必须相互扭紧并悬挂，不得与轨道、金属管、金属网、钢丝绳等导电体相接触。3、巷道掘进时，爆破母线应随用随挂。不得使用固定爆破母线。4、爆破母线与电缆、电线、信号线应分别挂在巷道两侧。如挂在一侧，爆破母线必须挂在电缆下方，并保持 0.3 米以上的距离。5、只准采用绝缘母线单回路爆破，严禁用轨道、金属管、水或大地等当作回路。6、爆破前，爆破母线必须扭结成短路。第三节 爆破事故预防及处理一、裸露爆破裸露爆破是指在岩体表面上直接贴敷炸药或再盖上泥土进行爆破的方法
10、。又称放糊炮。由于放糊炮是在煤、岩表面爆炸，爆炸火焰直接暴露在井下空气中，所以易引起瓦斯、煤尘爆炸。二、早爆的原因1、杂散电流2、雷管脚线或爆破母线与动力或照明交流电源一相接地，又相互与另一接地电源相接触时。3、雷管脚线或爆破母线与漏电电缆相接触。4、静电。5、雷电。6、雷管炸药受到冲击挤压。7、硬拽雷管脚线。8、爆破器具没有按规定进行保管。三、爆破伤人的原因1、爆破母线短，躲避处选择不当。造成飞煤、飞石。2、爆破时未执行规程中有关爆破警戒的规定，误伤进入爆破区的人员。3、处理瞎炮未按规程的规定程序和方法操作。4、通电以后装药炮眼不响时，等候时间短。5、未能防止杂散电流。6、爆破制度执行不严，
11、工作混乱，往往发生在工作面有 人时，另有他人用发爆器爆破。四、炮烟熏人的原因1、掘进工作面停风、或风量不足。2、爆破后炮烟未排除就急于进入爆破地点。3、炸药变质引起炸药爆燃，使一氧化碳氮的氧化物大量增加。4、工作面杂物堆积影响通风或使用串联通风。5、未按规定使用水炮泥，封泥长度和质量达不到要求。五、挖底、刷帮、挑顶浅眼爆破的要求1、每孔装药量不得超过 150 克。2、炮眼必须封满炮泥。3、爆破前必须在爆破地点附近洒水降尘并检查瓦斯浓度。4、检查并加固爆破地点附近支架。5、采取有效措施，保护风水，水管，电气设备及设施。6、设好警戒。第四节 掘进工作面炮眼布置一、炮眼分类及作用掘进工作面的炮眼按其
12、用途和位置可分为：掏槽眼，辅助眼、周边眼。1、掏槽眼一般布置在工作面中下部，其作用主要是给辅助眼增加自由面。自由面：被爆破的岩体或煤体与空气接触的界面。根据掏槽眼与工作面之间的夹角可分为：斜眼掏槽（其中有单向掏槽，锥形掏槽，楔形掏槽）直眼掏槽（其中有平行龟裂，角柱，菱形，螺旋）混合掏槽：即直眼与斜眼混合。2、特点：斜眼掏槽各槽眼不与巷道中线平行，而与工作面在水平方向成一角度，其优点是掏槽体积较大，能将掏槽内的岩石全部抛出，形成有效自由面。掏槽眼位容易掌握，缺点是槽眼深度受巷道断面限制，不适于深孔爆破，多机作业相互干扰，抛掷距离大。直眼掏槽各槽眼都垂直巷道工作面，互相平行，留下不装药的空眼，做自
13、由面，槽眼深度不受限制，便于深孔爆破，易于多机作业，缺点，对槽眼间距，钻眼质量和装药要求严格。3、辅助眼，位于掏槽眼和周边眼之间，作用使自由面扩大，保证周边眼爆破。4、周边眼，布置在轮廓线上，作用形成巷道轮廓。二、巷道炮眼布置要求1、有较高的炮眼利用率。2、炮眼的布置必须有利于爆堆集中，飞石距离小，不损坏支架与设备。3、掏槽眼应比其它炮眼加深恶 200，保证槽效果。4、炮眼布置应能保证爆破后断面和轮廓尺寸符合设计要求。5、先爆炸的炮眼不会影响后爆炸炮眼的起爆。6、爆破块度均匀，大小符合装岩要求。7、便于打眼工打眼操作。第五节 光面爆破一、光面爆破种类1、轮廓线光爆法：此法周边眼是沿巷道轮廓线打
14、一排密集而不装药的炮眼，经相邻一排炮眼爆破后与巷道围岩切开。2、预裂爆破法：沿巷道轮廓线布置一圈密集的周边眼，采取低密度均匀分布的弱威力炸药，首先引爆周边眼，使各炮眼间形成相互连通的破裂面，使主爆体与周围岩石分割开后，再爆破主爆体。3、普通光爆法：周边眼是在其他炮眼爆破后，最后起爆。是目前矿井井巷施工中广泛应用的方法。二、光爆原理1、尽量减少爆炸裂隙，在装药结构上采用不偶合装药结构，原因是在爆轰波经过一段空气间隔才传到岩石，形成在空气中传播的冲击波，它在传播时，压力迅速衰减。严格控制装药量，减少装药密度，用量越大，产生的破碎范围越大，爆生气体压力越大。2、边眼要及时形成穿缝。爆轰波传入岩石形成
15、在岩石中传播的应力波，当两炮眼同时起爆时，在岩石中产生的应力波能够相互加强，衍生的拉应力就沿两炮眼联线拉断岩石。3、裂隙不能向围岩中发展。当眼距过大，抵抗线过小时，在贯穿裂缝形成之前，就已经产生爆破漏斗，爆生气体逸出，发生欠挖。当眼距过小或抵抗线过大，炮眼附近产生的裂隙有一些向围岩内发展。三、光面爆破参数1、周边眼眼距和最小抵抗线，M=E/W ，实践证明，一般情况下， M 值在0.81 范围内效果最佳。2、装药量，光爆周边眼应采用爆速较低，密度较小，感度高和爆轰稳定的低威力炸药，故岩石不同采用不同的装药量，每米炮孔内装药量：F=810 时为 200300 克，F=68 时为 100200 克，
16、F=46 时为 10100 克。3、装药结构，光面爆破的周边眼多选用小直径药卷，以保证装药后炮眼内药卷与眼壁间有合理的空隙，消除围岩的炮震裂隙，不耦合装药系数 K，一般选用 K=1。52。5，当 K=25 时，光爆效果最好。四、光爆标准1、眼痕率：硬岩不小于80%，中硬岩不小于60%，2、软岩巷道，周边成型应符合设计轮廓。3、两炮的衔接台阶尺寸，眼深小于3米时，不得大于150毫米，眼深5米时，不得大于250毫米。4、岩面不应有明显的炮震裂缝。5、巷道周边不应欠挖，平均线性超挖小于200毫米五、对光爆采取的措施1、周边眼眼距：岩石较完整时，为 300400，岩石破碎及过煤层时为250300，2、最小抵抗线与周边眼眼距相适应，一般等于或略大于周边眼距 501003、严格控制装药量，周边眼装药不得超过 150 克。4、松软、破碎岩层，隔眼装药，煤层不装药。5、拱基线以上周边眼及抵抗眼单装单放，炮泥必须封堵炮眼口。6、严格轮尺定位每循环接茬台阶不得超过 150
