煤礦井下爆破事故產生原因分析
常天明 孟繁裏
摘要：本文根據大量的現場調查資料，03manbetx 了煤礦井下因爆破作業引起02manbetx.com 的原因，指出炸藥爆燃、炮泥封堵長度不夠、巷道貫通措施不利和殘藥爆炸等是爆破02manbetx.com 產生的主要原因；最後應用02manbetx.com 樹理論研究了爆破02manbetx.com 產生的原因。
關鍵詞：爆破事故 爆燃 炮泥 抵抗 事故樹
引言
在煤礦井下采煤（爆破落煤）和掘進工作麵，時時刻刻伴隨著瓦斯，而爆破作業經常是在有瓦斯和煤塵爆炸危險的區域進行的。1942年，本溪礦忽視安全技術，因爆破作業不安全，引起全礦煤塵爆炸，死亡1549人。統計資料表明，1976年全國統配煤礦發生的瓦斯和煤塵爆炸事故中，有35％是由於爆破怍業不安全引起的[1 ]。根據前蘇聯馬凱耶夫煤礦安全工作科學研究所的調查統計資料，在煤礦井下含有瓦斯和煤塵的工作地點，40％以上的事故是由爆破作業引起的[2]，除此之外，爆破作業的不安全還會引起水災、爆破飛石和殘藥爆炸等事故。
一、炸藥爆燃引起瓦斯爆炸事故
在煤礦井下采煤和掘進工作麵，大多采用銨梯炸藥，在銨梯炸藥中，硝酸銨的含量為67％至86％。由於硝酸銨極易吸濕結塊，當炸藥水分含量過大時，不僅炸藥性能下降，而且安全性也降低。當炸藥水分在0.3％以下時，安全性是有所保證的，當水份增大到1％左右時，其瓦斯引火率可達30—40％，安全性顯著變壞。如某礦務局化工廠生產的二級煤礦炸藥，由於含有消焰劑20％，在雨季貯存時間長，吸濕結塊硬化現象特別嚴重、四年間在回采工作麵共發生爆燃事故57起，直接威脅著煤礦井下的安全。除了炸藥質量不合格使炸藥發生爆燃之外，當炮眼布置太近時，先爆藥包的衝擊壓力使其相鄰的炮孔壁產生變形，從而炸藥因受擠壓密度增大導致爆燃。試驗結果表明，對於2號銨梯岩石炸藥，在f=8-10的砂岩中，當炮孔之間距離100mm時，後引爆的藥包由於先爆藥包的擠壓作用，使其密度增大出現拒爆現象。1984年4月26日，北票礦務局某礦掘進工作麵，發生瓦斯煤塵爆炸事故，其原因就是後引爆炮孔中炸藥被壓實，使其失去爆轟能力發生爆燃，在爆破後7至10分鍾引燃瓦斯。在此之前，該礦在不到半年時間內，先後發生三次炸藥爆燃和兩次爆破緩爆事故，緩爆時間分別為7和10分鍾。
二、殘藥爆炸事故
炮孔內拒爆的雷管是很危險的，在很少的衝擊功（4焦耳）的機械作用下就能爆炸。而普通鑿岩機（如YT24和YT23）的衝擊功都大於60焦耳。在雷管中最為敏感的部位是電發火頭。在加強帽以下的起爆藥和猛炸藥_能承受66焦耳的衝擊功。鐵法礦務局某礦在平巷掘進中，某次爆破其中有一個底眼末爆炸，而在下一循環的打眼作業前，沒能仔細檢查殘眼，結果釺頭打到了殘藥中的雷管，並引起殘藥爆炸，致使兩名打眼工雙目失明。1977年12月某礦在豎井掘進擴邦打眼作業中，打入殘眼，引起殘藥爆炸，當場兩名掘進工死亡。03manbetx 電雷管拒爆有以下幾種原因，第一，在有淋水工作麵使用非抗水普通紙殼雷管，例如阜新礦務局某主井掘進中，采用普通紙殼秒延期電雷管，每次爆破炮孔總數65個左右，經常有10個左右雷管拒爆，最多一次拒爆雷管多達28個，占雷管總數50%；第二個原因是炮孔數目過多，起爆網路的連接方法不合理，某些雷管電流過小而拒爆；第三個原因是雷管本身的質量問題，如中途熄火，起爆能力不夠和貯存期過長雷管受潮等。
三、炮泥封堵長度問題
炮泥的堵塞質量和長度直接影響到爆破效果和爆破安全。因為炮泥能阻止爆炸氣體自炮孔逸出，增加爆炸應力波的作用時間和衝量，從而影響岩石的破碎過程和炸藥能量利用率，在有瓦斯爆炸的工作麵，炮泥除降低爆炸氣體逸出自由麵時的溫度和壓力外，還會起著阻止灼熱固體顆粒（如雷管殼碎片）從炮孔內飛出的作用。
根據1953年至1962年事故統計03manbetx ，由爆破作業引起的52起瓦斯爆炸事故中，有23起是由於炮泥封堵長度不夠而正向噴出火焰引起的，占總數的44％。雞西礦務局某礦開拓區，1990年12月22日，某掘進工作麵，炮孔深度1.2米，炮孔數目7至9個，每孔裝藥3—4卷，薑藥長度600—800mm，炮泥長度150mm，由於工作遇斷層瓦斯增大，風筒斷路造成瓦斯積聚，而炮泥封堵長度比較短，也沒按作業01manbetx 規定使用水炮泥，這樣，爆破時炸藥打筒產生火花，導致局部瓦斯爆炸，造成直接經濟損失30餘萬元。煤礦安全01manbetx 規定，炮眼深度為0.6—1米時，封泥長度不得小於炮孔長度的1/2，炮眼長度超過l米時，封泥長度不得大小於0.5米。
四、巷道貫通爆破作業問題
在井巷工程中經常會遇到正在掘進施工中的巷道與另一條已施工巷道的貫通問題，如果井下測量工程有誤或者貫通爆破安全技術措施不得利，就會發生爆破傷人，崩壞機械設備，乃至引起瓦斯煤塵爆炸事故。煤礦安全規定，當貫通的兩個工作麵距15米時，地測部門必須事先下達通知書，並且隻準從一個工作麵向前爆破施工，同時，在另一個工作麵必須在爆破前檢查瓦斯。隻有在兩個工作麵的瓦斯濃度都在1％以下時，在掘進工作麵方可裝藥爆破，並且在兩個工作麵必須設專人警戒。
1958年9月16日，北票礦務局某礦因測量不準，並且在爆破前沒有檢查貫通點瓦斯，爆破後引起瓦斯爆炸。1962年，鶴壁礦務局某礦掘進回風順槽，在貫通前，一個工作麵停止作業，因局扇無人管理積存瓦斯，另一個工作麵貫通爆破時，引起瓦斯爆炸。
五、分次爆破問題
在有瓦斯爆炸危險的工作麵，以瞬發爆破最為安全。煤礦01manbetx 01manbetx 規定，在有瓦斯和煤塵爆炸危險的工作麵雷管的總延期時間不應超過130毫秒。嚴禁一次裝藥，分次起爆。分次爆破在有瓦斯工作麵是相當危險的，其原因之一就是先爆的炮孔中的藥包極易在未爆炮孔周圍產生較大的爆破裂縫，二次爆破的爆炸火焰從裂縫中噴出，引起瓦斯爆炸；其二是盡管工作麵采取通風方法排出工作麵瓦斯；但局部仍然積存有一定量的瓦斯，這樣從裂縫中噴出的火焰就會引起瓦斯爆炸。
根據英國統計資料，由爆破作業引起的瓦斯爆炸事故中，二次爆破引發的瓦斯爆炸事故約占75％，在我國約占65％。1970年5月，雙鴨山礦務局某礦，在回采工作麵一次裝藥分次爆破，第一次爆破前檢查瓦斯濃度不超過1％，而當第三次爆破時引起瓦斯爆炸。雙鴨山礦務局某礦掘進工作麵，1987年7月2日一次裝藥兩次爆破，兩次爆破的間隔時間不足五分鍾，工作麵的瓦斯未得到充分稀釋，又沒有執行一炮三檢製度（裝藥前、爆破前和放炮後必須檢查瓦斯），違章爆破，引起瓦斯爆炸，死亡××人，直接經濟損失18.8萬元。分次爆破容易引起瓦斯爆炸，而裸露爆破即放明炮更容易引起瓦斯和煤塵爆炸。1984年5月5日，鶴崗礦務局某礦采煤工作麵，放明炮引起煤塵爆炸，死亡××人：部分巷道支架被摧垮，經濟損失14萬元。又如，1986年3月13日，阜新礦務局某礦在煤倉內用大量炸藥連續放明炮，每次藥量7—8個被簡炸藥，炸藥爆炸產生火花引起局部瓦斯和煤塵爆炸，死亡3人，重傷7人。
六、爆破安全距離問題
炸藥爆炸後在巷道內會產生空氣衝擊波和爆破飛石，空氣衝擊波和飛石直接威脅著工人的生命安全和機械設備的安全。在井下爆破時，空氣衝擊波波頭超壓值可按下式計算：
△P=0.14Q／R3+0.094Q10.67／R2+0.05Q0.33／R式中：△P—空氣衝擊波超壓，MPa；Q—炸藥裝藥量，kg；R—距工作麵距離，m。
根據作用到人體上的最大危險衝擊波波頭壓力不應超過0.09 MPa的原則，當藥量已知時，就可以計算出保證人身安全的可靠衝擊波距離。除了人員不受衝擊波的危害之外，還必須保證人員不遭到爆破飛石的傷害。為了保證人員不受爆破飛石傷害，煤礦01manbetx 01manbetx 規定，放炮員必須在有掩護的安全地點進行放炮。掩護點到放炮工作麵的安全距離，由礦務局根據具體條件規定。
1980年澄合礦務局某礦直線放炮距離92米，放炮員沒在有掩護地點放炮，結果爆破崩死一人，傷3人。1984年4月2日，雞西礦務局某礦掘進工作時，拉底爆破時爆破母線隻有13．5米，長度不夠，便將完好的毫秒電雷管腳線打開作為母線，聯接在放炮器的一端。當起爆拉底炮時，聯結在放炮器一端的電雷管同時爆炸，引爆了爆點處堆放的炸藥（約6—9kg），使在此周圍的5名工人全部遇難。
七、爆破事故的係統03manbetx
從係統工程觀點出發，一個係統發生故障是由於係統中各成分本身存在問題或成分之間發生衝突，使係統的運行不協調而引起的。作為爆破事故，日本勞務省曾對建設業界發生的重傷事故進行調查表明，不安全狀態（即物的因素）引起的事故占13％，不安全行為（即人的因素）引起的事故占8％，而大部分事故是由這兩種因素交錯一起而引發的。
現以爆破作業引起瓦斯爆炸為例，用事故樹分析（FTA：Fault Tree Analysis）方法加以研究。把爆破作業引起瓦斯爆炸看作為一係統，該係統由人的因素（不安全行為）、物的因素（不安全狀態）和管理因素三部分組成。
首先是人的因素，即不安全行為，它包括放明炮、分次爆破、炮泥封堵長度不夠、爆破前沒有檢查瓦斯、貫通爆破前另一側瓦斯濃度沒檢查等等。其次是物的因素，即不安全狀態，它包括雷管拒爆、雷管起爆能力低、炸藥含水量過高爆燃，炸藥受擠壓後失去爆轟能力爆燃等等；第三是管理因素，這是一非常重要的因素，比如爆破器材管理製度不健全，工人違章操作某些領導幹部不管，甚至幹部帶頭違章作業，違章指揮，對瓦斯檢查員和放炮員培訓監督管理不得力等。
八、結束語
煤礦井下爆破事故是由操作工人、爆破器材和組織管理三個主要方麵的問題所引起的，具體表現在：
（1）某些領導幹部（括班、組長）生產管理中沒有嚴格按照《煤礦01manbetx 》的要求執行，安全檢查有死角，爆破器材管理製度不健全等；
（2）某些操作工人沒能按施工作業規程的要求進行作業，違章作業；沒有嚴格執行一炮三檢製度；沒有按規程要求使用水炮泥和躲避所，炮泥封堵長度不夠。裝藥分次爆破，甚至放明炮；某些工作麵的炮孔布置參數不合理，巷道貫通爆破時安全技術措施不得力等；
（3）某些炸藥的質量和雷管質量有問題，比如炸藥水份含量過高，雷管拒爆和半爆等。隻有嚴格執行《煤礦01manbetx 》和施工作業規程以及各局、礦製定的安全措施，不斷強化安全監察和安全管理工作，依法治礦，開展安全技術培訓，才能將爆破事故消滅在萌芽狀態，解決在預防之中。
參考文獻
[1]趙士奎，用化學炮泥封孔提高爆破效益．東北煤炭技術1992，（1）：59
[2][蘇]庫特鳥住夫著．爆破工程師手冊．北京：煤炭工業出版社，1992：335
[3]杜力編譯．爆破的事故樹分析．爆破，1992，9（3）：55
