煤礦采掘工作麵爆破安全性技術討論

煤礦采掘工作麵爆破安全性技術討論

伍豪元
(貴州大學礦業學院采礦工程093班，學號0908010199 指導老師：張義平)
【摘要】03manbetx 了近些年來我國煤礦企業在煤礦采掘工作麵中所發生爆破02manbetx.com 的重要原因，根據大量的現場調查資料，並且提出一些解決煤礦井下采掘工作麵爆破02manbetx.com 的措施，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 樹理論研究了爆破事故產生的原因。就煤礦井下爆破關於一炮三檢製和聯鎖爆破製、反向爆破作業、采煤、掘進工作麵的分次起爆作業、水炮泥的使用、淺眼爆破作業、爆破警戒和爆破安全隔離等六個方麵進行了技術操作方麵的闡述，為安全生產提供了爆破方麵從應用效果、試驗過程以及基本組成等等方麵對其進行了一定的研究。爆破作業被廣泛應用於井下采掘生產過程中,由於管理不嚴,安全存在疏忽就導致事故發生。實踐證明,部份煤礦連續發生該類事故,就是疏忽大意、火工物品管理不嚴造成的。導致爆破事故主觀原因成分較客觀原因成分要多。但隻要加強管理,發揮主觀能動性,就可以杜絕該類事故的發生。
【關鍵詞】：采掘進工作麵 爆破事故安全技術措施實踐證明 爆破警戒
引言
　　　伴隨著社會的不斷進步。經濟得到了快速發展。人們生活水平有了很大提升。這也在一定程度上促進了煤礦企業的興起。在整個煤礦企業施工過程中。工作麵的爆破安全性關係到了人們的生命安全和整個國家的財產安全。近些年來，煤礦采掘工作麵爆破出現的安全事故比比皆是。這就說明了煤礦采掘工作麵爆破安全性必須引起我們的高度重視，下麵，就對煤礦采掘工作麵爆破安全性技術進一步的探討。
一、煤礦采掘工作麵爆破事故產生的原因
　　　通過對近些年來煤礦采掘工作麵中產生的爆破事故進行03manbetx 。對煤礦企業爆破在工作麵現場爆破事故的原因以及使用情況進行剖析。總結出了以下幾點煤礦采掘工作麵爆破的原因：
1.煤礦井下的特殊環境及爆破器材
在煤礦井下爆破落煤和掘進工作麵時時刻刻伴隨著瓦斯的湧出，爆破作業經常是在有瓦斯和煤塵爆炸危險的區域進行的。根據統計，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。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。
(1)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。 （2）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。
(3)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。 (4）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。煤礦安全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12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10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。 （5）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。
　　　根據作用到人體上的最大危險衝擊波波頭壓力不應超過0.09MPa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，煤礦安全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。
2.近十幾年來起爆技術並沒有本質發展
近些年來。在煤礦采掘麵工作中所使用的爆破器製造的理念僅僅適用於起爆。並且有一種起爆安全的理念。近十幾年來起爆技術的落後。無法實現人員連鎖控製、地點控製，不能控製衝能，不能根據現場瓦斯、煤塵、風速、人員等自動控製放炮作業。直接導致了煤礦采掘工作麵爆破工作中的違章操作情況屢屢出現。
3.相關的國家爆破管理製度、章程不能得到有效實施
有些國家製定的爆破管理章程和製度由於其實施步驟複雜繁多。很多章程製度也不容易被人們記住。再加上目前我國的相關管理技術，一直停留在手傳手、口傳口原始的階段和水平中，在沒有一種行之有效的監督手段背景下麵。煤礦采掘的工人也就很容易進行違規違章操作。
二、解決煤礦采掘工作麵爆破安全問題的探討
為了提升我國煤礦采掘工作麵爆破的安全性。對煤礦采掘工作麵爆破技術進行了一定的思考和研究。下麵，就對其進行探討。
1.煤礦采掘工作麵爆破安全性技術係統基本思路
所進行的煤礦采掘工作麵爆破安全性技術係統基本的思路就是堅持本質安全這一思想和理念。統領工作麵爆破設施組合配套係統、選型以及設計製造等，從係統和設備兩方麵確立出不安全就不能夠進行爆破的這一本質安全理念。保證了井下的煤礦采掘工作麵爆破標準化、程序化的操作。從根本上將煤礦采掘工作麵爆破事故發生遏製住。在2009年4月至7月之間。煤礦采掘工作麵爆破的安全性技術係統已經在一些地區進行了爆破試驗。在2009年8月。爆破安全係統也進行了推廣和使用。從整個煤礦采掘工作麵爆破安全係統進行爆破過程中所獲得的效果和檢測得出的數據來看。煤礦采掘工作麵爆破安全係統已經取得了以下應用效果：采掘工作麵的爆破安全係統應用和開發使得煤礦采掘工作麵的爆破管理。從人為控製轉變成為了硬件機器控製。並且切實的落實了三人連鎖爆破製度和一炮三檢製度。對爆破員操作的行為進行了規範，最終實現了煤礦采掘工作麵爆破係統沒有違章、違規的規範性管理。
2.一炮三檢製和聯鎖爆破製　　瓦斯礦井中的爆破作業，必須在現場執行“一炮三檢製”。“一炮三檢製”就是指在采掘工作麵裝藥前、爆破前和爆破後必須在現場檢查瓦斯，爆破地點附近20m以內風流中瓦斯濃度達到1%時，嚴禁裝藥、爆破。爆破後瓦斯濃度達到1%時，必須立即處理，嚴禁用電鑽打眼。執行“一炮三檢製”是為了加強爆破前瓦斯檢查，防止漏檢，避免在瓦斯超限情況下爆破的主要措施。　　聯鎖爆破製即爆破員進入爆破工作麵時先將發爆器交給現場班(組)長，由班(組)長將發爆器鎖入存放發爆器的箱子內，箱子的鑰匙必須由班(組)長隨身攜帶，發爆器的鑰匙則必須由爆破員隨身攜帶。爆破前，檢查瓦斯，班(組)長負責派人警戒、並檢查警戒人員到位情況，檢查頂板支護、工作麵人員撤離情況並清點人數，確認無誤後將發爆器取出交給爆破員，爆破員發出爆破口哨後進行爆破。此過程由現場安全員或瓦斯檢查員監督執行。“聯鎖爆破製”的執行人員，在低瓦斯礦井和高瓦斯礦井的低瓦斯區域為班組長，安全員和爆破員；在煤與瓦斯突出礦井、高瓦斯礦井和低瓦斯礦井的高瓦斯區域，則為班組長、瓦斯檢查員和爆破員。執行“聯鎖爆破製”，能夠防止爆破作業混亂、警戒不嚴和警戒不落實造成爆破崩人事故。爆破前認真檢查頂板與支架情況，可以避免因爆破而引起冒頂事故。　　3.反向爆破作業　　在高瓦斯礦井、低瓦斯礦井的高瓦斯區域的采掘工作麵采用毫秒爆破時，若采用反向起爆，必須製定安全技術措施。裝藥結構對爆破效果和爆破安全影響很大，從傳爆方向來看，反向裝藥爆破傳爆方向指向炮眼口，易從炮眼口噴火引起瓦斯、煤塵爆炸，認為正向裝藥爆破比反向裝藥爆破安全。但隻要充填足夠長度的炮泥，反向裝藥爆破的安全性會有較大的提高。從爆破效果來看，反向裝藥爆破傳爆方向和岩石移動方向一致，反向裝藥比正向裝藥爆破效果好。采用毫秒爆破時，從引起“帶炮”現象來看，反向裝藥爆破比正向裝藥爆破安全。　　采用反向起爆必須符合下列要求:嚴禁使用硬化到不能用手揉鬆的硝酸銨類炸藥，也嚴禁使用破乳和硬化到不能用手揉鬆的乳化炸藥；潮濕或有水的炮眼應用抗水炸藥；嚴禁裝“墊藥”；必須使藥卷聚能穴方向一致，都朝向眼口的傳爆方向；不得裝錯電雷管的段數；坍塌，變形、有裂縫或用過的炮眼嚴禁裝藥；大力推廣使用高安全度的“含水炸藥”。還需要注意以下幾點：藥卷的聚能穴方向要正確（有的礦井現在還使用硝銨炸藥）；雷管角線的檢查（電阻檢查和破損檢查以及角線連線檢查）；起爆器的檢查；裝藥人員的培訓等等。反向裝 藥比正向裝 藥更安全（反向裝藥比正向裝藥引起瓦斯爆炸的可能性更小），唯一需要注意的是瞎 炮的處理，一定嚴格按照《煤礦01manbetx 》相關規定進行，不可用壓風吹，不可套殘眼等等。
　　　4.采煤、掘進工作麵的分次起爆作業　　在有瓦斯或有煤塵爆炸危險的采掘工作麵，應采用毫秒爆破。在掘進工作麵應全斷麵一次起爆，不能全斷麵一次起爆的，必須采取安全措施；在采煤工作麵，可分組裝藥，但一組裝藥必須一次起爆。采煤工作麵的分次起爆必須符合下列要求:因受爆破後瓦斯湧出量、頂板管理和出煤設備能力的製約，有些采煤工作麵實行一組裝藥一次起爆確有困難時，可采用一次打眼，間隔分組一次裝藥，分組起爆。分組裝藥的間隔距離不得小於2m。為防止間隔區間的未裝藥炮眼在爆破時受擠壓變形，可在炮眼中插上炮棍，最後視分組情況，再把間隔區間內的炮眼裝上藥卷進行爆破。炮采工作麵采用平行作業時，裝藥距鑽眼的距離不得少於5m，裝藥距割煤的距離不得少於5m，工作麵回柱放頂期間不得裝藥、爆破。掘進工作麵的分次起爆必須符合下列要求:嚴禁全斷麵一次裝藥分次起爆；任何情況下都嚴禁邊。鑽眼邊裝藥；炮眼深腳線不夠長(腳線露不出眼外)，必須接長腳線，兩根腳線錯開聯接，並用膠布包好；每次爆破，最小抵抗線必須符合規程的規定。瓦斯湧出量大的采掘工作麵要嚴格控製一次爆破作業的數量，防止爆破作業後瓦斯大量湧出，造成瓦斯聚積超限而引起事故。　　5.水炮泥的使用　　水炮泥是將水注入筒狀聚乙烯塑料袋並封口而製成的充填材料。當炮眼內的炸藥爆炸時，水炮泥內的水吸收大量的熱量，起到降低爆溫、縮短爆炸火焰延續時間的作用，從而減少了引爆瓦斯或煤塵的可能性，有利於煤礦生產安全。水炮泥形成的水幕，能降塵、吸收有毒有害氣體，有利於井下作業環境的改善。井下爆破作業使用水炮泥時必須符合下列要求:炮眼深度<115m時，使用水炮泥不得少於1個水炮泥外粘土炮泥封泥長度不得<115m；炮眼深度>115m時，使用水炮泥不得少於2個，水炮泥外粘土炮泥長度不得<0.20m。　　6.淺眼爆破作業　　炮眼深度<0.6m時，嚴禁裝藥、爆破；在特殊條件下，如臥底、刷幫、挑頂確需淺眼爆破時，炮眼深度可以<0.6m，但必須製定安全措施。淺眼爆破每孔裝藥量不得超過150g；炮眼必須封滿封實炮泥；爆破前，必須在爆破作業地點附近20m內灑水降塵並檢查瓦斯，瓦斯濃度達到1%時嚴禁裝藥、爆破；爆破前，檢查並加固爆破地點附近10m內的支架；爆破時，必須布置好警戒並有班組長在現場指揮；嚴禁裸露爆破。炮眼深度小於0.6m時，不得裝藥、起爆；當炮眼深度為0.6～1.0m時，封泥長度不得少於眼深的1/2；當炮眼深度超過1.0m時，封泥長度不得小於0.5m。
　　　7.爆破警戒和爆破安全隔離　　爆破前，班組長必須親自布置專人在警戒線和可能進入爆破地點的所有通路上擔任警戒工作。警戒人員必須在安全地點警戒。警戒線處應設置警戒牌、欄杆或拉繩。起爆地點到爆破地點的距離必須在作業規程中具體規定。爆破警戒要求:人員全部撤離到警戒線以外，並設專人警戒，班組長負責撤人和警戒；可能通向爆破地點的通路上，一律設警戒，炮工負責一路警戒；兩掘進工作麵貫通相距20m爆破時，另一掘進工作麵必須設警戒；警戒線應用繩子攔好，並掛牌，牌子上寫“現在爆破，禁止入內”的字樣，執行爆破作業警戒人、警戒繩、警戒牌三警戒製度。爆破安全距離(爆破母線長度)，采煤工作麵不得<30m；如采煤工作麵有夾石或夾矸時不得<50m。煤層巷道掘進工作麵不得<75m；煤層巷道掘工作麵有一個直角彎時不得<50m。煤層巷道掘進上山工作麵不得<100m；煤層巷道掘進上山工作麵有一直角彎時不得<75m。岩石巷道、半煤岩巷道掘進工作麵不得<200m，並設有遮擋物；岩石巷道、半煤岩巷道掘進工作麵有一個直角彎時不得<100m。岩石巷道、半煤岩巷道掘進上山工作麵不得<250m，並設遮擋物；岩石巷道、半煤岩巷道掘進上山工作麵有一個直角彎時不得<100m。
三、結束語
首先從近十幾年來起爆技術並沒有本質發展、相關的國家爆破管理製度、章程不能得到有效實施這兩個方麵闡述了煤礦采掘工作麵爆破事故產生的原因。又從煤礦采掘工作麵爆破安全性技術係統基本思路、煤礦采掘工作麵爆破安全係統構成以及煤礦采掘工作麵爆破安全係統的應用效果這三個方麵對煤礦采掘工作麵爆破安全性技術係統進行了探討。進行以上探究的目的就在於希望人們在煤礦采掘工作麵中能夠將其進行應用。提出了一些解決煤礦井下采掘工作麵爆破提技術措施。提高煤礦采掘工作麵爆破的安全性。絕大多數爆破事故的教訓也說明,不懂得安全爆破技術和缺乏煤礦安全生產知識,忽視安全生產,不遵守各種規程的規定,違章作業,是發生煤礦安全事故的主要原因。因此,加強安全教育培訓和提高安全爆破技術水平,是減少煤礦安全事故,保證煤礦安全生產的重要措施。從煤礦采掘工作麵爆破安全性技術係統基本思路，並且切實的落實了三人連鎖爆破製度和一炮三檢製度。對爆破員操作的行為進行了規範，最終實現了煤礦采掘工作麵爆破係統沒有違章、違規的規範性管理。執行“一炮三檢製”是為了加強爆破前瓦斯檢查，防止漏檢，避免在瓦斯超限情況下爆破的主要措施。防止爆破作業後瓦斯大量湧出，造成瓦斯聚積超限而引起事故。水炮泥的封堵長度，裝藥情況，安全起爆距離等。
　　　井下爆破工作麵必須有專職或兼職的爆破人員擔任，爆破員必須嚴格培訓，經考核合格，獲得爆破操作資格證書，並熟悉爆炸材料性能。
　　　井下每個采掘工作麵應固定一名爆破工，爆破作業必須嚴格執行“一炮三檢”製度。
　　　井下每個采掘工作麵爆破作業時都必須在作業規程中編寫爆破說明書，爆破工必須依照說明書爆破作業。
　　　所使用的炸藥必須符合煤礦許用。
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