煤礦采煤生產(chǎn)爆破安全探討

張連鵬

(龍煤七臺河礦業(yè)有限責任公司新建煤礦, 黑龍江 七臺河 154600)

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煤礦采煤生產(chǎn)爆破安全探討

張連鵬

(龍煤七臺河礦業(yè)有限責任公司新建煤礦, 黑龍江 七臺河 154600)

爆破安全是為防止和消除爆破作業(yè)可能產(chǎn)生的有害效應和事故所采取的控制方法和防護技術，本文主要研究了爆破飛石、爆破噪聲、爆破空氣沖擊波、爆破震動、爆燃、爆炸生成物(炮煙)、拒爆和熄爆、熄爆、早爆和遲爆等問題。

煤礦；采煤；生產(chǎn)；爆破；安全探討

爆破安全是為防止和消除爆破作業(yè)可能產(chǎn)生的有害效應和事故所采取的控制方法和防護技術，包括爆破器材的安全使用和對爆破有害效應的控制和防護，防患于未然。

1 爆破飛石

爆破飛石是指在爆炸能的作用下從爆破區(qū)拋出飛散的個別巖塊。它產(chǎn)生的主要原因是裝藥量與最小抵抗線選擇不當。飛石對人員、建筑物及設備均有較大的危害，在爆破過程中，應采取有效的防范措施：a.優(yōu)選爆破參數(shù)和最小抵抗線的方向；b.藥包位置應避免在夾層、斷層、裂隙、破碎帶的交接面上；c.選用摩擦系數(shù)大、密度大的材料作炮泥；d.采用適宜的炸藥和裝藥方式，如空氣間隔裝藥或低威力炸藥；e.采用廢舊輪胎或膠管連成覆蓋墊，減少飛石的危害。

2 爆破噪聲

爆破噪聲是炸藥爆炸產(chǎn)生的聲響。它是爆破產(chǎn)生的空氣沖擊波衰減后超壓低于7 kPa、頻率在20～20 000 Hz可聞域內(nèi)的壓縮波，與一般噪聲相比具有持續(xù)時間短、脈沖噪聲峰壓級高的特點。測定爆破噪聲通常是指聲壓、頻率和持續(xù)時間，它是通過話筒、放大器、計數(shù)網(wǎng)路和指示器所組成的聲級計頻率分析儀，自動記錄儀測得，并由示波器或其他記錄儀記錄。爆破噪聲有害于人體健康、損傷建筑物或其附屬裝置并影響爆破效果，因此要求爆破噪聲小于140 dB。將爆破地點遮蔽或覆蓋是降低爆破噪聲的有效措施，采用毫秒爆破、延發(fā)爆破都能減少爆破噪聲。

3 爆破空氣沖擊波

爆破空氣沖擊波是指炸藥爆炸后，空氣受到強烈沖擊壓縮擾動的傳播。產(chǎn)生的主要原因是：a.炮泥填塞質(zhì)量不好或未加填塞，爆生氣體從孔口逸出；b.巖體中的弱層、弱面在爆炸能的作用下張開，成為爆生氣體的逸出通道；c.被爆巖石被高速拋離原位的活塞作用推動周圍的空氣運動。炸藥在巖石內(nèi)爆破時，空氣沖擊波的強度取決于一次起爆的藥量、傳播距離、起爆方法和填塞質(zhì)量。為了減少空氣沖擊波的強度，應做到正確選用炸藥種類和確定爆破孔網(wǎng)參數(shù)、裝藥結構及裝藥量合理、裝藥和堵塞質(zhì)量良好以及設置防波堤和幕阻波層等外部防護措施。

4 爆破震動

炸藥在巖體中爆炸所激起的應力波隨爆源距離的增大而衰減后，引起巖石質(zhì)點的彈性振動，彈性振動的傳播形成爆破地震波。根據(jù)地震波的傳播路徑不同分為體波和面波。體波沿著巖體傳播，體波中的縱波使巖石產(chǎn)生拉伸和壓縮變形，是巖石爆破震動破壞的主要因素。面波沿著巖石表面或分界面?zhèn)鞑?，由于頻率低、衰減慢、振幅大，周期和擾動持續(xù)時間長，攜帶能量大，是造成爆破震動破壞的主要因素。

爆破震動會造成爆源附近地面和地面物體的顛簸和搖晃，稱為爆破地震效應。當?shù)卣鹦_到一定強度時，可造成建筑物的破壞、露天邊坡的滑塌。爆破地震與天然地震引起的震動相比，具有頻率高、持續(xù)時間短和波幅衰減快的特點，因此爆破地震波的振幅、持續(xù)時間和頻率是確定爆破震動安全參數(shù)(最小距離、最大裝藥量等)和安全評定方法(單一參數(shù)法、爆破地震烈度法和動力分析法)的主要指標。

5 爆燃

爆燃是爆破時爆轟波(伴有快速化學反應的沖擊波)的衰減(即其反應區(qū)向未反應物質(zhì)中推進速度小于未反應物質(zhì)中的聲速)而引起的炸藥迅速燃燒現(xiàn)象。引起爆燃的主要因素有：a.雷管爆炸不完全，造成起爆能不足；b.炸藥質(zhì)量不合格，造成爆炸性能下降；c.炮眼清掃不凈，藥卷間有異物；d.藥卷破裂，混入巖、煤粉，特別是在雷管附近有巖、煤粉；e.異物混入炸藥，使分解溫度降低；f.裝藥不良，如藥卷間距超過殉爆距離；g.前炮爆破引起煤層龜裂，炸藥受到高溫高壓作用；h.炮眼距離過近，雷管被爆炸波“壓死”或變形；i.炮眼中的管道效應，使末端裝藥被“壓死”。爆燃不僅降低了炸藥的爆炸做功能力，影響爆破效果，且燃燒的炸藥熾熱微粒往往會由于壓力的增大從炮眼中噴出，引起煤塵、瓦斯爆炸。

爆燃多發(fā)生在較為密閉的炮孔中，產(chǎn)生的壓力和溫度都較高，燃燒過程遠比在大氣中激烈。實踐證明，發(fā)生爆燃的炸藥多半是低感度的炸藥。

防止炸藥爆燃的主要措施：a.提高炸藥的爆轟(爆轟波在炸藥中自行傳播的現(xiàn)象)穩(wěn)定性，如用高威力的固態(tài)炸藥作敏感劑；b.提高炸藥的抗壓縮性，在炸藥組分中加入某種抗壓縮成分或給炸藥以剛性被筒等；c.在炸藥中加入防燃劑，如各種堿金屬的草酸鹽、鋁或鎂的硝酸鹽或硫酸鹽等。

6 爆炸生成物(炮煙)

爆炸生成物是指炸藥爆炸放出的氣體。理論設計炸藥爆炸后只產(chǎn)生氮氣(N2)、二氧化碳(CO2)和水蒸氣(H2O)等對人體無害的氣體；如炮孔堵塞不充分或在有涌水的炮孔中爆炸，氧氣不足時會產(chǎn)生CO，氧氣過剩時則生成NO和NO2等有害氣體；在含硫礦床中爆炸時，還會產(chǎn)生硫化氫(H2S)和二氧化硫(SO2)。

炮煙不僅對人體有害，而且對井下瓦斯、煤塵爆炸反應起催化作用。消除和減少有害氣體的措施是：a.正確選擇炸藥配方，使炸藥接近零氧平衡；b.正確使用炸藥，包括合理選擇炸藥密度、粒度、起爆能、裝藥直徑和外殼材料；c.加強灑水與通風；d.不使用受潮結塊變質(zhì)的炸藥。

7 拒爆和熄爆

拒爆是指起爆后爆炸材料未被起爆的現(xiàn)象，俗稱“瞎炮”、“啞炮”、“盲炮”。拒爆有雷管未爆或雷管爆炸而炸藥未被引爆的不同情況。防止拒爆的措施：a.禁止使用不合格的爆破器材；b.聯(lián)線后檢查整個線路有無聯(lián)錯或漏聯(lián)，進行爆破網(wǎng)路發(fā)火電流的計算及起爆前的電阻測試；c.檢查爆破電源并對起爆能力進行計算；d.裝藥時硝銨類炸藥要避免壓縮過緊，密度過大；e.采取措施消除管道效應；f.裝藥前要清除炮孔內(nèi)巖粉。一旦產(chǎn)生拒爆現(xiàn)象，應首先查明拒爆的原因。

8 熄爆

熄爆又稱不完全爆炸，是指爆轟波不能沿炸藥繼續(xù)傳播而終止的現(xiàn)象。炸藥熄爆的原因除炸藥的間隙效應外，可能有：a.使用變質(zhì)的炸藥，如吸潮硬化的炸藥；b.裝藥不良，藥卷間距超過殉爆距離；c.藥卷間有異物，使炸藥不能殉爆；d.炮眼距離過近，炸藥被壓縮或炸藥被相鄰爆破的巖石錯斷。

一旦發(fā)生熄爆出現(xiàn)殘藥、殘眼時，不得在殘眼上繼續(xù)打眼，不能繼續(xù)使用殘藥；若殘藥為硝銨類炸藥，不能從炮孔中取出,可采用注水的辦法使殘藥徹底失去爆炸能力，以防意外爆炸事故的發(fā)生。

9 早爆

早爆是指爆炸材料比預定起爆時間提前發(fā)生爆炸的現(xiàn)象。預防早爆的主要措施有：a.防止雜散電流；b.防止靜電,預防機械產(chǎn)生靜電的影響；c.防止雷電；d.應經(jīng)常檢查導火索的質(zhì)量，不使用變質(zhì)的導火索；e.在高溫情況下炸藥應有防高溫的措施。

10 遲爆

遲爆是指炸藥比預計起爆時間滯后爆炸的現(xiàn)象。導火索燃燒異?；驓埩粽ㄋ帍娜紵D(zhuǎn)化為爆炸，均會導致遲爆。預防遲爆要從提高炸藥的起爆可靠性入手，改善起爆系統(tǒng)的精度與質(zhì)量，提高起爆系統(tǒng)的起爆能，加強炸藥質(zhì)量的監(jiān)督，不使用變質(zhì)炸藥，克服炸藥的間隙效應。

[1] 周英.采煤概論[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2006.

[2] 趙利安.采煤概論[M].徐州:中國礦業(yè)大學出版社,2011.

Discussion on blasting safety of coal mining

ZHANG Lian-peng

(Xinjian Coal Mine, Longmay Qitaihe Mining Co., Ltd., Qitaihe 154600, China)

Blasting safety is a kind of control method and protection technology to prevent and eliminate the harmful effects and accidents caused by blasting. This paper mainly studies the blasting fly, blasting noise, blasting air shock wave, blasting vibration, deflagration, explosion product (gun smoke), detonation, early burst and late burst and other issues.

Coal mine; Coal mining; Production; Blasting; Safety discussion

2016-10-12

張連鵬(1984-)，男，工程師。

TD235

B

1674-8646(2017)02-0150-02