煤矿采煤生产爆破安全探讨

张连鹏

(龙煤七台河矿业有限责任公司新建煤矿, 黑龙江 七台河 154600)



煤矿采煤生产爆破安全探讨

张连鹏

(龙煤七台河矿业有限责任公司新建煤矿, 黑龙江 七台河 154600)

爆破安全是为防止和消除爆破作业可能产生的有害效应和事故所采取的控制方法和防护技术，本文主要研究了爆破飞石、爆破噪声、爆破空气冲击波、爆破震动、爆燃、爆炸生成物(炮烟)、拒爆和熄爆、熄爆、早爆和迟爆等问题。

煤矿；采煤；生产；爆破；安全探讨

爆破安全是为防止和消除爆破作业可能产生的有害效应和事故所采取的控制方法和防护技术，包括爆破器材的安全使用和对爆破有害效应的控制和防护，防患于未然。

1 爆破飞石

爆破飞石是指在爆炸能的作用下从爆破区抛出飞散的个别岩块。它产生的主要原因是装药量与最小抵抗线选择不当。飞石对人员、建筑物及设备均有较大的危害，在爆破过程中，应采取有效的防范措施：a.优选爆破参数和最小抵抗线的方向；b.药包位置应避免在夹层、断层、裂隙、破碎带的交接面上；c.选用摩擦系数大、密度大的材料作炮泥；d.采用适宜的炸药和装药方式，如空气间隔装药或低威力炸药；e.采用废旧轮胎或胶管连成覆盖垫，减少飞石的危害。

2 爆破噪声

爆破噪声是炸药爆炸产生的声响。它是爆破产生的空气冲击波衰减后超压低于7 kPa、频率在20～20 000 Hz可闻域内的压缩波，与一般噪声相比具有持续时间短、脉冲噪声峰压级高的特点。测定爆破噪声通常是指声压、频率和持续时间，它是通过话筒、放大器、计数网路和指示器所组成的声级计频率分析仪，自动记录仪测得，并由示波器或其他记录仪记录。爆破噪声有害于人体健康、损伤建筑物或其附属装置并影响爆破效果，因此要求爆破噪声小于140 dB。将爆破地点遮蔽或覆盖是降低爆破噪声的有效措施，采用毫秒爆破、延发爆破都能减少爆破噪声。

3 爆破空气冲击波

爆破空气冲击波是指炸药爆炸后，空气受到强烈冲击压缩扰动的传播。产生的主要原因是：a.炮泥填塞质量不好或未加填塞，爆生气体从孔口逸出；b.岩体中的弱层、弱面在爆炸能的作用下张开，成为爆生气体的逸出通道；c.被爆岩石被高速抛离原位的活塞作用推动周围的空气运动。炸药在岩石内爆破时，空气冲击波的强度取决于一次起爆的药量、传播距离、起爆方法和填塞质量。为了减少空气冲击波的强度，应做到正确选用炸药种类和确定爆破孔网参数、装药结构及装药量合理、装药和堵塞质量良好以及设置防波堤和幕阻波层等外部防护措施。

4 爆破震动

炸药在岩体中爆炸所激起的应力波随爆源距离的增大而衰减后，引起岩石质点的弹性振动，弹性振动的传播形成爆破地震波。根据地震波的传播路径不同分为体波和面波。体波沿着岩体传播，体波中的纵波使岩石产生拉伸和压缩变形，是岩石爆破震动破坏的主要因素。面波沿着岩石表面或分界面传播，由于频率低、衰减慢、振幅大，周期和扰动持续时间长，携带能量大，是造成爆破震动破坏的主要因素。

爆破震动会造成爆源附近地面和地面物体的颠簸和摇晃，称为爆破地震效应。当地震效应达到一定强度时，可造成建筑物的破坏、露天边坡的滑塌。爆破地震与天然地震引起的震动相比，具有频率高、持续时间短和波幅衰减快的特点，因此爆破地震波的振幅、持续时间和频率是确定爆破震动安全参数(最小距离、最大装药量等)和安全评定方法(单一参数法、爆破地震烈度法和动力分析法)的主要指标。

5 爆燃

爆燃是爆破时爆轰波(伴有快速化学反应的冲击波)的衰减(即其反应区向未反应物质中推进速度小于未反应物质中的声速)而引起的炸药迅速燃烧现象。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.炸药质量不合格，造成爆炸性能下降；c.炮眼清扫不净，药卷间有异物；d.药卷破裂，混入岩、煤粉，特别是在雷管附近有岩、煤粉；e.异物混入炸药，使分解温度降低；f.装药不良，如药卷间距超过殉爆距离；g.前炮爆破引起煤层龟裂，炸药受到高温高压作用；h.炮眼距离过近，雷管被爆炸波“压死”或变形；i.炮眼中的管道效应，使末端装药被“压死”。爆燃不仅降低了炸药的爆炸做功能力，影响爆破效果，且燃烧的炸药炽热微粒往往会由于压力的增大从炮眼中喷出，引起煤尘、瓦斯爆炸。

爆燃多发生在较为密闭的炮孔中，产生的压力和温度都较高，燃烧过程远比在大气中激烈。实践证明，发生爆燃的炸药多半是低感度的炸药。

防止炸药爆燃的主要措施：a.提高炸药的爆轰(爆轰波在炸药中自行传播的现象)稳定性，如用高威力的固态炸药作敏感剂；b.提高炸药的抗压缩性，在炸药组分中加入某种抗压缩成分或给炸药以刚性被筒等；c.在炸药中加入防燃剂，如各种碱金属的草酸盐、铝或镁的硝酸盐或硫酸盐等。

6 爆炸生成物(炮烟)

爆炸生成物是指炸药爆炸放出的气体。理论设计炸药爆炸后只产生氮气(N2)、二氧化碳(CO2)和水蒸气(H2O)等对人体无害的气体；如炮孔堵塞不充分或在有涌水的炮孔中爆炸，氧气不足时会产生CO，氧气过剩时则生成NO和NO2等有害气体；在含硫矿床中爆炸时，还会产生硫化氢(H2S)和二氧化硫(SO2)。

炮烟不仅对人体有害，而且对井下瓦斯、煤尘爆炸反应起催化作用。消除和减少有害气体的措施是：a.正确选择炸药配方，使炸药接近零氧平衡；b.正确使用炸药，包括合理选择炸药密度、粒度、起爆能、装药直径和外壳材料；c.加强洒水与通风；d.不使用受潮结块变质的炸药。

7 拒爆和熄爆

拒爆是指起爆后爆炸材料未被起爆的现象，俗称“瞎炮”、“哑炮”、“盲炮”。拒爆有雷管未爆或雷管爆炸而炸药未被引爆的不同情况。防止拒爆的措施：a.禁止使用不合格的爆破器材；b.联线后检查整个线路有无联错或漏联，进行爆破网路发火电流的计算及起爆前的电阻测试；c.检查爆破电源并对起爆能力进行计算；d.装药时硝铵类炸药要避免压缩过紧，密度过大；e.采取措施消除管道效应；f.装药前要清除炮孔内岩粉。一旦产生拒爆现象，应首先查明拒爆的原因。

8 熄爆

熄爆又称不完全爆炸，是指爆轰波不能沿炸药继续传播而终止的现象。炸药熄爆的原因除炸药的间隙效应外，可能有：a.使用变质的炸药，如吸潮硬化的炸药；b.装药不良，药卷间距超过殉爆距离；c.药卷间有异物，使炸药不能殉爆；d.炮眼距离过近，炸药被压缩或炸药被相邻爆破的岩石错断。

一旦发生熄爆出现残药、残眼时，不得在残眼上继续打眼，不能继续使用残药；若残药为硝铵类炸药，不能从炮孔中取出,可采用注水的办法使残药彻底失去爆炸能力，以防意外爆炸事故的发生。

9 早爆

早爆是指爆炸材料比预定起爆时间提前发生爆炸的现象。预防早爆的主要措施有：a.防止杂散电流；b.防止静电,预防机械产生静电的影响；c.防止雷电；d.应经常检查导火索的质量，不使用变质的导火索；e.在高温情况下炸药应有防高温的措施。

10 迟爆

迟爆是指炸药比预计起爆时间滞后爆炸的现象。导火索燃烧异常或残留炸药从燃烧转化为爆炸，均会导致迟爆。预防迟爆要从提高炸药的起爆可靠性入手，改善起爆系统的精度与质量，提高起爆系统的起爆能，加强炸药质量的监督，不使用变质炸药，克服炸药的间隙效应。

[1] 周英.采煤概论[M].北京:煤炭工业出版社,2006.

[2] 赵利安.采煤概论[M].徐州:中国矿业大学出版社,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

张连鹏(1984-)，男，工程师。

TD235

B

1674-8646(2017)02-0150-02