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分析了煤矿井下因爆破作业引起事故的原因
Revisedasof23November2020
分析了煤矿井下因爆破作业引起事故的原因
摘要：
本文根据大量的现场调查资料，分析了煤矿井下因爆破作业引起事故的原因，指出炸药爆燃、炮泥封堵长度不够、巷道贯通措施不利和残药爆炸等是爆破事故产生的主要原因；最后应用事故树理论研究了爆破事故产生的原因。
关键词：
爆破事故爆燃炮泥抵抗事故树
AnalysisofCauseofBlastingAccidentUnder
theShaftofCoalMines
ChangTianmingMengFanli
Abstract：
Basedonalotofinvestigationdata，thisarticleanalysesthecausesofblastingaccidentundertheshaftofcoalmines，andthenpointsoutthatinflammationofexplosive，shortageofstemlength，disadvantageofmeasureoflinkingblastandremainingexplosiveintheholearethemaincausesofblastaccidents。
Atlast，thecausesofblastaccidentsarediscussedwithfaulttreetheory．
Keywords：
blastingaccident；inflammationofexplosive；stemming；burden；faulttree
引言
在煤矿井下采煤（爆破落煤）和掘进工作面，时时刻刻伴随着瓦斯，而爆破作业经常是在有瓦斯和煤尘爆炸危险的区域进行的。
1942年，本溪矿忽视安全技术，因爆破作业不安全，引起全矿煤尘爆炸，死亡1549人。
统计资料表明，1976年全国统配煤矿发生的瓦斯和煤尘爆炸事故中，有35％是由于爆破怍业不安全引起的[1]。
根据前苏联马凯耶夫煤矿安全工作科学研究所的调查统计资料，在煤矿井下含有瓦斯和煤尘的工作地点，40％以上的事故是由爆破作业引起的[2]，除此之外，爆破作业的不安全还会引起水灾、爆破飞石和残药爆炸等事故。
一、炸药爆燃引起瓦斯爆炸事故
在煤矿井下采煤和掘进工作面，大多采用铵梯炸药，在铵梯炸药中，硝酸铵的含量为67％至86％。
由于硝酸铵极易吸湿结块，当炸药水分含量过大时，不仅炸药性能下降，而且安全性也降低。
当炸药水分在％以下时，安全性是有所保证的，当水份增大到1％左右时，其瓦斯引火率可达30—40％，安全性显着变坏。
如某矿务局化工厂生产的二级煤矿炸药，由于含有消焰剂20％，在雨季贮存时间长，吸湿结块硬化现象特别严重、四年间在回采工作面共发生爆燃事故57起，直接威胁着煤矿井下的安全。
除了炸药质量不合格使炸药发生爆燃之外，当炮眼布置太近时，先爆药包的冲击压力使其相邻的炮孔壁产生变形，从而炸药因受挤压密度增大导致爆燃。
试验结果表明，对于2号铵梯岩石炸药，在f=8-10的砂岩中，当炮孔之间距离100mm时，后引爆的药包由于先爆药包的挤压作用，使其密度增大出现拒爆现象。
1984年4月26日，北票矿务局某矿掘进工作面，发生瓦斯煤尘爆炸事故，其原因就是后引爆炮孔中炸药被压实，使其失去爆轰能力发生爆燃，在爆破后7至10分钟引燃瓦斯。
在此之前，该矿在不到半年时间内，先后发生三次炸药爆燃和两次爆破缓爆事故，缓爆时间分别为7和10分钟。
二、残药爆炸事故
炮孔内拒爆的雷管是很危险的，在很少的冲击功（4焦耳）的机械作用下就能爆炸。
而普通凿岩机（如YT24和YT23）的冲击功都大于60焦耳。
在雷管中最为敏感的部位是电发火头。
在加强帽以下的起爆药和猛炸药_能承受66焦耳的冲击功。
铁法矿务局某矿在平巷掘进中，某次爆破其中有一个底眼末爆炸，而在下一循环的打眼作业前，没能仔细检查残眼，结果钎头打到了残药中的雷管，并引起残药爆炸，致使两名打眼工双目失明。
1977年12月某矿在竖井掘进扩邦打眼作业中，打入残眼，引起残药爆炸，当场两名掘进工死亡。
分析电雷管拒爆有以下几种原因，第一，在有淋水工作面使用非抗水普通纸壳雷管，例如阜新矿务局某主井掘进中，采用普通纸壳秒延期电雷管，每次爆破炮孔总数65个左右，经常有10个左右雷管拒爆，最多一次拒爆雷管多达28个，占雷管总数50%；第二个原因是炮孔数目过多，起爆网路的连接方法不合理，某些雷管电流过小而拒爆；第三个原因是雷管本身的质量问题，如中途熄火，起爆能力不够和贮存期过长雷管受潮等。
三、炮泥封堵长度问题
炮泥的堵塞质量和长度直接影响到爆破效果和爆破安全。
因为炮泥能阻止爆炸气体自炮孔逸出，增加爆炸应力波的作用时间和冲量，从而影响岩石的破碎过程和炸药能量利用率，在有瓦斯爆炸的工作面，炮泥除降低爆炸气体逸出自由面时的温度和压力外，还会起着阻止灼热固体颗粒（如雷管壳碎片）从炮孔内飞出的作用。
根据1953年至1962年事故统计分析，由爆破作业引起的52起瓦斯爆炸事故中，有23起是由于炮泥封堵长度不够而正向喷出火焰引起的，占总数的44％。
鸡西矿务局某矿开拓区，1990年12月22日，某掘进工作面，炮孔深度米，炮孔数目7至9个，每孔装药3—4卷，姜药长度600—800mm，炮泥长度150mm，由于工作遇断层瓦斯增大，风筒断路造成瓦斯积聚，而炮泥封堵长度比较短，也没按作业规程规定使用水炮泥，这样，爆破时炸药打筒产生火花，导致局部瓦斯爆炸，造成直接经济损失30余万元。
煤矿安全规程规定，炮眼深度为—1米时，封泥长度不得小于炮孔长度的1/2，炮眼长度超过l米时，封泥长度不得大小于米。
四、巷道贯通爆破作业问题
在井巷工程中经常会遇到正在掘进施工中的巷道与另一条已施工巷道的贯通问题，如果井下测量工程有误或者贯通爆破安全技术措施不得利，就会发生爆破伤人，崩坏机械设备，乃至引起瓦斯煤尘爆炸事故。
煤矿安全规定，当贯通的两个工作面距15米时，地测部门必须事先下达通知书，并且只准从一个工作面向前爆破施工，同时，在另一个工作面必须在爆破前检查瓦斯。
只有在两个工作面的瓦斯浓度都在1％以下时，在掘进工作面方可装药爆破，并且在两个工作面必须设专人警戒。
1958年9月16日，北票矿务局某矿因测量不准，并且在爆破前没有检查贯通点瓦斯，爆破后引起瓦斯爆炸。
1962年，鹤壁矿务局某矿掘进回风顺槽，在贯通前，一个工作面停止作业，因局扇无人管理积存瓦斯，另一个工作面贯通爆破时，引起瓦斯爆炸。
五、分次爆破问题
在有瓦斯爆炸危险的工作面，以瞬发爆破最为安全。
煤矿安全规程规定，在有瓦斯和煤尘爆炸危险的工作面雷管的总延期时间不应超过130毫秒。
严禁一次装药，分次起爆。
分次爆破在有瓦斯工作面是相当危险的，其原因之一就是先爆的炮孔中的药包极易在未爆炮孔周围产生较大的爆破裂缝，二次爆破的爆炸火焰从裂缝中喷出，引起瓦斯爆炸；其二是尽管工作面采取通风方法排出工作面瓦斯；但局部仍然积存有一定量的瓦斯，这样从裂缝中喷出的火焰就会引起瓦斯爆炸。
根据英国统计资料，由爆破作业引起的瓦斯爆炸事故中，二次爆破引发的瓦斯爆炸事故约占75％，在我国约占65％。
1970年5月，双鸭山矿务局某矿，在回采工作面一次装药分次爆破，第一次爆破前检查瓦斯浓度不超过1％，而当第三次爆破时引起瓦斯爆炸。
双鸭山矿务局某矿掘进工作面，1987年7月2日一次装药两次爆破，两次爆破的间隔时间不足五分钟，工作面的瓦斯未得到充分稀释，又没有执行一炮三检制度（装药前、爆破前和放炮后必须检查瓦斯），违章爆破，引起瓦斯爆炸，死亡××人，直接经济损失万元。
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尘爆炸。
1984年5月5日，鹤岗矿务局某矿采煤工作面，放明炮引起煤尘爆炸，死亡××人：
部分巷道支架被摧垮，经济损失14万元。
又如，1986年3月13日，阜新矿务局某矿在煤仓内用大量炸药连续放明炮，每次药量7—8个被简炸药，炸药爆炸产生火花引起局部瓦斯和煤尘爆炸，死亡3人，重伤7人。
六、爆破安全距离向题
炸药爆炸后在巷道内会产生空气冲击波和爆破飞石，空气冲击波和飞石直接威胁着工人的生命安全和机械设备的安全。
在井下爆破时，空气冲击波波头超压值可按下式计算：
△△P—空气冲击波超压，MPa；Q—炸药装药量，kg；R—距工作面距离，m。
根据作用到人体上的最大危险冲击波波头压力不应超过MPa的原则，当药量已知时，就可以计算出保证人身安全的可靠冲击波距离。
除了人员不受冲击波的危害之外，还必须保证人员不遭到爆破飞石的伤害。
为了保证人员不受爆破飞石伤害，煤矿安全规程规定，放炮员必须在有掩护的安全地点进行放炮。
掩护点到放炮工作面的安全距离，由矿务局根据具体条件规定。
1980年澄合矿务局某矿直线放炮距离92米，放炮员没在有掩护地点放炮，结果爆破崩死一人，伤3人。
1984年4月2日，鸡西矿务局某矿掘进工作时，拉底爆破时爆破母线只有13．5米，长度不够，便将完好的毫秒电雷管脚线打开作为母线，联接在放炮器的一端。
当起爆拉底炮时，联结在放炮器一端的电雷管同时爆炸，引爆了爆点处堆放的炸药（约6—9kg），使在此周围的5名工人全部遇难。
七、爆破事故的系统分析
从系统工程观点出发，一个系统发生故障是由于系统中各成分本身存在问题或成分之间发生冲突，使系统的运行不协调而引起的。
作为爆破事故，日本劳务省曾对建设业界发生的重伤事故进行调查表明，不安全状态（即物的因素）引起的事故占13％，不安全行为（即人的因素）引起的事故占8％，而大部分事故是由这两种因素交错一起而引发的。
现以爆破作业引起瓦斯爆炸为例，用事故树分析（FTA：
FaultTreeAnalysis）方法加以研究。
把爆破作业引起瓦斯爆炸看作为一系统，该系统由人的因素（不安全行为）、物的因素（不安全状态）和管理因素三部分组成。
首先是人的因素，即不安全行为，它包括放明炮、分次爆破、炮泥封堵长度不够、爆破前没有检查瓦斯、贯通爆破前另一侧瓦斯浓度没检查等等。
其次是物的因素，即不安全状态，它包括雷管拒爆、雷管起爆能力低、炸药含水量过高爆燃，炸药受挤压后失去爆轰能力爆燃等等；第三是管理因素，这是一非常重要的因素，比如爆破器材管理制度不健全，工人违章操作某些领导干部不管，甚至干部带头违章作业，违章指挥，对瓦斯检查员和放炮员监督管理不得力等。
八、结束语
煤矿井下爆破事故是由操作工人、爆破器材和组织管理三个主要方面的问题所引起的，具体表现在：
（1）某些领导干部（括班、组长）生产管理中没有严格按照《煤矿安全规程》的要求执行，安全检查有死角，爆破器材管理制度不健全等；
（2）某些操作工人没能按施工作业规程的要求进行作业，违章作业；没有严格执行一炮三检制度；没有按规程要求使用水炮泥和躲避所，炮泥封堵长度不够。
装药分次爆破，甚至放明炮；某些工作面的炮孔布置参数不合理，巷道贯通爆破时安全技术措施不得力等；
（3）某些炸药的质量和雷管质量有问题，比如炸药水份含量过高，雷管拒爆和半爆等。
只有严格执行《煤矿安全规程》和施工作业规程以及各局、矿制定的安全措施，不断强化安全监察和安全管理工作，依法治矿，开展安全技术，才能将爆破事故消灭在萌芽状态，解决在预防之中。
参考文献
[1]赵士奎，用化学炮泥封孔提高爆破效益．东北煤炭技术1992，
（1）：
59
[2][苏]库特鸟住夫着．爆破工程师手册．北京：
煤炭工业出版社，1992：
335
[3]杜力编译．爆破的事故树分析．爆破，1992，9（3）：
55
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