煤矿爆破安全.docx

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煤矿爆破安全

第一章煤矿安全生产方针及法律法规

一、安全生产方针：

安全第一，预防为主

二、法律法规：

安全生产法、矿山安全法、煤炭法、煤矿安全监察条例、煤矿安全规程、安全生产法发行为行政处罚办法。

三、爆破工的安全职责：

（1）严格执行《煤矿安全规程》、《操作规程》、《作业规程》的有关规定，严格执行一炮三检制度。

（2）严格遵守爆炸材料领退制度，保证爆炸材料不丢失。

（3）严格遵守爆炸材料运送制、保证沿途安全。

（4）严格遵守爆破各项操作规定，保证爆破过程安全。

（5）严格遵守处理故障（残爆、拒爆）及特殊爆破情况下爆破的规定和要求。

（6）经常检查工作地点及所使用设备、仪器的安全状态，爱护安全设施、设备，确保爆破安全

（7）严格遵守劳动纪律、管理制度和安全生产操作规程，坚决制止任何人违章作业，拒绝接受任何人违章指挥。

第二章爆破基本理论及安全爆破技术

第一节爆破的基本理论

一、炸药爆炸的基本知识

（一）炸药的化学变化形式

（1）热分解。

（2）燃烧。

（3）爆炸。

炸药的几种化学反应形式在一定条件下可以相互转化，如热分解、燃烧可以转化为爆炸，而爆炸也可以转化为燃烧。

（二）炸药爆炸的稳定性传播及其影响因素

1.传爆

传爆是指炸药药包由起爆到爆炸结束的过程中，爆炸反应在药包中行传递的过程。

2、冲击波和爆轰波

炸药起爆后，产生大量的热能和气体，形成了高温、高压、瞬间膨胀并高速行进的气浪，这种气浪具有极大的冲击作用，即冲冲击波。

爆炸产生的能量高速地在炸药中传递，并形成具有能量补充的特殊形式压缩冲击波，称为爆轰波。

炸药的传爆实质是爆轰波传递能量的过程。

3、爆速

爆速是指炸药被起爆后，爆轰波在炸药中传播的速度。

即传爆速度，单位为m／s。

爆速是衡量炸药爆炸强度的重要标准。

常用炸药的爆速在2500～7000m／s之间。

炸药爆炸反应形式取决于传爆的稳定性，若反应速度高，且保持恒定，则传爆稳定，反形式为爆轰；若反应速度低，且易衰减，甚至熄爆，则炸药不能全部反应，传爆不稳定，反应形式为不稳定传爆。

不稳定传爆的爆生热量少，爆生有毒气体多，爆速不断下降，爆炸冲明显削弱，情况严重时，出现爆燃或中途拒爆。

在井下爆破中，有时炮烟呛人，炮孔喷火，是炸药不稳定爆炸的典型特征，对安全极为不利，因此，确保传爆的稳定性是非常重要的。

4．影响传爆稳定性的主要因素

（1）炸药性能与质量。

若炸药性能好，质量好，则其爆速高，传爆稳定性好。

否则，炸药结块、变质，会影响爆速，造成传爆不稳定，甚至拒爆。

（2）炸药密度。

矿用炸药是由几种物质混合而成的，他们一般通过合理的颗粒级配来确定一个最佳密度范围，在此范围内，可以提高爆速，保证炸药传爆的稳定。

炸药密度过大或过小，都会使爆速下降，传爆不稳定，最终导致拒爆。

（3）炸药的粒度。

混合炸药爆轰时的化学反应首先是从炸药组分表面开始的，组分粒度越细，接触表面越大，越有利于爆轰反应的进行。

另外，混合炸药的组分粒度越细，均匀程度越高，越有利于提高爆速，从而增加传爆的稳定性。

（4）药柱直径。

在一定范围内，炸药的爆速和传爆稳定性是随着药柱直径增加而增加的。

能够使爆轰稳定的最小药柱直径叫临界直径，使装药的爆速达到最大值时的最小直径叫极限直径，临界直径到极限直径之间都能稳定传爆。

当直径小于临界直径时，传爆性能极差，爆速下降很快，甚至出现熄爆；直径增加至极限直径时，爆速将不再增加。

（5）药柱外壳。

药柱外壳能影响药柱的临界直径，阻止药柱颗粒的抛散，增大爆轰波的强度。

因此，增加外壳的坚固程度可以提高爆速和传爆稳定性。

（6）炸药传爆的间隙效应。

在炮眼内，如果药柱与炮眼孔壁之间存在间隙，常常会造成传爆稳定性下降，继而发生爆轰中断或爆轰转变为燃烧的现象。

这种现象称为间隙效应（又称管道效应或沟槽效应）。

这种现象往往降低爆破效果，造成炸药发生爆燃，可能引发瓦斯、煤尘爆炸事故。

井下爆破时，应尽可能减少间隙效应对爆破效率和爆破安全

的影响。

（7）起爆能。

足够的起爆能是保证传爆稳定性的重要条件。

它可以使爆速很快达到最大值传爆处于稳定状态。

起爆能达到一定值后，爆速就不再提高。

而起爆能力不足，则爆轰波强度起点低，并难以提高，加速过程长，甚至熄爆，难以达到良好的爆破效果，并给安全造成很大的威胁。

（三）炸药爆炸的热力学参数

1．爆热

炸药爆炸反应时释放出的热量称为爆热，单位是kJ／kg。

爆热是炸药做功的能源，是药做功大小的重要参数之一，爆热值越高，爆炸时生成的热量越多，爆炸威力越大。

要提高炸药爆炸的威力，就必须提高爆热。

工业炸药的爆热一般在3300—5900kJ／kg之间。

爆热不仅决定于炸药的组成和配方，而且受到装药条件的影响，因此，即使是同一种炸药，装药条件不同，产生的爆热也不相同。

2．爆温

炸药爆炸时放出的热量将爆炸产物加热到最高的温度称为爆温。

单位用温度（C）表示。

常用工业火药、炸药的爆温在2300～4300C之间。

爆温取决于爆热，并与爆速、包装和堵塞的质量有关，爆热越大，爆速越高，药包包装和炮眼堵塞越紧密，爆温就越高，炸药做功能力就越大。

但在有瓦斯的煤矿中使用的煤矿许用炸药，则要求炸药的爆温不能太高，要有一定的限制，因为爆温太高，极易引起瓦斯、煤尘燃烧或爆炸。

降低爆温的途径是降低炸药的爆热，即降低炸药的爆炸能，常用的方法是在炸药中加入适量的食盐，食盐是——种惰性物质，它能收敛爆热，降低爆温，抑制爆炸

火焰和瓦斯、煤尘的爆炸反应。

3．爆压

炸药在爆炸过程中，产物内的压力分布是不均匀的，并随时间变化而变化。

当爆轰结束时，爆炸产物在炸药初始体积内达到热平衡后的流体静压值称为爆压。

一般工业炸药的爆压在（0．22—2．33）X10MPa之间。

4．爆容

单位质量的炸药爆炸后生成的气体产物在标准状态—I：

的体积称为爆容，单位是L／kg。

（四）炸药的做功能力与猛度

1．做功能力

炸药的做功能力又称爆力，是指炸药爆炸后气体产物膨胀对周围介质作功的能力，它衡量炸药爆炸特性的重要指标。

炸药作功能力大小取决于爆炸反应时爆热的大小、爆温的高低及爆生气体的多少，爆热越大，爆温越高，爆生气体体积越大，则炸药的爆力越大。

即爆炸威力越大。

2．猛度

猛度是指炸药爆轰时对接触介质冲击粉碎的能力。

用它表示炸药作功功率和爆炸产生冲击波及应力波的强度，它是衡量炸药爆炸特性及爆炸作用的重要指标。

在实际工作中，使用猛度过大的炸药，会导致煤粉碎严重，使煤的质量降低。

因此，选用炸药时应合理选择炸药的猛度。

（五）炸药的感度

1．炸药感度的概念

炸药感度是指炸药在外界能量的作用下，发生爆炸的难易程度。

不同能量形式下，起爆需要的外界能量差别很大。

炸药感度的高低用激起炸药爆炸反应所需的最小起爆能的多少来衡量。

所需的最小起爆能越小，表示炸药的感度越高，反之表示炸药的感度越低。

2．炸药感度的种类

炸药的感度根据起爆能形式，轰感度、静电感度和殉爆感度等。

可分为机械感度、热感度、爆轰感度、静电感度和殉爆感度等。

（1）机械感度。

炸药在机械能作用下发生爆炸的难易程度，又称冲击感度。

如硝化甘油类炸药对机械冲击感度比硝酸铵类炸药敏感得多，故安全性差。

（2）热感度。

炸药在热能作用下发生分解、燃烧、爆炸或爆轰的难易程度。

每一种炸药都有一个能使它引起爆轰的最低温度，这个温度值为炸药的爆发点。

爆发点越低，表明炸药对热的敏感度越高。

如2号煤矿铵梯炸药的爆发点为180一188C，2号岩石铵梯炸药的爆发点为180～230C。

（3）爆轰感度。

是指外界爆炸能引发炸药爆炸的难易程度，又称起爆感度。

它是炸药对爆轰波的敏感程度，常用殉爆距离来表示。

在爆破工程中为了引爆炸药并保证爆轰，所选择的起爆能激发冲击波速度必须大于炸药药卷的临界速度和药卷稳定爆速。

如果起爆能激发冲击波的速度低于药卷的临界速度，药卷就不可能爆炸；如果大于药卷临界爆速，但达不到药卷稳定爆速，可能发生不稳定爆炸，甚至产生半爆、爆燃或拒爆。

因此，起爆能必须根据炸药的爆轰感度进行选择，保证有足够的起爆能。

对于工业炸药，一般都要求具有良好的爆轰感度，以便可靠地进行起爆，避免不稳定爆炸。

另一方面又要求炸药具有较低的机械感度和热感度，以保证生产、运输、储存和使用时时的安全。

（4）静电感度。

炸药的静电感度包括两方面：

一是炸药摩擦时产生产生静电的难易程度，二是在静电火花作用下发生爆炸的难易程度。

常用的炸药都是静电绝缘体，当炸药的颗粒间或炸药与其他物体发生摩擦时，很容易摩擦起电，并积聚电荷达到高电压（可达数万伏），当所带的静电量足够大时，在适当情况下，就会发生静电放电火花而引起炸药的燃烧或爆炸事故。

如果产生静电火花地点含有瓦斯或煤尘，静电火花就可能引起瓦斯、煤尘爆炸事故。

（5）殉爆感度。

炸药发生殉爆的难易程度。

装药时，如果接触不紧密或药卷之间有煤、岩粉等物质阻隔，或者炸药殉爆感度低，就容易发生药卷不完全爆炸或燃烧现象，这样不仅降低了爆破效率，而且易引发瓦斯、煤尘爆炸事故。

炸药对不同形式的起爆能具有不同的感度。

如梯恩梯炸药，对机械作用的感度较低，但对电火花的感度则较高。

炸药的感度一方面对爆破工程有利，另一方面对炸药的生产、储存、运输和使用带来不安全因素。

因此，必须根据炸药的用途设法改变炸药的某些不利于安全的感度。

（六）炸药的殉爆

1.殉爆的概念

主爆药包（卷）爆炸后，引起与它不相接触的邻近受爆药包（卷）爆炸的现象。

殉爆在一定程度上反映了炸药对冲击波的敏感度。

2.殉爆距离

主爆药包（卷）与受爆药包（卷）之间发殉爆的概率为100％的最大距离称为殉爆距离。

对于一定量的炸药来说，殉爆距离越大，表明爆轰感度越高。

产生殉爆现象的原因主要是由于受爆药卷接受了主爆药卷的爆炸流和以冲击波形式传来的足够的激发能量。

同一品种、同一规格的药卷，其殉爆距离为一定值。

殉爆距离常用来确定光爆周边眼装药间隔、处理炮眼中拒爆炮眼参数，确定储存或堆放炸药的安全距离。

3.影响殉爆距离的主要因素

（1）炸药的品种和规格。

不同的炸药其殉爆距离不同，如1号、2号和3号岩石铵梯炸药殉爆距离分别6cm、5cm和4cm。

（2）主爆药卷的密度。

若主爆药卷的密度增高，则殉爆距离增大。

（3）药量和药径。

药量和药径加大，则殉爆距离增大。

（4）主、受爆药卷间的介质情况。

若介质不是空气，而是水、金属、沙土、煤、矸石等，则殉爆距离明显下降，甚至出现传爆中断或产生爆燃、拒爆等现象。

（5）主、受爆药卷间的相对位置。

主、受爆药卷轴线对正时，殉爆效果最好，如轴线垂直，则殉爆效果最差。

，

（6）对于粉状炸药，若受爆药卷水分过多，殉爆距离会减少。

二、自由面和最小抵抗线

1．自由面的概念

自由面是指某种介质与空气接触的界面。

爆破时，位于药包附近被爆破的岩（煤）体与空气接触的界面叫爆破自由面。

2．最小抵抗线的概念

从装药重心到自由面的最短距离称为最小抵抗线。

如在一个自由面的情况下，用单个炮眼爆破时，只产生一个爆破漏斗

具有自由面，是进行爆破工作的必要条件。

一般自由面越多，爆破效果越好，炸药爆炸能量的利用率越高，炸药的消耗量越少。

有资料认为，两个自由面的炸药消耗量是一个自由面的60％，3个自由面可以降低到40％。

因此，为了有效地进行爆破，总是设法创造自由面，合理布置炮眼和选择合理爆破方式，如掘进工作面的掏槽、回采工作面的开口、选用秒延期和毫秒延期电雷管爆破，都是为了增加自由面。

4．《煤矿安全规程》对最小抵抗线的规定

《煤矿安全规程》规定，工作面有两个或两个以上自由面时，在煤层中最小抵抗线不得小于0.5m；在岩层中最小抵抗线不得小于0．3m；浅眼装药爆破大岩块时，最小抵抗线和封泥长度都不得小于0．3m。

随着自由面个数的增加，最小抵抗线个数也相应增加。

炸药爆炸时，爆炸能朝最弱自由面集中，其冲击波首先冲破抵抗线最小的自由面。

如果违