全国工程爆破技术人员统一培训内容(8).ppt

全国工程爆破技术人员统一培训内容中国工程爆破协会 编汪旭光 主编冶金工业出版社（2011）爆 破 设 计 与 施 工（8）1第八章 地下爆破8.1 非煤矿山地下采矿爆破8.2 煤矿井下爆破8.3 水电地下洞室群爆破8.4 放射性矿床开采爆破8.5 高温硫化矿爆破28.2 煤矿井下爆破 煤矿井下经常遇到的具有危险性的作业环境主要有：瓦斯、煤尘、杂散电流、突水和有害气体。因此，在煤矿井下实施爆破作业，必须了解井下作业环境，对工作面的瓦斯、煤尘、杂散电流、有害气体等应按规定检测或监测，采取相应的防爆、阻爆或隔爆措施，确保井下爆破作业在规定的安全环境下进行。31、爆破与瓦斯 矿井瓦斯是井下由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体的 总称。由于主要成分是甲烷（CH4），又称为沼气，所以通常所谓矿井瓦斯就是指甲烷。瓦斯本身无毒，但不能供人呼吸，与空气混合达到一定浓度时，遇高温火焰能够燃烧或爆炸。4煤矿安全规程规定 一个矿井中只要有一个煤（岩）层发现瓦斯，该矿井即为瓦斯矿井。矿井瓦斯的等级，根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：v （1）低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于10 m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40 m3/min。v （2）高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10 m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40 m3/min。v （3）煤（岩）与瓦斯突出矿井。5瓦斯爆炸必须具备四个条件：一定浓度的甲烷，一定温度的引火源、一定的点火时间和一定浓度的氧气。v 当空气中甲烷浓度为9.5%和含氧量为19%时，正是瓦斯完全燃烧所需要的氧量，在该种条件下瓦斯极易引爆，而且爆炸威力最大。v 瓦斯的引火温度一般为650 C 750 C；v 点火时间大于130ms 6 爆破引爆瓦斯的主要原因有三条：（1）炸药爆生气体产物的直接作用。（2）炸药爆破过程中炽热固体颗粒的作用。（3）炸药爆破形成的空气冲击波的作用。7为确保井下爆破作业安全，应采取如下对策：v掘进和回采工作面要有足够的新鲜风流；v采掘工作面的爆破器材，要选用与瓦斯等级相应的煤矿许用爆破器材；v在高瓦斯矿井放炮时，都应采用正向起爆，禁止反向起爆；v炮孔堵塞可用水炮泥或具有不燃性、可塑性的粘土炮泥；v掘进工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过1%，都必须停止工作；v采用毫秒雷管实行全断面一次爆破、长壁回采工作面不准分区段爆破；v井下爆破15min后，瓦斯检测员进入工作面和电气设备附近检测瓦斯浓度，正常时方可恢复送电；82、爆破与煤尘 v井下爆破作业是产生粉尘的主要因素之一，爆破不仅能产生新的粉尘，而且能使以往沉积的粉尘扬起。v工作面煤尘浓度达到一定范围时，在一定温度的热源下便可发生燃烧或爆炸。v 煤尘爆炸条件：与瓦斯爆炸具有同样的特点。93、爆破诱发突水爆破作业引起突水事故的主要原因如下：（1）对矿井水文地质情况掌握不准；（2）井下爆破施工时，忽视安全，投机取巧，违章作业；（3）井下施工人员缺乏安全技术培训，素质差，对突水发生前的征兆认识不清。10一些常见的突水预兆：（1）“挂红”与“挂汗”现象；（2）工作面水的气味和颜色有变化；（3）工作面空气变冷；（4）煤层发潮、发暗、无光泽，工作面有害气体明 显增加；（5）巷道顶板来压，底板鼓起并往外渗水，淋水增 大或出现压力水头；（6）巷道内部有“水叫”声。11爆破透水事故的预防措施：v1、对矿井水源和水文地质资料进行深入调查研究；v2、坚决贯彻有疑必探、先探后掘、边探边掘的防水安全规定；v3、发现有透水或突水预兆，在未查明原因之前，应将工作面作业人员 撤离到安全地点，严禁进行装药爆破；v4、在爆破作业时要特别注意爆破后可能发生的突水事故，遇到以下几 种情况，要停止爆破作业，进行探水处理：A、当掘进到老空区、接近含水层、导水断层、溶洞和陷落区时，要停止爆破作业，先进行探水；B、接近水文地质复杂的区域并有出水征兆或接近有出水可能的钻孔时，应立即探水；12 C、打开隔离煤柱防水或接近可能的河流、湖泊、水库等相通的断层破碎带时，必须停止爆破作业，先进行探水；D、打完探水钻孔后，当炮眼或掘进头有出水征兆，可能是超前距离不够或偏离探水方向，可再打不同方位的探水 孔，切忌盲目装药放炮。v5、掘进工作面涌水严重，可工作面注浆堵塞涌水 通道，堵隔透水水源后，再进行爆破作业。13 4、井下杂散电流及有害气体 煤矿井下爆破作业会遇到杂散电流、静电感应和射频电感应等现象，这些均可能引起电爆网路的失常或雷管早爆现象。v杂散电流的来源主要在以下四方面：1）井下架线电机车的电气牵引网络电流经金属物或大地 返回直流变电所的电流。2）动力或照明交流电漏电。3）因电磁辐射和高压线路电感应产生杂散电流。4）井下大地的自然电流和化学作用漏电。14爆破作业现场杂散电流的防治措施：1）及时检测杂散电流的大小；2）确保电爆网路的连线质量；3）尽量减少杂散电流的来源，特别要注意防止架 线式电机车牵引网络的漏电；4）在爆破区范围采取局部或全部停电；5）采用高安全性的低电阻电雷管或智能电雷管，抗杂散电流的无桥丝电雷管等。15v井下有毒有害气体产生的渠道：象煤系地层本身、炸药爆炸或未完全爆轰产生的气体、井下使用的化学试剂和化工产品、以及电气产品等都可放出或产生有毒或有害气体。v井下有害气体主要有以下几种：1、一氧化碳（CO）：是无色、无味、无臭的气体，在常温和常压下其 浓度在13%75%时，遇火能引起爆炸。2、二氧化氮（NO2）：是一种毒性很强的气体，对人的眼、鼻、呼吸 道和肺部组织有强烈的腐蚀作用，严重时造成肺水肿。3、二氧化硫（SO2）：是无色、具有强烈硫磺燃烧气味的气体，常积 聚于巷道的底部。4、氨气（NH3）：是无色、有强烈刺激臭味的有毒气体。对眼、皮肤 和呼吸系统有刺激作用，严重时引起肺水肿、失去知觉甚至死亡。5、硫化氢（H2S）：是无色、微甜、有臭蛋味的气体。能燃烧，当浓 度在4.3%46%时，还能爆炸。16井下防治有毒、有害气体的常用措施如下：1、在岩石与二氧化碳（瓦斯）突出危险的岩层中掘进爆破时，采取相应的防突措施；（1）在一般或中等程度突出危险的地带，可采用浅孔爆破或远距离多段放炮法；（2）在严重突出危险地带，可采用超前钻孔和深孔松动爆破措施。（3）在严重岩石与二氧化碳突出危险地带，在工作面附近应安设挡栏，以限制突出强度和距离。2、严格检验井下所用施工材料、化工品等的有毒、有害成分；3、掘进和采煤工作面的爆破作业会产生大量有毒气体，禁止使用非标准炸药；4、最主要措施是加强工作面的通风，通风系统的设立要合理高效；5、工作面及时喷雾洒水；6、井下通风不良或长时间不通风的旧巷道，应设栅栏或挂上“禁止入内”的牌子。17目前在井下采用的防尘、阻爆和隔爆技术主要包括：特制炮泥、喷射水幕、压气水幕、机械泡沫和岩粉棚等。特制炮泥是指水炮泥和化学炮泥。181、水炮泥及其作用：水炮泥是一种用塑料薄膜圆桶充水密封替代粘土炮泥的炮孔堵塞材料，不但具有普通炮泥的堵塞作用，而且具有如下作用：A、炸药爆炸后，水炮泥中的水由于爆炸气体的冲击作用而形成一层水幕，起到了降低爆温、缩短爆炸火焰延续时间的作用，从而减少了引爆瓦斯煤尘的可能性，有利于爆破安全作业。B、水炮泥破裂后形成的水幕，有灭尘和吸收炮烟中有毒气体的作用，有利于改善井下作业条件。C、采用碱性水炮泥，对爆炸气体和炮烟中的氮氧化物的吸收更为有效。水雾粒子混合于炮烟中，与其中的有毒气体成分充分接触，可吸收部分有毒气体。192、化学炮泥及作用：化学炮泥的主要成分是水、水玻璃（Na2O nSiO2）和能使水玻璃产生凝胶的酸性固化剂。3、抑尘炮泥：其主要成分有YG药粉、表面活性剂和微粒多孔物质等，在炸药爆炸瞬间产生的高温、高压和爆炸冲击波作用下抑尘炮泥迅速扩散、雾化和湿润，吸附空气中的浮游粉尘和炮烟，从而起到抑尘、消烟、消焰和降温的作用。20炮孔充填的主要作用如下：A、保证炸药在密封状态下充分爆炸，使之释放出最大能量，减少有毒气体的生成量；B、提高炸药的热效率，延缓爆生气体逸出炮孔的时间，使更多的热量转变为破碎岩石和煤体的机械力；降低爆生气体逸出自由面时的温度和压力；C、在有瓦斯煤尘的工作面，炮泥可阻止灼热的固体颗粒从炮眼中飞出，减少引爆瓦斯煤尘的危险；D、炮泥对爆炸应力波参数和爆生气体的似静态作用都有影响，从而能够增加压力作用时间和爆炸传给岩石的比冲量。21