基于電爆網(wǎng)絡的硐室爆破起爆事故分析

基于電爆網(wǎng)絡的硐室爆破起爆事故分析

地下采礦不需要大型設(shè)備和大型施工現(xiàn)場，可以在短時間內(nèi)完成大型石方工程。因此，洞爆炸廣泛應用于采礦開采初期的大型分離工程、采礦和蓄水、水庫建設(shè)、采礦和蓄水、平原地等領(lǐng)域。但硐室爆破作業(yè)人員勞動強度大,施工條件差,施工組織復雜,安全要求高,因此在爆破作業(yè)分級中硐室爆破不論裝藥量大小,均屬于大爆破。硐室爆破如發(fā)生拒爆事故,處理非常困難,將造成重大的安全事故,因此合理選擇、布設(shè)起爆網(wǎng)絡,進行爆破網(wǎng)絡試驗,對硐室爆破安全可靠起爆具有重要意義。本文試圖通過對某石灰石礦發(fā)生的電爆網(wǎng)絡拒爆事故進行分析,幫助礦山正確選擇起爆方法,合理設(shè)計起爆網(wǎng)絡,增加起爆網(wǎng)絡的可靠性,避免拒爆事故的發(fā)生,為今后實施硐室爆破的同行提供參考。1爆破質(zhì)量及網(wǎng)絡某石灰石礦一直采用硐室爆破方式進行石灰石開采,在2002年3月中旬進行的一次硐室爆破中,發(fā)生拒爆事故,16個藥室中有5個藥室發(fā)生拒爆,拒爆對石灰石礦的生產(chǎn)造成很大影響。此次爆破共有16個藥室,分兩排布置,每排8個,藥室間距15m,藥室排距13m,總裝藥量55t,平均每個藥室裝藥約3.5t(圖1)。采用電爆網(wǎng)絡,起爆器起爆,起爆器型號YJGN-1000,起爆器允許最大負載電阻900Ω,引爆脈沖電壓V=1800V。起爆體在爆破前一天加工,每個起爆體放置5發(fā)瞬發(fā)8號電雷管,起爆體用木箱裝25kg2#巖石炸藥制作,在爆破時由爆破工負責放置在藥室內(nèi),起爆體內(nèi)的雷管沒有進行電阻檢測,起爆母線采用普通電話線,從硐口引出,長約1000m。起爆前測量整個網(wǎng)絡電阻R=256Ω,起爆后,爆區(qū)左側(cè)巖體沒有松動,根據(jù)爆堆情況判斷,左側(cè)5個藥室發(fā)生拒爆。爆破網(wǎng)絡連接見圖1。2爆破質(zhì)量方面的問題為弄清拒爆事故發(fā)生的具體原因,爆破組織人員首先對電爆網(wǎng)絡的起爆電流進行了復核驗算,根據(jù)前面介紹的網(wǎng)絡參數(shù),計算結(jié)果如下:母線瞬間最大起爆電流:I0=V÷R=1800÷256=7.03A;母線平均電流:Ip=ΦI0=0.82×7.03=5.76A;流過單發(fā)電雷管的起爆電流:Id=Ip÷5=5.76÷5=1.152A。由于整個網(wǎng)絡采用并串聯(lián)形式,5發(fā)電雷管并聯(lián),假定每個雷管的電阻相同,(沒有測定)則通過每發(fā)電雷管的電流為1.152A;遠小于2.5A的規(guī)定要求(爆破規(guī)程規(guī)定:大爆破采用直流電源起爆時準爆電流為2.5A)。從起爆電流的計算可以看出,爆破網(wǎng)路設(shè)計不合理,網(wǎng)路內(nèi)流過單發(fā)電雷管起爆電流達不到規(guī)程要求的2.5A,存在拒爆的可能。通過驗算可以看出,此次爆破的起爆網(wǎng)路連接存在以下問題:①此次爆破采用的并串聯(lián)網(wǎng)絡,5發(fā)電雷管并聯(lián)起爆一個藥室,不但沒有增加起爆的可靠性,反而分散了電流,使得通過每個電雷管的起爆電流都達不到最低準爆電流是事故的主要原因。②5發(fā)雷管并聯(lián),增大了電雷管間電阻差的不確定性,因而增大了網(wǎng)絡起爆的不確定性,增大了事故發(fā)生的概率。⑵爆破施工管理方面的原因可能引起硐室爆破拒爆的原因很多,主要有以下幾個方面:①使用的起爆電源容量小。②使用的線材不符合電流的容量要求。③網(wǎng)絡未保護,裝藥中損壞;線路接地、漏電;接觸電阻過大。④使用前未檢查、未測雷管電阻。⑤未按要求使用雷管,不同廠家、批號雷管混聯(lián)。⑥起爆藥包的原因如受潮拒爆、能量小。⑦漏接雷管。此次事故的發(fā)生,除了前面分析的技術(shù)原因外,礦山施工管理存在諸多漏洞,導致了爆破事故不可避免。管理方面的問題在于:①不遵守《安全規(guī)程的規(guī)定》,盲目施工,是發(fā)生拒爆事故的主要原因。硐室爆破屬于大爆破,必須由具備資質(zhì)的設(shè)計單位編制完整的設(shè)計。設(shè)計必須通過技術(shù)審查,經(jīng)過單位負責人批準,大爆破工程必須經(jīng)過安全評估,但此次爆破完全違背了規(guī)程的要求,甚至對起爆網(wǎng)絡沒有進行電阻計算,靠經(jīng)驗、想當然的認為并聯(lián)的雷管越多越可靠。對各段起爆電線的電流容量、電阻沒有計算,隨意選用電話線做爆破母線,線徑過細、導線電阻大、壓降大、導致起爆電流不足。②礦山?jīng)]有專業(yè)工程技術(shù)人員,不具備實施大爆破的技術(shù)力量,對如此明顯的違規(guī)錯誤,礦山由于缺乏技術(shù)審核造成后患。③爆破員安全意識淡漠,違規(guī)操作,制做起爆藥包時,不對電雷管的技術(shù)參數(shù)進行檢測,沒有對電爆網(wǎng)絡進行實爆實驗或等效模擬試驗,甚至連入網(wǎng)絡的雷管腳線也沒有去掉,使得起爆線路電阻過大。④施工組織者沒有施工經(jīng)驗,對起爆網(wǎng)絡沒有安排特別的保護,在裝藥過程中沒有分段及時測量藥室連接線和雷管的電阻,不能及時發(fā)現(xiàn)連接的錯誤和電阻的異常。硐室爆破屬于大爆破,國家的有關(guān)法律法規(guī)及技術(shù)標準對大爆破作業(yè)的施工程序有強制性的規(guī)定,如對爆破設(shè)計的內(nèi)容、設(shè)計資質(zhì)、設(shè)計審批;爆破作業(yè)的施工組織、裝藥、網(wǎng)絡連接等的規(guī)定,是企業(yè)必須遵守的。從上面的介紹中可以看出,礦山在實施此次硐室爆破時,施工作業(yè)程序混亂,在許多方面違背了必須遵守的規(guī)定,如:①網(wǎng)路起爆電流沒有達到規(guī)程的要求;②起爆母線不合格;③起爆電源容量小;④沒有對連入網(wǎng)路的電雷管進行技術(shù)參數(shù)檢測和篩選;⑤沒有進行網(wǎng)路爆破試驗等,網(wǎng)路靠經(jīng)驗聯(lián)接,使爆破網(wǎng)絡沒有達到可靠起爆的技術(shù)標準,導致了事故最終發(fā)生。3清挖開散狀炮發(fā)生拒爆事故對礦山的生產(chǎn)造成很大影響,為了消除安全隱患,礦山專門成立了事故處理小組,制定了具體的處理措施和方法。主要有:①安排專人對事故現(xiàn)場進行保護性監(jiān)察,禁止在拒爆區(qū)進行深孔或藥室爆破;②從已松動的爆堆開始,裝載機逐漸向拒爆區(qū)清挖,清挖時安排專人在現(xiàn)場指揮和檢查,禁止攜帶帶電設(shè)備在拒爆區(qū)作業(yè)。③清挖接近拒爆區(qū)時,要求裝載機減輕作業(yè)力量,采用少量多次的清挖方式,清挖出藥室導硐口,硐口的部分渣石和導硐內(nèi)的渣石用人工小心清理,對清理出的起爆導線用絕緣膠布包扎好并作短路連接。④對基本完好的藥室,先用防止靜電的木制工具清挖開散狀炸藥,取出起爆雷管,后根據(jù)重新核定的抵抗線確定出藥量,重新裝藥起爆。原來的拒爆炸藥因已潮濕失效,不能判斷其爆破效果,作銷毀處理。對已破壞的藥室,裝載機清理完覆蓋的渣石,炸藥露出后,先用木制工具清挖開殘存的炸藥,取出起爆雷管,再清除炸藥,炸藥受潮失效,做銷毀處理。由于此次爆破方量較大,爆破破壞了大部分藥室,并且由于不能確定藥室內(nèi)殘藥的效力,不能采用二次引爆的措施,而必須清挖出藥室內(nèi)全部殘留的炸藥,因而處理作業(yè)具有較大的危險性,而且費時費力。拒爆區(qū)的處理分藥室逐個進行,處理完畢用了一年的時間。處理過程因為組織有力、措施得當而進行的安全有序,處理過程中沒有發(fā)生爆破事故,但由于處理作業(yè)始終在拒爆事故的陰影下進行,作業(yè)條件受到限制,所以作業(yè)過程進行的十分緩慢,耗費了大量的時間和人力。4導浚網(wǎng)絡起爆的質(zhì)量控制根據(jù)硐室爆破電爆網(wǎng)路發(fā)生拒爆事故的原因,本文在此依據(jù)《爆破安全規(guī)程》提出幾條措施建議供爆破施工組織者參考,預防措施可以分成管理措施和技術(shù)措施。⑴組織管理措施①硐室爆破必須按《大爆破安全規(guī)程》規(guī)定的要求進行爆破設(shè)計,設(shè)計單位必須具有相應的資質(zhì),設(shè)計必須進行安全評估,在評估之后報主管單位審批,爆破施工必須按審批后的設(shè)計施工。②爆破施工必須成立施工指揮機構(gòu),編制施工組織設(shè)計,各職能組要明確分工,各負其責,保證爆破按設(shè)計施工。③施工單位必須具有相應的技術(shù)力量,施工組織者和主要施工技術(shù)人員必須具備相應的資質(zhì)。⑵技術(shù)措施①爆破網(wǎng)絡中的雷管必須使用同一廠家、同一批次的雷管,雷管必須逐個進行檢測,雷管間的電阻差必須符合規(guī)程的要求,計算的準爆電流必須符合規(guī)程的標準,設(shè)計的電爆網(wǎng)絡必須進行爆破試驗,以驗證網(wǎng)絡起爆的可靠性,。②繪制起爆網(wǎng)絡圖,以便隨時檢查起爆網(wǎng)絡敷設(shè)的正確與否,圖中應標明起爆體個數(shù)、編號、起爆體中雷管的段別、阻值,連接導線后雷管的電阻,導線共分多少段,每段的線徑、長度、編號,導線接頭的位置、保護措施,每個分支導硐的電阻和網(wǎng)絡總電阻。③起爆體必須有專人加工,起爆體安放必須兩個人進行,一人安放一人監(jiān)護,起爆體一般用木箱裝優(yōu)質(zhì)炸藥,可以防止炸藥被壓實鈍化,可以防潮,防止拖拽導線時導線與雷管脫開。④導硐內(nèi)的導線必須選用優(yōu)質(zhì)銅芯線,禁用鋁芯線(鋁芯線易出現(xiàn)接觸電阻過大),網(wǎng)絡連接為保證不接錯、漏接,必須一人接線,一人監(jiān)督檢查,所有接頭必須采用電工接頭法,用紗布除銹,防止損傷線芯,出現(xiàn)假接。在堵塞過程中,每堵完一段必須檢測一次線路電阻,發(fā)現(xiàn)阻值不穩(wěn)定,必須查找原因,進行處理。⑤線路保護:藥室內(nèi)的線路可壓在藥包中間(藥包比較柔軟),導線可以沿導硐頂部引出到硐口,導硐內(nèi)不應出現(xiàn)接頭,穿過堵塞段時應用線槽、舊膠管或其他材料可靠地保護起來。⑥監(jiān)督檢查:各作業(yè)導硐的負責人對本導硐的網(wǎng)絡驗收后,將連接頭交分區(qū)負責人,分區(qū)負責人按分解圖的電阻進行驗收,施工負責人對各分區(qū)電阻進行驗收,總電阻必須與分解圖的總電阻一致。⑦起爆電源:大藥量硐室爆破不應當使用起爆器起爆(起爆器起爆電壓高、電容量小,在硐內(nèi)潮濕時,接頭容易漏電,造成拒爆),一般應采用380V工業(yè)電起爆,起爆電源的容量應滿足設(shè)計的要求。5爆破過程中的作用相對于導爆索起爆、非電導爆管起爆法,電爆網(wǎng)絡的優(yōu)點在于:可以用儀表檢查網(wǎng)絡施工質(zhì)量,從而可以保證網(wǎng)絡連接的正確性和可靠性,并且方便遠距離操作,可以控制起爆時間和各段延期時間。我國用電力起爆網(wǎng)絡曾成功起爆20000發(fā)電雷管及3次萬t級的大爆破。該石灰石礦已將爆破作業(yè)外包給一家專業(yè)爆破公司,在以后進行的幾次硐室爆破中,采用電爆網(wǎng)絡,取得