煤礦爆破安全

彭莊煤礦生產(chǎn)技術(shù)科孟黎明

2023/12/71煤礦爆破安全

1.煤礦巖巷掘進(jìn)的特點(diǎn)2.巖巷鉆爆法施工工序3.鑿巖爆破技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展4.爆破安全措施2023/12/721.煤礦巖巷掘進(jìn)的特點(diǎn)圍巖特征：煤田均屬于沉積礦床，因此圍巖以灰?guī)r、泥巖、砂巖、頁巖、煤等5種沉積巖類為主，其節(jié)理裂隙非常豐富，強(qiáng)度較低，這些巖石對支護(hù)不利，但對開拓掘進(jìn)是有利的。設(shè)備、器材：由于煤在成巖過程中，一些有機(jī)物在腐化變質(zhì)時(shí)產(chǎn)生了大量的可燃性2023/12/73

氣體（瓦斯），這些氣體的存在使得煤礦巖巷掘進(jìn)變得更為復(fù)雜了，使井下所用的設(shè)備、器材的選型受到了很多的限制，對鑿巖機(jī)具、裝藥運(yùn)輸設(shè)備、爆破器材等性能的發(fā)揮產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。這是制約煤礦巖石巷道掘進(jìn)速度的重要因素。2023/12/742.巖巷鉆爆法施工工序目前，國內(nèi)外礦山巖石巷道仍然以鉆眼爆破法施工為主。

巖巷鉆爆法施工工序較多，但主要分為以下三大工序：鑿巖爆破裝巖運(yùn)輸支護(hù)2023/12/752023/12/76放炮通風(fēng)錨桿/掛網(wǎng)噴漿循環(huán)裝藥/連線巖巷掘進(jìn)工藝流程…出渣打眼3.鑿巖爆破技術(shù)的現(xiàn)狀鑿巖機(jī)具的現(xiàn)狀及發(fā)展爆破工藝的現(xiàn)狀及優(yōu)化技術(shù)爆破器材的研究2023/12/773.1爆破工藝的現(xiàn)狀及優(yōu)化技術(shù)最佳炮孔深度的確定掏槽技術(shù)光面爆破技術(shù)全斷面炮孔數(shù)量的確定一次爆破技術(shù)2023/12/783.2最佳炮孔深度的確定炮孔深度是中深孔爆破中最基本的技術(shù)參數(shù)之一，合理炮眼深度的確定在快速掘進(jìn)中是非常關(guān)鍵的，它決定著各工序的工作量及完成時(shí)間，同時(shí)對爆破效果和循環(huán)進(jìn)尺有重要影響。在確定炮眼深度時(shí)，要綜合考慮巖石性質(zhì)、鉆眼機(jī)械能力、循環(huán)作業(yè)方式、支護(hù)方式、炸藥的作功能力等。2023/12/79要與配備的鑿巖機(jī)能力相適應(yīng)合理炮孔深度應(yīng)保證鑿巖機(jī)有較高的鉆進(jìn)速度。資料表明：普通氣腿式鑿巖機(jī)在相同的鑿巖條件下，采用同一根釬桿鉆眼時(shí)，每增加1米炮孔，其鉆眼速度就下降4%～10%左右。特別是當(dāng)炮眼深度超過3米時(shí)，由于釬桿與眼壁的摩擦增大，鉆孔速度下降很快。因此，要實(shí)現(xiàn)中深孔爆破，應(yīng)當(dāng)選擇功率較大的鑿巖機(jī)。2023/12/710要與循環(huán)作業(yè)方式相適應(yīng)合理炮孔深度最好要保正每班或每園班完成一個(gè)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)正規(guī)循環(huán)作業(yè)。這樣每班工作任務(wù)明確，便于生產(chǎn)組織與管理。2023/12/711要與巷道的掘支作業(yè)方式相適應(yīng)當(dāng)巷道采用錨桿或錨網(wǎng)支護(hù)時(shí)，使循環(huán)進(jìn)尺等于錨桿排距或網(wǎng)寬的整數(shù)倍，避免過大的空頂作業(yè)。2023/12/712要綜合考慮其他因素要綜合考慮巷道斷面的大小、巖石的堅(jiān)固性、炸藥作功能力、每班配備的人數(shù)、裝載和轉(zhuǎn)運(yùn)能力等因素。

2023/12/713在充分考慮上述因素后，再根據(jù)作業(yè)任務(wù)量來確定炮孔深度。2023/12/7143.3掏槽技術(shù)按一定規(guī)律布置的密集炮眼，爆破后形成空洞以及相應(yīng)的爆破過程統(tǒng)稱為掏槽。掏槽的目的是為后續(xù)爆破創(chuàng)造第二個(gè)自由面。掏槽爆破是影響巖巷掘進(jìn)進(jìn)尺的關(guān)鍵因素。要提高掘進(jìn)的爆破效率，就應(yīng)選擇與巖性、炸藥性能、起爆器材相適應(yīng)的掏槽方式和掏槽參數(shù)。2023/12/715合理掏槽方式的一般要求：炮眼利用率高，留下的殘眼少；掏槽形式簡單，易于掌握，適應(yīng)能力強(qiáng)；所形成的槽腔體積大，為后續(xù)炮孔爆破提供足夠的補(bǔ)償空間；最大限度利用有限的炮孔數(shù)目、減少所需的雷管段別。2023/12/716掏槽方式

掏槽方式一般可分為三種類型：斜眼掏槽、直眼掏槽、復(fù)合掏槽（斜眼和直眼混合型）。2023/12/717斜眼掏槽

斜眼掏槽就是掏槽眼與自由面（掘進(jìn)工作面）傾斜成一定角度的掏槽。常用的斜眼掏槽主要有以下幾種形式：單向掏槽、錐形掏槽、楔形掏槽、扇形掏槽等四種，在我國煤礦的斜眼掏槽中有85～95%是使用楔形掏槽方式。2023/12/718垂直楔形掏槽2023/12/719直眼掏槽直眼掏槽的特點(diǎn)是所有炮眼都垂直于工作面且相互平行，距離較近。其中有一個(gè)或幾個(gè)不裝藥的空眼?？昭鄣淖饔檬墙o裝藥眼創(chuàng)造自由面和作為破碎巖石的膨脹空間。常用的直眼掏槽主要有以下幾種形式：縫隙掏槽或龜裂掏槽、角柱形掏槽、螺旋掏槽、爆破封口掏槽、臺階掏槽、底眼藥包拋渣掏槽等幾種形式。2023/12/720直眼掏槽2023/12/7212023/12/7222023/12/723兩種掏槽方式的優(yōu)缺點(diǎn)斜眼掏槽優(yōu)點(diǎn)：

(1)適用于各種巖層，槽腔內(nèi)的巖石拋擲容易；

(2)掏槽眼數(shù)目較少，炮眼偏斜對炮眼利用率影響不大，不需要技術(shù)水平很高的掘進(jìn)工。

2023/12/724缺點(diǎn)：(1)炮眼深度受巷道寬度和高度限制，一次爆破進(jìn)尺有限；(2)巖石拋擲多而遠(yuǎn)，易打壞設(shè)備、管線和支護(hù)結(jié)構(gòu)。直眼掏槽優(yōu)點(diǎn)：

(1)炮眼垂直工作面布置，易于實(shí)現(xiàn)多臺鉆機(jī)同時(shí)作業(yè)和鉆眼機(jī)械化；

(2)炮眼深度不受巷道斷面限制，當(dāng)炮眼深度改變時(shí)，掏槽布置可不改變，只調(diào)整裝藥量即可；

(3)巖石拋擲距離小，爆堆集中，不易崩壞巷道內(nèi)的設(shè)備和支架。缺點(diǎn)：(1)炮眼數(shù)目和炸藥消耗量偏大；

(2)炮眼間距和平行度的誤差對掏槽效果影響較大。2023/12/725復(fù)合掏槽

復(fù)合掏槽是斜眼掏槽、直眼掏槽相互組合的掏槽。此掏槽方式主要是針對巖石較硬且整體性較強(qiáng)的中深孔爆破，常用的復(fù)合掏槽主要有以下幾種形式的組合：雙楔形復(fù)合掏槽、角柱狀掏槽與楔形掏槽復(fù)合、準(zhǔn)直眼強(qiáng)力掏槽等幾種形式。雙楔形復(fù)合掏槽是我國煤礦目前使用較多的一種復(fù)合掏槽形式。2023/12/7263.4光面爆破在巷道掘進(jìn)過程中為了控制超欠挖，減小爆破對圍巖的損傷，普遍采用光面爆破。目前采用的光面爆破主要有：普通光面爆破、定向斷裂控制爆破。普通光面爆破主要是通過多打眼、少裝藥等辦法來實(shí)現(xiàn)光爆目標(biāo)的；定向斷裂控制爆破則是通過其他方法，首先使炮孔孔壁特定部位產(chǎn)生應(yīng)力集中而產(chǎn)生徑向裂縫，隨后在爆生氣體和爆炸應(yīng)力波的共同作用下，使徑向裂縫持續(xù)擴(kuò)展，形成預(yù)期的斷裂面。目前常用的定向斷裂控制爆破方法主要有：沿炮眼縱向的“V”型槽法和切縫藥包法等兩種方法。2023/12/727普通光面爆破參數(shù)的確定炮眼間距合理的炮眼間距應(yīng)保證炮眼間的貫通裂隙完全形成。綜合考慮爆炸應(yīng)力波和爆生氣體在貫通裂隙形成過程中的作用，炮眼間距可由下面的方法確定：2023/12/7284.5全斷面炮孔數(shù)量與炮眼布置炮眼數(shù)目主要同井巷斷面、巖石性質(zhì)及炸藥性能等因素有關(guān)。確定炮眼數(shù)目的基本原則是在保證爆破效果前提下，盡可能地減少炮孔數(shù)目。2023/12/729炮眼布置的方法(1)總原則：首先布置掏槽眼，然后布置周邊眼，最后根據(jù)斷面大小布置崩落眼。(2)掏槽眼通常布置在巷道斷面的中央偏下，并應(yīng)考慮到能使崩落眼的布置較為均勻。(3)周邊眼布置在斷面輪廓線上。底眼眼底一般可超過底板輪廓線200mm。(4)崩落眼要以槽腔為自由面層層布置，并均勻地分布在被爆巖體上。2023/12/7304.6中深孔一次爆破技術(shù)分次爆破的危害；實(shí)現(xiàn)中深孔一次爆破的技術(shù)難點(diǎn)；實(shí)現(xiàn)中深孔一次爆破的途徑；2023/12/731分次爆破的危害目前，我國煤礦在大斷面巖巷掘進(jìn)中，由于技術(shù)條件的限制，大多采用分次爆破方法。分次爆破打眼數(shù)量較少，爆破效率較高，但所需的爆破次數(shù)多，爆破時(shí)間較長，與之相平行的其他工藝也不得不停止，嚴(yán)重影響了掘進(jìn)工作的連續(xù)性，不利于組織快速施工。同時(shí)分次爆破在第一次響炮后，爆破人員常常在通風(fēng)時(shí)間不足的情況下馬上到掌子面進(jìn)行第二次爆破的（裝藥）、連線工作，受到第一次爆破所產(chǎn)生的有害氣體的影響，容易產(chǎn)生一氧化碳、氮氧化物中毒事故。此外，由于巖體中結(jié)構(gòu)面的存在，先期爆破極易對后期爆破的炮孔產(chǎn)生破壞，可能使未爆的炸藥裸露，產(chǎn)生空爆現(xiàn)象，極易導(dǎo)致瓦斯爆炸等安全事故。2023/12/732實(shí)現(xiàn)中深孔一次爆破的技術(shù)難點(diǎn)1）爆破器材制約炸藥必須根據(jù)瓦斯的高低來選用不同等級的許用炸藥，一般來說許用炸藥的等級越高，其爆炸威力就越低，破巖的效果也就越差。煤礦許用毫秒電雷管只有1～5個(gè)段，為了提高爆破效率，對于大斷面的巖石巷道往往很不夠。（美國500ms）起爆器的起爆能力有限，目前我國最大的起爆器是MFB200型，此起爆器名義上可起爆200發(fā)電雷管，但在井下往往50~70發(fā)以上就會(huì)出現(xiàn)大量的拒爆現(xiàn)象。2023/12/7332）掏槽技術(shù)的制約對于中深孔爆破來說，由于炮孔的加深，孔底的夾制作用增強(qiáng)，使得掏槽更加困難。盡管目前的分層分段直眼掏槽技術(shù)已得到一定的應(yīng)用，但對于大斷面巖巷來說，由于雷管段別的制約也顯得力不從心。在非煤炭系統(tǒng)也有許多高效的掏槽方式，如螺旋掏槽、角柱狀直眼掏槽等均是使用5-8段雷管后才獲得良好爆破效果的。因此，在煤炭系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)中深孔一次爆破，實(shí)現(xiàn)巖巷快速掘進(jìn)，尋找高效中深孔掏槽方式非常緊迫。2023/12/7344.爆破安全措施1、井下爆破工作必須由經(jīng)培訓(xùn)合格的專職人員擔(dān)任，并持證上崗，嚴(yán)格執(zhí)行掘進(jìn)工作面作業(yè)規(guī)程及其爆破說明書。放炮員下井時(shí)必須攜帶便攜式甲烷檢測儀，并嚴(yán)格執(zhí)行公司、礦制定的火藥領(lǐng)退制度，用多少，領(lǐng)多少，用不了的交回火藥庫。爆破作業(yè)必須執(zhí)行“一炮三檢制”（裝藥前、爆破前、爆破后檢查瓦斯）。2、爆破作業(yè)必須嚴(yán)格執(zhí)行“三級鳴哨”（一響撤人、二響爆破、三響解除）、“三保險(xiǎn)”（拉線、設(shè)置警標(biāo)、站崗）和“三人連鎖放炮”制度。3、一個(gè)掘進(jìn)工作面嚴(yán)禁同時(shí)使用2臺發(fā)爆器同時(shí)進(jìn)行爆破。4、爆破工必須把炸藥、電雷管分開存放在專用的爆炸材料箱內(nèi)，并加鎖；嚴(yán)禁亂扔、亂放。電雷管必須由放炮員運(yùn)送，炸藥由放炮員或在放炮員監(jiān)護(hù)下由他人背送，背送火藥人員行走中要注意避免接觸電纜和金屬導(dǎo)電體，嚴(yán)禁用礦車、皮帶機(jī)、運(yùn)煤機(jī)運(yùn)送火藥和雷管。5、裝藥前，首先必須清除炮眼內(nèi)的巖粉，再用木質(zhì)或竹質(zhì)炮棍將藥卷輕輕推入，不得沖撞或搗實(shí)。炮眼內(nèi)的各藥卷必須彼此密接。有水的炮眼，應(yīng)使用抗水型炸藥。裝藥后，必須把電雷管腳線懸空，嚴(yán)禁電雷管腳線、爆破母線與運(yùn)輸設(shè)備、電氣設(shè)備以及掘進(jìn)機(jī)械等導(dǎo)電體相接觸。6、炮眼封泥應(yīng)用水炮泥，水炮泥外剩余的炮眼部分應(yīng)用粘土炮泥或用不燃性的、可塑性松散材料制成的炮泥封實(shí)。嚴(yán)禁用煤粉、塊狀材料或其他可燃性材料作炮眼封泥。無封泥、封泥不足或不實(shí)的炮眼嚴(yán)禁爆破。嚴(yán)禁裸露爆破，嚴(yán)禁放糊炮、非發(fā)爆器起爆。7、炮眼深度和炮眼的封泥長度應(yīng)符合下列要求：①炮眼深度小于0.6m時(shí)，不得裝藥、爆破；在特殊條件下，如挖底、刷幫、挑頂確需淺眼爆破時(shí)，炮眼深度可以小于0.6m，但必須符合下列要求：a、每孔裝藥量不得超過150g；b、炮眼必須封滿炮泥；c、爆破前，必須在爆破地點(diǎn)附近灑水降塵，并檢查瓦斯，濃度超過1%不準(zhǔn)爆破；d、檢查并加固爆破地點(diǎn)附近支架；e、爆破時(shí)，必須站好崗并有班組長在現(xiàn)場指揮；②炮眼深度為0.6～1m時(shí)，封泥長度不得小于炮眼深度的1/2。③炮眼深度超過1m時(shí)，封泥長度不得小于0.5m。8、爆破工必須最后離開爆破地點(diǎn)，并必須在安全地點(diǎn)起爆。起爆地點(diǎn)到爆破地點(diǎn)的距離直線不少于150m，曲線不少于100米。嚴(yán)格執(zhí)行一次裝藥一次起爆。（煤層有沖擊性礦井）9、發(fā)爆器的把手、鑰匙、必須由爆破工隨身攜帶，嚴(yán)禁轉(zhuǎn)交他人。不到爆破通電時(shí)，不得將把手或鑰匙插入發(fā)爆器。爆破后，必須立即將把手