煤矿爆破技术要点.docx
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煤矿爆破技术要点
煤矿爆破技术要点
一、爆破器材
1、雷管
(1)雷管分类
煤矿使用的工业电雷管包括:
煤矿许用瞬发电雷管、煤矿许用毫秒延期电雷管。
(2)雷管的技术指标
A、外观:
雷管表面不允许有裂缝、严重的砂眼、管体锈蚀、浮药、底部残缺、卡箍开裂、封口塞松动或过高、过低。
B、电阻:
2米铁脚线雷管的全电阻不大于6.3Ω,上下差值不大于2.0Ω;铜脚线电雷管的全电阻不大于4.0Ω,上下限差值不大于1.0Ω.
C、安全电流:
对电雷管通以0.18A的恒定电流5分钟不爆炸。
D、单发发火电流:
对电雷管通以恒定的直流电,其发火电流上下限不大于0.45A。
E、串联准爆电流:
对串联连接的20发电雷管通以1.2A恒定的直流电,应全部爆炸。
F、发火冲能:
不大于8.7A2.ms
G、铅板试验:
8号电雷管应炸穿5mm厚铅板,铅板穿孔直径不小于雷管外径.
H、震动试验:
震动10分钟,不允许出现爆炸、断路、短路、电阻不稳、结构损坏。
I、封口牢固性试验:
荷重2.0kg,持续1分钟,封口塞和脚线不发生肉眼可见的移动和损伤.
J、有效期:
瞬发电雷管为两年,延期电雷管为一年半。
2、检测仪表
是用于检测电雷管和起爆导线的仪表。
包括欧姆表和线路电桥两种。
使用欧姆表时要先用万用表或毫安表检测其输出电流不得大于30mA,否则在使用欧姆表检测电雷管时可能引起电雷管的爆炸.
3、起爆电源
在有瓦斯或爆炸性粉尘的矿井中,只准使用专用防爆型起爆器.不得使用照明和动力交流电源.煤矿上一般使用电容式起爆器,其放电时间不得超过4ms.
要求起爆电流不小于2.0A.当采用毫秒爆破时,应计算好起爆电源的电流,使通过每个电雷管的电流恒定在2.0A为好.以免因电流强度过大或过小影响毫秒电雷管的延期时间间隔.
4、乳化炸药
(1)乳化炸药的品种与规格
煤矿使用的乳化炸药通常有二级煤矿许用乳化炸药和三级煤矿许用乳化炸药。
炸药规格通常有35mm×300g、32mm×200g、27mm×160g三种。
(2)乳化炸药的主要性能指标见下表:
表一、乳化炸药的主要性能指标
项目
岩石乳化炸药
煤矿许用乳化炸药
1号
2号
二级
三级
药卷密度(g/cm3)
0.95-1.30
0.95-1.30
0.95-1.25
0.95-1.25
爆速(m/s)≥
4500
3200
3000
2800
猛度(mm)≥
16
12
10
8
殉爆距离(cm)≥
4
3
2
2
做功能力(ml)≥
320
260
220
210
撞击感度
爆炸概率≤8%
摩擦感度
爆炸概率≤8%
热感度
不燃烧不爆炸
爆炸后
有毒气体含量
≤80L/kg
可燃气安全度
-
合格
使用保证期(d)
180
120
(3)乳化炸药的特性
A、乳化炸药的优点:
生产自动化程度高、原料来源广、不含有毒成分、不污染环境、抗水、生产运输使用安全(除爆轰感度高于铵梯炸药外,其它感度都低于铵梯炸药)。
用于煤矿井下时,爆炸后生成的有毒气体少,可以改善工人的作业环境。
炮眼利用率高,吨煤炸药消耗量低于铵梯炸药。
B、乳化炸药的抗水性:
由于乳化炸药是油包水型物理结构,氧化剂溶液全部被连续的油相材料所保护,所以乳化炸药具有天然的抗水性能。
但是当炮孔内有积水时,将使炸药的装填密度降低,从而影响炸药爆轰的稳定传播。
C、乳化炸药的耐低温性能:
乳化炸药的氧化剂饱和溶液在低温下容易产生硝酸铵析晶现象,尤其是在冬季低温条件下进行爆破施工时,如果使用不当常造成炸药拒爆。
D、乳化炸药的临界直径:
是指乳化炸药能够稳定爆轰的最小直径。
乳化炸药小直径药卷容易产生拒爆和半爆,就是因为其直径接近临界直径,不能稳定地传播爆轰。
E、乳化炸药的沟槽效应:
沟槽效应(间隙效应或管道效应)是指在炮眼内,如果药柱与炮眼孔壁间存在间隙,常常会发生爆轰中断或爆轰转变为燃烧的现象。
它不仅降低了爆破效果,而且在瓦斯矿井中进行爆破时,若炸药发生燃烧,就有引发事故的可能。
沟槽效应产生的原因是:
当药柱爆轰时,在空气间隙内产生超前于爆轰波传播的空气冲击波。
在冲击波压力作用下,炸药内产生白药柱表面向内传播的压缩波,使药柱发生变形,压缩药柱表面形成锥形压缩区。
压缩区可视为惰性层,从而减小了药柱直径,当药柱直径减小到小于临界直径时,即可导致爆轰中断。
另外,当超前爆轰波的空气冲击波过后将产生反向的稀疏波,反向稀疏波将削弱爆轰波的传播。
在小直径炮孔中,这种现象普遍存在。
乳化炸药的沟槽效应较小,但仍然要注意这一特性。
消除沟槽效应的措施有:
(1)采用耦合散装炸药消除径向间隙,可以从根本上克服间隙效应;
(2)采用硝酸铵类混合炸药,产生间隙效应的可能性较小;
(3)在连续药柱上,隔一定距离(或在相临药卷连接端处)套上硬纸板或其他材料做成的隔环,其外径稍小于炮眼直径,将间隙隔断,以阻止间隙内空气冲击波的传播或削弱其强度;
(4)采用临界直径小,爆轰性能好,对间隙效应抵抗力大的炸药。
F、乳化炸药的压力减敏效应:
大量实践表明,将乳化炸药用于毫秒延时爆破作业时,经常遇到后爆的炮孔内的炸药出现不完全爆炸或拒爆的现象。
尤其是在炮孔间距较小、炮孔间的岩石比较软弱、水下爆破或在有水的工作面上进行爆破时最容易发生,这种现象叫做压力减敏。
主要表现为低速爆轰、局部爆轰(俗称半爆)、爆燃(即迅速燃烧)或者拒爆。
消除压力减敏效应的措施有:
增加炮孔间距、减少炮孔积水等。
二、爆破技术
在煤矿井下进行的爆破作业,使用乳化炸药时要注意以下几点:
(一)对炮眼布置的要求
除合理确定钻眼爆破参数外,为保证安全,提高钻眼爆破效率和质量,还需正确布置工作面上的炮眼。
合理的炮眼布置应能满足下列要求:
1、有较高的炮眼利用率;
2、先爆炸的炮眼不会破坏后爆炸的炮眼,或影响其内装药爆轰的稳定性;(防止乳化炸药的压力减敏效应)
3、爆破块度均匀,大小符合装岩要求,大块率小;
4、爆堆集中,爆破高度和宽度符合要求;飞石距离小,不会损坏支架或其他设备;
5、爆破后断面和轮廊符合设计要求,不会发生欠挖和过量超挖;壁面子整并能保持巷道围岩本身的强度和稳定性;
6、便于打眼,并尽可能减少钻眼机械和设备的移动。
(二)、装配起爆药卷
煤矿安全规程规定:
1、装配起爆药卷时,必须防止电雷管受震动、冲击、折断脚线和损坏脚线绝缘层。
2、电雷管必须由药卷的顶部装入,严禁用电雷管代替竹、木棍扎跟。
(使用塑模包装的乳化炸药时必须用刀片将药卷一端的卡扣切掉,将雷管沿着药卷的长度方向插入要卷内,雷管要插到药卷中间,不得贴边。
)
3、应将电雷管的三分之二到四分之三插入药卷内。
4、严禁将电雷管斜插在药卷的中部或捆在药卷上。
5、电雷管插入药卷后,必须用脚线将药卷缠住,以便把电雷管固定在药卷内,并必须扭结电雷管脚线末端成短路。
(三)装药
1、安全装药程序
在井下放炮地点放炮作业时,放炮员、班组长和瓦斯检查员必须对放炮地点的通风、瓦斯、煤尘、顶板、支护、爆破器材等全面检查,确认可以装药时,方可按下列程序进行装药。
(1)验孔
在装药前,用炮棍插入炮眼内,检验炮眼的角度、深度、方向和炮眼内的情况。
(2)清孔
待装药的炮眼,必须用掏勺或压缩空气吹眼器清除净炮眼内的煤、岩粉,以防止煤、岩粉堵塞,使药卷不能密接或装不到眼底。
使用吹眼器时,附近人员必须避开压风吹出气流方向,以免炮眼内飞出的粉块杂物伤人。
(3)装药
井下放炮地点使用的炸药和电雷管的种类、品种、数量、电雷管的段数必须符合爆破作业说明书的规定。
并严格按下列规定装药。
a.装药前,首先必须清除炮眼内的煤粉或岩粉,再用木质或竹质炮棍将药卷轻轻推入,不得冲撞或捣实。
炮眼内的各药卷必须彼此密接。
b.在低瓦斯矿井的采掘工作面采用毫秒爆破时,可应用反向起爆;在高瓦斯矿井(低瓦斯矿井的高瓦斯区域)的采掘工作面采用毫秒爆破时,若采用反向起爆,必须制订安全技术措施,经矿总工程师批准。
’
c.装药时,所有炸药和电雷管的聚能穴方向必须一致。
(4)封孔
装炮跟对,最初的两段应慢用力、轻捣动,以后各段炮泥需依次用力一一捣实。
装水炮泥时,水炮泥外边的剩余部分,应用粘土炮泥封实。
a、封泥质量要求
炮眼封泥应用水炮泥,水炮泥外剩余部分,应用粘土炮泥封实。
炮眼封泥也可用不燃性的、可塑性松散材料。
对无封泥、封泥不足或不实的炮眼,都严禁爆破。
严禁用煤粉、块状材料或其他可燃材料作炮眼封泥。
b、封泥长度
炮眼深度和炮眼的封泥长度,应符合下列要求:
(a)炮眼深度小于o.6m时,不得装药、爆破。
在特殊条件下,如挖底、刷帮、挑顶确需浅眼爆破,必须制订安全措施,报矿总工程师批准,炮眼深度可以小于0.6m,但必须封满炮泥。
(b)炮眼深度为0.6m~1m时,封泥长度不得小于炮眼深度的1/2。
(c)炮眼深度超过1m时,封泥长度不得小于0.5m。
(d)炮眼深度超过2.5m时,封泥长度不得小于1m。
(e)光面爆破时,周边光爆炮眼应用炮泥封实,且封泥长度不得小于0.3m。
(f)工作面有2个或2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。
(5)电雷管脚线悬空
《煤矿安全规程》规定:
装药后必须把电雷管脚线悬空,严禁电雷管脚线、爆破母线与运输设备、电气设备以及采掘机械等导电体相接触。
2、装药注意事项
(1)、不能用手揉乳化炸药(微小气泡的存在可提高炸药的感度,所以不要对乳化炸药施加额外的压力,不要挤压、踩踏乳化炸药或在乳化炸药上放置重物)。
(2)、不得装“盖药”或“垫药”。
(3)、不得装错电雷管的段数。
(4)、毫秒电雷管不得跳段使用。
(5)、一个炮眼内不得装两个引药。
(四)、联线
1、放炮母线与联接线使用要求
爆破母线和联接线,应符合下列要求:
(1)煤矿井下爆破必须采用符合标准的爆破母线。
(2)爆破母线与联接线、电雷管脚线和联接线、脚线和脚线之间的接头必须相互扭紧井悬挂,不得与轨道、金属管、金属网、钢丝绳、刮板输送机等导电体相接触。
(3)巷道掘进时,爆破母线应随用随挂。
不得使用固定爆破母线,特殊情况下,在采取安全措施后,可不受此限。
(4)爆破母线与电缆、电线、信号线应分别挂在巷道的两侧。
如果必须挂在同一侧时,爆破母线必须挂在电缆的下方,并应保持0.3m以上的悬挂距离。
(5)只准采用绝缘母线单回路爆破,严禁用轨道、金属网、水或大地等当作回路。
(6)爆破前,爆破母线必须扭结成短路。
(7)母线长度必须大于规定的爆破距离。
(8)母线接头不宜太多,以免增加电阻、断线、漏电或短路故障,每个接头要刮净锈垢后接牢,并用绝缘胶布包好。
(9)母线破损时,必须及时包扎,以防漏电、短路或接触放电,发生意外事故。
(10)不得用两根材质、规格不同的导线作放炮母线。
(11)严禁用四芯、多芯或多根导线作放炮母线。
(12)放炮母线使用后要升井干燥;在井下要放在干燥安全地点,并定期作电阻测定和绝缘性能检查。
2、联线方法与要求
联线工作,应按照爆破作业说明书规定的联线方式,将电雷管脚线与脚线,脚线与联接线,联接线与放炮母线联好接通。
具体的联线方法与要求如下:
(1)脚线的联接工作可由经过专门训练的班组长协助爆破工进行。
放炮母线联接脚线,检查线路和通电工作,只准爆破工一人操作。
与联线无关的人员都要撤离到安全地点。
(2)联线前,必须认真检查瓦斯浓度、顶板、两帮、工作面煤壁及支架情况,确认安全后方可进行联线。
(3)联线时,联线人员应把手洗净擦干,以免增加接头电阻和影响接头导通,然后把电雷管脚线解开,刮净接头,进行脚线间的扭结联接。
脚线联接应按规定的顺序从一端向另一端进行。
。
如脚线长度不够,可用规格相同的脚线作联接线,联线接头要用对头联接,不要用顺向联接,不要留有须头。
当炮眼内的脚线长度不够需接长脚线时,两根脚线接头的位置必须错开,并用胶布包好,防止脚线短路和漏电。
联线接头必须扭紧牢固,并要悬空,不得与任何物体相接触。
(4)电雷管脚线间的联线工作完成以后,再与联接线连结。
(5)联接线与放炮母线联接方法如图所示。
(6)在煤矿井下严禁用发爆器检查母线是否导通,这样易发生火花而引爆瓦斯或煤尘。
3、联线方式
(1)掘进工作面联线方式
联线方式有:
串联、并联和混联等几种。
在井下掘进工作中,一次放炮炮眼数目少,且多用发爆器起爆,发出的电压较高,电量有限,故多采用串联。
若用并联或混联,由于分路电阻安排不当,有的分路先爆炸,当炸断仍在通电的其他分路或母线时,容易造成丢炮、瞎炮和产生电火花而引起瓦斯或煤尘爆炸。
并联和混联因一次放炮的电雷管数量较多,发爆器容量小,无法起爆,只能使用动力电源,而《煤矿安全规程》规定,除开凿或延深通达地面的井筒和无瓦斯的井底工作面外,井下放炮不能用动力电塬,只能使用发爆器。
因此,井下一般不使用并联和混联联线方法。
(五)放炮事故的预防与处理
1、早爆
1.1、早爆的原因
(1)杂散电流。
如电机车牵引网路的漏电电流,当机车启动时其杂散电流可高达数十安培,运行时达十几至数十安培,当其通过管路、潮湿的煤、岩壁导人雷管脚线时。
(2)雷管脚线或放炮母线与动力或照明交流电源一相接地,相互与另一接地电源相接触时。
(3)雷管脚线或放炮母线与漏电电缆相接触时。
(4)雷管受到冲击、挤压时。
(5)各种起爆材料和炸药都具有一定的炮轰敏感度。
当一处进行爆破作业,有可能引起附近另一处炮眼爆炸时。
1.2、预防早爆的措施
(1)采取措施降低电机车牵引网路产生的杂散电流。
(2)电雷管脚线和联接线,脚线与脚线之间的接头,都必须悬空,不得同任何导电体和潮湿的煤岩壁相接触。
(3)注意检查母线与网路联接前是否带杂散电流,将母线一端随时扭结短路。
(4)加强井下机电设备和电缆的检查和维修。
(5)存放炸药、电雷管和装配引药的处所安全可靠,严防煤、岩块或硬质器件撞击电雷管和炸药。
2、拒爆
放炮时,通电后出现放炮不响的现象,即为全网路拒爆。
放炮后由于某种原因造成的部分或单个雷管拒爆的现象即为瞎炮或残爆。
2.1、产生拒爆或瞎炮的原因
(1)放炮员操作不正确,如雷管插入炸药的位置、方向不准;插雷管的药卷不切头使雷管歪斜,不能形成轴向起爆;在安装雷管时未进行绑定,使雷管移位;
(2)雷管电阻丝折断;雷管变质或雷管制造质量差。
(3)装药、装炮泥未按规定进行操作,雷管脚线折断或绝缘不良,造成不通电或电流短路。
(4)联接的雷管数超过发爆器的起爆数。
(5)放炮器电池未按规定定时更换、起爆电流过小;发爆器电流小或有故障,都不能引发电雷管。
(6)混用了不同规格、不同厂家、不同材质的雷管。
(雷管的延期秒量不同,导致起爆网络的起爆时间间隔混乱,先爆炸的药卷产生的冲击波压死了后爆炮孔内的炸药造成后爆炸药不响;脚线电阻不同使通过电阻大的电雷管的电流偏小造成丢炮)
(7)发爆器与放炮母线、母线与脚线、脚线与脚线间联接不实,有短路;或与水、金属、岩石等导体、非导体接触,造成断路、短路、漏电;放炮母线质量差、造成电阻值过大,电流不能正常通过,不易起爆;或联线时漏联、误接,使网路中无电流或电流太小,电雷管不能起爆。
(8)炸药变质。
变质的乳化炸药外观发硬、发干或发稀,没有弹性,切开药卷后可见药卷内的炸药没有粘性,发散。
2.2、拒爆的预防
(1)放炮员要正确操作,不要简化操作程序。
(2)按规程规定装药。
装药时用木或竹质炮棍轻轻将药推人孔中,防止损坏或折断雷管脚线。
(3)选用能力足够的发爆器并保持其完好;领取发爆器时认真检查其性能,随班领取,防止碰撞、摔打,及时更换电池,严禁用接线柱短路打火花的方式检查残余电流;发爆器的起爆能力要略大于一次放炮的个数。
(4)在进行发爆器与母线、母线与脚线、脚线与脚线之间的联接时,爆破工的手要洗净擦干再拧接线头并要拧紧。
(5)要保持放炮母线的完好,妥善保管,及时检查处理。
(6)不同厂家、不同规格、不同材质的雷管不要混用。
(7)炮眼联线方式不要随意改动。
联好线后,爆破工要全面检查一次,以防连接不可靠、错联或漏联。
(8)不领取变质炸药和不合格雷管。
2.3、拒爆或瞎炮、残爆的处理
《煤矿安全规程》规定:
通电以后装药炮眼不响时,爆破工必须先取下把手或钥匙,并将爆破母线从电源上摘下,扭结成短路,再等一定时间(使用瞬发电雷管时,至少等5分钟;使用延期电雷管时,至少等15分钟),才可沿线路检查,找出不响的原因。
(1)全网路拒爆的处理
通电后如果出现全网路不爆时,爆破工应立即用欧姆表检查网路,出现三种情况分别放炮处理:
a若表针读数小于零,说明网路有短路处,这时应依次检查导线,查出短路并处理后,重新通电起爆。
b若表针走动小,读数大,说明有联接不良的接头,电阻大,此时应依次检查联线接头,查出后,将其扭结牢实,重新放炮。
c若表针不走动,说明网路导线或雷管桥丝有折断,此时需要改变联线方法,采用中间并联法,依次逐段重新放炮,或一眼一放,查出瞎炮后,按瞎炮处理规定予以处理。
爆破工也可用导通表检测网路,若网路导通,则可重新放炮;若网路不导通,说明有断路,需逐段检查,查出问题加以处理,然后重新放炮。
(2)局部拒爆(或残爆)的处理
《煤矿安全规程》规定:
处理拒爆(包括残爆)必须在班组长直接指导下进行,并应当班处理完毕。
如果当班未能处理完毕,爆破工必须同下一班爆破工在现场交接清楚。
处理拒爆时,必须遵守下列规定:
(1)由于连线不良造成的拒爆,可重新连线起爆。
(2)在距拒爆炮眼至少o.3m处另打与拒爆炮眼平行的新炮眼,重新装药起爆。
(3)严禁用镐刨或从炮眼中取出原放置的起爆药卷或从起爆药卷中拉出电雷管;严禁将炮眼残底(无论有无残余炸药)继续加深;严禁用打眼的方法往外掏药;严禁用压风吹这些炮眼。
(4)处理拒爆的炮眼爆炸后,爆破工必须详细检查炸落的煤、矸,收集未爆的电雷管。
(5)在拒爆处理完毕以前,严禁在该地点进行与处理拒爆无关的工作.
3、残爆,爆燃和迟爆
3.1、发生残爆、焊燃和迟爆的原因
(1)在装药时装了盖药和垫药。
由于它们是在炮眼传爆方向的背面,所以往往不能起爆,即使起爆,盖药常常被抛到煤、岩堆中,或在燃烧中散落在煤、岩堆上;垫药则被留在眼底。
(2)装药时,炮眼内煤、岩粉末被清除,或因操作失误,致使炮眼内药卷受到阻隔或分离,影响了药卷间的传爆。
(3)装药时,药卷被捣实,增加了药卷的密度,降低了爆轰的稳定性。
(4)炸药质量不好或变质,或炮眼内炸药被捣烂而失效。
(5)雷管起爆能力不足,起爆后炸药达不到稳定爆轰,由于某些不利影响致使爆轰中断,产生残爆或爆燃。
(6)在深孔小直径装药爆破中,由于管道效应而将爆轰方向末端药卷压死造成拒爆成为残药。
3.2、预防残爆、爆燃和迟爆的措施
(1)采取合理的装药方法。
(2)装药前必须将炮眼内煤、岩粉清除干净。
(3)加强对炸药的梭查和保管,不使用超期和变质的炸药。
(4)装药时不要用炮棍捣实炸药。
(5)处理残爆的方法与处理拒爆(瞎炮)的方法相同。
4、放空炮
炮眼内装药,在爆破时未能对周围介质产生破坏作用,而是沿炮眼口方向崩出的现象称为放空炮。
4.1、放空炮的原因
(1)充填炮眼的炮泥质量不好。
如以煤块、煤岩粉和药卷纸等作充填材料或充填的长度不合规定,致使炸药爆破后的爆破力克服不了煤岩眼最小抵抗线的阻力,而由炮眼口即阻力最小处冲出,产生放空炮。
(2)炮眼的间距过大,炮眼方向与最小抵抗方向重合,两者都会使爆破力由抵抗最弱点(炮口)冲出,造成眼壁和炮眼口不同程度的破坏,产生空炮。
4.2、预防放空炮的方法
(1)充填炮眼的炮泥质量要符合《煤矿安全规程》的有关规定。
(2)保证封泥长度符合《煤矿安全规程》的有关规定。
(3)布孔的间距和孔深要合理,并根据煤岩层硬度,眼的角度选择合适的装药量。
三、对用户的几点建议:
1、各工区的起爆器不能乱用,要专区专用,指定人员定期检查、维护。
2、各矿放炮员注意正确操作,如雷管插入炸药的位置、方向;插雷管的药卷要用小刀切头防止雷管歪斜。
3、放炮母线连接要可靠;
4、炮孔清理要彻底、干净;
5、放炮器电池要定期更换、防止起爆电流过小;
6、检查放炮母线质量、建议更换为标准的铜芯母线;
7、在安装雷管时一定要进行绑定,防止雷管移位;
8、起爆器按规定进行定期检测,防止起爆电流不足.
9、严禁将不同厂家的雷管混用;(雷管的延期秒量和脚线电阻不同)
10、发现炸药质量有问题时要及时向凯乐公司反馈信息。
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- 煤矿 爆破 技术 要点