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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) 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 8.2 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。 1、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。 《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: (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。 (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。 (3)煤(岩)与瓦斯突出矿井。 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。 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。 瓦斯的引火温度一般为650?C ~750?C; 点火时间大于130ms 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。 为确保井下爆破作业安全,应采取如下对策: 掘进和回采工作面要有足够的新鲜风流 ; 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 ; 在高瓦斯矿井放炮时,都应采用正向起爆,禁止反向起爆; 炮孔堵塞可用水炮泥或具有不燃性、可塑性的粘土炮泥 ; 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 ; 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 ; 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; 2、爆破与煤尘 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。 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。 煤尘爆炸条件:与瓦斯爆炸具有同样的特点。 3、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。 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。 爆破透水事故的预防措施: 1、对矿井水源和水文地质资料进行深入调查研究 ; 2、坚决贯彻有疑必探、先探后掘、边探边掘的防水安全规定 ; 3、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; 4、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; 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。 5、掘进工
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