爆破安全技术

爆破安全技术天涯明月刀第一节爆破基本知识爆破工作是把矿岩从整体中剥落下来，并按工程要求爆破成一定的爆堆，破碎成一定的块度，为随后的采、装、运工作创造条件。爆破工作直接关系着作业人员、采矿设备和周围建构筑物的安全，影响露天边坡或地下采空区的稳定。爆破作用的基本原理爆破作用圈:炸药在岩石中爆炸后，产生高温，高压和高速膨胀的气体，使周围的岩石受压缩破碎，并向深处传播，形成爆轰波。爆轰波对周围岩石产生破坏，根据破坏程度的不同，将岩石破坏范围分为震动圈、压碎圈、破坏圈。对爆炸有实际意义的是压碎圈和破坏圈，破坏圈的半径为爆破的作用半径。当岩石有一个自由面时，自由面的方向岩石的抵抗力最小，爆轰波破坏周围岩石的均匀性无法实现，最先在自由面一方突破，将岩石破碎甚至抛掷很远。为了取得良好的爆破效果，爆破必须在具有一个或多个自由面的情况下进行。爆破漏斗炸药在岩石中爆炸后，形成一个坑，称为爆破漏斗。如图所示：爆破漏斗的构成要素表主要有：D：爆破漏斗直径；H：爆破漏斗可见深度；r:爆破漏斗半径；W：最小抵抗线；R：漏斗作用半径；1：药包；2：爆堆图：爆破漏斗自由面—指和空气接触的岩石表面；爆破漏斗半径——即爆破漏斗底圆的半径；爆破作用半径——即药包中心到爆破漏斗底圆任一点的距离；最小抵抗线——自药包中心到时自由面的最短距离；爆破漏斗的深度——自爆破漏斗中破碎的岩堆表面到自由堆最短距离；此外，在爆破工程中还有一个经常用到的重要指标，即爆破作用指数（n），它是爆破漏斗半径r与最小抵抗线w的比值。改变爆破作用指数，爆破漏斗大小和岩石爆破的现象也随之而改变。在爆破工程中常常根据爆破作用指数n值的不同，将爆破漏斗分为：标准抛掷爆破漏斗，即n＝１，漏斗张开角θ＝９０度。加强抛掷爆破漏斗，其r值w值，一般爆破作用指数１n３，爆破漏斗张开角θ大于９０度。减弱抛掷爆破漏斗，也叫加强松动爆破，其r值w值，即爆破作用指数n１，爆破漏斗张开角θ９０度。金属非金属矿山多采用松动爆破，有时也采用压碎爆破，加强抛掷爆破多用于露天剥离。爆破方法常用的爆破法有：浅眼爆破法、深孔爆破法、硐室爆破法、药壶爆破法、祼露爆破法，为控制爆破破坏作用，使用光面爆破法、预裂爆破法、缓冲爆破法，为改善爆破破碎效果，使用挤压爆破法等。浅眼爆破：孔深为4—5m以下，孔径为25-75mm。浅眼爆破主要用于井巷掘进和浅眼崩矿，在大中型露天矿山作为辅助爆破。深孔爆破：主要用于露天或井下深孔崩矿以及深孔爆破成井。孔深在10-15m以上，孔径一般为75-300mm。硐室爆破：主要用于露天基建期间和一些特殊需要，少数穿孔能力小的采石也用硐室爆破作为生产爆破的主要手段。药壶爆破：用于穿孔工作困难的条件下以减少钻孔工作量，克服较大的抵抗线，一般与浅眼爆破配合使用，以降低大块率。裸露爆破：就是常说的糊炮，即在岩石的表面放一定量的炸药进行爆破的方法。主要用于二次破碎和处理底根。炸药的基本特性炸药的感度:炸药在外能作用下起爆的难易程度称为该炸药的敏感度，简称感度。炸药起爆的外能小，表示该炸药敏感度高；反之，则表示该炸药敏感度低。包括热感度、撞击感度、摩擦感度、爆轰感度。炸药的反映形式：炸药在外能作用下，有三种化学反应式：热分解、燃烧、爆炸。炸药的起爆和传爆:炸药在一定外能作用下发生爆炸的过程称为炸药的起爆。炸药在起爆后其能量以冲击波的形式在炸药内部传递称为炸药传爆。炸药的爆炸性能：爆力：指炸药在介质内爆炸做功的总能力，亦即炸药具有的总能量。猛度：指炸药爆炸的猛烈程度，是衡量炸药对直接接触的局部介质破坏能力的指标。爆速：指炸药爆炸时爆轰波沿炸药的传播速度。殉爆：炸药爆炸时引起与不相接触的邻近炸药爆炸的现象叫殉爆。矿用炸药矿山常用炸药的品种有铵锑炸药、铵油炸药、浆状炸药、乳化炸药等，另外还有铵松腊与铵沥腊炸药、水胶炸药、硝化甘油类炸药、黑火药等铵锑炸药：铵锑炸药以硝酸铵为主要成分，还加入了一些敏化剂（TNT）、可燃剂和疏松剂（木粉）等。国产铵锑炸药有露天铵锑炸药、岩石铵锑炸药、抗水铵锑炸药和煤矿许用炸药等类。铵锑炸药的爆炸性能不太好，但比较稳定，是我国工业炸药的主要品种之一。既可用于露天爆破和地下爆破，添加适量的消焰剂后，还可以用于地下煤矿爆破作业。铵油炸药：铵油炸药是我国使用量较大的炸药，主要成分是硝酸铵，配适量的柴油和木粉制成，硝酸铵是氧化剂，柴油是可燃剂。铵油炸药不含敏化剂。为改善爆炸性能，一般采用轻柴油配制铵油炸药。铵油炸药不含TNT，成分简单，原料来源丰富，加工简便，可以就地生产使用，成本较低，安全性好。但铵油炸药有敏感度低，爆炸威力不够高，易吸湿结块和抗水性差等缺点。浆状炸药：浆状炸药外观呈糊状，因此取名为浆状炸药，它是以氧化剂水溶液、敏化剂和胶凝剂等为基本成分的抗水性硝铵类炸药。浆状炸药具有抗水性强。可塑性好，装药密度大，爆炸威力大，安全性好，成本低的优点，因此在露天有水深孔爆破中应用广泛。缺点是敏感度低，需要用高能量的黑梯起爆药起爆，成本高于铵油炸药。水胶炸药：水胶炸药与浆状炸药没有严格的区别，我国以甲胺硝酸盐作为敏化剂的浆状炸药称为水胶炸药。乳化炸药：该炸药是一种最新的抗水性炸药，它的主要成分有：氧化剂、乳化剂、燃烧剂、和敏化剂、分散剂、添加剂等。其优点是抗水性强，爆炸性能好，可用8号雷管直接起爆；机械敏感度低，安全性能好；炸药不含有毒成分；爆炸生成的有毒气体量小；来料来源广泛，加工工艺简单，成本低；爆破效率较高。黑火药：它是由硝酸钾、木炭和硫磺粉组成。硝酸钾是氧化剂，木炭是可燃剂，硫磺既是可燃剂，又起到木炭和硝酸钾的黏合剂作用，有利于火药的造粒。黑火药摩擦敏感度高，对火药敏感性强，爆发点290度—310度，在密闭条件下导火索的火焰即可起爆黑火药，但爆炸威力较低。黑火药一般用于工程爆破中开采石料和石膏，大部分用于制造导火索。第二节起爆方法和起爆器材一般矿用炸药的敏感度比较低，必须由起爆器材引爆才能起爆。炸药起爆方法分别为火雷管起爆法、电雷管起爆法、导爆索起爆法、非电导爆管起爆法和联合法。火雷管起爆法：火雷管起爆法是利用点燃导火索的火焰使火雷管起爆，并通过火雷管引起药包产生爆轰。火雷管起爆的操作顺序为：起爆雷管的加工：装配起爆雷管前必须检查雷管的质量。严禁使用管件压扁、破损、锈蚀、加强帽歪斜的雷管。雷管内有杂物时，严禁用工具掏和用嘴吹，只准用手指轻轻弹出杂物，弹不出杂物的雷管，禁止使用。选择了合适的雷管后，将导火索有垂面的一端轻轻插入雷管，不得旋转摩擦。金属壳雷管应用安全紧口钳夹紧，纸壳雷管应采用胶布捆扎紧口或附加金属箍圈后紧口。此项工作必须在专门的房间内进行。起爆药包的加工：加工起爆药包应在爆破作业附近的安全地点进行，加工数量不应超过当班爆破作业所需要的用量。加工时，用木质或竹锥子在炸药包中心扎一个雷管大小的孔，孔深能将雷管全部插入，不得露出药包，插入雷管后，用细绳或胶布将雷管固紧。点火：点燃导火索的常用方法有导火索、点火棒、点火筒等。连续点燃多根导火索时必须遵循下列规定：多人点火时应指定其中一人负责协调点火和安全；一人连续点火的根数，地下爆破不得超过5根（组），露天爆破不得超过10根（组），导火索长度不得小于1.2米；露天爆破必须先燃点信号管，井下爆破必须先点燃计时导火索，信号管和计时导火索的长度不得低于超过该次被点导火索最短长度的三分之一；严禁用火柴、烟头和灯火点火，严禁用脚踏和挤压已点燃的导火索，点火前必须用快刀将导火索切掉5cm，严禁边点火边切导火索。当一次点燃多根导火索时，必须采用一次点火。在竖井、斜井和吊罐天井工作面爆破时，禁止采用点火起爆。电雷管的起爆方法电雷管。按照爆炸作用时间的分类，电雷管有即发、秒差、微差三种。按照用途分有普通、抗杂微电流、耐静电、深水电雷管等。按照爆破威力分有6号、8号电雷管等。起爆电流。电力起爆电源有干电池、蓄电池、起爆源、移动式发电机、照明线路和动力电源等。使用电雷管起爆时必须注意的安全事项：在使用前必须逐个检查，电雷管电阻误差不能超出下表列出的允许范围。用于同一爆破网路的电雷管应为同厂同型号产品。爆破作业场地的杂散电流值大于30mA时，禁止采用普通雷管，应改用抗杂散电流雷管或改用非电起爆法起爆。爆破主线与起爆电流或起爆器连接之前，必须预测全线路的总电阻值，总电阻值与实际计算值应符合（允许误差正负5%），若不符合，要查明原因，改正后再连接。硐室大爆破时，装起爆体前应撤除各硐室的电源。导爆索起爆法导火索起爆法是用雷管引爆导火索，然后由导火索的爆轰引爆药包爆轰的方法。这种方法可以避免由杂散电流和静电引起的爆破事故。导爆索。导爆索以副爆药为索芯，以棉麻、纤维等为被覆材料，能够传递爆轰波的索状起爆器材。导爆索敏感度比较低，但威力较大。它经雷管起爆后可引爆其他炸药。继爆管。继爆管是专门与导爆索配合使用的延时起爆器材。借助于继爆管的微差延时继爆作用与导爆索一起实现微差爆破，继爆管分为单向继爆管和双向继爆管，前者只是一个方向传爆，切不可首尾颠倒连接，否则拒爆，后者则不受连接方向的影响。导爆索起爆网路的连接。导爆索起爆网路的连接有串联、并联和分段联等形式。网路中连接继爆管可实现单排孔或多排孔的孔间微差和排间微差爆破。导爆索的连接方法。导爆索的连接方法有搭接法、水手结接法、T字型结接法和三角形接法（如下图4--2）。连接时，支线应顺主线传爆方向，夹角不小于90度，连接长度不小于15cm，起爆导爆索的雷管的集中穴应朝导爆索传爆方向，并用胶布绑紧。导爆索与炸药包的连接（如图4--3）导爆索网路的连接方法。常用实施成组药包起爆的网路连接方法（如图4--4）非导电雷管系统起爆法非导电雷管起爆系统由击发、传爆、起爆、和连接元件组成。非导电雷管起爆网路的连接。塑料导爆管通过连接元件组成起爆网路，连接方法用胶布捆扎、橡皮筋捆扎，塑料连接块和导爆四通连接。爆破网路的基本形成有簇连法、串联法、并联法和加强复式网路（如图4—5）导爆管的起爆网路连接中应注意的几个问题传导管的雷管与簇连的导爆管连接必须是反方向，否则发生拒爆事故。连接块的连接点要用碎渣或泥巴覆盖，以免雷管残片横向飞散损坏周围的导爆管。露天爆破需要设人工掩体时，掩体应设在冲击波危险范围之外，其结构必须坚固严密，位置和方向应能防止飞石和炮烟的危害。通往人工掩体的道路不得有任何障碍物。在同一地区同时进行露天和地下开采，或在露天场附近地下有排水或运输巷道时，每次进行露天（或地下）硐室、深孔大爆破的单位都应提前向有关单位发出通知，说明爆破时间、地点、方法、规模、危险警戒范围和采取的安全措施。露天爆破后，必须经安全人员认真检查工作面的安全情况。塑料导爆管传递冲击波的速度为1750—1950m/s，即每米约0.5—0.6m/s，在使用时要注意除雷管段数的时间外，还应加上导爆管每米长度的延迟时间。爆破前要对起爆器材进行检验，防止因器材问题而发生爆破事故，并在起爆前对网路要精心检查，防止连接错误。除前述几种起爆方法外，在较大规模爆破时，为了保证爆破工作的安全可靠，避免发生拒爆事故，一般同时采用两套起爆网路，即复式起爆法。较常用的复式起爆法有两种形式，一是用一套电雷管起爆网路和一套导爆索起爆网路；另一种是用一套电雷管起爆网路和一套非电导爆管起爆网路。第三节爆破作业根据国内外矿山工伤事故统计分析，爆破事故在矿山伤亡事故中所占比重较大。归纳起来主要有以下几个方面：炮烟中毒和爆破后过早地进入工作面，导火索质量不好、点火方法不符合要求、盲炮处理不当以及违章打残眼等，它占爆破事故总数的70%--80%，是矿山爆破事故发生的主要原因；非爆破工作业、爆破工违反操作规程；警戒不严、信号不明、安全距离不够；炸药、雷管处理及保管不当；其他。井下爆破作业的一般安全要求井下爆破作业必须严格遵守《爆破安全规程》，使用符合国家标准或行业标准的爆破器材。凡从事爆破作业的人员，都必须经过专业培训，考试合格并持合格