您好,欢迎访问三七文档
当前位置:首页 > 行业资料 > 冶金工业 > 煤矿井下爆破知识(PPT72页)
煤矿安全爆破知识目录第一章安全爆破技术知识第一节爆破基础知识第二节矿用炸药及器材第三节井巷爆破技术第二章安全爆破操作知识第一节常规爆破作业第二节爆破事故的预防与处理第一章安全爆破技术知识第一节爆破基础知识一、爆炸现象及分类物质在急剧的物理或化学变化过程中,使周围介质受到破坏,同时发生光和热并产生响声的现象称为爆炸现象。根据引起爆炸的原因不同,一般将爆炸分为三类,即:1.物理爆炸2.化学爆炸3.核爆炸123爆炸过程中能释放出大量的热能反应过程的速度极快反应过程产生大量的气体二、炸药爆炸的三要素三、爆破作用圈形成机理爆破作用只发生在介质内部的现象称为爆破的内部作用。内部作用在爆源周围形成压碎圈、裂隙圈和震动圈,如图1-1所示的三个区域。图1-1爆破作用圈1-药包;2-压碎圈;3-裂隙圈4-震动圈;5-径向裂隙;6-环向裂隙四、爆破的内部作用和外部作用(一)爆破自由面爆破时,位于药包附近被爆破的(煤)体与空气接触的界面叫爆破自由面。在一个自由面的情况下,用单个炮眼爆破时,只产生一个爆破漏斗ABC,如图1-2a所示。图1-2自由面对爆破作用影响示意图a-一个自由面;b-两个互相垂直的自由面在两个近于垂直的自由面用单个炮眼爆破时,如图1-2b所示,当最小抵抗线W1≥W2时,则产生两个漏斗ABC和AFG,漏斗间岩体ACDG也随之崩落。崩落的岩体为断面ABDF。具有自由面,是进行爆破工作的必要条件。一般自由面越多,爆破效果越好,炸药爆炸能量的利用率越高,炸药的消耗量越少,而且岩石的块度较小且较均匀。(二)最小抵抗线从装药重心到自由面的最短距离称为最小抵抗线。炸药爆炸时,爆炸能朝最弱自由面集中,其冲击波首先冲破抵抗线最小的自由面。如果最小抵抗线小于规定值,爆炸生成高温、高压的气流和冲击波,容易引燃或引爆瓦斯和煤尘;同时,由于抵抗线太小,或炸药达不到完全爆炸,爆炸生成的灼热固体颗粒也容易引燃或引爆瓦斯和煤尘。《煤矿安全规程》规定,工作面有两个或两个以上自由面时,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。(三)爆破的内部作用和外部作用表现形式装药爆破时,其爆破作用的表现形式与埋置药量和深度有关。对于一定装药量来说,若其在岩石内的装药埋置深度为(用W来表示)W1>W2>W3>W4。当W超过某一数值WL(临界抵抗)时,炸药爆炸后,在自由面上看不到爆破作用的迹象,爆破作用只发生在岩体内部,这种爆破作用称为内部爆破作用,如图1-3a所示。当W<WL时,炸药爆炸后,爆破作用就显露在自由面,这种爆破作用称为外部爆破作用,如图1-3c、1-3d所示。临界抵抗线WL如图1-3b所示,它取决于炸药的种类、装药量和岩石性质。图1-3爆破作用形式a-内部爆破作用,b-临界爆破作用;c、d-外部爆破作用第二节矿用炸药及器材一煤矿许用炸药的品种及选用1.煤矿铵梯炸药目前普遍使用的是2号和3号煤矿炸药。2号和2号抗水煤矿炸药属于一级煤矿许用炸药,适用于低瓦斯矿井的岩石工作面;3号和3号抗水煤矿炸药属于二级煤矿许用炸药,适用于低瓦斯矿井煤层和半煤岩工作面。2.煤矿水胶炸药煤矿水胶炸药是在组成成分中加入一定配比的食盐、氯化铵等消焰剂,制成对煤矿瓦斯和煤尘安全性不一样的煤矿水胶炸药,共分五个级别,目前使用较多的是一级和三级煤矿水胶炸药。3.煤矿乳化炸药乳化炸药具有密度可调范围较宽,抗水性能强,爆速高,爆轰感度和爆炸性能好等优点,是当前工业炸药发展的重点。煤矿乳化炸药分为五级,目前生产的主要有二、三、四级三种。4.离子交换炸药离子交换炸药是以硝酸钠和氯化铵的混合物为主要成分,再加敏化剂硝化甘油制成的煤矿炸药。离子交换炸药是我国现有煤矿许用炸药中安全性最高的品种,特别适用于有煤与瓦斯突出危险的工作面。5.被筒炸药被筒炸药是以2号煤矿铵梯炸药做药芯,装入直径为42mm的石蜡纸筒内,在药卷与纸筒间填满粉状食盐,再封口成单个药卷。被筒炸药爆炸时,被筒内的食盐变成一层细粉状的帷幕,将爆炸点笼罩起来,使之与瓦斯隔离,具有相当高的安全性。图1-4煤矿常用炸药a.煤矿铵梯炸药b.煤矿水胶炸药c.煤矿乳化炸药d.离子交换炸药二、矿用电雷管电雷管是利用电流通过电雷管中的桥丝或药剂,将电能转化为热能作用于发火药剂,使发火药点燃,引燃起爆药爆炸的管状起爆材料。(一)矿用电雷管的分类1.按作用时间分类可分为瞬发电雷管和延期电雷管两类。延期电雷管又可分为秒延期电雷管和毫秒延期电雷管等。2.按使用条件分类可分为煤矿许用电雷管和非煤矿许用电雷管两类。煤矿许用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等。非煤矿许用电雷管包括普通瞬发电雷管、毫秒延期电雷管和秒延期电雷管等。(二)常用雷管的主要品种1.瞬发电雷管通入电流后瞬时爆炸的电雷管为瞬发电雷管。其构造如图2-5所示。瞬发电雷管由通电到爆炸时间小于13ms,无延期过程。瞬发电雷管可分为普通型和煤矿许用型两种。煤矿许用型瞬发电雷管之所以具有瓦斯安全性,主要是在副起爆药(猛炸药)中加入适量的消焰剂采用专门工艺加压成型。图1-5瞬发电雷管1-副起爆药(头遍药);2-纸管壳;3-副起爆药(二遍药);4-正起爆药;5-桥丝;6-硫磺;7-脚线2.毫秒延期雷管当通过足够电流时,各雷管间隔若干毫秒后起爆的雷管,称为毫秒延期电雷管。其构造如图1-6所示。毫秒电雷管分为普通型和煤矿许用型两种。煤矿毫秒延期电雷管是在煤矿瞬发电雷管的基础上,增加一个控制毫秒延期时间的延期元件而制成的。a—毫秒延期岩石电雷管b—毫秒延期煤矿毫秒电雷管图1-6毫秒延期电雷管1-脚线;2-硫磺;3-引火药头;1-脚线;2-铜管壳;4-正起爆药;5-副起爆药(二遍药);3-引火药头;4-铅延期体;6-副起爆药(头遍药);7-纸管壳;5-正起爆药;6-副起爆药8-内铜管;9-延期引爆药a.瞬发电雷管b.毫秒延期电雷管c.秒延期电雷管d.塑料导爆管雷管图1-7常见雷管类型国产毫秒电雷管延期时间及标志段别毫秒量ms脚线颜色113灰红225±10灰黄350±10灰兰475±15灰白5110±15绿红第三节井巷爆破技术一、起爆网络1、串联如图1-8a所示,串联是依次将相邻的两个电雷管的脚线各一根互相联接起来,最后将两端剩余两根脚线接到母线上,再将母线接入电源的。2、并联将所有的电雷管的两根脚线分别接到网路的两根母线上,通过母线与电源联接。并联方式可分为分段并联(图1-8b)和并簇联(图1-8c)两种。3、混联混联是上述两种方法的结合,可分为串并联和并串联两种。当一次起爆炮眼数目较多时,则需采用串并联或并串联。如图1-8e所示。图1-8网路联接方式a-串联;b-分段并联;c-并簇联;d-串并联;e-并串联二、井巷掘进爆破技术(一)炮眼的种类及作用掘进爆破炮眼的种类按其用途和位置不同,可分为掏槽眼、辅助眼和周边眼三种,如图1-9所示。图1-9巷道掘进工作面的炮眼种类1、2、3、4、5-掏槽眼;6、7、8、9、12、13-辅助眼;10、11、14、15-帮眼;16、17、18、19-顶眼;20、21、22、23、24-底眼(二)井巷工作面炮眼布置掏槽眼应根据工作面岩石条件和巷道断面大小进行布置,选择适当的掏槽方法和掏槽位置。通常将掏槽眼布置在巷道的中下部,并尽量选择有弱面的地点。辅助眼是破碎岩石的主要炮眼,应尽量利用掏槽腔来进行布置,以减少岩石压制程度;若巷道断面较大,还应增加辅助眼的圈数。周边眼尽可能布置在设计轮廓线上,但为了打眼时易于操作,可向外或向上偏斜一定角度。偏斜角度的大小应根据炮眼深度来确定(一般为3°~5°)。(三)井巷掘进的掏槽方式1.斜眼掏槽斜眼掏槽是目前井巷掘进中常见的掏槽方法,它适用于各种岩石条件中。常用的斜眼掏槽方式有单斜掏槽、扇形掏槽、锥形掏槽和楔形掏槽。其中楔形掏槽使用范围比较广泛,适用于各类岩石和中等以上断面。2.直眼掏槽直眼掏槽是指所有掏槽眼都垂直于巷道工作面,各槽眼之间保持平行,且槽眼距离较小,留有不装药的空眼。3.混合式掏槽在断面较大、岩石较硬的掘进巷道中,为了弥补直眼掏槽的不足,采用直眼与斜眼混合掏槽。图1-10单斜掏槽炮眼布置图1-11扇形掏槽炮眼布置图1-12锥形掏槽炮眼布置图1-13楔形掏槽炮眼布置三、井巷控制爆破技术(一)毫秒爆破毫秒爆破又称微差爆破,即把炮眼分组以毫秒级的时间间隔,控制炮眼按预定顺序先后分组起爆的一种延期爆破方法。其延期间隔时间一般为几毫秒到几十毫秒。1.毫秒爆破的作用原理(1)应力增强作用(2)增加自由面作用(3)岩块间的相互挤压碰撞作用(4)减弱地震作用2.毫秒爆破的优点(1)有利于提高工作效率(2)有利于提升爆破安全性(3)具有补充破碎作用(4)降低单位炸药消耗量(5)有利于顶板管理(6)有利于工人的身体健康和安全(二)光面爆破光面爆破是沿开挖边界布置密集炮孔,采取不耦合装药或装填低威力炸药,在主爆区之前或之后起爆,以形成平整的轮廓面的一种控制爆破技术。1.光面爆破的种类(1)轮廓线光爆法沿巷道轮廓线打一排密集的周边眼,这些眼不装药,只是造成弱线,待其它炮眼爆炸时,主爆体沿弱线部分被切开,形成平整的岩壁,且保护了围岩的稳定。(2)预裂光爆法沿巷道轮廓线布置一圈密集的周边眼,采取低密度均匀分布的弱威力炸药,首先引爆周边眼,使各炮眼间形成相互连通的破裂面后,再爆破主爆体。(3)普通光爆法普通光爆法,周边眼是在其它炮眼爆破后,最后起爆。又可分为预留光面层光爆法和全断面一次爆破光爆法两种。2.光面爆破炮眼布置一般是首先选择掏槽方法,确定掏槽的位置;其次是根据岩石条件,选择周边眼参数,布置周边眼及控制光面层厚度的二圈眼位置;最后安排辅助眼及底眼的位置。总的原则是使炮眼均匀布置在被爆岩体中,同时考虑光面层厚度要均匀。四、光面爆破的特点(1)岩面光滑平整,能减少超挖和欠挖,保证轮廊线达到设计要求。(2)巷道轮廊外裂隙区范围较小,对围岩破坏不大,提高了巷道的稳定性。(3)施工安全,巷道和工作面平整,很少有活石,在围岩稳定性差的情况下也不易发生冒顶、片帮。(4)巷道成形规整,可减少通风阻力,不易产生瓦斯积聚。(5)可提高工程进度和工程质量,降低成本。(6)与喷射混凝土和锚杆支护相配合,已形成了一套高效、快速、安全的施工工艺。第二章安全爆破操作知识第一节常规爆破作业一、爆破说明书与爆破作业图表爆破说明书是井巷施工组织设计中的一个重要组成部分,是指导、检查和总结爆破工作的技术文件。爆破作业图表则是在爆破说明书的基础上编制出来的指导和检查钻眼爆破构造的技术文件,包括炮眼布置图,装药结构图,炮眼布置参数,装药参数的表格,预期的爆破效果和经济指标。二、爆炸材料的领退与运送爆炸材料的领退与运送必须遵守《煤矿安全规程》、《爆破安全规程》的规定及有关要求。三、装配起爆药卷装配起爆药卷(引药)就是把电雷管装进药卷,形成引爆药卷,共分为四步:(一)装配地点的选择(二)起爆药卷数目的确定(三)起爆药卷装配的安全操作(四)起爆药卷的保存四、装填炸药(一)安全装药的条件爆破工在装药之前,必须与班组长、瓦斯检查员对装药工作面附近及炮眼等进行全面检查,对所查出的问题,应及时处理,问题未处理前,严禁装药。(二)安全装药程序1.清孔2.验孔3.装药4.封孔(三)装药方式1.正向装药和反向装药正向装药起爆药包位于柱状装药的外端,靠近炮眼口,雷管底部朝向眼底;反向装药起爆药包位于柱状装药的里端,靠近或在炮眼底,雷管底部朝向眼口。如图2-1所示。正向爆破和反向爆破的区别主要取决于爆轰波在炮眼内的运动方向,而爆轰波的运动方向,则是由雷管所在的位置决定的。example1图2-1正向装药和反向装药a-正向装药;b-反向装药1-起爆药卷;2-被动药卷;3-封泥example2图2-2岩石抵抗与炸药能量沿炮眼深度变化2.正向起爆和反向起爆的特点比较(1)安全性分析从爆轰波传播方向和瓦斯涌出方向分析。爆破煤体的瓦斯是由其内部向巷道空间涌出的。反向起爆时,炸药的爆轰波和固体颗粒的传递与飞散方向是向着眼口的
本文标题:煤矿井下爆破知识(PPT72页)
链接地址:https://www.777doc.com/doc-328788 .html