爆破事故防治与处理

12`3爆破事故防治与处理1.前言2.爆破作业与矿井环境3.爆炸及炸药的基本特征与安全4.瓦斯煤尘可爆炸性与煤矿安全炸药理论5.起爆安全技术6.爆破危害及预防7.井下爆破事故的预防与处理4爆破事故防治与处理题记：爆破灾害是不可逆转的，特别是严重事故。5爆破事故防治与处理1.前言爆破安全技术有两方面的内容：一是爆破工程安全，包括爆破器材的运输、储存和保管等，以及爆破作业中的安全问题；二是对爆破本身危害影响的控制和防护，包括爆破对岩体的破坏，爆破空气冲击波，地震波，飞石，有毒气体等的控制方法和有效防护措施，井下爆破时引起瓦斯，煤尘爆炸的防治措施，以及对其它爆破事故的防治等。6爆破事故防治与处理2.爆破作业与矿井环境由于爆破事故以及爆破本身造成的危害影响很大，爆破安全与防护的重要性显得尤为突出。特别对于煤矿井下的爆破作业，由于存在瓦斯，煤尘，水，火和顶板等灾害，因此防止爆破事故的发生，减轻爆破本身的危害影响，保障矿山建设和生产中的安全，是从事爆破工作和矿山安全工作人员义不容辞的责任。7爆破事故防治与处理2.爆破作业与矿井环境2.1爆破作业与有害气体矿井内有害气体主要有：一氧化碳，二氧化碳，硫化氢，二氧化氮，二氧化硫，沼气等。各种有害气体的危险浓度以及《煤矿安全规程》规定的最大允许浓度见表1-1。1kg矿用炸药爆炸后能产生600～1000L气体，其中有害气体含量为60～100L（其中主要包括一氧化碳，二氧化氮，硫化氢等），当产生的炮烟浓度大或呼吸时间长就会发生炮烟中毒事故。8爆破事故防治与处理2.爆破作业与矿井环境有害气体危险浓度允许浓度主要来源一氧化碳0.016%0.0024%爆破、火灾、瓦斯，煤尘爆炸二氧化碳1%0.5%爆破、火灾、瓦斯；煤尘爆炸，煤（岩）层突出二氧化氮0.004%0.00025%爆破硫化氢0.001%0.00066%有机物腐烂、火灾、煤层中泄出二氧化硫0.0005%爆破、火灾、硫矿物氧化表1-1矿井内有害气体的危险浓度和允许浓度9爆破事故防治与处理2.爆破作业与矿井环境2.2爆破作业与瓦斯沼气与空气混合后具有燃烧爆炸性，当空气中沼气浓度达5～15%，引燃温度超过650～750℃时，可引起沼气爆炸。沼气的另一个特点就是具有窒息性，在空气中由于沼气的存在，使含氧量降低，含氧量降低到12%时，沼气浓度约为43%，在这种情况下，人们就会因缺氧窒息死亡。煤矿井下常因通风不良而积聚大量沼气，特别是对于老空区、停风的老巷等，沼气浓度更高，稍有不慎，就会造成重大事故。10爆破事故防治与处理2.爆破作业与矿井环境因爆破引起瓦斯爆炸事故在我国仍占有很大比例，根据近四年不完全统计，因放炮引起瓦斯爆炸事故占总事故的37%；而煤和瓦斯突出事故多数是由放炮诱发的。因此，除了注意加强通风消除瓦斯积聚以外，重要的是做到爆破作业安全，严格按《煤矿安全规程》规定执行，采掘工作面风流中瓦斯浓度达1%时，必须停止打眼和装药放炮，瓦斯浓度达1.5%时必须停止工作，切断电源进行处理。防止因放糊炮、放空炮、爆燃事故或炮眼布置不合理、装药量过大、炮眼堵塞不合要求等引起的爆破火源而造成瓦斯爆炸事故。11爆破事故防治与处理2.爆破作业与矿井环境2.3爆破作业与煤尘煤尘按其存在状态，可分为浮尘和落尘，浮尘危害性最大，而落尘往往不被人们注意，常给事故的发生留下陷患，因为浮尘和落尘是相对而言的，若条件变化，两者可以相互转化。12爆破事故防治与处理2.爆破作业与矿井环境煤尘危害极大，当尘粒小于10um以下时，它不仅引起矿工患职业病，而且有些还具有爆炸性。当煤尘受热燃烧迅速形成大量的可燃性气体，1kg煤尘受热燃烧可释放出200～300L可燃性气体，这些气体在高温下燃烧爆炸，破坏性很大，爆炸波速可达200～300m/s。煤尘的爆炸下限浓度为45g/m3，上限浓度可达1500～2000g/m3，爆炸力最强浓度值为300～400g/m3，引燃温度为700～800℃。引燃煤尘的高温热源有：爆破火焰、电火花、矿灯火花、井下火灾或明火、瓦斯爆炸等。13爆破事故防治与处理2.爆破作业与矿井环境正常情况下，浮尘浓度不易达到爆炸下限，但在爆破落煤瞬间及其他一些情况下，有可能达到煤炸下限，特别是巷道周围壁上沉积有煤尘时，当其受到爆炸空气冲击波或气流的吹扬时再次形成悬浮状态，是足以达到爆炸下限的。如果爆破作业时违章操作，一旦产生爆破火焰易引起煤尘爆炸事故。14爆破事故防治与处理2.爆破作业与矿井环境2.4爆破作业与火灾矿井火灾指发生在矿井范围内的非控制燃烧。火灾的发生必须具备三个条件：可燃物、热源和空气。引起火灾的原因主要有：煤炭自燃、明火、放炮、电火花、瓦斯煤尘爆炸等。15爆破事故防治与处理2.爆破作业与矿井环境矿井火灾不同于地面火灾，在发火时能产生火灾伴生，产生大量高温火焰及有害气体，引起瓦斯煤尘爆炸，造成井下风流逆转等，危害极大。井下爆破作业时，应防止炸药爆燃、放糊炮、放空炮及其它原因产生爆破火焰，严禁明火和动力线放炮，在老空区附近和有自燃煤层中进行爆破作业时，应特别注意防止放炮引起火灾。16爆破事故防治与处理2.爆破作业与矿井环境2.5爆破作业与水灾矿井水灾是煤矿主要灾害之一，由于我国煤田水文地质条件复杂、受水威胁程度严重，特别是一些老矿区、已逐步进入深部开采，受水威胁越来越严重，突水事故时有发生，轻则增加排水设备和费用，提高成本，重则造成淹井危及人身安全。17爆破事故防治与处理2.爆破作业与矿井环境矿井水的来源是多方面的，主要充水源有地下水、地表水、大气降水和老空积水等。井下爆破作业时，当遇到积水区、老空区、含水层、导水断层、溶洞等情况时，必须坚持“有疑必探、先探后倔”的原则，并制定专门措施。如果不按规程要求进行防治水，盲目进行煤矿作业，易发生透水事故。18爆破事故防治与处理2.爆破作业与矿井环境2.6爆破作业与冒顶爆破作业引起的冒顶事故，一般是由于放炮崩倒支架引起顶板震动而造成裂隙所引起的。其原因:一方面是支架架设质量不合要求；另一方面是炮眼布置和装药量不合理。由爆破作业引起的冒顶事故，以采煤工作面为最多，约占70%以上，其次是掘进工作面。这类事故中属恶性事故的虽不多，但发生比较频繁，危害很大，应引起足够的重视。19爆破事故防治与处理2.爆破作业与矿井环境矿山井下爆破作业，由于井下环境的复杂性和作业空间的限制，使其作业条件更加困难，对爆破安全的要求更加严格，因此，必须加强对爆破安全技术的研究，严格按照《煤矿安全规程》要求操作，防止各类事故的发生，确保井下爆破作业的安全和防止爆破本身造成的危害。20爆破事故防治与处理3.爆炸及炸药的基本特征与安全炸药作为一种特殊的能源，在铁路、公路、水利水电、矿业、石油、农业、金属加工等民用领域和国防建设中得到广泛的应用。美国某体育馆爆破拆除3.1炸药的基本知识21爆破事故防治与处理3.爆炸及炸药的基本特征与安全1爆炸现象广义地讲，爆炸（explosion）是物质急剧的能量释放过程，能量在瞬间急剧释放或转化的现象都可以称为爆炸。特点：大量能量在有限的体积内突然释放或急剧转化。外部特征：由于介质受震动，伴有声、光、热等效应。22爆破事故防治与处理3.爆炸及炸药的基本特征与安全根据爆炸变化过程的不同，可将其分为三类。物理爆炸:由物理变化引起的爆炸，如锅炉等高压容器的爆炸，物质成分不变。化学爆炸:由化学变化引起的爆炸称为化学爆炸，如瓦斯或煤尘的爆炸、炸药的爆炸,分子组成变化。核爆炸:由核裂变或核聚变引起的爆炸，原子结构变化。23爆破事故防治与处理3.爆炸及炸药的基本特征与安全2炸药爆炸的基本特征反应的放热性、生成气体产物、化学反应和传播的高速度是炸药爆炸的三个基本特征，也是构成爆炸的必要条件。故又称为爆炸的三要素。24爆破事故防治与处理3.爆炸及炸药的基本特征与安全（1）、反应的放热性炸药爆炸就是将蕴藏的大量化学能（潜能）以热能形式迅速释放出来的过程。放出大量热能是形成爆炸的必要条件。25爆破事故防治与处理3.爆炸及炸药的基本特征与安全（2）、生成气体产物炸药能量转化的过程是：放出的热能先转化为气体的压缩能，后者在气体膨胀过程中转化为机械功。如果物质的反应热很大，但没有气体生成，就不会具有爆炸性。炸药爆炸放出热量不可能全部转化为机械功，但生成气体越多，热量利用率就越多。26爆破事故防治与处理3.爆炸及炸药的基本特征与安全（3）、反应的快速性炸药爆炸反应是由冲击波所激起的，因此其反应速度和爆炸速度都很高，爆炸过程的高速度决定了炸药能够在很短时间内释放大量能量。这是爆炸反应区别燃烧及其它化学反应的一个显著特点。如果反应速度很慢，就不可能形成强大威力的爆炸。27爆破事故防治与处理3.爆炸及炸药的基本特征与安全3.2炸药化学变化的形式由于环境和引起化学变化的条件不同，一种炸药可能有三种不同形式的化学变化，即缓慢分解、燃烧和爆炸。28爆破事故防治与处理3.爆炸及炸药的基本特征与安全1、缓慢分解炸药在常温条件下，若不受其它外界能量作用时，常常以缓慢速度的形式进行分解反应，环境温度越高，分解越显著。缓慢分解的特点是：炸药内各点温度相同；在全部炸药内反应同时进行，没有集中的反应区；分解时，既可以吸热，也可以放热，决定于炸药类型和环境温度。分解反应若为放热反应，如果放热量不能及时散失、炸药温度就会不断升高，促使反应速度不断加快和放出更多的热量，最终引起炸药的燃烧和爆炸。因此，在储存、加工和使用炸药时，要采取加强通风等措施，防止由于炸药分解产生热积累而导致意外爆炸事故。29爆破事故防治与处理3.爆炸及炸药的基本特征与安全2、燃烧炸药在热源作用下，也会产生燃烧，与其它可燃物的燃烧的区别仅在于炸药燃烧时不需要外界供氧。炸药的快速燃烧又称爆燃，其燃烧速度可达每秒数百米。燃烧与缓慢分解或一般氧化反应不同，燃烧不是在全部物质内同时展开的，而只在局部区域内进行并在物质内传播。进行燃烧的区域称为燃烧区或称为反应区。反应区沿物质内向前传播，其传播的速度称为燃烧速度。30爆破事故防治与处理3.爆炸及炸药的基本特征与安全3、爆炸爆炸与燃烧的主要区别在于；燃烧靠热传导来传递能量和激起化学反应，受环境影响较大，而爆炸则靠冲击波的作用来传递能量和激起化学反应，基本上不受环境影响，爆炸反应也比燃烧反应更为激烈，放出热量和形成温度也高；燃烧产物的运行方向与反应区传播方向相反，而爆炸产物的运动方向则与反应区传播方向相同；燃烧产生的压力较低，而爆炸则可产生很高的压力；燃烧速度是亚音速的，爆炸速度是超音速的。31爆破事故防治与处理3.爆炸及炸药的基本特征与安全炸药上述三种化学变化的形式，在一定条件下，都是能够相互转化的，缓慢分解可发展为燃烧、爆炸，反之，爆炸也可转化为燃烧、缓慢分解。32爆破事故防治与处理3.爆炸及炸药的基本特征与安全3.3炸药的氧平衡炸药内的主要元素是碳、氢、氮、氧，某些炸药还会有氯、硫、金属及其盐类。若炸药内只含有前四种元素，无论是化合炸药还是混合炸药，都可以把它们写成通式CaHbNcOd化合炸药的通式通常按1mol写出，混合炸药则按1kg写出。炸药爆炸时的化学反应，大多数是氧化反应，而且氧元素由炸药本身提供。按理想氧化反应生成的产物应为：H2O，CO2和其它元素的高级氧化物，氮和多余的氧游离，若氧量不足，在生成产物中，除H2O，CO2，N2外，还会有H2，CO固体碳和其它氧化不完全的产物。33爆破事故防治与处理3.爆炸及炸药的基本特征与安全（1）正氧平衡（2）负氧平衡（3）零氧平衡由此可见，氧平衡对炸药的爆炸性能：如放出热量、生成气体的组成和体积、有毒气体含量、气体温度、二次火焰（如CO和H2，在高温条件下和有外界供氧时，可以二次燃烧形成二次火焰）以及作功效率等有着多方面的影响。在配制混合炸药时，通过调节其组成和配比，应使炸药的氧平衡接近于零氧平衡，这样可以充分利用炸药的能量和避免或减少有毒气体的产生。34爆破事故防治与处理3.爆炸及炸药的基本特征与安全3.4爆轰产物及炸药的感度1、爆轰产物炸药爆炸瞬间生成的产物主要有：H2O、CO2、CO、氮氧化物等气体，2、炸药的