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浅述矿山的安全爆破 | 2010-4-18 10:05:00
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（1）爆炸基本理论 矿山爆破采用的是工业炸药，使其爆炸以破碎、压实、疏松被爆物体，属化学爆炸。形成化学爆炸必须同时具备四个条件：爆炸反映过程必须放出大量的热能；化学反应过程必须是高速的；化学反应过程应能生成大量的气体产物；反应能自行传播。
炸药化学反应有热分解、燃烧、爆炸、爆轰等4种基本形式。这四种基本形式之间有着密切的联系，在一定条件下可以相互转化，人们可以控制外界条件，按需要来“驾驭”炸药的化学反应。
（2）矿山常用炸药
炸药是在一定条件下，能够发生快速化学反应，释放大量热量，产生大量气体，因而对周围介质产生强烈的机械作用，呈现所谓爆炸效应的化合物或混合物。例如，1000g硝铵炸药，完成爆炸反映的时间只需十万分之三秒，能产生4．18MJ的热量，爆炸时的温度达2000～3000℃。在爆炸瞬间，固体状态的炸药迅速变为气体，其体积比原体积增加850～950倍。这种气体在高温影响下急剧膨胀所产生的压力，约高达10GPa。
炸药按照其组成结构，可分为单体炸药和混合炸药两类；按照用途及其特性，可分为起爆药、猛炸药、火药以及烟火剂等几类。我国矿山用炸药有硝铵类炸药、硝化甘油炸药以及乳化油炸药等。硝铵类炸药是以硝酸铵为主要成分的混合炸药。常用的硝铵类混合炸药有铵梯炸药、铵油炸药、铵松蜡炸药以及含水硝铵类炸药。
（3）起爆器材及起爆方法 爆破起爆是指通过起爆器材的引爆能引起炸药的爆炸。
根据使用的起爆器材的种类，相应的起爆方法有火雷管起爆法、电雷管起爆法、导爆索起爆法和导爆管起爆法。
●起爆器材
常用的起爆器材有雷管（火雷管、电雷管）、导爆索及导爆管。雷管是主要的起爆器材，可用来起爆炸药和导爆索及导爆管。按照点火方式，又有火雷管和电雷管之分。
火雷管是工业雷管中最基本的一个品种，有火焰直接引爆。电雷管分为瞬发电雷管及延期电雷管，延期电雷管又分为秒或半秒延期电雷管与毫秒延期电雷管。
●起爆方法
炸药的起爆方法有如下几种：火雷管起爆，就是利用导火索传递火焰引爆雷管，进而引爆炸药。这种起爆方法的操作过程，包括加工起爆雷管，加工起爆药包，装药，点火起爆；电雷管起爆法，在装完药后进行联线，并用导通仪检验网路是否导通。使用的电雷管应事先用导通仪检测，电阻误差过大者不能使用；导爆索起爆法，又叫无雷管起爆法，导爆索分普通导爆索和低能导爆索两种，非煤矿山使用最多的是普通导爆索；导爆管起爆法，是用起爆枪或雷管起爆导爆管，引爆起爆药包中的非电毫秒雷管，进而引爆炸药。
（4）起爆安全技术 ●火雷管起爆及其事故预防
①火雷管起爆的早爆与预防
导火索可能产生的快燃或爆燃，会导致火雷管产生早爆现象，从而引发伤亡事故。加强导火索及雷管的制造、存储、运输等的管理工作，提高导火索和雷管的质量，可以大大减少导火索速燃、缓燃、拒燃和雷管的拒爆现象。
预防火雷管早爆事故的发生，除了严格保证导火索的质量外，应采用安全点火方法起爆火雷管。《爆破安全规程》规定，火雷管起爆时，必须采用一次集中点火法点火。集中点火可用母子导火索、点火筒等点火工具点火。
②火雷管起爆的延迟爆炸及预防
当导火索有断药或缺药等缺陷及受外力作用导致导火索似断非断时，会引起延迟爆炸事故。延迟爆炸事故的危害很大。预防延迟爆炸事故的发生，除了要加强导火索、雷管和炸药的质量管理，建立健全检验制度外，在操作中要避免过度弯曲或折断导火索，由专人听炮响声并数炮，或由数炮器数炮。有瞎炮或可能有瞎炮时，应加倍延长进入炮区的时间。
③火雷管起爆的拒爆及预防
完全消除火雷管起爆的拒爆现象是不可能的，但应采取积极措施将拒爆率降到最低限度。首先，要认真选购和检查导火索和雷管；其次，妥善保存导火索及雷管，防止受潮变质；同时，加强爆破员的培训，提高其专业知识水平，改进操作技术。
●电雷管起爆及其事故预防 ①电雷管的早爆及预防
杂散电流、雷电和静电是引起电雷管起爆早爆事故的主要因素。
预防杂散电流的主要措施有：采用防杂散电流的电爆网路；采用抗杂散电流的电雷管；采用非电起爆；加强爆破线路的绝缘，不用裸线联接。雷电可通过直接雷击、静电感应或电磁感应的方式引爆电雷管，其中以电磁感应为主。预防雷电引起早爆应采取的措施包括：禁止在雷雨天气进行电雷管爆破；在爆破区内设立避雷系统；采用屏蔽线爆破；采用非电起爆系统起爆。
预防静电产生早爆事故应采取的措施包括：增加炸药水分；采用抗静电雷管；采用非电起爆方法。
②电雷管拒爆、延迟爆炸及预防
电雷管拒爆的原因，一是雷管本身有缺陷，而且有的缺陷用导通仪检验时还不易被发现；二是起爆网路的设计及操作中有失误。
为了减少拒爆现象的发生，除了要严格检测雷管，保证雷管质量外，还要采取准确可靠的起爆网路，消除网路设计方面的差错，同时严格执行操作规程。要防止延迟爆炸事故，必须加强爆破器材的检验，不合格的爆破器材严禁使用。
③导爆管起爆的安全问题
导爆管起爆系统中的雷管和传爆雷管，同普通雷管一样含有高热感度和机械感度的起爆药，使用中要防止冲击和摩擦。导爆管传爆的延时作用比电雷管起爆系统大得多，所以在设计导爆管起爆网路时，不能采用环形网路，即传爆的初始位置与终了位置不能相隔太近。有瓦斯的情况，禁止使用导爆管。
④导爆索起爆的安全问题
导爆索网路最主要的安全问题是拒爆事故。出现拒爆问题的主要原因是连接方法不正确。因此应特别注意采用正确的连接方法，防止拒爆事故的发生。
（5）安全标准和安全距离 ●地震安全距离
因为地震安全距离往往是决定爆破工程规模、方式的重要因素，有些爆破设计在报批中遇到麻烦也往往发生在地震效应的控制上。因为控制标准、计算方法均不甚严格，被保护建（构）筑物的结构和状况又十分复杂，如何较为准确地预估地震强度，控制建（构）筑物的损坏程度经常成为有争议的问题。《爆破安全规程》规定“一般建筑物和构筑物的爆破地震安全性应满足安全震动速度的要求”并规定了建（构）筑物地面质点振动速度控制标准。
●空气冲击波的安全距离
空气冲击波的安全距离主要依据以下几个方面来确定：对地面建筑物的安全距离；空气冲击波超压值计算和控制标准；爆破噪声；空气冲击波的方向效应与大气效应。
●爆破飞石的安全距离
爆破飞石的飞散距离受地形、风向和风力、堵塞质量、爆破参数等影响，爆破飞石的安全距离应根据硐室爆破、非抛掷爆破、抛掷爆破等情况分别考虑。
●电力起爆的安全距离
电力起爆的安全距离主要考虑爆区与高压线、广播电台和电视台等发射源的安全距离。
●爆破有害气体扩散安全距离
爆破有害气体主要有CO、NO、NO2、N2O5、SO2、H2S、NH3等，可引起窒息及血液中毒。大量爆破后必须取样监测。有害气体浓度低于允许指标才能下井作业。减少爆破有害气体的措施：使用合格炸药；做好起爆器材及炸药防水、炮孔堵塞等工作，避免半爆和爆燃；下加强通风，特别要注意通风死角、盲区；人员进入前必须通风并取样监测空气中的毒气浓度。
●瓦斯、煤尘的安全标准及防爆措施
瓦斯是矿井有害气体的总称，包括甲烷、一氧化碳、二氧化碳和硫化氢等。防止瓦斯引燃和爆炸的措施：防止瓦斯聚积，保证通风，坚持监测，严格按规定该停则停，该撤则撤；封闭采空区，避免氧气进入；按规程要求布孔、装药、堵塞、起爆，正确操作。放炮引爆瓦斯；电器设施用防爆型并加强管理，严格控制杂散电流。
煤尘爆炸的防范措施：综合防尘，例如回采面煤层注水；用水封爆破技术，设置喷水、喷雾装置，采用湿式打眼，经常洗刷井壁巷壁，控制通风风速，煤仓、溜眼不得放空，运输过程防止漏煤，运输洒水，运输巷道、回风巷道铺岩粉等。用这些综合措施来降低空气中煤尘浓度；防止放炮明火，机械火花引发煤尘爆炸；注意防止瓦斯、煤尘混合爆炸，防止瓦斯爆炸的措施对防止混合爆炸同样有效。
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