《煤矿安全规程》专家解读343条——350条

从霜谈地 2024-09-24 03:56:31

井 下 爆 破

第三百四十三条 煤矿必须指定部门对爆破工作专门管理,配备专业管理人员。

所有爆破人员,包括爆破、送药、装药人员,必须熟悉爆炸物品性能和本规 程规定。

【解读】本条是对煤矿爆破工作管理机构和爆破人员管理的规定。

煤矿爆破事故以及爆破引起的瓦斯煤尘爆炸事故较为严重。在“十一五” 期间,我国煤矿共发生瓦斯事故1083起,死亡4559人,分别占煤矿事故总起数 和死亡总人数的10.5%和27.1%。在国有重点煤矿一次死亡3人以上的瓦斯爆 炸事故中,30%是爆破作业引起的,爆破造成的死亡人数占我国煤矿生产事故总 死亡人数的3.55%。

煤矿爆破安全技术主要包括两个方面的内容:一是爆破施工作业中的安全问 题,主要涉及爆破器材性能、使用条件、检测方法和起爆技术安全性问题;二是 爆破对环境安全的影响,主要涉及在煤尘瓦斯环境下爆被作业的安全准则、控制 标准、爆破作用机理、爆破参数设计与方法有关的技术问题。因为煤矿爆破工作 涉及爆炸物品的贮存、运输、通风、瓦斯以及地质状况等,需要多部门配合协 调,而煤矿爆破工作的复杂性以及事故的严重性,需要形成煤矿爆破工作的安全 保障体系。因此,煤矿爆破工作必须由一个部门进行协调与管理,并配备专业的 管理人员。

爆破作业的高危性要求爆破作业人员具备专业知识,必须通过安全技术培 训,提高安全意识,熟悉安全职责,了解《规程》及《爆破安全规程》等的 规定,掌握爆炸物品领退、运送、贮存以及销毁制度,掌握爆破作业的程序、 方法和基本操作技能,具备在特殊情况下处理爆破事故的能力。对于爆破工程 技术人员以及爆破员、安全员、保管员和其他涉爆人员,煤矿主管部门必须按 照《爆破作业人员资格条件和管理要求》(GA 53—2015) 规定的考核内容与 尺度对其进行培训,考核合格后方可持证上岗,严禁不经培训,无证上岗作业。

第三百四十四条 开凿或者延深立井井筒,向井底工作面运送爆炸物品和在 井筒内装药时,除负责装药爆破的人员、信号工、看盘工和水泵司机外,其他人 员必须撤到地面或者上水平巷道中。

【解读】本条是关于开凿或者延深立井时的爆破安全规定。

开凿或延深立井井筒,是在只有一个出口的独头工作面作业,人员多,工作 条件复杂,危险性大。一方面人员及爆炸物品上下全靠吊桶提升,物体坠落可能 引起爆炸事故,另一方面在装药过程中一旦发生意外爆炸,井底工作面作业人员 生还的可能性很小。为了避免向井底工作面运送爆炸物品和在井筒内装药时,发 生意外爆炸事故或坠落事故,危及在井筒内作业人员的安全,应把留在井简内作 业的工种和人员数量压缩到最低限度,减少事故危害。

第三百四十五条 开凿或者延深立井井筒中的装配起爆药卷工作,必须在地 面专用的房间内进行。

专用房间距井筒、厂房、建筑物和主要通路的安全距离必须符合国家有关规 定,且距离井筒不得小于50 m。

严禁将起爆药卷与炸药装在同一爆炸物品容器内运往井底工作面。

【解读】本条是对开凿或者延深立井井筒中的起爆药卷装配、地点以及运输 的规定。

为了确保装配起爆药卷工作的安全性,开凿或延深立井井筒的装配起爆药卷 工作须在地面专用的房间内进行,以便将意外爆炸破坏的影响控制在最小范围 内。

专用房间距周边建构物和主要通路的安全距离,主要是考虑在装配起爆药卷 时发生意外爆炸,爆破地震波、空气冲击波和爆破飞石对人员及对井简、厂房、 建筑物和主要通道不造成伤害和损坏。

考虑到井筒的重要性,在经验公式计算的基础上,以炸药意外爆炸产生的地 震波不至于导致井筒损伤,规定装配起爆药卷的专用房间最小安全距离应不小于 50m。

由于起爆药卷已经装配雷管,因此具有较高感度,为了防止起爆药卷在往井 底工作面运送过程中受外界因素影响意外爆炸,从而引爆同一容器内炸药,扩大 爆炸事故,所以严禁将起爆药卷与炸药装在同一爆炸物品容器内运往井底工作 面,应分开运送。这和炸药与雷管不能装在同一容器内运输的道理一样。

第三百四十六条 在开凿或者延深立井井筒时,必须在地面或者在生产水平 巷道内进行起爆。

在爆破母线与电力起爆接线盒引线接通之前,井筒内所有电气设备必须断 电。

只有在爆破工完成装药和连线工作,将所有井盖门打开,井筒、井口房内的 人员全部撤出,设备、工具提升到安全高度以后,方可起爆。

爆破通风后,必须仔细检查井筒,清除崩落在井圈上、吊盘上或者其他设备 上的矸石。

爆破后乘吊桶检查井底工作面时,吊桶不得墩撞工作面。

【解读】本条是对开凿或延深立井时的起爆工作和爆破后检查的规定。

开凿或延深立井井筒,是在只有一个出口的独头工作面作业,井底工作面爆 破,炮眼多,一次起爆药量大,爆炸产生的冲击波和有毒有害气体冲向地面井 口,因此,绝不允许爆破工在立井井筒内进行起爆工作。即使吊盘提升到安全高 度,爆破时对人的安全仍有很大威胁。所以,开凿井简和延深立井井筒爆破作业 时,爆破工必须在地面或在生产水平巷道内进行起爆。

开凿和延深立井井筒爆破时,由于机电设备动力、照明交流电流的漏电会造 成杂散电流通过沿井筒的导体(如管路和轨道)形成网络,该杂散电流如与潮 湿的煤、岩壁接触,可造成煤、岩壁导电。如漏电电源之一相与另一漏电电源之 一相经爆破母线或雷管脚线与之接触,就可能发生意外爆炸事故,造成人员伤 亡。因此在爆破母线与电力起爆接线盒引线接通之前,井筒内所有电气设备必须 断电。

除采取断电措施外,还应采取下列预防方法:

(1)爆破母线不与压风、洒水等管路,轨道、井圈、钢丝绳等导电体和动 力、照明线路相接触;管路与电线不与母线同侧铺设,同侧铺设时要保持至少 0.3 m的悬挂距离。

(2)加强井下机电设备和电缆、电线的检查和维修,使之不损坏漏电。

(3)电雷管脚线和连接线,脚线和脚线之间的接头,都必须悬空,不得与 任何导电体和潮湿的煤、岩壁接触。

为了防止爆破产生的爆炸冲击波、爆生气体和飞石对井口人员、井筒及井筒 内设施造成伤害和损坏,必须在爆破人员完成装药和连线工作之后,将所有井盖 门打开,井筒和井口房内的人员全部撤出,设备、工具提升到安全高度之后,方可爆破。

在爆破通风后,必须仔细检查井简的围岩、井圈支护、管路、工具、设备 等,并清除崩落在井圈上、吊盘上或其他设备上的矸石,以防落石伤人。

在井底工作面炸落堆积的煤、矸中,可能有拒爆或残爆的电雷管和残药。 当井底爆破结束后,乘吊桶检查井底工作面时,如果吊桶瞰撞工作面,在吊桶 的冲击或重压下,在煤、矸中的起爆药卷和残药就可能发生爆炸,造成人员伤 亡。

第三百四十七条 井下爆破工作必须由专职爆破工担任。突出煤层采掘工作 面爆破工作必须由固定的专职爆破工担任。爆破作业必须执行“一炮三检”和 “三人连锁爆破”制度,并在起爆前检查起爆地点的甲烷浓度。

【解读】本条是对井下爆破作业人员以及爆破作业的规定。

井下爆破作业条件复杂,因此必须由掌握爆破安全技术专业知识、责任心强 的专职爆破工担任。爆破工必须有2年以上采掘工龄,并经过专门培训合格,取 得公安部门核发的爆破作业人员许可证。不得由兼职的、未经培训的人员担任此 项工作。

与一般煤层相比,突出煤层的自然条件更为复杂,不仅瓦斯涌出量大,工作 面出现瓦斯超限的概率大,而且由于防治突出的要求,对爆破工艺技术有更高要 求。由于各个工作面的地质条件和爆破工艺要求相差较大,专职爆破工固定在同 一工作面工作,能够掌握本工作面的地质条件和瓦斯特点,异常情况可以及时处 理。

“一炮三检”制度是在装药前、爆破前,由瓦检工检查爆破地点的瓦斯浓 度。“一炮三检”是防止装药前、爆破前和爆破后瓦斯超限条件下违章作业的重 要措施。

装药前、爆破前,爆破地点附近20m 以内的风流中的瓦斯浓度达到或者超 过1%时,不准装药、爆破。

爆破后,瓦斯浓度达到或者超过1%时,必须立即处理,若经过处理,瓦斯 浓度不能降到1%以下,不准继续作业。

“三人连锁爆破”制度是爆破工、班组长(跟班队长)、瓦检工(安全员) 三人必须同时自始至终参加爆破工作的全过程,并执行换牌制。“三人连锁爆 破”制度是防止爆破混乱、爆破警戒不严或警戒不落实造成爆破伤人事故的有效措施。要点如下:

爆破工在检查连线工作无误后,将警戒牌交给班组长。

班组长接到警戒牌后,在检查顶板、支架、风量、瓦斯、洒水等爆破准备 工作无误,达到爆破要求条件时下达爆破命令,并负责组织撤出人员、设置警 戒,清点人数,确认无误。然后,将自己携带的瓦检牌交给瓦检工(安全员)。

瓦检工(安全员)检查确认瓦斯、煤尘浓度不超限,将自己携带的爆破牌 交给爆破工。

在起爆前为了确保爆破工作的安全,瓦检工(安全员)必须检查起爆地点 的瓦斯浓度,主要是为了防止在起爆的过程中,发爆器接线柱与爆破母线连接处 部分外露导线因发爆器的瞬间放电产生电弧,进而形成火源引燃瓦斯。因此,只 有当起爆点附近20m 以内瓦斯浓度低于1%时方可允许爆破工起爆。

【案例】2013年4月20日,吉林省某煤矿在+214m 标高三段十一路采用国 家明令禁止的巷道式采煤方法,未形成全负压通风系统,造成瓦斯积聚。不按规 定配齐特种作业人员,瓦斯检查工、安全检查工数量不足,以兼职代替专职;不 按规定编制爆破说明书,随意确定炮眼深度、角度、装药量和封孔长度;不认真 执行“一炮三检”及“三人连锁爆破”制度,违章爆破,导致特大瓦斯爆炸事 故。事故造成18人死亡、12人受伤,直接经济损失1633.5万元。

【案例】2013年6月2日19时,湖南省邵阳市邵东县司马冲煤矿发生重大 瓦斯爆炸事故,造成10人死亡、3人重伤、6人轻伤,直接经济损失737.1万 元。事故发生的直接原因是13采区+168 mI 煤回采工作面违规采用巷道式采 煤、局部通风机供风,风量不足,引起瓦斯积聚并达到爆炸浓度。在未检查瓦斯 的情况下违规爆破,因发爆器接线柱产生电弧引起瓦斯爆炸。

第三百四十八条 爆破作业必须编制爆破作业说明书,并符合下列要求:

(一)炮眼布置图必须标明采煤工作面的高度和打眼范围或者掘进工作面的 巷道断面尺寸,炮眼的位置、个数、深度、角度及炮眼编号,并用正面图、平面 图和剖面图表示。

(二)炮眼说明表必须说明炮眼的名称、深度、角度,使用炸药、雷管的品 种,装药量,封泥长度,连线方法和起爆顺序。

(三)必须编入采掘作业规程,并及时修改补充。 钻眼、爆破人员必须依照说明书进行作业。

【解读】本条是关于编制与执行爆破说明书的规定。

由于煤矿井下的地质条件复杂多变,各个作业点的岩石性质和构造情况不尽 相同,且赋存及涌出瓦斯、含水涌水情况各异,爆破作业形成的巷道或硐室的用 途或质量要求也不相同。为了提高爆破效果,减少爆破物品的消耗,同时也为了避 免因爆破参数和工艺选择的不当而造成安全事故,煤矿井下每一个爆破地点都应根 据所在地点的围岩性质、构造情况及瓦斯涌出量等情况编制爆破说明书。

爆破说明书是采掘工作面作业规程的主要内容之一,是爆破作业贯彻《规 程》的具体措施,也是爆破作业人员进行爆破作业的依据。爆破说明书应包括 以下几个方面的内容:

(1)简单描述巷道的特征(名称、用途、位置、断面形状和尺寸、坡度 等),穿过岩石的名称、地质条件和岩石的物理力学性质,矿井瓦斯等级和通过 岩层含瓦斯情况等。

(2)钻眼机械、钻眼工具和其他钻眼设备的选择。

(3)选择爆破器材。炸药的安全等级应与矿井或工作面瓦斯等级匹配;应 选用煤矿许用雷管,严禁使用“三不同”雷管。

(4)钻眼爆破参数设计。包括:掏槽形式和掏槽爆破参数、光面爆破参数、 崩落眼爆破参数。参数设计后,一要绘制炮眼布置正面图、平面图和剖面图,并 标明炮眼编号;二要编制炮眼说明表,表中注明炮眼名称、深度、眼间距、角 度,装药量,封泥长度及起爆顺序等。

(5)爆破网路计算。

(6)爆破采取的各项安全措施。

下面以某矿-430 m 岩石流水巷的爆破说明书为例,具体展示掘进爆破说明 书的内容。

(1)地点:某矿-430m岩石流水巷。

(2)掘进断面积:11.5m²。 掘进宽度:4.2m。

掘进高度:3.2 m。

(3)断面形状:直墙半圆拱。

(4)巷道坡度:平岩5%0。

(5)岩质:硬质凝灰岩,中等稳定,f=4~6。

(6)每循环进度:1.7m。

(7)炮眼深度:1.8m。

(8)瓦斯情况:无。

(9)涌水及淋水:无。

(10)使用炸药品种与规格:

周边眼:使用二号煤矿许用乳化炸药,φ20 mm×150g;

其余炮眼:使用二号岩石硝铵炸药,φ35 mm×200g。

(11)发爆器能力:100发。

(12)爆破方式:预留周边眼二次爆破。

(13)施工方法:预留周边眼二次爆破。

(14)炮眼布置图(图3 - 53)。

(15)炮眼说明表(表3 - 27)。

(16)预期爆破效果表(表3-28)。

第三百四十九条 不得使用过期或者变质的爆炸物品。不能使用的爆炸物品 必须交回爆炸物品库。

【解读】本条是对过期或变质的爆炸物品不能使用而必须返库的有关规定。

我国煤矿许用炸药主要有煤矿许用乳化炸药、煤矿许用粉状乳化炸药、煤矿 许用水胶炸药以及煤矿许用膨化硝铵炸药等4个品种,质量保证期分别是6个月 和4个月,使用超过质量保证期的产品有可能导致爆燃、拒爆以及半爆、炮烟中 毒等意外情况发生。由于贮存环境以及生产质量等因素,炸药有可能出现破乳、 结块硬化等变质情况,也极有可能导致意外情况发生。因此,在煤矿接收爆炸物 品时,应首先对煤矿爆炸物品进行检查,发现过期或者变质的爆炸物品,应严禁 入库。在使用过程中,若操作人员发现炸药破损、变质或者超过质量保证期,应 严禁使用,同时将不合格的爆炸物品交回爆炸物品库。

由于煤矿许用毫秒电雷管结构和工艺的制约,随着贮存时间的延续而产生的 延期精度降低的现象在工程中称为电雷管的延期时间漂移。据对20个煤矿许用 毫秒延期电雷管样品进行的贮存期内延期时间考察试验表明,随着贮存时间的延 长,延期时间漂移严重。存储3个月以后,2~5段4个段别的延期时间分别漂 移了8%~18%不等,且随段别增加漂移逐渐加大;存储6个月后其延期情况和 存储3个月时大致相当,但存储9个月后与刚出厂相比,每段延期时间漂移都在 30%以上,有个别段延期时间出现串段现象,5段有个别漂移达50%以上。

按照《工业电雷管》(GB 8031) 的规定,电雷管的保质期为18个月,但实 际上,我国几乎没有能够保证有效期内延期时间合格的雷管产品。究其原因,由 于国内普遍采用的延期药剂的性能和延期体生产工艺技术一直未有大的突破,延 期时间性能短期内难以有根本改观。

贮存9个月毫秒延期电雷管大面积出现秒量漂移以及部分出现串段以及总延 期时间超过130 ms 现象,不但影响爆破效率,同时也带来安全隐患。因此,从 提高爆破质量和施工安全角度考虑,建议煤矿应使用贮存时间不超过9个月的煤 矿许用毫秒雷管。

第三百五十条 井下爆破作业,必须使用煤矿许用炸药和煤矿许用电雷管。 一次爆破必须使用同一厂家、同一品种的煤矿许用炸药和电雷管。煤矿许用炸药 的选用必须遵守下列规定:

(一)低瓦斯矿井的岩石掘进工作面,使用安全等级不低于一级的煤矿许用 炸药。

(二)低瓦斯矿井的煤层采掘工作面、半煤岩掘进工作面,使用安全等级不 低于二级的煤矿许用炸药。

(三)高瓦斯矿井,使用安全等级不低于三级的煤矿许用炸药。

(四)突出矿井,使用安全等级不低于三级的煤矿许用含水炸药。

在采掘工作面,必须使用煤矿许用瞬发电雷管、煤矿许用毫秒延期电雷管或 者煤矿许用数码电雷管。使用煤矿许用毫秒延期电雷管时,最后一段的延期时间 不得超过130 ms。使用煤矿许用数码电雷管时,一次起爆总时间差不得超过 130 ms,并应当与专用起爆器配套使用。

【解读】本条是对井下爆破作业使用煤矿许用型爆炸物品的规定。

煤矿许用炸药是指经主管部门批准,符合国家煤矿安全规程规定、允许在有 瓦斯和(或)煤尘爆炸危险的煤矿井下工作面或工作地点使用的炸药。1877年, 法国人首先注意到一定比例的瓦斯一空气混合物在650℃下,经过10s的延期就 会发生爆炸,而且温度越高,延迟期越短。基于以上事实,法国人首先从理论上 提出了煤矿安全炸药的概念,在炸药组分中添加一定比例的消焰剂,以降低炸药 的爆轰温度。与此同时,英、德、比利时等国家先后建立起实验巷道来模拟井下 的条件,用试验对比的方法为煤矿选择合适的炸药,其原理和方法一直沿用至 今。煤矿许用炸药的分级和适用范围是在科学研究的基础上并在长期的生产实践 中总结经验对炸药进行严格检验后确定的,必须对应矿井瓦斯等级,使用不同等 级的煤矿许用炸药。

煤矿许用炸药的安全性等级及使用范围见表3-29。

煤矿许用电雷管是指经主管部门批准,符合国家煤矿安全规程规定、允许在 有瓦斯和(或)煤尘爆炸危险的煤矿井下工作面或工作地点使用的电雷管。由 于普通电雷管爆炸会产生灼热飞散碎片或高密度射流、雷管内的副爆轰药爆炸时 产生高温和火焰、延期药燃烧喷出高温残渣等,这些有可能引燃瓦斯或煤尘。而 煤矿许用电雷管在雷管结构上进行了改进,消除了飞散碎片或高密度射流,雷管 副爆轰药添加了消焰剂,降低了爆轰温度和火焰长度,对于延期药燃烧喷出高温 残渣采取延期火焰密封传播措施,避免了电雷管爆炸时将延期药燃烧生成的高温 残渣喷出。

自20世纪80年代,中国对爆炸物品在煤矿使用采取“入井证”制度进行 控制和管理。自2002年开始,国家安全生产主管部门针对爆炸物品在煤矿使用, 制定、实施了矿用产品安全标志管理制度。目前,入井煤矿许用爆破器材产品已 经纳入安全标志的常态化管理,安全标志从安全标准体系、技术审查、现场考 核、检测检验和安标从业人员队伍等方面,已经形成了一套适用的、科学的管理 体系,在安全生产中发挥了重要作用。煤矿许用爆炸物品产品质量直接涉及职工 的生命安全,煤矿企业必须使用取得安全标志的煤矿许用型爆炸物品。

电雷管是由电引火元件点燃,因此有其电性能参数,如安全电流、发火电 流、发火冲能、串联起爆准电流、静电感度等。不同厂家生产的雷管由于使用的 材料、生产工艺或条件不同,其电性能参数也不同,不同电性能参数的雷管用在 同一爆破网路中,就有可能出现拒爆。同理,不同品种的电雷管,其电性能参数 也不同,所以也不能用在同一爆破网路中。

对于突出矿井,由于突出特性,要求更高安全等级的煤矿许用炸药,一方面 是含水炸药爆轰稳定,抗爆燃性较高,另一方面我国煤矿许用炸药安全等级为三 级的只有含水炸药。

在有瓦斯和煤尘爆炸危险的工作面进行爆破时,经过测定爆破后的瞬间瓦斯 浓度,爆破后从新的自由面和崩落块中涌出的瓦斯浓度,130 ms 时为0 . 3%~ 0.5%,360 ms时为0.35%~1.6%,实验表明只要总延时控制在130 ms 以内, 爆破安全是有保障的,因此规定毫秒爆破总延期时间不得超过130 ms。

煤矿许用数码电子雷管是一种可以设定并准确实现延期发火时间的新型智能 雷管。其本质在于一个微型电子芯片控制,取代了普通电雷管中的延期药与电点 火元件,不仅大大提高了延时精度,而且控制了通往引火头的电源,从而最大限 度地减少了因引火头能量需求所引起的误差。每只雷管的延时可以在0~100 ms 内按毫秒量级编程设定,其延时精度可控制在0.2 ms 以内。煤矿许用电子雷管的使用应符合以下安全规定:

(1)煤矿许用数码电雷管的连接、使用以及在连接使用过程中应采取的安 全预防措施必须严格执行电子雷管生产厂家的使用说明书。

(2)每家生产企业的煤矿许用数码电雷管有专用的起爆控制器,必须配套 使用。起爆控制器必须取得安全标志。

(3)严禁在一次爆破中混合使用数码电雷管和电雷管,严禁在一次爆破中 混合使用不同厂家或同一厂家不同类型的数码电雷管。

(4)使用煤矿许用数码电雷管一次起爆总延期时间不得超过130 ms。

(5)煤矿井下应使用预设置型煤矿许用数码电雷管,延期段别一般不应超 过7段。

(6)爆破网路连接接头应悬空,确保与地面或其他导体绝缘。

(7)应在爆破母线与起爆控制器连接前撤离现场作业人员。

(8)爆破母线与起爆控制器连接后,应用起爆控制器对雷管和网路进行检 查,无误后,方可起爆。

(9)爆破后至少等待30 min, 方能返回工作面。

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从霜谈地

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