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第六章 煤矿爆破安全 第一节 爆破安全基础知识 爆炸是某一种物质系统在发生迅速的物理或化学变化时，系统本身的能量借助于气体的急剧膨胀而转化为对周围介质做机械功，同时伴随有强烈的放热、发光和声响等效应的现象。 爆炸分物理爆炸、化学爆炸和核爆炸三种类型。爆炸前后仅是物质形态发生变化，而其化学成分和性质没有改变的爆炸现象为物理爆炸；与之相反，爆炸前后，物质的化学性质发生变化的爆炸为化学爆炸，炸药爆炸就是典型的化学爆炸；核爆炸是由于核聚变或核裂变反应放出巨大的能量而造成的爆炸。 一、炸药爆炸的特征 （一）爆炸要素 1.炸药的特征 炸药有3个主要特征①炸药是能发生自身燃烧和爆炸反应的物质。②炸药是具有化学爆炸特性的相对稳定的物质。③炸药的能量密度很高。 2.炸药爆炸的三要素 炸药要发生爆炸，需要满足3个条件，这3个条件又称作炸药爆炸的三要素。 （1）放出大量的热。炸药爆炸过程中释放的大量热能是其对周围介质做功的能源。放热量小或吸热反应的物质，都不能维持反应的自动进行而发生爆炸。这是炸药爆炸的首要条件。 （2）反应速度快。反应过程仅仅释放大量的热能还不足以形成爆炸，如1 kg煤的燃烧比l kg炸药爆炸放出的热量还大，但煤的燃烧一般并不能形成爆炸。只有高速进行的化学反应，反应过程中生成的气体来不及向周围膨胀，释放的热量才能集中，形成高温高压的反应产物才能对周围介质做功。 （3）生成大量的气体。爆炸生成的气体是做功的介质，只有反应过程生成大量的气体，爆炸才可能发生。 （二）炸药的反应形式与安全 由于炸药的化学反应速度、激发条件、炸药性质和其他因素的不同，其反应形式也各不相同，一般可分为热分解、燃烧、爆炸3种形式。 1．热分解 热分解是缓慢进行的化学变化过程，在常温下也可以进行，但在反应过程中不产生火、光和声响，不易被察觉，对外界没有破坏作用。热分解的速度主要取决于环境温度，温度越高热分解速度越快。当温度达到炸药的爆发点时，热分解就会发生转化，使炸药燃烧或爆炸。不同的炸药热分解速度不同，热分解反应的快慢，能反映炸药的热安定性。因此，在炸药生产过程和运输贮存时要特别注意控制周围的温度、湿度和压力等条件，防止发生自燃、自爆等事故。 2．燃烧 燃烧是炸药在热源或火焰作用下引起的化学反应过程。燃烧只在反应区内进行，反应区内外炸药温度、反应速度明显不同。燃烧速度的大小受外界条件，特别是压力的影响较大。因此，贮存炸药要特别考虑到热分解，注意改善通风条件，防止炸药在封闭条件下燃烧。一旦炸药发生燃烧，切不可用砂土掩盖。因为炸药本身含有氧化剂和可燃物，不需要空气中的氧就能进行燃烧，封闭反而会导致压力升高，加快燃烧速度，甚至引起爆炸。 3．爆炸 炸药的爆炸和燃烧基本类似，化学反应也是在局部区域内进行的。它和燃烧的主要区别是燃烧靠热传导来传递能量和激起化学反应，而爆炸是靠瞬间产生的冲击波作用来传递能量和激起化学反应；燃烧受环境影响较大，而爆炸基本上不受环境的影响；爆炸反应比燃烧更为激烈；燃烧产物的运动方向和反应区传播的方向相反，而爆炸产物的运动方向则和反应区传播方向相同，从而爆炸可以产生很大的压力。 爆炸速度增长到稳定爆速的最大值时就转化为爆轰，爆轰是指炸药以最大稳定速度进行的反应过程。特定的炸药在特定的条件下的爆轰速度为常数。爆炸和爆轰并无本质上的区别，只不过是传播速度不同而已。爆轰的传播速度是恒定的，爆炸的传播速度是可变的，就这个意义上讲，也可以认为爆轰是爆炸的一种特殊形式，即稳定的爆炸。 炸药的上述几种反应形式之间有着密切的关系，在一定的条件下各种形式之间可以相互转化。燃烧着的炸药在封闭条件下可以由燃烧转化为爆炸；在起爆良好条件下弱性炸药可以转化为稳定爆轰；受潮变质的炸药有可能由爆炸转化为燃烧，这不仅放出更多的有毒气体，而且对含有瓦斯煤尘的矿井更易引起事故。工作中应创造良好的条件，使炸药爆炸反应处于稳定爆轰状态，取得好的爆破效果。 二、炸药的感度与安全 （一）起爆和起爆能 炸药是一种相对稳定的物质，既具有稳定性有具有爆炸性。在没有外界作用时不发生爆炸反应，只有受到外界足够能量的作用时才能激起爆炸。为使炸药爆炸，外界对炸药所施加的最低能量，称为起爆能。炸药受外界作用发生的爆炸过程称为起爆。了解起爆和起爆能，对于正确选用起爆形式，防止爆破事故的发生十分重要。工业炸药常用的起爆能有以下3种形式 1．热能 即利用加热作用如火焰、火星、电热等形式使炸药起爆。这是一种基本形式。矿山爆破使用的工业雷管就是利用这种起爆能。 2．机械能 即通过冲击、摩擦或针刺等机械作用，使炸药分子间产生强烈的相对运动，并在瞬间把机械能转化为热能，使炸药起爆。这种起爆能不安全且不方便，因而在工业上很少采用。在炸药的贮存、运输和使用中，必须充分考虑机械能引起爆炸的可能性，这种事故经常发生。 3．爆炸能 即利用炸药的爆炸来起爆另一些炸药。这是爆破工程中最广泛采用的起爆能。常用的有雷管、导爆索和中继起爆药等爆炸能。 （二）炸药的感度与安全 炸药的感度是指炸药在外界起爆能的作用下发生爆炸的难易程度。炸药感度的高低以激发炸药爆炸反应所需起爆能的大小来衡量。炸药起爆时所需起爆能越小，表示炸药感度越高；反之，所需起爆能越大，则表示炸药感度越低。 炸药的感度应当适中，感度过高会给生产、贮存、运输、使用带来危险；感度过低会给爆破工作带来较大的困难。 炸药的感度因起爆能形式的不同而异。在实际应用中，不可简单地根据某种炸药对某种外界能量的感度，等效地衡量对另一种外界能量的感度，必须综合炸药对各种外界能量的感度，全面评价炸药的感度。 根据工业炸药常用的几种外界能量形式，为确保对炸药的安全使用，一般要考虑炸药的热感度、机械感度、爆轰感度、殉爆感度和静电感度，并采取相应的测定方法加以检验。 1．热感度 炸药的热感度是指炸药在热能作用下发生爆炸的难易程度。通常用爆发点、火焰感度来表示。 1炸药的爆发点。在特定的条件下，在规定的时间内（5 min）炸药起爆时所需加热的最低温度称为爆发点。爆发点越低则表明炸药对热能的感度越高；反之，炸药的热能感度越低。炸药的粒度、含水率、混合炸药的混合均匀性都影响炸药的爆发点。在制造、贮存和使用时要加以注意。 2炸药的火焰感度。炸药在明火（火焰、火星）作用下发生爆炸的难易程度称为火焰感度。不同炸药对火焰点燃发生化学变化的程度不同。对于雷管中的起爆药，用火焰点燃立即爆炸；对于一般的工业炸药，通常只会产生不同程度的燃烧，但在封闭状态下则会转化为爆炸。 2．机械感度 炸药的机械感度是指炸药在机械能作用下发生爆炸的难易程度。炸药在生产、运输、使用过程中，不可避免地要发生机械碰撞、摩擦、挤压等作用。为了解决炸药在这些过程中的安全问题，需要了解和掌握炸药的机械感度。一般起爆药比工业炸药的机械感度高，因此，在使用雷管时要特别注意轻拿轻放，避免撞击以免发生事故。 机械感度主要包括冲击感度和摩擦感度。工业炸药的冲击感度采用专用的立式落锤仪测定；炸药的摩擦感度常采用摆式摩擦仪测定。 3．爆轰感度 炸药的爆轰感度是指炸药在其他炸药爆炸作用下发生爆炸的难易程度。在工程爆破中，引爆炸药并保证其稳定爆轰所需要的起爆能决定于炸药的爆轰感度。 炸药的爆轰感度常用极限药量来表示。爆破工程中常用炸药的殉爆能力来定性地比较炸药爆轰感度的大小。所谓极限药量是指可使炸药爆轰的最小起爆药量。最小起爆药量越小，表示炸药的爆轰感度越大；反之，表示炸药的爆轰感度越小。 4．殉爆感度 一个药包的爆炸可以激发相隔一定距离处的另一药包的爆炸，这种现象叫做炸药的殉爆。殉爆的发生是因为主动药包爆炸时产生的炽热气体或固体颗粒，以及在两个药包中间介质中产生的冲击波对被动药包的作用引起的。炸药发生殉爆的难易程度称为炸药的殉爆感度。 对炸药的殉爆研究十分重要。在炮眼装药时，如果药卷接触不紧密或药卷之间存留有岩粉等惰性物质，或者炸药殉爆感度较低，则容易发生不完全爆炸或燃烧现象，这不仅降低了爆破效率，而且在有瓦斯和煤尘的工作面，有可能引发事故。 5．静电感度 炸药的静电感度包括两个方面。一是炸药摩擦时产生静电的难易程度；二是在静电火花的作用下炸药发生爆炸的难易程度。常用炸药都是静电的绝缘体，当炸药颗粒之间或炸药与其他物体发生摩擦时，很容易产生静电，并积聚静电荷达到高电压。当所带的静电能量足够大时，在适当的条件下就会发生静电放电而引起炸药的燃烧或爆炸事故。 三、炸药爆炸炮烟的危害 1．爆炸产物中的有毒气体 爆炸反应的实质是炸药中所含氧、碳、氢、氮等元素之间的化学反应，生成较为稳定的化合物，煤矿许用炸药理想状态下爆炸反应主要生成物有氮气、二氧化碳、水等，而煤矿井下爆破条件的特殊性，爆炸产物中主要有二氧化碳、水、一氧化碳、二氧化氮、一氧化氮、碳、氧气、氮气等。其中有毒气体主要有一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮等，在含硫矿床中爆破时，还会出现硫化氢和二氧化硫。这些气体不仅对人体有害，而且能对井下瓦斯煤尘爆炸反应起催化作用。因此，消除和减小有害气体的危害是十分重要的。 2．减少或消除有毒气体的措施 1正确选择工业炸药的配方。为了减小或消除有毒气体的危害，首先是设计与选择工业炸药的合理配方，并通过实验室与工业性试验得出结论方可使用。用户对选用的炸药，特别是新品种炸药的性能、规格、使用范围必须了解。有条件的矿山还要检验厂方提供的包括有毒气体在内的各项指标是否正确与合乎要求。 2正确使用炸药。炸药反应完全程度与炸药组分、炸药密度、炸药颗粒、起爆能、装药直径和外壳材料等因素有关。所以，在使用时要保证炸药完全爆炸，减少有毒气体的生成量。在煤矿须用炸药中，因含有能起催化作用的碱金属盐类消焰剂，其产生的有毒气体量比非安全炸药少。 3加强洒水与通风。加强通风可驱散密度较小的一氧化碳。加强洒水，一方面可把溶解度高的氮氧化物转变为亚硝酸与硝酸；另一方面亦有助于把难溶的氧化氮从碎石或岩缝中驱逐出来，以便随风流带出工作面。水中加入一定浓度的碱性溶液如石灰水效果会更好。 四、影响炸药传爆稳定性的因素 1．装药直径 如果炸药发生不稳定爆炸，不仅使炸药能量得不到充分利用，而且对安全极为不利。在实际工作中，要求稳定爆炸是十分必要的。要实现装药的稳定爆轰传播，炸药的装药直径必须大于炸药在该装药条件下的临界装药直径。否则，爆轰波将不能维持恒速传播，爆炸速度衰减以致中断。 2．装药条件 炸药的装药条件，如装药密度、颗粒大小、外壳性质，装药周围介质和间隙大小均对稳定传播和安全有较大的影响。 外壳越坚固，最佳密度范围内密度越大，约束条件越好越有利于阻止或减弱由膨胀引起的侧向扩散的影响，炸药爆炸反应就越充分，爆生气体量就越多，爆破效果就越好，爆破安全性就越高。 五、爆破自由面与最小抵抗线 1．爆破自由面 被爆破的岩体或煤体与空气接触的界面叫爆破自由面。自由面对爆破的作用是装药炮眼可利用的自由面愈多，爆破效果就愈好，爆破能量的利用率就愈高，炸药的单位消耗量愈少。 2．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。煤矿安全规程规定，工作面有2个或2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O.3m。 最小抵抗线小于规定值，就威胁安全。随着自由面的个数增加，最小抵抗线个数也相应增加。炸药爆炸时，其冲击波首先冲破抵抗线最小自由面。如果违反煤矿安全规程的规定，爆炸生成高温高压的冲击波，容易引燃或引爆瓦斯和煤尘；同时由于抵抗线太小，炸药达不到安全爆炸，爆炸生成的灼热固体颗粒也容易引燃或引爆瓦斯和煤尘。因此违反煤矿安全规程关于最小抵抗线的规定是极其危险的。但是，抵抗线太大会影响到爆破效果。 六、爆破作业引起瓦斯、煤尘爆炸的原因 1．爆炸空气冲击波的发火作用 炸药爆炸形成的空气冲击波具有很大的压力，可以压缩含瓦斯气体，并使其温度升高。当压缩瓦斯气体的温度高于瓦斯或煤尘气体的发火点时，有可能引起瓦斯或煤尘爆炸事故。 2．爆炸炽热固体颗粒的发火作用 炸药爆炸时，通常有反应不完全的炽热固体颗粒或燃烧着的颗粒向外飞出。在飞出过程中颗粒很快会冷却，由于飞出速度较快，与瓦斯气体混合物接触时间很短，一般不易引燃瓦斯气体。但是如果颗粒是爆炸反应不完全的、灼热燃烧着的炸药颗粒或可燃颗粒，这种颗粒飞向瓦斯气体混合物介质中，会继续发生分解反应或被空气介质氧化而燃烧，具有很高的温度，可能引起瓦斯爆炸。 3．爆生气体和二次火焰的发火作用 工业炸药爆炸气体产物的瞬间温度一般可达1800℃～4300℃，大大超过了瓦斯煤尘的发火温度，与瓦斯介质长时间作用，可能引起瓦斯爆炸。此外，通过二次火焰的间接作用可使瓦斯爆炸。所谓二次火焰是指炸药爆炸后，尤其是爆炸不完全时，产生可燃气体（氢气、一氧化碳、甲烷等）与空气中的氧化合所生成的火焰。二次火焰的温度可达l600℃～2000℃。 第二节 爆破器材的安全管理 各种炸药、雷管、导火索、导爆索、非电导爆系统、起爆药和爆破剂及发爆器等统称为爆破器材。为了确保安全，使用爆破器材的单位要特别注意爆破器材的贮存和保管工作。按照爆破安全规程和煤矿安全规程，建立爆炸器材库，并要有专人管理，不得任意存放，严禁将爆破器材分发给承包户或个人保存。严防炸药变质、自爆或被盗窃而导致重大事故。 一、一般规定 1．爆炸材料的贮存 爆炸材料的贮存，永久性地面爆炸材料库建树结构（包括永久性埋入式库房）及各种防护措施，总库区的内、外部安全距离等，必须符合国家有关规定。 井上、下接触爆炸材料的人员，必须穿棉布或抗静电衣服。 煤矿安全规程对各类库房的容量进行了规定 建有爆炸材料制造厂的矿区总库，所有库房贮存各种炸药的总容量不得超过该厂1个月生产量，雷管的总容量不得超过3个月生产量。没有爆炸材料制造厂的矿区总库，所有库房贮存各种炸药的总容量不得超过由该库所供应的矿井2个月的计划需要量，雷管的总容量不得超过3个月生产量。单个库房的最大容量炸药不得超过200t，雷管不得超过500万发。 地面分库所有库房贮存爆炸材料的总容量炸药不得超过75t，雷管不得超过25万发。单个库房的炸药最大容量不得超过25t。地面分库贮存各种爆炸材料的数量，还不得超过由该库所供应的矿井3个月的计划需要量。 井下爆炸材料库的容量不得超过该矿井3天的炸药需要量和10天的电雷管需要量。井下爆炸材料库的炸药和电雷管必须分开贮存。 2．爆炸材料的管理 煤矿企业必须建立爆炸材料领退制度、电雷管编号制度和爆炸材料丢失处理办法。必须按民用爆炸物品管理条例的规定，建立爆炸材料销毁制度。 3．爆炸材料的发放与清退 （1）爆破工必须携带爆破合格证和班组长签章的爆破工作指示单到爆炸材料库领取爆炸材料。 （2）发放爆炸材料时，管库工与爆破工要当面点清所支领爆炸材料的品种、规格和数量，并盖章或签字。 （3）电雷管在发给爆破工前，必须用电雷管检测仪逐个做全电阻检查并将脚线扭结成短路。禁止发放电阻不合格的电雷管。 （4）电雷管实行专人专号，不得遗失、借用或挪作它用。 （5）爆破工必须在爆炸材料库的发放硐室领取爆炸材料，不得携带矿灯进入库内。发放炸药、雷管时，要做到轻拿轻放，严禁摔、扔炸药或雷管。 （6）爆破工必须严格执行班组长报单签字制度。清退爆炸材料时，爆破工与管库工要当面点清，做到账、物相符。 4．井下爆炸材料的运输 爆炸材料的运输包括地面运输到用户单位或爆炸材料库，以及把爆炸材料运输到爆破现场（包括井下运输）。在运输爆炸材料时要注意以下事项 （1）硝化甘油类炸药、硝酸铵类炸药、黑火药和雷管，任何两种都不准一同运输。硝化甘油类炸药和电雷管必须装在专用的、带盖的有木质隔板的车厢内，车厢内部应铺有胶皮或麻袋等软质垫层，并只准放1层爆炸材料箱。其他类炸药箱可以装在矿车内，但堆放高度不得超过矿车上缘。 （2）运输硝化甘油类炸药，要注意防冻的有关规定。已冻结或半冻结的硝化甘油类炸药禁止运输，因为轻微的摩擦、震动就会引起爆炸事故。 （3）从地面炸药库向井下炸药库运送炸药时，应事先通知绞车司机和井口上、下的把钩工做好运输准备。运输不得在交接班时间进行。 （4）护送人员一定要乘罐笼护送炸药下井．每层罐笼只准搭乘两人。运输炸药的罐笼或吊桶里，除爆破工或护送员外，不准无关人员搭乘。同时，炸药和雷管必须分别运送。 （5）炸药不准在井口房内存放。炸药下放到井底车场后，应立即运往炸药库，不准在井底车场或其他巷道里存放。 （6）井下用电机车运输炸药时，必须由井下炸药库负责人或经过专门训练的专人护送。列车行驶速度不许超过2m／s。列车不得同时运送其他物品或工具。跟车人员、护送人员和装卸人员应在尾车内，严禁其他人员乘车。炸药和电雷管不得在同一列车运输。如用同一列车运输，装有炸药与装有电雷管的车辆与机车之间，必须用空车隔开，隔开长度不得小于3m。 （7）水平巷道或倾斜巷道内有可靠的信号装置时，可以用钢丝绳牵引的车辆运输炸药，但炸药和雷管必须分开运输，运输速度不得超过1m/s。运输电雷管的车辆必须加盖子、加垫，车厢内以软质垫物塞紧，防止震动和撞击。严禁用刮板输送机、带式输送机等运输爆炸材料。 （8）人工搬运爆炸材料时，必须遵守相关规定。 （9）为了防止雷管意外爆炸时引爆炸药，应把雷管和炸药分别放置在不同的专用箱内，不得将雷管装在衣袋内。 （10）为了防止爆炸材料散落、丢失、被盗，爆破作业人员领到爆炸材料后，应直接送到爆破作业地点，不得转给他人，禁止乱丢、乱放。 5．爆炸材料的销毁 由于管理不当，贮存条件不好或贮存时间过长，致使爆炸材料安全性能不合格或失效变质时，必须及时销毁。 （1）销毁场地与安全设施 炸毁或烧毁爆炸材料，必须在专用空场内进行。销毁场地应尽量选择在有天然屏障的隐蔽地方。场地周围50m内，要清除树木杂草与可燃物。在不具备天然屏障的隐蔽地方，要考虑销毁时爆炸冲击波对周围企业、单位、民用建筑、铁路、高压线等设施的影响。 （2）销毁方法 一般对感度高的起爆药（如雷汞、氮化铅和二硝基重氮酚等）以及少量废炸药的销毁，采用化学处理法、烧毁和爆炸法均可，采用化学处理法比较安全。 对硝铵类炸药、黑火药、导火索等失去爆炸性能的爆炸材料，可用烧毁的方法处理。注意性质不同的炸药及其制品不准混在一起烧毁。起爆药用烧毁法销毁时，须先经机油钝化。雷管和导爆索易引爆，不宜采用烧毁法销毁，可采用炸毁法处理。 对一些能溶解于水的废爆炸材料，如硝酸铵、黑火药和硝铵类炸药，可采用溶解法销毁。 二、煤矿常用爆破器材的选用 煤矿井下爆破作业使用的煤矿用爆炸材料和辅助爆炸材料，必须经国家授权的检验机构检验合格，并取得煤矿矿用产品安全标志。在煤矿井下的所有爆破作业工作面，都必须使用煤矿许用炸药和煤矿许用电雷管。 （一）矿用炸药 1．矿用炸药的种类 矿用炸药是指适用于矿井采掘工程的炸药，一般按主要组成成分、使用范围及炸药构成进行分类。 （1）按主要组成成分分类。可分为硝酸铵类炸药、含水类炸药和硝化甘油类炸药。硝酸铵类炸药是以硝酸铵为主体成分并加入其他成分的混合炸药。含水类炸药是由硝酸铵、硝酸钠为氧化剂的水溶液等几种成分组成的混合炸药。硝化甘油类炸药是以硝化甘油为主要成分的非安全性抗水混合炸药。 （2）按应用范围和使用条件分类。按其是否允许在井下有瓦斯或煤尘爆炸危险的采掘工作面使用情况，将矿用炸药分为煤矿许用炸药和非煤矿许用炸药（岩石炸药和露天炸药）两类。 （3）按化学成分构成分类。可分为单质炸药和混合炸药。我国目前所使用的矿用炸药都属于混合炸药。单质炸药只作为起爆药和混合炸药的组成部分。 2．煤矿许用炸药特点 根据瓦斯氧化反应和炸药爆炸引燃引爆瓦斯的机理，煤矿许用炸药应具有以下特点 （1）根据炸药的安全等级限制炸药的爆热、爆温和爆压。 （2）炸药配比应接近于零氧平衡。 （3）爆炸后无灼热固体产物。 （4）爆炸反应要完全。 （5）炸药或爆炸产物中不能含有促进瓦斯连锁反应的成分和外来夹杂物。 （6）煤矿许用炸药中要加入消焰剂，从根本上抑制瓦斯的引火。 （7）爆炸产生的有毒有害气体量要符合国家标准。 （8）有适中的起爆感度和传爆能力，保证稳定爆轰。 3．煤矿许用炸药的分级及选用 （1）煤矿许用炸药的安全等级 煤矿许用炸药的安全等级是指在特定条件下，炸药爆炸时对瓦斯煤尘的引爆能力而言的。安全程度低的炸药，在爆破时就容易引起瓦斯煤尘爆炸。 由于矿井瓦斯等级不同，对煤矿许用炸药的要求也不同，矿井瓦斯等级高的，要求使用安全等级高的煤矿许用炸药。为适用不同瓦斯等级和不同工作面的要求，我国煤矿许用炸药按其安全等级分为5级。 煤矿井下所使用的煤矿许用炸药应符合煤矿安全规程的规定 A．低瓦斯矿井的岩石掘进工作面必须使用安全等级不低于一级的煤矿许用炸药。 B．低瓦斯矿井的煤层采掘工作面、半煤岩掘进工作面必须使用安全等级不低于二级的煤矿许用炸药。 C．高瓦斯矿井、低瓦斯矿井的高瓦斯区域，必须使用安全等级不低于三级的煤矿许用炸药。有煤（岩）与瓦斯突出危险的工作面，必须使用安全等级不低于三级的煤矿许用含水炸药。 严禁使用黑火药和冻结或半冻结的硝化甘油类炸药。同一工作面不得使用2种不同品种的炸药。 （2）煤矿许用炸药的选用 A．煤矿许用铵梯炸药。煤矿许用铵梯炸药属于中、低型安全炸药，对煤矿瓦斯和煤尘有一定的安全性。在生产中普遍使用的是2号、3号煤矿炸药和2号、3号抗水煤矿炸药。非抗水型用于无水炮眼，抗水型用于有水炮眼。2号和2号抗水型煤矿铵梯炸药属于一级安全炸药，适用于低瓦斯矿井的岩石掘进工作面。3号和3号抗水型煤矿铵梯炸药属于二级安全炸药，适用于低瓦斯矿井的煤层采掘工作面。 B．煤矿许用水胶炸药。煤矿许用水胶炸药是由硝酸铵为主的水溶液作为氧化剂和以硝酸甲铵外加胶凝剂、密度调节剂和交联剂制成的含水炸药。按其对瓦斯的安全性共分为五级，常用的有一、三级煤矿许用水胶炸药。 C．煤矿许用乳化炸药。煤矿乳化炸药根据瓦斯的安全性分为5级。目前生产的主要有2、3、4级三种。2级适用于低瓦斯矿井，3级适用于煤和瓦斯突出矿井，4级适用于煤和瓦斯突出最危险的矿井。在选用时应严格根据瓦斯等级选用，不得相互混用。 D．被筒炸药。被筒炸药是以爆轰性能较好的煤矿铵梯炸药做药芯，其外部包覆一个用消焰剂做成的“安全被筒”，形成单个药卷。具有较高的安全性能，但威力不大。可用于低瓦斯矿井的高瓦斯区域、高瓦斯矿井与瓦斯突出危险的工作面。安全被筒品种较多，可分为惰性被筒和活性被筒。被筒炸药工艺比较复杂，工序较多，药卷直径大，容易吸潮，且装药时被筒易破裂，药包之间不易传爆，多用于堵塞的溜煤眼和煤仓爆破。 E．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而成的煤矿许用炸药，硝酸钠和氯化铵称为离子交换盐。离子交换炸药是我国现有煤矿许用炸药中安全性能最高的品种，特别适用于有煤与瓦斯突出危险的工作面。它具有较好的贮存安全性、间隙效应小等优点。 4．炸药选用的注意事项 （1）煤矿铵梯炸药必须严格按照矿井瓦斯的安全等级选用，不得将用于低瓦斯矿井的炸药用于高瓦斯矿井。 （2）含水超过0.5％的煤矿铵梯炸药不得使用。铵梯炸药受潮或超过保质期发生硬化若不能用手揉松不准在井下使用，因为炸药硬化后爆力降低、感度差、传爆不好，容易产生残爆、爆燃，以至拒爆，引起瓦斯煤尘爆炸。同时，生成的有害气体增多，威胁人体健康和安全。 （3）有水或潮湿的工作面，必须选用抗水型炸药。 （4）煤矿水胶炸药的安全性高于铵梯炸药，但在使用、保管上应和铵梯炸药同样对待，严格按瓦斯安全等级选用。 （5）要注意炸药外形的检查，如发现药卷出水，要尽快使用；如出水严重，要经过性能检验，再确定是否继续使用。 （6）外皮破损，出现漏药、破乳，此情况使炸药难以发生爆炸，即使发生爆炸，也容易造成爆燃或残爆，使爆破故障增多，同时也达不到爆破工作的要求。 （7）水胶炸药的爆炸性能随温度降低而下降，0℃以下有可能出现残爆或拒爆。因此，水胶炸药药温不宜过低。 （二）矿用电雷管 电雷管是一种用电流起爆的雷管。电雷管的品种较多，是常用的起爆材料。 1．电雷管的种类 （1）井下电雷管的种类按作用时间可分为瞬发电雷管、秒延期电雷管、毫秒延期电雷管。 （2）电雷管按使用条件可分为 普通电雷管。包括普通瞬发电雷管、秒延期电雷管和亳秒延期电雷管。 煤矿许用电雷管。包括煤矿许用瞬发电雷管和煤矿许用毫秒延期电雷管。 2．煤矿安全规程对雷管使用范围的要求 （1）煤矿安全规程规定，井下爆破作业必须使用煤矿许用炸药和煤矿许用电雷管；在采掘工作面，必须使用煤矿许用瞬发电雷管或煤矿许用毫秒延期电雷管。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130ms。 （2）不同厂家生产的或不同品种的电雷管，不得掺混使用。 （3）不得使用导爆管或普通导爆索，严禁使用火雷管。 （三）起爆电源及检测仪器 1．起爆电源 煤矿安全规程对起爆电源的规定井下爆破必须使用发爆器。开凿或延深通达地面的井筒时，无瓦斯的井底工作面中可使用其他电源起爆，但电压不得超过380V，并必须有电力爆破接线盒。发爆器或电力爆破接线盒都必须采用矿用防爆型（矿用增安型除外）。 电容式发爆器有防爆型和非防爆型两种，煤矿井下只准使用防爆型发爆器。井下普遍使用的MFB系列电容式发爆器是按6ms供电时间设计的，而MFBB型发爆器供电时间为4ms，更能可靠地防止爆后火花，有效地防止发爆器火花引起的瓦斯燃烧和爆炸事故，故可用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的工作面。但由于国产发爆器输出电流较小，故多用于串联网路起爆。 2．爆破网路检测仪器 （1）煤矿安全规程对爆破网路检测的要求 A．每次爆破作业前，爆破工必须做电爆网路全电阻检查。严禁用发爆器打火放电检测电爆网路是否导通。 B．爆破母线连接脚线、检查线路和通电工作，只准爆破工一人操作。 通过对电爆网路做全电阻检查，可以及时发现网路中的错连、漏连、短路、接地等现象，确定起爆网路所需要的电流、电压，从而可以判断网路雷管能否全部起爆，避免爆破时产生漏爆、拒爆；也可以防止因电爆网路炸开瞬间产生火花，或因网路连接线与爆破母线接头短路或接触不牢，通电瞬间产生的电火花引发瓦斯、煤尘爆炸。 （2）导通表 导通表又名测炮器，它是专门用来测量电雷管、爆破母线或电爆网路是否导通的仪表，量程为10mA，由1.5V电池和一个150Ω的电阻串联组成。可代替爆破电桥和欧姆表作导通检测。 光电导通表内部电源为硒光电池或硅光电池，在矿灯或其他光线照射下，最高可产生0.5V电压，无光线照射，则不产生电压。使用时，先用矿灯照射光电池，同时使被测物件的两端分别与导通表的两个金属片相碰，网路接通，检流表指针转动，表明被测物件导通。 光电导通表结构简单，体小轻巧，操作方便，导通电流只有几十微安，可确保电雷管导通测量的绝对安全，但使用后必须避光存放。 （3）爆破线路电桥 爆破线路电桥是用来检查和测量电雷管及电爆网路的通断和电阻的仪表。这种电桥测量电阻的范围是0.2～50Ω，重量为1.5kg，工作电流远小于电雷管的安全电流，故是安全的。目前使用的多是205-1型，它为防爆专用仪表，可在煤矿井下使用。 检测时先把电雷管脚线或电爆网路的母线接在电桥的两个接线柱上，转换开关指向 “雷管”或“网路”，再用手指压下按钮。同时旋转分划盘，若检流表的指针不动，则说明电雷管或网路不通；若检流表的指针摆动，则说明电雷管或网路导通；当检流表指针居中时，即可松开按钮，此时指针所指分划盘上的读数，即为被测的电雷管或网路的电阻值。 （四）爆破母线增加四爆破母线的有关内容 煤矿爆破母线的选用必须满足煤矿用阻燃爆破母线技术条件（MT/T930-2005）所规定的技术标准和要求。 第三节 爆破作业 一、爆破作业说明书 爆破作业说明书是作业规程的主要内容之一，是爆破作业贯彻煤矿安全规程的具体措施，是爆破人员进行爆破作业和区队管理人员对爆破作业管理的依据。煤矿安全规程规定，爆破工必须依照说明书进行爆破作业。 爆破作业说明书的编制内容 1．炮眼布置图必须标明采煤工作面的高度和打眼范围或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。 2．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。 3．爆破作业说明书必须编入采掘作业规程，并根据不同的地质条件和技术条件及时修改补充。 二、装药工作 （一）制作起爆药卷 1．制作方法 装配起爆药卷时，电雷管只许由药卷的顶部非聚能穴一端装入。装入的方法有两种，一种是用一根比电雷管直径稍大的尖头竹棍或木棍在药卷平头扎一个圆孔，把雷管全部插入药卷内，并把雷管脚线末端扭结；另一方法是启开药卷封口装。先把药卷顶部封口打开，用手把炸药揉搓松软，用木竹棍在药卷中央扎孔，然后将雷管全部装入药卷，用雷管脚线缠绕固定，并将封口扎住，然后把脚线末端扭结。 2．安全操作要求 1从成束的电雷管中抽取单个的电雷管时，不得手拉脚线硬拽管体，也不得手拉管体硬拽脚线，应将成束的电雷管理顺好，拉住前端脚线将电雷管抽出。抽出单个电雷管后，必须将其脚线末端扭结成短路。 2装配起爆药卷必须在顶板完好、支架完整、避开电气设备和导电体的爆破工作地点附近进行。严禁坐在爆炸材料箱上装配起爆药卷。装配起爆药卷数量，以当时当地需要的数量为限。 3装配起爆药卷时，必须防止电雷管受震动、冲击、折断脚线和损坏脚线绝缘层。 4电雷管必须由药卷的顶部装入，严禁用电雷管代替竹、木棍扎眼。电雷管必须全部插入药卷内。严禁将电雷管斜插在药卷的中部或捆在药卷上。 5电雷管插入药卷后，必须用脚线将药卷缠住，以便把电雷管固定在药卷内，还必须扭结电雷管脚线末端成短路。 （二）炮眼装药 1．井下常用的装药结构形式 煤矿井下常用的装药结构有正向装药和反向装药两种形式，如图6-1所示。根据药包本身的结构又分为连续装药和空气间隔装药两种。 图6-1 正向装药与反向装药 a-正向装药；b-反向装药 1-起爆药卷；2-被动药卷；3-炮泥 煤矿安全规程规定，在高瓦斯矿井、低瓦斯矿井的高瓦斯区域的采掘工作面采用毫秒爆破时，若采用反向起爆，必须制定安全技术措施。因此，在井下进行爆破作业时，应严格按照作业规程规定的装药结构进行装药，不得随意改变装药结构形式，也不得装“盖药”和“垫药”。 2．安全装药程序和方法 1验孔。在装药前，用炮棍插入炮眼里，检验炮眼的角度、深度、方向和炮眼内的情况。 2清孔。待装药的炮眼，必须用掏勺或压缩空气吹眼器清除净炮眼内的煤、岩粉，以防止煤、岩粉堵塞，使药卷不能密接或装不到眼底，使用吹眼器时，附近人员必须避开压风吹出气流方向，以免炮眼内飞出的粉块杂物伤人。 3装药。掘进工作面炮眼使用炸药和电雷管的种类、品种、装药量、雷管的段数必须符合爆破作业说明书的规定。 4封孔。装炮泥时，最初的两段应慢用力轻捣动，以后各段依次用力捣实。装水炮泥时，水炮泥外边剩余部分，应用粘土炮泥封实。 5电雷管脚线末端扭结。 三、炮眼的封堵 煤矿井下常用的炮泥有两种，一种是在塑料圆筒袋中充满水的水炮泥；另一种是用兼具不燃性和可塑性的松散材料制成的粘土炮泥。 1．炮泥的作用 1提高炸药的爆破效果。由于炮泥能阻止爆生气体自炮眼内逸出，使其在装药原有空间内积聚压缩能，增加爆炸冲击波的冲击力；同时也有利炸药在爆炸反应中充分氧化，在极短时间内，使之生成更多的爆生气体，从而提高炸药的爆破效果。 2有利于爆破安全。由于炮泥的堵塞作用，炸药在爆炸中充分氧化，从而减少有毒气体的生成量，降低爆生气体逸出工作面后的温度和压力；同时还由于炮泥能够阻止爆炸火焰和灼热固体颗粒从炮眼内喷出，避免引起瓦斯或煤尘爆炸，有利于爆破安全。 3消烟和除尘作用，经验表明，炮泥封塞炮眼后，一般消烟和除尘达到50％～60％。 2．煤矿安全规程对炮眼封泥长度的规定 炮眼深度小于O.6m时，不得装药、爆破；在特殊条件下，如挖底、刷帮、挑顶确需浅眼爆破时，必须制定安全措施，炮眼深度可以小于0.6m，但必须封满炮泥。 炮眼深度为0.6～1m时，封泥长度不得小于炮眼深度的1／2。 炮眼深度超过1m时，封泥长度不得小于O.5m。 炮眼深度超过2.5m时，封泥长度不得小于1m。 光面爆破时，周边光爆炮眼应用炮泥封实，且封泥长度不得小于0.3m。 工作面有2个或2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。 对无封泥、封泥不足或不实的炮眼，严禁爆破，严禁裸露爆破。严禁用煤粉、块状材料或其他可燃性材料作炮眼封泥。 【案例7-1应为6-1 】2001年5月14日2时27分，某煤矿掘进四队施工的己15－24020风巷是煤巷掘进工作面，装药爆破眼与前探孔连通，未装填水炮泥，爆破产生火焰引燃前探孔内的瓦斯造成矿井火灾事故。 四、连线 （一）连线方式 掘进工作面的爆破连线方式有串联、并联和混合联等几种。 1．串联 串联接线操作简便，不易漏接误接，速度快，便于检查，网路计算简单，通过网路的电流较小，适用于发爆器作电源，使用安全，因此，在煤矿井下使用最为普遍。缺点是在串联网路中有一个电雷管不导通或在一处断开，全部电雷管将拒爆；另外，在起爆电能不足的情况下，由于每个电雷管对电的敏感程度总有差异，往往是较敏感的电雷管先爆，电路被切断，而造成漏爆。 2．并联 并联接线也有操作简便，不易漏接误接，速度快，便于检查，网路计算简单等优点，这种网络虽然总电阻小，要求起爆电源电压小，但所需的网络总电流较大。在并联网络中，某个电雷管不导通，其余的电雷管也可以起爆，漏爆较少。 3．混联 它是串联和并联两种方法的结合，可分为串并联和并串联两种。当一次起爆炮眼数目较多时，则需要采用串并联或并串联连线方式。 混联接法的联接和网络计算都比较复杂，容易错接和漏接，每个并联分路的电阻要大致相等，分组均匀，否则，电阻小的支路会因支路的电流大而先爆炸，而电阻大的支路，由于支路电流小，电雷管仍未得到足够的起爆电能，而网络已被炸断造成雷管支路拒爆。因此，井下一般不使用并联和混合联连线方式。 （二）对爆破母线和连接线的要求 1．爆破母线应采用铜芯绝缘线，严禁使用裸线和铝芯线。 2．电雷管脚线和连接线，脚线和脚线之间的接头，都必须悬空，不得同任何物体相接触。 3．多头巷道掘进时，爆破母线随用随挂以免发生误接爆破母线造成事故。严禁使用固定爆破母线。 4．爆破母线和连接线、电雷管脚线和连接线、脚线和脚线之间的接头必须相互扭紧并悬挂，不得同轨道、金属管、金属网、钢丝绳、刮板输送机等导电体相接触，不得从电气设备上通过，不得挂在淋水下面，不能挂在有顶板和片帮危险处，以免冒顶、片帮或受杂散电流、漏电或其他影响，造成意外事故。 5．爆破母线同电缆、电线、信号线应分别挂在巷道的两侧。如果必须挂在同一侧时，爆破母线必须挂在电缆的下方，并应保持0.3m以上的距离。 6．只准采用绝缘母线单回路爆破，严禁用轨道、金属管、金属网、水或大地等当作回路。 7．爆破前，爆破母线必须扭结成短路。 8．爆破母线要有足够的长度，必须符合煤矿安全规程规定的长度。 9．母线接头不