煤礦井下爆破安全技術(shù)課件

第五章煤礦井下爆破安全技術(shù)第一節(jié)安全炸藥理論與安全炸藥一、概述（一）分級依據(jù)我國的沼氣礦井的等級是以日產(chǎn)一噸煤的沼氣相對涌出量來分級的。（二）沼氣礦井類型1.低沼氣礦井：日產(chǎn)一噸煤的沼氣相對涌出量等于或小于10m3。2.高沼氣礦井：日產(chǎn)一噸煤的沼氣的相對涌出量大于10m3。3.有突出危險礦井：發(fā)生過一次煤（巖）與沼氣突出的礦井。8/10/20231第五章煤礦井下爆破安全技術(shù)第一節(jié)安全炸藥理論與安全炸藥71二、沼氣和煤塵爆炸機理（一）甲烷的氧化反應(yīng)的特點1.激發(fā)反應(yīng)所需的能量較??；2.反應(yīng)屬于鏈?zhǔn)綗峒铀俜磻?yīng)。（二）沼氣爆炸機理1.甲烷氧化燃燒時，產(chǎn)生中間產(chǎn)物CH3+，OH-等游離基和自由原子氧，使之在鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中起著活化中心的作用；2.在中間反應(yīng)產(chǎn)物中，還有起催化作用的甲醛CH2O和過氧化氫H2O2，可促使反應(yīng)加速；3.反應(yīng)中還有大量的熱生成，因此，就形成了反應(yīng)鏈加速外和熱加速，最終而形成爆炸。

8/10/20232二、沼氣和煤塵爆炸機理7/31/202322（三）煤塵爆炸機理1.煤塵在熱作用下發(fā)生氣化，放出可燃性揮發(fā)氣體；2.可燃性氣體再與空氣混合成可燃性和爆炸性混合物，進(jìn)而引起爆炸。（四）煤塵爆炸的決定因素煤塵的爆炸取決于氣化速度，而氣化速度又決定于煤塵的顆度（粒度為74mm的煤塵爆炸性最大，能參與爆炸的最大顆粒為360mm），揮發(fā)分的化學(xué)組成和含量（8%以上）。8/10/20233（三）煤塵爆炸機理7/31/202333三、沼氣和煤塵爆炸的條件

（一）沼氣和煤塵在混合物內(nèi)的濃度必須處在爆炸界限以內(nèi)1.在一般條件下（空氣中含氧量為21%、一個大氣壓和常溫條件下）沼氣的爆炸界限約為5.5～15%。并在濃度為9.5%時產(chǎn)生的爆炸作用和破壞作用最大；2.當(dāng)空氣中含氧量小于13～14%時，無論沼氣濃度多大，都不可能形成爆炸性混合氣體。（二）加熱溫度不能低于沼氣的爆發(fā)點

在標(biāo)準(zhǔn)條件下，沼氣的爆發(fā)點為650℃，煤塵發(fā)火溫度的變動范圍約為750～1105℃。

8/10/20234三、沼氣和煤塵爆炸的條件7/31/202344（三）加熱時間不能低于感應(yīng)時間1.在標(biāo)準(zhǔn)條件下，沼氣的感應(yīng)時間約為0.55×10-6秒。2.若壓力不變，感應(yīng)時間隨溫度升高而減小，若溫度保持不變，感應(yīng)時間隨壓力增大而減小，隨沼氣濃度增大而增大。（四）具備燃燒自動加速的條件

沼氣在燃燒過程中必須能生成可以使其自動加速的中間產(chǎn)物等OH-、CH3+游離基。8/10/20235（三）加熱時間不能低于感應(yīng)時間7/31/202355四、炸藥爆炸引燃沼氣的機理

（一）高溫的爆生氣體產(chǎn)物的直接作用由于炸藥爆炸后可產(chǎn)生度溫高達(dá)幾千度的爆生氣體，在其膨脹過程中，逐漸和沼氣與空氣的混合氣體融合，如果存在的時間超過了沼氣的感應(yīng)時間，那么就有可能直接把沼氣點燃使其發(fā)火。8/10/20236四、炸藥爆炸引燃沼氣的機理7/31/202366（二）灼熱固體顆粒的直接作用

如果因某種原因使炸藥爆炸不完全，在反應(yīng)過程中產(chǎn)生灼熱固體顆粒碳，落入沼氣和空氣混合氣體中，如果與沼氣和空氣的混合氣體接觸時間超過感應(yīng)時間，那么就能使沼氣發(fā)火；（三）爆炸形成高壓氣體的絕熱壓縮作用

炸藥爆炸時產(chǎn)生的高壓空氣沖擊波可以對沼氣和空氣的混合氣體進(jìn)行絕熱壓縮，使其溫度上升，若達(dá)到沼氣的爆發(fā)點，即可引燃沼氣。8/10/20237（二）灼熱固體顆粒的直接作用7/31/202377五、煤礦許用炸藥（一）煤礦許用炸藥的要求1.炸藥的氧平衡要接近于零；2.炸藥的爆炸反應(yīng)要完全；3.對炸藥的爆熱、爆溫等熱化學(xué)參數(shù)要加以限制，以減小高溫的爆生氣體對沼氣的直接點燃能力。4.炸藥的爆炸產(chǎn)物中應(yīng)有抑制沼氣鏈鎖反應(yīng)的成分。8/10/20238五、煤礦許用炸藥7/31/202388（二）消焰劑的作用1.抑制沼氣的鏈鎖反應(yīng)，增大感應(yīng)時間起到負(fù)催化的作用；由于炸藥在爆炸過程中產(chǎn)生的高溫使氯化鈉電離，形成鈉離子和氯離子，而沼氣在反應(yīng)過程中也會產(chǎn)生自由基OH-，CH3+，由于非?；钴S的金屬鈉離子會很快和自由基的負(fù)離子結(jié)合，構(gòu)不成自動加速的條件，最終使沼氣反應(yīng)的鏈中斷，使反應(yīng)無法自動進(jìn)行下去，從而中止了沼氣的鏈?zhǔn)綗峒铀俜磻?yīng)。2.可以降低炸藥的爆熱和爆溫；3.可以縮短爆炸時產(chǎn)生的火焰長度和火焰的持續(xù)時間。8/10/20239（二）消焰劑的作用7/31/202399（三）煤礦許用的種類1.銨銻類煤礦許用炸藥

這類炸藥是把消焰劑直接摻混在普通銨銻炸藥中組成粉狀煤礦許用炸藥，屬一般安全型。由于消焰劑的摻加量影響到炸藥的感度，這類炸藥的安全性能較低，不能適應(yīng)當(dāng)前安全生產(chǎn)的需要。加之消焰劑的加入，使銨銻炸藥原有的吸濕結(jié)塊等缺點更加嚴(yán)重，因此，它的應(yīng)用范圍受到一定的限制。8/10/202310（三）煤礦許用的種類7/31/202310102.被筒炸藥

以鹽量較少但爆炸性能穩(wěn)定安全性較低的炸藥作藥芯，外面復(fù)以消焰劑的被筒所組的炸藥叫被筒炸藥。這種炸藥爆炸時由于藥中消焰劑很少，不會影響炸藥的爆轟，其爆炸性能也穩(wěn)定。這種炸藥在爆炸時，由于爆炸的高溫使外面的消焰劑形成薄霧，把爆炸點籠罩起來，從而達(dá)到消焰的目的。這種炸藥可以用在對安全要求較高的爆破地點。

煤礦安全規(guī)程規(guī)定：“煤倉堵塞需用爆破疏通時，必須使用鋼性被筒炸藥。”這里說的鋼性被筒炸藥指的是：以石膏、粘土、水泥等粘合物摻加一定量的消焰劑成型后制成的被筒，里面裝入2號煤礦安全炸藥所組成的被筒炸藥。8/10/2023112.被筒炸藥7/31/202311113.煤礦許用型水膠炸藥

水膠炸藥是一種新型的含水炸藥。它是利用硝酸銨的飽和水溶液吸足水以后不再吸水的特性，達(dá)到以水抗水的目的。這種炸藥呈凝膠狀，有極好的抗水性能。敏化劑一般采用的是硝酸甲銨，根據(jù)摻入消焰劑量的多少，水膠炸藥分成不同等級，使用在與其相適應(yīng)的沼氣礦井里。4.煤礦許用乳化炸藥它是近年來我國新發(fā)展起來的煤礦許用炸藥。這種炸藥是利用乳化劑形成的一種油包水型的乳膠體系，因此具有優(yōu)異的爆轟性能和抗水性。同時也很少產(chǎn)生溝槽效應(yīng)，又便于機械化連續(xù)生產(chǎn)，所以乳化炸藥是一種很有發(fā)展前途的煤礦許用炸藥。8/10/2023123.煤礦許用型水膠炸藥7/31/202312125.等離子交換炸藥1）它是目前我國安全等級最高的一種炸藥。在煤礦許用炸藥分級中屬于第五級，懸吊試驗可達(dá)450克以上，特別適用于在煤倉和一些有特殊安全要求地點的爆破。2）其組分為氯化銨和硝酸鈉，這兩種成分都不是炸藥的基質(zhì)，本身不具有爆炸性。但是其在高溫下可以發(fā)生下述化學(xué)反應(yīng)方程所示的離子交換，生成硝酸銨和氯化鈉，而且溫度愈高，交換量愈大。這樣，若此藥卷在井下出現(xiàn)裸露時，由于雷管或起爆藥包爆破所產(chǎn)生的溫度保留不住，很快散失，達(dá)不到離子交換的條件，藥卷中的硝酸鈉和氯化銨成分不變，因此就不會出現(xiàn)爆炸，達(dá)到安全保護的目的。8/10/2023135.等離子交換炸藥7/31/20231313（四）煤礦許用炸藥的安全度1.安全度的表示法1）半數(shù)引火藥量（W50）：在爆炸性混合氣體中引火概率為50%的裝藥量，以W50表示。其數(shù)值越大安全性越高。2）引火頻數(shù)：試驗時固定裝藥量，計算引火次數(shù)的百分?jǐn)?shù)，一般實驗5次或10次。3）在爆炸性混合氣體中，若干次實驗不引火的最大藥量，以克表示。8/10/202314（四）煤礦許用炸藥的安全度7/31/202314142.炸藥安全度的巷道實驗方法1）目前國外各主要采煤大國都是通過巷道試驗的方法來檢驗測定炸藥的安全度的。2）它的缺點是和實際爆破作業(yè)條件沒有同一性，得出的結(jié)果也只是相對的。3）我國當(dāng)前使用的沼氣試驗巷道、實驗條件我國當(dāng)前使用的沼氣試驗巷道由發(fā)射臼炮和巷道兩部分組成。巷道是用鋼板制成的圓筒，直徑1.8m，長20m，爆炸室在巷道一端，長5m，容積12.7m3。巷道內(nèi)充滿濃度為9±0.3%的沼氣，用牛皮紙把巷道與其余部分隔開，巷道的另一端是敞開的，臼炮為一厚壁鋼管，長1.2m外徑0.55m，中心炮孔直徑55mm、深900mm，實為模擬炮眼，起爆時規(guī)定為反向起爆、不堵塞炮泥、且8/10/2023152.炸藥安全度的巷道實驗方法7/31/20231515

臼炮炮口對著試驗巷道，這樣的試驗稱為發(fā)射臼炮試驗。另一種試驗是把炸藥直接懸吊在爆炸室內(nèi)爆炸，稱為懸吊試驗。對同一種炸藥來說，懸吊試驗比發(fā)射臼炮試驗結(jié)果低，也就是說懸吊試驗比發(fā)射臼炮試驗沼氣引燃頻數(shù)要高，所以懸吊試驗更嚴(yán)格。4）我國煤礦許用炸藥按安全規(guī)程規(guī)定出廠前都要經(jīng)過安全檢測。試驗時要求按上述的巷道試驗條件，連續(xù)試驗5次，不得有1次引燃沼氣。如果發(fā)生1次引燃沼氣，則需加倍復(fù)試。即再試驗10次，不得有一次引燃沼氣。如果初試時發(fā)生2次引燃沼氣，或初試時發(fā)生1次，復(fù)試時又發(fā)生1次引燃沼氣，則這批炸藥即為不合格品。8/10/202316臼炮炮口對著試驗巷道，這樣的試驗稱為發(fā)射臼炮試驗。另一165）我國煤礦許用炸藥的分級、種類和使用范圍如下表所示：炸藥級別品種名稱使用范圍合格標(biāo)準(zhǔn)一級煤礦許用2號煤礦炸藥2號抗水煤礦炸藥一級煤礦乳化炸藥低沼氣礦井裝藥量100g，五炮無炮泥，反向起爆，不引爆沼氣二級煤礦許用3號煤礦炸藥3號抗水煤礦炸藥二級煤礦乳化炸藥低、高沼氣礦井裝藥量150g，五炮無炮泥，反向起爆，不引爆沼氣三級煤礦許用安全被筒炸藥三級煤礦乳化炸藥低、高沼氣礦井及有煤與沼氣突出的礦井裝藥量150g，懸吊試驗，不引爆沼氣四級煤礦許用四級煤礦乳化炸藥各級沼氣礦井及特殊條件下使用裝藥量250g，懸吊試驗，不引爆沼氣五級煤礦許用離子交換炸藥各級沼氣礦井及特殊條件下使用裝藥量450g，懸吊試驗，不引爆沼氣8/10/2023175）我國煤礦許用炸藥的分級、種類和使用范圍如下表所示：炸藥級17（五）煤礦許用炸藥的合理使用1.目前我國煤礦許用炸藥共分為五級；2.按煤礦安全規(guī)程規(guī)定，各級煤礦許用炸藥的適用范圍：1）一級煤礦許用炸藥用于低沼氣礦井的采掘工作面；2）二級煤礦許用炸藥用于高沼氣礦井的采掘工作面；3）三級煤礦許用炸藥用于有煤和沼氣突出危險的采掘工作面。3.在生產(chǎn)中應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定的范圍使用煤礦許用炸藥，禁止沼氣等級高的工作面使用安全等級低的煤礦許用炸藥，但是為了節(jié)省炸藥消耗和保證爆破效果以及從經(jīng)濟合理的角度考慮，也不應(yīng)將安全等級高的煤礦許用炸藥用于沼氣等級低的采掘工作面。8/10/202318（五）煤礦許用炸藥的合理使用7/31/20231818第二節(jié)微差爆破技術(shù)的應(yīng)用一、概述（一）定義

微差爆破是指相鄰炮孔或藥包群之間，利用毫秒延期雷管或其他毫秒延期起爆裝置，實現(xiàn)炮眼按預(yù)定順序且起爆時間間隔為毫秒計的延期爆破方法，也稱毫秒爆破。（二）毫秒微差爆破的優(yōu)點1.由于應(yīng)力波的相互干涉和運動中的碰撞，使爆破破碎的巖石的破碎作用增強，降低了巖石的塊度，提高了巖石的破碎質(zhì)量；8/10/202319第二節(jié)微差爆破技術(shù)的應(yīng)用7/31/202319192.減小了拋擲作用和巖石的拋擲距離，因而能防止崩倒棚子或損壞其他設(shè)備，而且爆堆集中，有利于提高鏟裝運的生產(chǎn)效率；3.能降低爆破產(chǎn)生的震動作用，減少對巷道圍巖，特別是爆破地點附近已施工好巷道圍巖的破壞；4.能降低爆破空氣沖擊波和飛石的危害；5.可以在沼氣礦井中有沼氣和煤塵爆炸的工作面中使用，實現(xiàn)全斷面一次爆破，縮短了放炮和通風(fēng)時間，提高掘進(jìn)速度和大型設(shè)備的利用率，并有利于工人健康。8/10/2023202.減小了拋擲作用和巖石的拋擲距離，因而能防止崩倒棚子或損壞20二、微差爆破作用機理（一）殘余應(yīng)力假設(shè)1.先期起爆的炮眼相當(dāng)于單孔漏斗爆破，爆破時激起的爆破應(yīng)力波在巖體內(nèi)形成動態(tài)應(yīng)力場，并產(chǎn)生徑向裂隙向外擴展，使漏斗內(nèi)巖體與原巖分離，同時還在漏斗周圍形成較多微細(xì)破碎裂縫，在其后高溫高壓的爆生氣體滲入裂縫，在較長時間內(nèi)使巖石處于準(zhǔn)靜應(yīng)力狀態(tài)，使裂縫進(jìn)一步擴展。2.后期起爆的炮眼若在先起爆的炮眼所產(chǎn)生的靜態(tài)應(yīng)力場尚未消失之前起爆，就可利用先起爆炮眼在巖體內(nèi)產(chǎn)生的殘余應(yīng)力來改善巖石的破碎質(zhì)量。8/10/202321二、微差爆破作用機理7/31/20232121（二）自由面假設(shè)1.先起爆的炮眼在巖體內(nèi)已造成某種程度的破壞，形成了一定寬度的裂縫和爆破漏斗；2.新形成的爆破漏斗側(cè)邊以及漏斗體外的細(xì)微裂縫成為后起爆炮孔爆破的新自由面，后起爆的炮眼在新的條件下起爆，其最小抵抗線和爆破作用方向都已經(jīng)改變，減輕了后起爆炮孔的爆破阻力和夾制作用，增強了入射壓力波和反射拉伸波在新自由面方向的破碎巖石的作用，因此爆炸能量能較充分地加以利用，有利于減小拋擲距離和爆堆寬度。3.同時巖塊在運動中相互碰撞，利用動能進(jìn)行了二次破碎，使爆下來的巖石塊度更加均勻，改善了爆破效果。8/10/202322（二）自由面假設(shè)7/31/20232222（三）應(yīng)力波干涉假設(shè)

若相鄰兩裝藥間隔若干毫秒爆炸，先起爆的裝藥在巖體內(nèi)形成的應(yīng)力場尚未消失，而后起爆裝藥又立即起爆，使兩者所產(chǎn)生的應(yīng)力波相互疊加，增強了應(yīng)力波的作用，加強了破碎效果。（四）巖塊碰撞假設(shè)

在微差爆破過程中，當(dāng)先起爆的炮眼崩起的巖石拋離巖體尚未回落時，后續(xù)炮眼起爆爆下的巖石也朝剛形成的補充自由面方向飛散，使爆下的巖塊在運動過程中發(fā)生相互碰撞，利用動能使其再次發(fā)生破碎，導(dǎo)致運動速度降低，因而使巖渣的拋擲距離減小，爆堆集中，且減少了飛石的距離，增加了爆破的安全性。8/10/202323（三）應(yīng)力波干涉假設(shè)7/31/20232323三、微差爆破的安全性（一）在有沼氣和煤塵爆炸危險的工作面進(jìn)行爆破工作，若以一次爆破而言是以瞬發(fā)爆破最安全；（二）但是如果爆破工程量較大，使用瞬發(fā)爆破必須進(jìn)行分次放炮才能滿足要求時，就有很大的危險性。這是因為分次爆破時，盡管放炮人員采取了強制通風(fēng)措施，使風(fēng)流中的沼氣濃度迅速下降，但在槽腔及其炮窩內(nèi)，由于風(fēng)流進(jìn)不去，沼氣濃度往往高達(dá)1~10%，所以在二、三、四次繼續(xù)爆破時，特別是在高沼氣礦井中是相當(dāng)危險的，極易造成二次爆破事故。8/10/202324三、微差爆破的安全性7/31/20232424（三）微差爆破的安全性1.采用微差爆破情況就完全不同了，由于延期時間是以毫秒計量，只要總延期時間控制在一定范圍以內(nèi)，巖（煤）體里的沼氣還沒有完全釋放出來，爆破工作已經(jīng)實施完畢。爆破后炮窩內(nèi)沼氣濃度也可能很大，但因不再進(jìn)行爆破，沒有火源，就不會發(fā)生引爆沼氣的危險，達(dá)到安全爆破的目的；2.各國對在有沼氣爆炸危險的工作面內(nèi)采用毫秒爆破時的總延期時間規(guī)定：8/10/202325（三）微差爆破的安全性7/31/202325251）英國規(guī)定：除巖石掘進(jìn)和豎井開鑿?fù)?，其他煤層采掘工作面使用毫秒雷管的總延期時間不得超過100毫秒；2）蘇聯(lián)規(guī)定：除煤和沼氣突出危險煤層外，在煤層工作面毫秒爆破的總延期時間控制在135毫秒以內(nèi)；3）德國、波蘭、美國、日本、法國、捷克等采煤大國毫秒爆破的總延期時間都控制在100毫秒；4）比利時和荷蘭毫秒爆破延期時間規(guī)定得最嚴(yán)格，規(guī)程要求總延期時間應(yīng)控制在75毫秒以內(nèi)；5）我國規(guī)定，總延期時間不得超過130毫秒。8/10/2023261）英國規(guī)定：除巖石掘進(jìn)和豎井開鑿?fù)?，其他煤層采掘工作面使?6第三節(jié)特殊條件下的爆破安全一、巷道貫通時的爆破安全（一）當(dāng)兩條巷道貫通掘進(jìn)，在兩個工作面相距15米時，地質(zhì)測量人員就要下達(dá)貫通通知書。此時必須停止一頭作業(yè)，只準(zhǔn)從一個工作面向前掘進(jìn)。停止作業(yè)的掘進(jìn)工作面仍要保持正常通風(fēng)，并且每次放炮時要派專人進(jìn)行警戒，不準(zhǔn)人員進(jìn)入貫通巷道。（二）貫通巷道如果暫停作業(yè)，此巷道要封閉。設(shè)禁止通行標(biāo)志，不準(zhǔn)人員進(jìn)入。恢復(fù)掘進(jìn)時，貫通的兩個掘進(jìn)工作面都需要排放沼氣，只有在兩個掘進(jìn)工作面的沼氣濃度都降到1%以下時，才準(zhǔn)放炮。8/10/202327第三節(jié)特殊條件下的爆破安全7/31/20232727（三）放炮前，要認(rèn)真加固貫通點附近的巷道支架。（四）要設(shè)好警戒，特別是上山和順槽的貫通放炮，在距貫通地點15米時，必須在順槽貫通位置里外兩側(cè)設(shè)好警戒。禁止貫通區(qū)內(nèi)進(jìn)行其他作業(yè)和逗留，警戒人員必須在放炮員的親自通知下才準(zhǔn)撤崗。（五）透位不清，禁止放炮。超過貫通距離而不透時，要立即停止放炮，查明原因，重新采取貫通措施。8/10/202328（三）放炮前，要認(rèn)真加固貫通點附近的巷道支架。7/31/2028二、石門揭開有煤和沼氣突出危險煤層時的爆破安全（一）煤和沼氣突出現(xiàn)象及其機理1.煤層中高壓瓦斯，在煤層沒有開掘時，處于相對穩(wěn)定的平衡狀態(tài)；2.當(dāng)石門揭開煤層時，一方面使該處的煤體由三向應(yīng)力受力狀態(tài)轉(zhuǎn)變成二向應(yīng)力受力狀態(tài)，因此，煤體的極限應(yīng)力強度也發(fā)生了改變；另一方面此處煤體受到放炮的震動和石門圍巖暴露面的影響，破壞了煤層內(nèi)原始應(yīng)力狀態(tài)的平衡，促使煤層內(nèi)呈吸附狀態(tài)的瓦斯迅速大量地解吸成為游離狀態(tài)，并迅速膨脹釋放出大量能量，使煤體受到強烈的擠壓，并沿巷道方向涌出，形成一股強烈的氣流，夾帶著被粉碎的煤體以極猛的速度涌到巷道中間，發(fā)生突出現(xiàn)象，這就是煤和沼氣突出的機理。8/10/202329二、石門揭開有煤和沼氣突出危險煤層時的爆破安全7/31/2029（二）煤和沼氣突出的預(yù)兆和防治1.煤和沼氣突出的預(yù)兆1）響煤炮，煤層內(nèi)發(fā)生劈裂聲或悶雷聲；2）煤壁發(fā)生震動、塌落、片幫和掉渣；3）頂板壓力增加，支架發(fā)生折裂聲，有時甚至產(chǎn)生底鼓現(xiàn)象；4）煤質(zhì)變松、鉆眼時易塌孔；5）煤層構(gòu)造變化區(qū)，出現(xiàn)煤的紋理不清；6）工作面沼氣涌出量增加，溫度降低，使人感到頭暈。8/10/202330（二）煤和沼氣突出的預(yù)兆和防治7/31/202330302.石門在揭穿突出煤層的預(yù)防1）掘進(jìn)工作面距煤層法線距離10m以外，至少打2個前探鉆孔，以便確切掌握煤層賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造、瓦斯情況等。2）在掘進(jìn)工作面距煤層法線距離5米以外，至少打2個穿透煤層全厚或見煤深度不少于10m的鉆孔，測定煤層瓦斯壓力或預(yù)測突出危險性。3）掘進(jìn)工作面與煤層之間必須保持一定的巖柱，其尺寸應(yīng)根據(jù)防治突出措施要求、巖石性質(zhì)、煤層傾角等確定。4）震動爆破工作面，必須具有獨立、可靠、暢通的回風(fēng)系統(tǒng)，爆破時回風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)必須切斷電源，嚴(yán)禁人員作業(yè)和通過。在其進(jìn)風(fēng)側(cè)的巷道中，應(yīng)設(shè)置兩道堅固的反向風(fēng)門。與回風(fēng)系統(tǒng)相聯(lián)的風(fēng)門、風(fēng)橋等通風(fēng)設(shè)施必須堅固可靠，防止突出后的瓦斯涌入其它區(qū)域。8/10/2023312.石門在揭穿突出煤層的預(yù)防7/31/20233131（三）石門揭穿煤時的震動性爆破1.震動爆破能誘導(dǎo)和控制突出強度的機理1）震動爆破是通過爆破突然全部暴露煤體，泄去外部壓力誘導(dǎo)煤和沼氣突出的一種方法。2）這是因為爆破在工作面前方的煤體中形成了一定長度的泄壓帶，在泄壓帶內(nèi)應(yīng)力得到充分釋放，瓦斯也相應(yīng)的泄出。如果震動爆破未能誘導(dǎo)突出，則強大的震動力可以使煤體破碎產(chǎn)生裂隙，也有助于消除圍巖應(yīng)力的不均衡狀態(tài)，使應(yīng)力緩和或瓦斯排放，控制突出的強度。8/10/202332（三）石門揭穿煤時的震動性爆破7/31/202332322.震動爆破參數(shù)1）震動爆破必須將所有的炮眼一次起爆，崩開石門全斷面內(nèi)巖柱，使石門全斷面見煤，這樣才能使煤體的應(yīng)力和沼氣得到全部釋放。2）震動爆破的炮眼布置原則（1）炮眼個數(shù)要比一般性開挖爆破多約2~3倍，具體眼數(shù)應(yīng)視巖柱情況而定；（2）煤眼的深度一般應(yīng)超過巖柱和煤層。如煤層很厚，可進(jìn)入煤層2~3米。巖石眼眼底應(yīng)距煤層0.1~0.2米，不得透煤。如已打透的炮眼，應(yīng)在眼底堵塞適當(dāng)長度的炮泥；（3）炮眼間距，一般的原則是底部較小，頂部較大；周邊較小，中間較大。8/10/2023332.震動爆破參數(shù)7/31/202333333）炮眼參數(shù)確定（1）炮眼數(shù)目式中：S—掘進(jìn)巷道斷面積㎡；f—巖柱的堅固性系數(shù)。（2）爆破單位體積裝藥量：根據(jù)我國實踐經(jīng)驗，采用瞬發(fā)爆破時為3~4.5kg/m3；采用微差爆破時為2～3kg/m3。（3）炸藥品種：只能使用二級以上高性能的煤礦許用炸藥；（4）填塞：裝藥后剩下的炮孔必須用黃泥填塞滿。另外，對于排放瓦斯的鉆孔也必須填塞，其填塞長度要超過炮眼深度。8/10/2023343）炮眼參數(shù)確定7/31/202334343.震動爆破中應(yīng)注意的安全事項1）爆破前，必須編制專門設(shè)計，采取綜合防治突出措施，報企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人審批；2）爆破必須采用銅腳線的毫秒雷管，且總延期時間不得超過130ms，嚴(yán)禁跳段使用。3）應(yīng)采用擋欄設(shè)施降低爆破誘發(fā)突出的強度。4）震動爆破必須所有炮眼一次起爆，崩開石門全斷面的巖柱。如果第一次震動爆破沒有全斷面揭開煤層時，第二次爆破工作仍需按震動爆破的有關(guān)要求執(zhí)行。8/10/2023353.震動爆破中應(yīng)注意的安全事項7/31/202335355）爆破前要嚴(yán)格掌握煤層瓦斯壓力，只有在煤層瓦斯壓力小于10個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時，才能采取震動爆破揭穿煤層。6）只準(zhǔn)一次裝藥，一次爆破，打眼與裝藥不準(zhǔn)平行作業(yè)。7）在爆破揭開煤層后，應(yīng)該停一至二天再恢復(fù)正常工作，以便使煤體的應(yīng)力和沼氣都得到一定時間的釋放，對于急傾斜薄煤層，過“煤門”比較簡單，一般只要加固煤體，加強支架就可以了。8）煤和沼氣突出以后的善后處理，要制定專門的安全措施。突出后的工作面需經(jīng)過充分通風(fēng)，使空氣組成符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)后，才允許人員下井。8/10/2023365）爆破前要嚴(yán)格掌握煤層瓦斯壓力，只有在煤層瓦斯壓力小于1036（四）松動爆破1.松動爆破的實質(zhì)1）是防止和抑制沼氣突出的一項措施；2）是在煤巷掘進(jìn)工作面前方的煤體中打若干個一定深度的炮眼，能過爆破作用松動煤體，使煤體產(chǎn)生變形，在變形的過程中煤體在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生裂隙，使煤層透氣性加大，瓦斯從煤體中析出，通過裂隙流向巷道空間，從而釋放了卸壓距離以外的爆破影響范圍內(nèi)煤體里的瓦斯，使瓦斯壓力下降，工作面前方應(yīng)力集中區(qū)域前移，加大了卸壓煤柱尺寸，從而降低了突出的可能性。3）松動爆破對預(yù)防巖石和二氧化碳的突出是十分有效的措施之一。8/10/202337（四）松動爆破7/31/202337372.松動爆破中應(yīng)注意的安全問題1）采用松動爆破時，超前掘進(jìn)工作面的距離不得小于5m。這樣松動爆破有效的炮眼深度就不得小于7m。2）根據(jù)經(jīng)驗炮眼數(shù)目不得少于2個，因為多個炮眼起爆可以使裂隙相互貫通，松動圈可以連在一起形成一個卸壓條帶，從而達(dá)到預(yù)防突出的效果。3）起爆地點必須在新鮮風(fēng)流中，一般距工作面的距離不得小于200m；爆破后至少要等20min才可進(jìn)入工作面；而且要停6～8h以后再進(jìn)行其他作業(yè)；工作面應(yīng)安設(shè)沼氣自動報警裝置，隨時報告工作面沼氣情況。4）煤礦安全規(guī)程規(guī)定：在掘進(jìn)上山時不應(yīng)采取松動爆破、水力沖孔、水力疏松等措施。8/10/2023382.松動爆破中應(yīng)注意的安全問題7/31/20233838三、穿透積水區(qū)的爆破安全（一）透水前采掘工作面征兆1.煤層發(fā)潮變軟、顏色變暗、煤壁掛汗；2.巷道中忽然變冷，發(fā)生霧氣；3.頂板淋水加大、出現(xiàn)壓力水流或頂板鼓起；4.涌水量增大、出現(xiàn)異?；蛩新暎?.打眼時發(fā)現(xiàn)巖石變軟、片幫、來壓、在炮眼中水有壓力，水量增大以及頂鉆等異常情況時，應(yīng)立即停止鉆眼。不要拔出釬桿，查明原因、撤出人員、采取措施。8/10/202339三、穿透積水區(qū)的爆破安全7/31/20233939（二）爆破時遇到下面情況要停止作業(yè)進(jìn)行探水1.當(dāng)掘進(jìn)到老空區(qū)，水淹井巷區(qū)域或接近含水層、透水?dāng)鄬印⑷芏春拖萋渲鶗r，要停止放炮，進(jìn)行探水；2.接近水文地質(zhì)復(fù)雜的區(qū)域，并有出水征兆或接近有出水可能的鉆孔，應(yīng)立即探水；3.打開隔離煤柱放水或接近可能和河流、湖泊、水庫等相通的斷層時，必須進(jìn)行探水；4.鉆探后，遇有炮眼或掘進(jìn)頭有出水征兆，超前距離不夠或偏離探水方向，掘進(jìn)頭支架不牢固以及空頂距離過大等情況都不準(zhǔn)裝藥放炮。8/10/202340（二）爆破時遇到下面情況要停止作業(yè)進(jìn)行探水7/31/202340四、煤倉堵塞后的爆破安全

（一）煤倉堵塞的原因1.當(dāng)煤顆粒間及顆粒與倉壁摩擦力大于和等于煤的重力時