煤矿爆破基础知识与爆破作业

瞬发电雷管在巷道掘进中只能用于全断面分次爆破。
《规程》规定：
不同厂家生产的或不同品种的电雷管，不得掺混使用
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二、延期电雷管
1、秒延期电雷管： 通入足够的电流后，以1秒或半秒间隔时间延期爆炸的 电雷管为秒或半秒延期电雷管。 用秒延期电雷管可以全断面一次爆破，具有增加自由 面、爆破效率高、节省工时和炸药等优点。由于每段间隔 的时间和总延期时间长，已大大超过了《煤矿安全规程》 规定：最后一段延期时间不得超过130ms的规定，因此在 有瓦斯、煤尘爆炸危险的工作面严禁使用。但可在地面和 露天矿用于爆破。秒延期电雷管分为7段，用1.5A恒定直 流电测定。各段从通电到电雷管起爆的延期时间及脚线标 志 。
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二、炸药的反应形式
1、热分解 在炸药贮存期间，必须采取措施，控制温度、 湿度和压力，防止发生自燃和自爆事故 2、燃烧 炸药在热源和火焰作用下的反应，靠热传导 来传递能量，不需要外界供氧。因此，炸药在保 存期要注意改善通风条件，防止炸药在密闭条件 下燃烧 3、爆炸 爆炸反应区能形成压缩冲击波,使反应区内外 的温度、压力和密度状态产生剧烈变化。反应能 量的传递和反应区的传播靠压缩冲击波来进行。
爆破安全
山东煤矿安全技术培训中心 王宜凯 电话：0632——4072240
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爆破基础知识
一、炸药的定义与特征 炸药是在外界能量作用下，自身 进行高速的化学反应，同时产生大量 的高温高压气体和热量的物质。 特征： 1、具有相对稳定性和化学爆炸性 2、在微小的体积中蕴藏有大量能 量 3、能够依靠自身的氧化实现爆炸 反应
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六、聚能穴
1、聚能穴：炸药和雷管的一端，都有一个凹型的窝 心，称为炸药和雷管的聚能穴。 2、聚能穴的作用：是把爆轰波沿轴线方向集中起来， 形成聚能流，大大增强聚能穴端的局部破坏作用和 传爆能力，这种作用叫聚能效应。 试验结果表明，有聚能穴的药卷和雷管的穿透能 力要大的多，抛物线形聚能穴比三角形聚穴的聚能 效果好。因此，规定炸药和雷管尾端要有一个聚能 穴，指向传爆方向，以提高药卷和雷管的传爆能力。 在装药时要使雷管和炸药的聚穴端都指向传爆方向， 有效地发挥其聚能作用。
自由面： 被爆破的煤岩体与空气接触的界面。 最小抵抗线： 从装药几何中心到自由面的最短距离。
是爆破工作中的两个重要概念。
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最小抵抗线
药包几何中心 到邻近自由面 的垂直线称为 最小抵抗线。 最小抵抗线的 方向，就是药 包爆炸后，煤 岩移动或抛掷 的主要方向。
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六、爆破作用的表现形式
装药爆破时，其爆破的表现形式与埋置药 量和深度有关。装药量相同的装药埋置在 岩石内部不同深度时，其作用结果也不相 同。
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2、毫秒延期电雷管
通入足够电流后，以若干毫秒间隔时间延期爆炸的电雷 管。 毫秒延期电雷管分为普通型和煤矿许用型两种。普通型 毫秒电雷管由于金属管壳、加强帽、聚乙稀绝缘脚线包皮 等在雷管爆炸时生产灼热碎片和残渣，延期药燃烧时喷出 高温颗粒残渣，副起爆药爆炸时的产生高温火焰等原因， 有引燃、引爆瓦斯的可能，故不能用于煤矿生产的采掘工 作面。
1、爆炸气体产物的直接作用
点火温度 感应时间 （炸药爆炸引起瓦斯燃烧或爆炸热的性能 主要与爆炸产物的组成、爆温和爆热有关）
2、炽热固体颗粒的作用
（要求安全炸药必须具有良好的反应性能和爆轰性能，以保证炸
药能够完全爆炸，而且生成产物应完全都是气体。）
3、爆破形成空气冲击波的作用
空气冲击波的压力、温度和作用时间是随着炸药的总量增加而 增加的，因此，当爆热一定时，必须对药量加以控制。
共六项95一放炮母线与联接线使用要求第334条爆破母线和联结线应符合下列要求13项二联线方法与要求三联线方式掘进工作面联线方式串联并联井下一般不使用并联和混联炮采工作面联线方式联线方式都是大串联法96979899100101一什么情况下不准爆破作业第331条除规程规定外有下列情况爆破工也不1工具未收拾好机器液压支架和电缆等未加以可靠地保护或移出工作面时2有煤尘爆炸危险性的煤层中在掘进工作面爆破前爆破地点附近20米的巷道内未洒水降尘时3爆破前靠近掘进工作面10米长度的支架未加固时掘进工作面到永久支架之间未使用临时支架造成空顶作1024回采工作面两个安全出口不畅通在爆破地点及上下方5米的工作面内支架不齐全牢固
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矿用炸药的性能
一、炸药的作功能力和猛度 1.炸药的作功能力（威力） 2.猛度（破碎程度） 二、、炸药的传爆和爆速以及影响传爆稳定性的因素
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三、炸药的爆热和爆温 炸药爆炸反应生成的热量称为爆热。单位 是J/kg。 炸药的爆温是指炸药爆炸瞬间爆炸产物被 加热到最 高温度。单位用温度（℃）表示。 矿用炸药的爆温一般为2000℃—2500℃， 而单质炸药的爆温则可达3000℃——5000℃。 四、炸药的感度 炸药在外界能量的作用下引起爆炸的难易程 度为感度，也称为敏感度。 • 热感度、机械感度 、 静电感度、爆轰感度、 殉爆感度
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二、煤矿许用炸药特点
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、爆炸反应要完全 4、爆炸后无灼热固体产物 5、炸药或爆炸产物中不能含有促进瓦斯连锁反应的成分， 要加入消焰剂，从根本上抑制瓦斯引火。 6、排放的有毒气体量要符合国家标准。 7、有较好的起爆感度和传爆能力，保证稳定爆轰。
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非电力起爆技术
一、导爆索起爆法
实质是利用雷管爆炸后，首先引爆导爆索，然后由 导爆索的爆轰引起起药包爆炸。
二、导爆管起爆法
1、联结块和导爆管相结合的起爆方式 2、雷管和导爆管相结合的起爆方式 3、导爆索和导爆管相结合的起爆方式
三、导火索起爆法
禁止用于有瓦斯和煤尘爆炸危险的工作面。也不能 用于立井、天井和倾角大的斜井爆破。
《规程》规定：
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。
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我国生产的毫秒延期电雷管共20段，其中1——5段 为煤矿许用型。6——20段为普通型。各段的区分办法， 多采用脚线配色、管体上色，用标牌区分几种，其中 1——10段根据脚线的不同配色予以区分。必须牢记各 雷管的脚线颜色，尤其是1——5段的煤矿许用毫秒延 期电雷管。 毫秒延期电雷管具有适用条件广，爆破安全，工序 少，时间短，适用于掘进巷道全断面一次起爆和炮采 工作面一次爆破的优点，在煤矿井下已得到了广泛应 用。
3）r < w 既0.75< n < 1 时 形成减弱抛掷漏斗 煤矿采掘工程一般选用n = 0.8～1.0的 减弱爆破漏斗，岩石不致崩远，便于装 岩，又有利于平行作业。
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八、自由面对爆破作用的影响
为了有效地进行爆破，总是要设法创造和利用自由 面，合理布置炮眼和选择合理爆破方式。如掘进工作面 的掏槽，选用 秒延期、毫秒延期电雷管爆破，都是为了 增加自由面。
《规程》规定：
工作面有两个或两个以上自由面时，在煤层中最小抵抗 线不得小于0.5m，在岩石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。
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矿用炸药的种类与使用范围
一、炸药爆炸引燃引爆瓦斯的机理
n=r/w
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1、松动爆破
根据爆破作用指数n的不同，爆破形式分 为以下几种：
当 0＜n＜0.75
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＜ａ＜ 73
不形成显著的爆破漏斗，漏斗内岩石也没 有抛掷现象，只产生松动和隆起。
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2、抛掷爆破
当n＞0.75、ａ＞73时， 漏斗内的岩石将被抛出。
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抛掷爆破分以下三种：
1）r > w 既 n > 1 时 形成加强抛掷漏斗 2）r = w 既 n = 1时 形成标准抛掷漏斗
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三、炸药爆炸反应三要素
1、反应过程中放出大量的热 是化学爆炸进行所必需的首要条件，反应热量的大小是 衡量炸药作功能力大小的标志。（铵梯炸药的热量约为 4200000J/KG）反应速度快是形成爆炸的必要条件， 2、爆炸反应速度快 反应速度快是形成爆炸的必要条件， 炸药爆炸速度高达 1500～8500M/S，反应时间仅为十万分之一到百万分之一 秒，是衡量炸药威力的重要因素。 3、生成大量的气体产物 炸药爆炸后生成大量的气体，有二氧化碳、氮气和水 蒸气，还有一氧化碳和氮的氧化物。工业常用炸药生成的 气体体积为700～1000L/Kg，铵梯炸药爆炸生成的气体体 4 积比原来增大了850～920倍。
1）、低瓦斯矿井的岩石掘进工作面，必须使用安全等级不低1 级的煤矿许用炸药。 2）、低瓦斯矿井的煤层采掘工作面与半煤岩掘进工作面必须使 用安全等级不低于2级的煤矿许用炸药。 3）、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3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3级的煤矿许用含水炸药。 4）、在有瓦斯或煤尘爆炸危险的采掘工作面，都必须使用取得 产品许可证的煤矿许用炸药。
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起爆技术与起爆器材
电力起爆技术 非电力起爆技术 发爆器及其检测仪器
起爆：使炸药局部失去相对稳定状态开始发生爆炸的过程 起爆能：炸药起爆所需最低限度的起爆能量。
井下常用的起爆材料主要有电雷管和煤矿许用导爆索。 严禁使用火雷管、导火索、普通导火索。
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电力起爆技术
一、瞬发电雷管
通入足够的电流，能在瞬间立即起爆的电雷管为瞬发电雷管。 瞬发电雷管可分为普通型和煤矿许用型两种。前者可用于无瓦斯工作 面，后者具有瓦斯安全性，可用于煤矿井下的各种采掘工作面。 煤 矿许用型瞬发电雷管和普通型瞬发电雷管的结构基本相同，它之所以具 有瓦斯安全性，主要是在副起爆药（猛炸药）中加入了一定量的消焰剂， 消焰剂通常采用氯化钾，以便降低爆温，消焰和隔离瓦斯与爆炸火焰接 触作用，从而有效预防瓦斯爆炸。
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五、氧平衡对爆破安全的影响
1、零氧平衡 炸药中的氧含量恰好与可燃元素安全氧化。 2、正氧平衡
炸药中的氧含量足够将可燃元素完全氧化并有剩余，产生一 氧化氮、二氧化氮等有毒气体，对人体有害而且对瓦斯爆炸反应 有催化作用，不利于爆破安全。
3、负氧平衡 炸药中的含氧量不足以将可燃元素完全氧化 生成一氧化碳和固体碳，一氧化碳有毒不仅对人体 有害。而且在高温下与外界氧反应，将再次燃烧形成二 次火焰，二次火焰和爆炸生成的灼热颗粒，容易引爆或 引燃瓦斯和煤尘。
四、爆轰
1、 稳定爆炸 爆炸反应速度高而且保持恒定的爆炸称为稳定 爆炸，也称为爆轰。 2、不稳定爆炸 反应速度较慢且变化不定的爆炸称为不稳定爆炸，
简称爆炸。
不稳定爆炸的爆速不仅低于爆轰，而且容易 衰减，甚至熄爆，使炸药不能全部反应，以致产 生半爆、爆燃或拒爆等现象，给爆破作业带来不 安全因素。
5Байду номын сангаас
五、自由面和最小抵抗线
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三、矿用炸药的种类
矿用炸药是指适用矿井采掘工程的炸药
1、按主要组成成分分类
硝酸铵类炸药 含水炸药 硝化甘油类炸药
2、按其使用范围分类
煤矿许用炸药 非煤矿许用炸药
3、按炸药的组成分
单质炸药 混合炸药
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四、煤矿许用炸药分级及选用
1、煤矿许用炸药分级： 2、煤矿许用炸药的合理选用 《规程》规定：
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发爆器及其检测仪器
《规程》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 须有电力起爆接线盒”。发爆器或电力起爆接 线盒必须采用矿用防爆型（矿用增安型除外）。
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一、晶体管电容式发爆器
目前煤矿井下普通使用的发爆器是晶体管电容式。这种发爆器虽然型号 较多，但其工作原理基本相同，都是以干电池作电源，通过毫妙开关的开闭 进行充电、放电。 其工作原理是，当毫秒开关处于充电位置时，电源送电，与三极管接通， 产生间隙振荡作用，振荡电流径经变压器升压和二极管整流后得到高压直流 电，向主电解电容充电，当达到额定电压（约450V）后，氖灯泡发亮，说明 已具备供给额定起爆能的能力，此时便可转致3-6（放电）位置，起爆器上标 的是“放炮”，当毫秒开关经过2-5的瞬间（3-6ms），主电解容便向爆破网 路输入电能，引爆电雷管。当毫秒开发最后停到3-6（放电）位置时，主电解 容向泄放电阻泄放残余电荷，以确保安全。若继续放炮，将毫秒开关转充电 位置即可重复工作。 电容式发爆器有防爆型和爆防爆型两种。煤矿井下只准使用防爆型发爆 器，它具有体积小、重量轻、外壳防爆、供电时间能自动控制在6ms以内。 因其发爆能力有限，故多用于串联网络。
内部爆破作用：
在自由面上看不到爆破作用的迹象。以药 包为中心，除在装药处形成扩大的空腔外， 还形成压缩区、裂隙区、震动区。
外部爆破作用：装药爆破后，爆
破作用在自由面上显露。
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七、爆破漏斗的要素和形式
爆破漏斗：炸药在接近自由面的岩石中爆破产
生外部作用，除在装药处形成压缩区、裂隙区、震 动区外。还将岩石向自由面方向抛出 形成一个漏斗 型的坑。 当采掘工作面只有一个自由面时，一般采用爆破漏 斗的方法，以增加自由面，提高爆破效率。 爆破漏斗半径r与最小抵抗线w之比称为爆破作用指 数ｎ，即：
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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。 按其安全等级分为5级
五、煤矿许用炸药的组成及使用条件
1、铵梯炸药的组成 硝酸铵、梯恩梯、木粉、石蜡和沥青、食盐 2、岩石铵梯炸药的品种及使用条件 3、煤矿铵梯炸药的品种及使用条件 2号煤矿铵梯炸药 （一级安全炸药） 2号抗水煤矿铵梯炸药 （一级安全炸药） 3号煤矿铵梯炸药 （二级安全炸药） 3号抗水煤矿铵梯炸药 （二级安全炸药） 被筒炸药 （用于高瓦斯矿井、低瓦斯矿井的高瓦斯区域和煤 与瓦斯突出危险的工作面） 4、水胶炸药与乳化炸药 5、被筒炸药 6、离子交换炸药