井下爆破后有毒气体的危害及预防措施

井下爆破后有毒气体的危害及预防措施

摘要:分析了矿用炸药爆炸后有毒气体的来源及有毒气体对人体、矿井危害，并提出了相应的预防措施。

关键词:有毒气体；危害；预防措施

煤矿在生产过程中要经常使用炸药爆破进行巷道掘进和煤炭开采。炸药爆炸所产生的气体成份中，有毒气体是指CO及NO2，在含硫矿床中爆破作业时，由于爆炸过程中的高温作用，会使爆破的硫化矿床发生分解，产生H2S和SO2等有毒气体，而这些气体对人体有致命的危害，据统计，在爆破事故中，有超过1/4的事故是因为炮烟熏人引起的，而且，实践证明，炸药爆炸后产生的有毒气体对瓦斯、煤尘爆炸起着催化作用。因此，了解炮烟的危害及制定消除、控制炮烟的安全措施很有必要。

一、有毒气体产生的来源

（一）炸药的氧平衡

炸药的氧平衡是设计炸药配方的重要依据，采用正氧平衡炸药，氧气量富余，氮氧化合物等有毒气体就会增加；

采用负氧平衡炸药，由于氧气量不足，一氧化炭就会增加，因此井下使用的炸药要尽量接近零氧平衡。

（二）爆破时周围的介质

在爆破过程中，装药周围的爆破介质可与爆炸物起化学反应，影响有毒气体的产生量，实践证明，同种炸药在煤炮眼爆破时，产生的有毒气体量比在硬岩中多2-3倍，这是由于煤还原了爆破产物中的CO2为CO的结果。

（三）炸药的起爆

爆破过程中,起爆能小时,对于低感度炸药,生成的有毒气体量大;如果炮眼封堵不好,炸药爆轰反应不完全,对生成的有毒气体量也会产生影响。

（四）风量的影响

采、掘工作面风量小，不能迅速吹散炮烟，从而使井下有毒气体含量增大。

二、有毒气体的危害

（一）对人体的危害

CO是一种无色无嗅的气体。所谓CO中毒是指人体内

的血红蛋白（Hb）通过肺与CO结合生成碳氧血红蛋白（CO- Hb），妨碍了血红蛋白（Hb）向体内运送氧的功能，因而使体内缺氧，同时，血液中的CO- Hb又妨碍氧与血红蛋白结合生成的O2- Hb离解，从而生成更多的CO- Hb。

CO中毒分急性中毒与慢性中毒两种，急性中毒发病急骤，症状严重，人们易于发现，值得注意的是慢性中毒。对于长期吸入低浓度的CO引起的慢性中毒，虽然CO浓度较低，但接触时间长，可能引起头痛、头晕、失眠、四肢无力、消化不良等症状。通常取CO浓度（以PPm计）与暴露时间（以小时计）的乘积作为中毒指数，见下表

NO2气体呈褐红色，具有很强的刺激性臭味，井下用硝胺炸药爆破时，炸药不完全爆炸或残余炸药燃烧时所冒的黄烟即为氮的氧化物。

NO2对粘膜刺激性很强，除与血红蛋白结合外，还引起呼吸道与肺部不适，其毒性相当于CO的5000-10000倍，当人体吸入后，与呼吸道粘膜起作用生成亚硝酸或硝酸，导致发生肺炎或肺水肿，它还可与组织中碱性物质作用生硝酸盐或亚硝酸盐，可使血管扩张，血压降低，导致血液缺氧。1972年唐山矿在煤层掘进时，放炮后工人立即顶着炮烟而进，有两名工人因大量吸入炮烟中的NO2中毒，引起肺水肿而导致死亡。

SO2是一种无色有激性气体，大量吸入后，可引起发支气管炎、肺炎、肺水肿。

H2S是一种无色气体，具有臭鸡蛋味，它能使血液中毒，主要刺激人体中枢神经，易引起急性中毒死亡。

（二）对矿井的危害

实践证明,炸药爆炸后产生的有毒气体CO、NO2、NO 对煤矿井下瓦斯、煤尘爆炸反应起催化作用。炸药爆炸后生成的气态爆炸物中，含有大量的可燃性物质，其中重要成份是CO，这是负氧平衡炸药的固有物质。当这些可燃物质与矿井瓦斯相混合后，爆炸瞬间，可能形成“二次火焰”。二次火焰具有1600℃-2000℃的高温，大大超过瓦斯、煤尘的发火温度，从而可能引起瓦斯、煤尘爆炸。

NO2、NO对瓦斯、煤尘爆炸反应起催化作用。NO2会急剧降低引燃瓦斯、煤尘爆炸温度，从而引起瓦斯、煤尘爆炸。根据实验：加入1%NO2引燃温度降低170℃，加入

4%NO2引燃温度降低200℃，原因是NO2能分解出初生态的氧。促使新的游离基生成，从而起到催化作用。

三、预防及控制措施

（一）正确选择炸药

在设计炸药配方时，炸药组份是产生有毒气体的决定因素，另一重要因素是炸药的氧平衡。负氧平衡炸药增加CO，正氧平衡炸药产生CO减少，但产生NO2却很多。因此，煤矿井下采用零氧平衡炸药或接近零氧平衡炸药较为适宜。硝铵炸药爆炸后产生的有毒气体比水胶乳化炸药爆炸后产生

的量要大得多，另外水胶乳化炸药还有其它许多优点，因此，应大力推广水胶乳化炸药。

（二）检查炸药质量

受潮变质和严重硬化的炸药在爆炸时会产生大量有毒

气体，原因是：受潮变质的炸药，在爆炸时，反应不完全，生成大量的有毒气体。因此，要注意对炸药的妥善保管和性能检验，不用变质、过期炸药。

（三）检查炸药的包装质量

炸药包装为涂蜡纸壳时，由于纸和蜡均为可燃物质，能参加反应消耗一部分氧量，导致有毒气体增多。为此，规定每100克炸药的包装重量不得超过20克，石蜡涂料重量不得超过2.5克。

（四）控制一次起爆的炸药总量

根据测算确定一次起爆的炸药总量,因为使用炸药量过

大,风流中的炮烟不易冲淡、冲散，工人进入后容易引起中毒。

（五）采用水泡泥封堵爆破

爆破后，水泡泥在灼热的爆炸产物作用下会形成一层水幕，这层水幕具有灭尘和吸收炮烟中有毒气体成份的作用，能有效改变气体的浓度。

（六）保证炮眼的封堵质量

炮眼质量封堵的好,炸药在炮眼内的爆轰反应进行的较

完全,放炮后产生的有毒气体量较少,同时可以阻止爆炸火焰和灼热颗粒从炮眼中喷出,有利安全爆破。

（七）加强通风和洒水

良好的通风,不仅给工作人员提供新鲜空气,也是清洗和冲淡爆破后空气中的有害气体的重要措施。在掘进工作面中特别要注意通风，稍有疏忽，就有可能引起瓦斯爆炸及熏人事故。

洒水一方面可把溶解度高的NO2、N2O4、N2O3转化为亚硝酸和硝酸，另一方面可把在碎石堆或岩石缝里的有毒气体驱逐出来，随风流出工作面。

除采取以上措施外，同时强对工人的安全防范意识教育，严格遵守《煤矿安全规程》的要求，只有这样才能减少