任 軍

（陽煤集團(tuán)天譽(yù)礦業(yè)投資有限責(zé)任公司， 山西 大同 037000）

采掘面的爆破是有效提升煤炭采掘效率的工序之一，但由于其中涉及到使用殺傷力較大的炸藥，稍有不慎便可能造成嚴(yán)重的事故。近年來我國發(fā)生了多起因煤礦采掘作業(yè)中操作不當(dāng)而導(dǎo)致的爆炸事故，造成了巨大的人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失。因此，對(duì)煤礦采掘面爆破中的事故因素進(jìn)行分析，并研究安全爆破的技術(shù)，對(duì)于保障煤礦工人以及國家財(cái)產(chǎn)的安全具有重大意義。

1 煤礦采掘面爆破事故發(fā)生的因素

煤礦采掘面的爆破是一項(xiàng)受影響較大的活動(dòng)，各種因素都有可能導(dǎo)致爆破工作中的事故，導(dǎo)致煤礦采掘面發(fā)生爆破事故的因素主要有以下幾點(diǎn)。

1.1 爆破技術(shù)落后

目前我國大部分進(jìn)行煤礦采掘的中小企業(yè)自身的爆破技術(shù)較為落后，進(jìn)行爆破工作相關(guān)的工具并沒有相應(yīng)的安全措施，不符合國家規(guī)定的安全標(biāo)準(zhǔn)，一旦發(fā)生意外難以保證操作人員的生命安全。

1.2 爆破材料不合格

在煤礦采掘面的爆破工作中，水炮泥是最常用的爆破材料，而水炮泥的質(zhì)量對(duì)于爆破工作的安全性有著直接的影響，很多煤礦爆炸事故就是使用了不合格的水炮泥所導(dǎo)致的。而我國大量的煤礦企業(yè)缺乏對(duì)水炮泥質(zhì)量的檢驗(yàn)措施，或是受到利益驅(qū)使購買價(jià)格低廉的水炮泥，導(dǎo)致爆破時(shí)發(fā)生瓦斯爆炸事故。

1.3 礦井地下環(huán)境

采掘面的地下礦井環(huán)境非常復(fù)雜，其中往往含有瓦斯和粉塵等危險(xiǎn)系數(shù)很高的物質(zhì)，這些物質(zhì)在受到爆破的影響后很容易發(fā)生二次爆炸，例如瓦斯爆炸、粉塵爆炸、爆破飛石等，部分靠近地下水脈的礦井在受到爆破影響后還可能導(dǎo)致水災(zāi)。此外爆破工作中殘留的炸藥也可能會(huì)發(fā)生二次爆炸，如果在工作人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)發(fā)生爆炸則會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的人員傷亡。

根據(jù)對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)和資料的收集和檢索，上述的可能導(dǎo)致爆破事故的因素中，占比最大的為人員安全一是、管理統(tǒng)籌和礦井的地下環(huán)境，各因素在導(dǎo)致爆破事故中的占比如圖1 所示。

圖1 各事故因素占比

1.4 爆破安全距離

采局面在爆破時(shí)，會(huì)在巷道內(nèi)產(chǎn)生巨大的沖擊波，當(dāng)巷道內(nèi)有石塊時(shí)，爆破還會(huì)產(chǎn)生大量飛石，而沖擊波的作用范圍受爆破的規(guī)格和方式影響較大，一般人體能夠承受的最大沖擊波壓力在0.09 MPa左右，因此爆破中需要由相關(guān)人員根據(jù)爆破的規(guī)格計(jì)算出沖擊波的作用范圍，所有人員在爆破前都應(yīng)當(dāng)及時(shí)的撤離。而實(shí)際的爆破操作中，部分操作員往往存在僥幸心理，沒有在爆破現(xiàn)場(chǎng)中設(shè)置躲避處，導(dǎo)致參與人員受到?jīng)_擊波的影響發(fā)生意外事故。

2 煤礦采掘面安全爆破技術(shù)

降低煤礦采掘面爆破中發(fā)生事故的幾率，除了對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行安全教育以及設(shè)置嚴(yán)格的執(zhí)行程序和檢查措施外，提升爆破技術(shù)也是降低爆炸事故發(fā)生率的關(guān)鍵。而本文則開發(fā)了一種適用于煤礦采掘面的爆破系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以大幅提升煤礦采掘面爆破工作的安全性，使爆破工作標(biāo)準(zhǔn)化、程序化，系統(tǒng)以遙控爆破為主要操作方式，由發(fā)爆器、檢測(cè)系統(tǒng)和警戒系統(tǒng)組成。

2.1 多功能發(fā)爆器

發(fā)爆器通過遙控的方式進(jìn)行控制，在爆破員安裝好用于爆破的炸藥后，發(fā)爆器首先被鎖定，此時(shí)無法進(jìn)行爆破。當(dāng)質(zhì)檢人員對(duì)爆破點(diǎn)的布置以及炸藥的安裝情況檢查完畢，并確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)安全，可以進(jìn)行爆破時(shí)，由爆破員與質(zhì)檢員同時(shí)解鎖發(fā)爆器，再由爆破員啟動(dòng)發(fā)爆器進(jìn)行爆破。

2.2 檢測(cè)系統(tǒng)

檢測(cè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)檢測(cè)爆破系統(tǒng)中各電路以及部件的工作狀態(tài)，防止因電路故障導(dǎo)致的誤啟動(dòng)等。檢測(cè)系統(tǒng)可檢測(cè)電路中的電阻以及電流等參數(shù)，當(dāng)檢測(cè)到電路中存在短路或斷路等問題時(shí)，立刻閉鎖發(fā)爆器并進(jìn)行報(bào)警，阻止爆破工作的進(jìn)行，此時(shí)質(zhì)檢員與爆破員應(yīng)當(dāng)對(duì)電路進(jìn)行檢測(cè)，并及時(shí)修復(fù)電路中的故障。

2.3 警戒系統(tǒng)

在爆破區(qū)周圍可能受到爆炸沖擊波影響的區(qū)域，安裝警戒線、警戒網(wǎng)或聲光報(bào)警裝置，當(dāng)有人員進(jìn)入警戒地區(qū)時(shí)，報(bào)警裝置會(huì)立刻報(bào)警，提醒相關(guān)工作人員立刻撤離警戒區(qū)。

3 安全爆破系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)

為了測(cè)試所開發(fā)的系統(tǒng)的安全性，在某煤礦礦井中對(duì)所開發(fā)的安全爆破系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，該礦井中搭載的安全爆破系統(tǒng)的工作面如圖2 所示。

圖2 煤礦采掘面安全爆破工作面

3.1 爆破工作流程

基本的工作流程為：打眼—裝藥—連線—爆破。打眼的總數(shù)量為126 個(gè)，其中炮眼64 個(gè)，周邊眼28個(gè)，輔助眼28 個(gè)，掏槽眼6 個(gè)。在起爆之前，在爆破點(diǎn)周圍20 m 的范圍內(nèi)進(jìn)行灑水操作，防止爆破后產(chǎn)生大量揚(yáng)塵；在安裝爆破藥之前，對(duì)環(huán)境中的瓦斯含量進(jìn)行檢查，確保瓦斯含量合格后再安裝炸藥；在連接安全爆破系統(tǒng)的各部件時(shí)，采用串聯(lián)的方式連接，確保所有部件都能正常工作時(shí)霸屏系統(tǒng)才工作，連接完畢后對(duì)線路進(jìn)行檢查，確定線路安裝正確后進(jìn)行爆破。

3.2 爆破過程

在正式開始爆破前，首先檢查炸藥的安裝情況與安全伯爆破系統(tǒng)的線路，確定都沒有問題后，所有參與爆破的人員撤出到爆破點(diǎn)100 m 外，由爆破員操作爆破系統(tǒng)實(shí)施爆破。在進(jìn)行爆破時(shí)，操作員先將連線柱上的母線擰緊，使發(fā)爆器進(jìn)入充電狀態(tài)，并注意檢測(cè)系統(tǒng)的反應(yīng)，查看線路是否存在異常，當(dāng)爆破器充電完成后，檢查警戒裝置是否報(bào)警，在所有環(huán)節(jié)都沒有問題且發(fā)爆器充電完畢后，爆破員和操作員使用遙控器解鎖發(fā)爆器，并將遙控器旋鈕擰到“爆破”檔位，此時(shí)開始爆破。爆破結(jié)束后相關(guān)人員在爆破煙霧完全散去后前往爆破現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)如爆破效果以及瓦斯含量等進(jìn)行檢查。

3.3 爆破結(jié)果

根據(jù)對(duì)爆破結(jié)果的分析，本次爆破中64 個(gè)爆破眼全部爆破，爆破效果較好。在爆破流程中，所有參與人員基本都能夠按照相關(guān)規(guī)定與技術(shù)規(guī)范進(jìn)行爆破相關(guān)的操作，過程中基本沒有違規(guī)操作的現(xiàn)象，操作安全爆破系統(tǒng)進(jìn)行爆破的工作進(jìn)展也較為順利，中途未發(fā)生線路故障或人員操作方面的問題。在爆破工作中所設(shè)置的警戒線等報(bào)警裝置較為醒目，可以起到提示和阻止人員進(jìn)入到爆破現(xiàn)場(chǎng)的作用。

根據(jù)對(duì)爆破結(jié)果的分析，在使用的安全爆破系統(tǒng)后，煤礦采掘面爆破工作的安全性得到了顯著的提升，參與爆破的工作人員由于需要按照指定的流程操作爆破系統(tǒng)，因此可以在很大程度上杜絕因不規(guī)范操作導(dǎo)致的安全問題，同時(shí)安全爆破系統(tǒng)的警戒裝置可以有效防止其他人員進(jìn)入到爆破現(xiàn)場(chǎng)，從而在多方面有效的阻止了采掘面爆破工作中安全事故的發(fā)生。

4 結(jié)語

本文對(duì)煤礦采掘面爆破事故的因素以及安全爆破的技術(shù)進(jìn)行了研究，在煤礦采掘面的爆破作業(yè)中，可能導(dǎo)致事故的因素有人員安全意識(shí)、管理統(tǒng)籌問題、爆破技術(shù)落后、材料不合格、礦井地下環(huán)境與爆破的安全距離等。而本文研發(fā)了一種安全爆破系統(tǒng)，通過遙控的方式進(jìn)行爆破，可以有效提升爆破作業(yè)的安全性，經(jīng)過實(shí)際檢驗(yàn)，爆破工作中的參與人員基本都能夠按照規(guī)范操作爆破系統(tǒng)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性也較好，能夠滿足煤礦采掘面的爆破工作。