爆破掘进CO超限分析及处理措施研究

姚向东

(义煤集团汝阳天泽金鼎煤业有限公司,河南洛阳 471200)

爆破掘进CO超限分析及处理措施研究

姚向东

(义煤集团汝阳天泽金鼎煤业有限公司,河南洛阳 471200)

无论新建矿井还是生产矿井,爆破掘进在岩巷掘进量和施工掘进量都占有相当大的比重,加快岩巷掘进速度,实现岩巷快速掘进,是实现矿井早日投产见效和改善采掘接替紧张局面,都有十分重要的意义,但由于伴生有毒有害气体的产生,会恶化煤矿生产环境恶劣,影响操作工人的身心健康,如处理方式不当,有可能发生中毒等恶性事故。因此,减少和降低其伴生有毒有害气体浓度,提高矿井的安全环境,有进一步研究的必要。

爆破掘进 有毒有害气体 CO 消焰剂

义煤集团汝阳天泽金鼎煤业有限公司属于在建矿井，整个矿井的设计采用立井单水平上下山开拓方式，布置主、副、风三个立井，主、副井在工业广场内，风井在距矿工业广场3.5公里的东北方向。目前矿井正在二期施工期间，布置轨道大巷、回风上山及煤层运煤大巷等工程，由于岩巷压力的稳定性、不易变形等优点全部布置岩巷中，采用爆破工艺施工掘进。巷道顶底板多为砂岩、砾岩及炭质泥岩组成，岩层硬度为中等。

爆破掘进具有其低廉的一次性投入、较少的机力消耗以及灵活方便、适应性强等特点，在煤矿建设和和生产中占有很重要的地位。从爆炸动力学观点出发炸药包在岩体中激起的压应力波有自由面上反射变成接应力波，造成岩石破坏，炸药的潜能量大部分都包含在爆生气体的膨胀压力作用，药包爆炸时，爆生气体迅速膨胀对炮孔壁作用一个极高的压力形成压力场，使岩石质点发生经向位移，岩石发生拉断破坏，完成爆破。但由于爆生气体含有大量的有毒有害气体，主要成分有H2S、NO、NO2、CO、CO2等，其中有毒气体H2S、NO、NO2、CO，造成煤矿生产环境恶劣，影响操作工人的身心健康，如处理方式不当，有可能发生中毒等恶性事故。《煤矿安全规程》对有毒有害气体的允许浓度都有专门的规定。

1 问题的提出

由于爆破原因造成CO等伴生气体增加，CO常常达到临界值，致使通风安全监控系统报警。从而展开了对降低爆破产生CO量的初步探索。

2 问题的原因分析

我矿属于基建矿井，矿井二期建设，爆破掘进占有很大比重，存在两个(或三个)掘进面同时爆破现象，为提高工时利用率和掘进速度，炮掘循环在2m-2.2m之间，存在有一次放炮药量大，联炮多的现象。

3 针对以上原因考虑对我矿放炮工艺流程做了如下改进

(1)生产单位的生产工艺在不影响生产进度的情况下，减少装药量，增加放炮次数，改为少量多次放炮。

(2)放炮工艺流程的改进。坚持做好放炮前的洒水工作，充分洒湿煤体可有效减少烟尘的产生量。在水炮泥封孔的基础上先装药后装消焰剂再装水袋最后装炮泥，(详见图1)。

消焰剂主要成分消焰剂主要成分为NaHCO3和NaOH混合物，利用Na离子的消焰、抑焰作用，控制炸药燃烧速度，降低火焰温度，同时抑制氢的生成和燃烧，从而起到抑制燃烧作用，进而减少CO产生量。

4 在巷道中的应用效果

井底电潜泵硐室、电潜泵配水巷均为全岩掘进工作面，为验证改进工艺的效果，在以上两个工作面分别进行比较试验：爆矿前，在各工作面回风巷CO探头处吊挂一台调校准确，灵敏可靠的便携型CO测定器，取二者较大的数据做检测结果。观测CO峰值和达到峰值的时间，超限总时间。为消除风量对CO观测的干扰，引入空气中氧浓度减值(-△O2)作为观测对象，采用添加消焰剂与未加消焰剂爆破后CO实测数值对比详见：(表1，表2)。

式中H-自然发火预报指标，m3/min

C-测点检测的CO浓度，

Q-测点风量，m3/min

(-△O2)的临界值

H＜0.0049无自然现象

H＞0.0059预报自然发火

通过分析比较，加入消焰剂的封孔方式对放炮产生的CO量有明显的减小作用。

5 结论

(1)合理的布置生产系统，少量多次放炮，减小爆炸强度，从根本上减少CO的产生量。(2)消焰剂参于爆破化学反应，有效吸收爆破产生的CO。(3)为保证回风流的CO不超限即H不超标，通过优化通风系统加大工作面风量，亦可降低风流中CO的浓度。

表1 电潜泵硐室观测数据表

表2 电潜泵配水巷观测数据表

姚向东(1977—),助理工程师,毕业于河南理工大学采矿工程专业,现任义煤集团汝阳天泽金鼎煤业公司通风队副队长。