煤矿采掘面爆破事故因素及安全爆破技术探究

任 军

（阳煤集团天誉矿业投资有限责任公司， 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杀伤力较大的炸药，稍有不慎便可能造成严重的事故。近年来我国发生了多起因煤矿采掘作业中操作不当而导致的爆炸事故，造成了巨大的人员伤亡与财产损失。因此，对煤矿采掘面爆破中的事故因素进行分析，并研究安全爆破的技术，对于保障煤矿工人以及国家财产的安全具有重大意义。

1 煤矿采掘面爆破事故发生的因素

煤矿采掘面的爆破是一项受影响较大的活动，各种因素都有可能导致爆破工作中的事故，导致煤矿采掘面发生爆破事故的因素主要有以下几点。

1.1 爆破技术落后

目前我国大部分进行煤矿采掘的中小企业自身的爆破技术较为落后，进行爆破工作相关的工具并没有相应的安全措施，不符合国家规定的安全标准，一旦发生意外难以保证操作人员的生命安全。

1.2 爆破材料不合格

在煤矿采掘面的爆破工作中，水炮泥是最常用的爆破材料，而水炮泥的质量对于爆破工作的安全性有着直接的影响，很多煤矿爆炸事故就是使用了不合格的水炮泥所导致的。而我国大量的煤矿企业缺乏对水炮泥质量的检验措施，或是受到利益驱使购买价格低廉的水炮泥，导致爆破时发生瓦斯爆炸事故。

1.3 矿井地下环境

采掘面的地下矿井环境非常复杂，其中往往含有瓦斯和粉尘等危险系数很高的物质，这些物质在受到爆破的影响后很容易发生二次爆炸，例如瓦斯爆炸、粉尘爆炸、爆破飞石等，部分靠近地下水脉的矿井在受到爆破影响后还可能导致水灾。此外爆破工作中残留的炸药也可能会发生二次爆炸，如果在工作人员进入现场检查时发生爆炸则会导致严重的人员伤亡。

根据对相关文献和资料的收集和检索，上述的可能导致爆破事故的因素中，占比最大的为人员安全一是、管理统筹和矿井的地下环境，各因素在导致爆破事故中的占比如图1 所示。

图1 各事故因素占比

1.4 爆破安全距离

采局面在爆破时，会在巷道内产生巨大的冲击波，当巷道内有石块时，爆破还会产生大量飞石，而冲击波的作用范围受爆破的规格和方式影响较大，一般人体能够承受的最大冲击波压力在0.09 MPa左右，因此爆破中需要由相关人员根据爆破的规格计算出冲击波的作用范围，所有人员在爆破前都应当及时的撤离。而实际的爆破操作中，部分操作员往往存在侥幸心理，没有在爆破现场中设置躲避处，导致参与人员受到冲击波的影响发生意外事故。

2 煤矿采掘面安全爆破技术

降低煤矿采掘面爆破中发生事故的几率，除了对相关人员进行安全教育以及设置严格的执行程序和检查措施外，提升爆破技术也是降低爆炸事故发生率的关键。而本文则开发了一种适用于煤矿采掘面的爆破系统，此系统可以大幅提升煤矿采掘面爆破工作的安全性，使爆破工作标准化、程序化，系统以遥控爆破为主要操作方式，由发爆器、检测系统和警戒系统组成。

2.1 多功能发爆器

发爆器通过遥控的方式进行控制，在爆破员安装好用于爆破的炸药后，发爆器首先被锁定，此时无法进行爆破。当质检人员对爆破点的布置以及炸药的安装情况检查完毕，并确认现场已经安全，可以进行爆破时，由爆破员与质检员同时解锁发爆器，再由爆破员启动发爆器进行爆破。

2.2 检测系统

检测系统负责检测爆破系统中各电路以及部件的工作状态，防止因电路故障导致的误启动等。检测系统可检测电路中的电阻以及电流等参数，当检测到电路中存在短路或断路等问题时，立刻闭锁发爆器并进行报警，阻止爆破工作的进行，此时质检员与爆破员应当对电路进行检测，并及时修复电路中的故障。

2.3 警戒系统

在爆破区周围可能受到爆炸冲击波影响的区域，安装警戒线、警戒网或声光报警装置，当有人员进入警戒地区时，报警装置会立刻报警，提醒相关工作人员立刻撤离警戒区。

3 安全爆破系统的实验

为了测试所开发的系统的安全性，在某煤矿矿井中对所开发的安全爆破系统进行了实验，该矿井中搭载的安全爆破系统的工作面如图2 所示。

图2 煤矿采掘面安全爆破工作面

3.1 爆破工作流程

基本的工作流程为：打眼—装药—连线—爆破。打眼的总数量为126 个，其中炮眼64 个，周边眼28个，辅助眼28 个，掏槽眼6 个。在起爆之前，在爆破点周围20 m 的范围内进行洒水操作，防止爆破后产生大量扬尘；在安装爆破药之前，对环境中的瓦斯含量进行检查，确保瓦斯含量合格后再安装炸药；在连接安全爆破系统的各部件时，采用串联的方式连接，确保所有部件都能正常工作时霸屏系统才工作，连接完毕后对线路进行检查，确定线路安装正确后进行爆破。

3.2 爆破过程

在正式开始爆破前，首先检查炸药的安装情况与安全伯爆破系统的线路，确定都没有问题后，所有参与爆破的人员撤出到爆破点100 m 外，由爆破员操作爆破系统实施爆破。在进行爆破时，操作员先将连线柱上的母线拧紧，使发爆器进入充电状态，并注意检测系统的反应，查看线路是否存在异常，当爆破器充电完成后，检查警戒装置是否报警，在所有环节都没有问题且发爆器充电完毕后，爆破员和操作员使用遥控器解锁发爆器，并将遥控器旋钮拧到“爆破”档位，此时开始爆破。爆破结束后相关人员在爆破烟雾完全散去后前往爆破现场，对各项指标如爆破效果以及瓦斯含量等进行检查。

3.3 爆破结果

根据对爆破结果的分析，本次爆破中64 个爆破眼全部爆破，爆破效果较好。在爆破流程中，所有参与人员基本都能够按照相关规定与技术规范进行爆破相关的操作，过程中基本没有违规操作的现象，操作安全爆破系统进行爆破的工作进展也较为顺利，中途未发生线路故障或人员操作方面的问题。在爆破工作中所设置的警戒线等报警装置较为醒目，可以起到提示和阻止人员进入到爆破现场的作用。

根据对爆破结果的分析，在使用的安全爆破系统后，煤矿采掘面爆破工作的安全性得到了显著的提升，参与爆破的工作人员由于需要按照指定的流程操作爆破系统，因此可以在很大程度上杜绝因不规范操作导致的安全问题，同时安全爆破系统的警戒装置可以有效防止其他人员进入到爆破现场，从而在多方面有效的阻止了采掘面爆破工作中安全事故的发生。

4 结语

本文对煤矿采掘面爆破事故的因素以及安全爆破的技术进行了研究，在煤矿采掘面的爆破作业中，可能导致事故的因素有人员安全意识、管理统筹问题、爆破技术落后、材料不合格、矿井地下环境与爆破的安全距离等。而本文研发了一种安全爆破系统，通过遥控的方式进行爆破，可以有效提升爆破作业的安全性，经过实际检验，爆破工作中的参与人员基本都能够按照规范操作爆破系统，系统的稳定性也较好，能够满足煤矿采掘面的爆破工作。