煤礦起爆技術(shù)與起爆器材知識(shí)

　　炸藥的起爆方法有電力起爆法和非電力起爆法兩種，煤礦井下只能使用電力起爆法。

　　一、電力起爆技術(shù)

　　(一)瞬發(fā)電雷管

　　通入足夠的電流，能在瞬間立即起爆的電雷管為瞬發(fā)電雷管，其構(gòu)造如圖9—1所示。

　　

 

　　圖9—1 瞬發(fā)電雷管

　　1—副起爆藥(頭遍藥);2—雷管殼;3—副起爆藥(二遍藥);

　　4—正起爆藥;5—橋絲;6—硫磺;7—腳線

　　常用的瞬發(fā)電雷管為8號(hào)，其裝藥量與8號(hào)火雷管相同，所不同的是管內(nèi)裝有點(diǎn)火裝置。點(diǎn)火裝置為直插式，引發(fā)過(guò)程是由電流通過(guò)橋絲產(chǎn)生電阻熱，瞬間點(diǎn)燃正起爆藥，繼而引爆副起爆藥。正起爆藥一經(jīng)點(diǎn)燃，即使電流中斷也能爆炸，瞬發(fā)電雷管由通電到爆炸的時(shí)間間隔一般不超過(guò)10ms，無(wú)延期過(guò)程。

　　《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定“不同廠家生產(chǎn)的或不同品種的電雷管不得摻混使用”，因不同廠家不同批號(hào)的電雷管使用的橋絲材質(zhì)或直徑不同，如果通以相同的電流，可能出現(xiàn)一種橋絲已經(jīng)燒斷、而另一種橋絲尚未達(dá)到點(diǎn)火溫度的現(xiàn)象，從而造成部分電雷管拒爆。

　　瞬發(fā)電雷管可分為普通型和煤礦許用型兩種。前者可用于無(wú)瓦斯工作面，后者可用于高瓦斯煤礦或有瓦斯煤塵爆炸危險(xiǎn)的采掘工作面以及有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的工作面。

　　煤礦許用型瞬發(fā)電雷管與普通瞬發(fā)電雷管結(jié)構(gòu)基本相同。它之所以具有較高的安全性，主要是在副起爆藥(猛炸藥)中加入了一定量的消焰劑。消焰劑通常采用氯化鉀，可以起降低爆溫、消焰和隔離瓦斯與爆炸火焰接觸的作用，從而有效地預(yù)防瓦斯爆炸。

　　瞬發(fā)電雷管在巷道掘進(jìn)中只能用于全斷面分次爆破。

　　(二)秒延期電雷管

　　通入足夠的電流后，以1秒、半秒間隔時(shí)間延期爆炸的電雷管分別為秒、半秒延期電雷管。它和瞬發(fā)電雷管的區(qū)別是在引火頭和加強(qiáng)帽之間增加了一段導(dǎo)火索作為延期引爆元件，改變導(dǎo)火索的長(zhǎng)短就可以得到各個(gè)段的不同延期時(shí)間。同時(shí)，為排出導(dǎo)火索燃燒時(shí)的氣體而不影響導(dǎo)火索的燃速，在雷管殼上設(shè)有氣孔，秒延期電雷管的結(jié)構(gòu)如圖9—2所示。

　　

 

　　圖9—2 秒延期巖石電雷管

　　1—腳線;2—硫磺;3—引火藥頭;4—正起爆藥;

　　5—副起爆藥(二遍藥);6—副起爆藥(頭遍藥);7—雷殼管;

　　8—加強(qiáng)帽;9—導(dǎo)火索(延期引爆元件);l0—出氣孔

　　秒延期電雷管為非煤礦許用電雷管，只能用于無(wú)瓦斯的巖巷掘進(jìn)工作面?！?a href=http://www.treasurewfy.com target=_blank class=infotextkey>煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：在采掘工作面，必須使用煤礦許用瞬發(fā)電雷管或煤礦許用毫秒延期電雷管。能用毫秒延期電雷管時(shí)，最后一段的延期時(shí)間不超過(guò)130ms。秒延期電雷管和半秒延期電雷管各段的間隔時(shí)間長(zhǎng)達(dá)1s或0.5s，當(dāng)前段雷管爆炸后，瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1%以上，后段雷管爆炸時(shí)，就很容易引燃瓦斯，而且秒或半秒延期電雷管內(nèi)的延期藥燃燒時(shí)，要從電雷管排氣孔中噴出火焰和高溫氣體，也成為引燃瓦斯的危險(xiǎn)因素。因此，秒或半秒延期電雷管不能用于有瓦斯或煤塵爆炸危險(xiǎn)的采掘工作面。

　　(三)毫秒延期電雷管

　　通入足夠的電流，以若干毫秒間隔時(shí)間延期爆炸的電雷管為毫秒延期電雷管，簡(jiǎn)稱毫秒電雷管。

　　毫秒延期電雷管為普通型和煤礦許用型兩種。國(guó)產(chǎn)普通型毫秒電雷管共20段，結(jié)構(gòu)如圖9—3所示。各段延期時(shí)間及腳線顏色標(biāo)志見(jiàn)表9—3。

　　

 

　　圖9—3 毫秒延期巖石電雷管

　　1—腳線;2—硫磺;3—引火藥頭;4—正起爆藥;5—副起爆藥(二遍藥);

　　6—副起爆藥(頭遍藥);7—雷殼管;8—內(nèi)銅管;9—延期引爆藥

　　普通型毫秒電雷管由于金屬管殼、加強(qiáng)帽、聚乙烯絕緣腳線包皮等在雷管爆炸時(shí)產(chǎn)生灼熱碎片和殘?jiān)?、延期藥燃燒時(shí)噴出的高溫顆粒殘?jiān)⒏逼鸨幈〞r(shí)產(chǎn)生的高溫火焰等原因，仍有引爆瓦斯的可能性。

　　煤礦許用型毫秒電雷管是在猛炸藥中加入消焰劑，還將延期藥裝入鉛延期體的5個(gè)細(xì)管中并加厚管壁，從而使上述不安全因素得到有效解決。結(jié)構(gòu)如圖9—4所示。

　　煤礦許用型毫秒電雷管可用于有瓦斯或煤塵爆炸危險(xiǎn)的采掘工作面，高瓦斯礦井，煤與瓦斯突出礦井?！?a href=http://www.treasurewfy.com target=_blank class=infotextkey>煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：使用煤礦許用毫秒延期電雷管時(shí)，最后一段的延期時(shí)間不得超過(guò)130ms(即1～5段)。因?yàn)榻?jīng)測(cè)定在高瓦斯礦井炸藥爆炸后160ms，瓦

　　表9—3 國(guó)產(chǎn)毫秒延期電雷管延期時(shí)間與標(biāo)志

　　

 

　　圖9—4 煤礦許用毫秒延期電雷管

　　1—腳線;2—銅管殼;3—引火藥頭;4—鉛延期體;5—正起爆藥;6—副起爆藥

　　斯?jié)舛冗_(dá)0.3%～0.5%，260 ms時(shí)為0.3%～0.95%，360ms時(shí)為0.35%～1.6%，局部地點(diǎn)瓦斯?jié)舛葘⒏?，?30ms僅有360ms的三分之一多一點(diǎn)，瓦斯的涌出濃度比瓦斯的爆炸下限少83%～86%，因而有足夠的安全系數(shù)，而且煤礦許用毫秒延期電雷管不存在從排氣孔中噴出火焰和高溫氣體的問(wèn)題。因而，煤礦許用毫秒電雷管可用于井下有瓦斯煤塵爆炸危險(xiǎn)的工作面。

　　(四)抗雜散電流雷管

　　抗雜散電流雷管又可分為無(wú)橋絲抗雜散電流毫秒電雷管和低阻橋絲式抗雜散電流毫秒電雷管。

　　1.無(wú)橋絲抗雜散電流毫秒電雷管

　　雷管結(jié)構(gòu)如圖9—5所示，其特點(diǎn)是取消了橋絲而在引火藥中加入乙炔、石墨、炭黑等導(dǎo)電物質(zhì)，做成有導(dǎo)電性的引火頭，這種引火頭的電阻不是固定值，當(dāng)外加電壓小于額定電壓時(shí)其電阻值較大，通過(guò)電流小，不足以引燃引火藥。當(dāng)外加電源高于額定值時(shí)，其電阻下降，導(dǎo)致通過(guò)電流變大，發(fā)熱量增加，直到可以點(diǎn)燃引火藥。無(wú)橋絲電雷管可保證在5V電壓作用下5min不發(fā)火。這種雷管不能用動(dòng)力電源和一般起爆器起爆，要用專門(mén)設(shè)計(jì)的GM—2000型高能脈沖起爆器起爆。不能用一般的電爆網(wǎng)路計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，網(wǎng)路導(dǎo)通時(shí)不易發(fā)現(xiàn)漏聯(lián)等問(wèn)題。

　　

 

　　圖9—5 無(wú)橋絲抗雜散電流毫秒電雷管示意圖

　　1—腳線;2—封口;3—紙墊;4—管殼;5—引火頭：6—延期裝置;

　　7—加強(qiáng)帽;8—點(diǎn)火藥;9—正起爆藥;l0—副起爆藥(黑索金);11—鈍化黑索金

　　2.低阻橋絲式抗雜散電流毫秒電雷管

　　其結(jié)構(gòu)與普通毫秒電雷管相同，只是用電阻很小的紫銅絲作為橋絲，有較好的抗雜散電流的能力。

　　二、發(fā)爆器及其檢測(cè)器

　　《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：井下放炮都必須使用發(fā)爆器，開(kāi)鑿或延深通達(dá)地面的井筒時(shí)，無(wú)瓦斯的井底工作面中可使用其他電源起爆，但電壓不得超過(guò)380V，并必須有電力起爆接線盒。電力起爆接線盒所用的電源、線路連接的方法、開(kāi)關(guān)的構(gòu)造、裝設(shè)的地點(diǎn)等都應(yīng)編制設(shè)計(jì)，報(bào)礦總工程師批準(zhǔn)。發(fā)爆器或起爆接線盒都必須采用礦用防爆型(礦用增安型除外)。

　　(一)晶體管電容式發(fā)爆器

　　發(fā)爆器是用來(lái)供給電爆網(wǎng)路上的電雷管起爆電能的器具，又稱起爆器或放炮器。電容式發(fā)爆器有防爆型和非防爆型兩種，煤礦井下只準(zhǔn)使用防爆型發(fā)爆器，它具有體積小，重量輕，外殼防爆，供電時(shí)間能控制在6ms以內(nèi)。6ms后即使網(wǎng)路炸斷，裸露線路相碰，也不會(huì)產(chǎn)生火花，因受發(fā)爆器能力限制，多用于串聯(lián)網(wǎng)路。

　　電容式發(fā)爆器部件小，結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，而且由于井下條件和環(huán)境所限，往往因使用檢查、保管和維護(hù)不當(dāng)而造成部件損壞，改變或失去起爆和防爆能力，影響安全使用，所以必須做到經(jīng)常檢查、合理使用和妥善保管。

　　1.檢查

　　下井前領(lǐng)取發(fā)爆器時(shí)，應(yīng)檢查發(fā)爆器外殼、固定螺絲、接線柱和防塵小蓋等部件是否完整，毫秒開(kāi)關(guān)是否靈活，發(fā)現(xiàn)有破損或發(fā)爆能力不足時(shí)，應(yīng)立即更換。入井前要對(duì)氖氣燈泡做一次試驗(yàn)性檢查，如氖氣燈泡在發(fā)爆器充電時(shí)間少于規(guī)定時(shí)間時(shí)閃亮，表明發(fā)爆器正常;如充電時(shí)間大于規(guī)定時(shí)間時(shí)閃亮，應(yīng)更換電池。氖氣燈泡不亮?xí)r，應(yīng)立即更換。

　　若使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，應(yīng)檢查它能否在3ms～6ms內(nèi)輸出足夠的電能和自動(dòng)切斷電源，停止供電。

　　電容式發(fā)爆器應(yīng)定期檢查，檢查時(shí)用新電池做電源，測(cè)量輸出電流和主電容充電電壓以及充電時(shí)間。若測(cè)量的數(shù)值低于額定值，為不合格，應(yīng)進(jìn)行大修。

　　2.使用

　　使用電容式發(fā)爆器時(shí)，必須按下列程序和要求操作：

　　(1)使用前，應(yīng)先檢查氖氣燈泡在規(guī)定時(shí)間內(nèi)是否發(fā)亮，如在規(guī)定時(shí)間內(nèi)發(fā)亮，則證明發(fā)爆能力正常。然后方可準(zhǔn)備與放炮母線連接。

　　(2)爆破工在接到組長(zhǎng)發(fā)出的放炮命令，并收到瓦斯檢查員交來(lái)的放炮牌以后，確認(rèn)人員已全部撤離，并發(fā)出規(guī)定的放炮信號(hào)后，方可解開(kāi)母線接頭接到發(fā)爆器的接線柱上，以免發(fā)生早爆傷人。

　　(3)將發(fā)爆器與母線連接好后，將開(kāi)關(guān)鑰匙接入毫秒開(kāi)關(guān)內(nèi)，按逆時(shí)針?lè)较颍D(zhuǎn)至充電位置，待氖氣燈亮后，立即按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)至放電位置。如不立即轉(zhuǎn)至放電位置，不但浪費(fèi)電力，而且由于主電容端電壓連續(xù)上升，可能引起發(fā)爆器內(nèi)部元件損壞。在放炮后，開(kāi)關(guān)停在“放電”位置上，拔出鑰匙由自己保管好，并解下母線，扭成短路掛好。每次放炮后，應(yīng)及時(shí)將防塵小蓋蓋好，防止煤塵或潮氣侵入。

　　3.保管

　　發(fā)爆器必須由爆破工妥善保管，上下井隨身攜帶，班班升井檢查。在井下要掛在支架上或放在木箱里，不要放在潮濕或淋水地點(diǎn)，以免受潮。

　　《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：“發(fā)爆器的把手、鑰匙或電力起爆接線盒的鑰匙，必須由爆破工隨身攜帶，嚴(yán)禁轉(zhuǎn)交別人。不到爆破通電時(shí)，不得將把手或鑰匙插入發(fā)爆器或電力起爆接線盒內(nèi)，爆破后，必須立即將把手或鑰匙拔出，摘掉母線并扭結(jié)成短路”。

　　發(fā)爆器發(fā)生故障，應(yīng)及時(shí)送到井上由專人修理，不得在井下拆開(kāi)修理，更不得撞擊、敲打，發(fā)爆器充電時(shí)間超過(guò)規(guī)定，必須及時(shí)在地面更換電池;長(zhǎng)期不用的發(fā)爆器，必須取出電池。

　　嚴(yán)禁將兩個(gè)接線柱聯(lián)線短路打火花檢查有無(wú)殘余電荷和用發(fā)爆器檢查母線導(dǎo)通，因?yàn)樗粌H容易擊穿電容及其他元件，更容易引起瓦斯煤塵爆炸。

　　(二)MFBB型發(fā)爆器

　　MFBB型發(fā)爆器是在保留MFB系列發(fā)爆器的一切功能，并改進(jìn)FBB型的基礎(chǔ)上研制而成的。它消除了MFB系列電容式發(fā)爆器在安全上存在的問(wèn)題。其特點(diǎn)表現(xiàn)在當(dāng)母線產(chǎn)生虛接、斷路和短路等故障時(shí)，發(fā)爆器即不能充電，從而避免發(fā)生爆前火花、丟炮和由于電源連線不良等造成瞎炮;向網(wǎng)路輸送的電能與負(fù)載相適應(yīng)，從而避免了大馬拉小車(chē)引起的高溫火花和丟炮等不安全因素;采用了快速接線端子及彈簧壓緊結(jié)構(gòu)，接線簡(jiǎn)單可靠，端子保持清潔，減少了接觸電阻，而且不能用接線端子短路作母線打火導(dǎo)通試驗(yàn)，從而可防止因發(fā)爆器火花引起的瓦斯燃燒和爆炸事故;通電時(shí)間為4ms，比MFB系列發(fā)爆器的6ms，更能可靠地防止爆后火花。

　　MFBB型發(fā)爆器由MFB-100型隔爆網(wǎng)路安全閉鎖式發(fā)爆器、本質(zhì)安全型爆破測(cè)試器、本質(zhì)安全型爆破用警示器、爆破母線及母線纏繞絞車(chē)包箱、本質(zhì)安全發(fā)爆器測(cè)量?jī)x組成。

　　MFBB—100型發(fā)爆器適用于有瓦斯或煤塵爆炸危險(xiǎn)的采掘工作面，供引爆串聯(lián)電雷管用。適用工作環(huán)境為海拔1000m以下，相對(duì)濕度為≤95±3%，溫度為-20℃～+40℃。其技術(shù)特征見(jiàn)表9—4。

　　表9—4 MFBB—100型發(fā)爆器技術(shù)特征

　　本質(zhì)安全型爆破測(cè)試器(即礦用數(shù)字式歐姆表)，是用來(lái)測(cè)量爆破網(wǎng)路連接情況的數(shù)字式儀表，能測(cè)出具體數(shù)值，取代只能測(cè)導(dǎo)通和斷路的光電導(dǎo)通表。通過(guò)測(cè)試，可以了解接觸電阻的數(shù)值，測(cè)試無(wú)誤后再進(jìn)行爆破，可確保爆破工作質(zhì)量，增加安全程度，避免拒爆、瞎炮和丟炮現(xiàn)象，避免發(fā)生火花引燃瓦斯。

　　如測(cè)得數(shù)值大于或小于規(guī)定范圍，則說(shuō)明有斷路或短路現(xiàn)象，需要用測(cè)試器查找網(wǎng)路中的故障點(diǎn)。

　　查找故障時(shí)，首先將母線一端短路，測(cè)另一端母線電阻值，如電阻值在10Ω以上，則說(shuō)明母線存在接觸電阻，即母線有斷路、短路或接頭有銹蝕處，應(yīng)檢查故障點(diǎn);如母線完好，再用測(cè)試器測(cè)量整個(gè)串聯(lián)電雷管的網(wǎng)路，如確認(rèn)整個(gè)串聯(lián)電雷管網(wǎng)路有故障，就要將整個(gè)網(wǎng)路分成幾組，再逐個(gè)分組進(jìn)行測(cè)量直到查出故障并排除后，再用閉鎖式發(fā)爆器起爆，可一次起爆成功。

　　本質(zhì)安全型爆破用警戒器，適用于井下采煤或掘進(jìn)巷道，代替拉線、紅燈和用人放警戒辦法。該警戒器用語(yǔ)言和聲音告知人們“前方放炮請(qǐng)您止步”。在井下放炮時(shí)，在通往放炮地點(diǎn)的警戒位置安設(shè)，起到警戒作用，警戒器可連續(xù)放置達(dá)4h，警戒器分為語(yǔ)言燈光式和警聲燈光式兩種。

　　三、網(wǎng)路檢測(cè)儀器

　　(一)導(dǎo)通表

　　導(dǎo)通表又名測(cè)炮器，它是專門(mén)用來(lái)測(cè)量電雷管、放炮母線或電爆網(wǎng)路是否導(dǎo)通的儀表。

　　常用光電導(dǎo)通表如圖9—6所示。

　　

 

　　圖9—6 光電導(dǎo)通表

　　(a)—外貌;(b)—線路示意圖;1—硒光電池或硅光電池;2—檢流計(jì);3—金屬片

　　光電導(dǎo)通表內(nèi)部電源為硒光電池或硅光電池，在礦燈或其他光線照射下，最高可產(chǎn)生0.5V電壓，無(wú)光線照射時(shí)，不產(chǎn)生電壓。使用時(shí)，先用礦燈照射電池，同時(shí)使被測(cè)物件的兩端分別與導(dǎo)通表的兩個(gè)金屬片相碰，回路接通，檢流表指針轉(zhuǎn)動(dòng)，表明被測(cè)物件導(dǎo)通，無(wú)斷路;若指針不動(dòng)表明被測(cè)物件不導(dǎo)通，有斷路。光電導(dǎo)通表結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，操作方便，導(dǎo)通電流只有幾十微安，可確保電雷管導(dǎo)通量的絕對(duì)安全，但使用后必須避光保存，以免浪費(fèi)電池。

　　(二)爆破線路電橋

　　爆破線路電橋是用來(lái)檢查和測(cè)量電雷管及電爆網(wǎng)路的通斷和電阻的儀表。目前使用的多是205—1型，其外型如圖9—7所示。

　　用爆破線路電橋檢測(cè)時(shí)，先把電雷管腳線或電爆網(wǎng)路的母線接在電橋的兩個(gè)接線柱上，使轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)指向“雷管”或“網(wǎng)路”，再用手壓下按鈕，同時(shí)旋轉(zhuǎn)分劃盤(pán)，若檢流表的指針不動(dòng)，則說(shuō)明電雷管或網(wǎng)路不通;若檢查指針擺動(dòng)，則說(shuō)明電雷管或網(wǎng)路導(dǎo)通;當(dāng)檢流表指針居中時(shí)，即可松開(kāi)按鈕，此時(shí)指針?biāo)阜謩澅P(pán)上的讀數(shù)，即為被測(cè)的電雷管或電爆網(wǎng)路的電阻值。這種電橋測(cè)量電阻的范圍是0.2Ω～50Ω，其工作電流遠(yuǎn)小于電雷管的安全電流。

　　

 

　　圖9—7 205—l型爆破線路電橋外形

　　1—轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān);2—調(diào)整鈕;3—檢流表;4—電池室

　　5—外殼;6—分劃盤(pán);7—接線柱;8—按鈕