百川煤業首采區高溫孔爆破的安全處理方法

李曉磊

（山西金恒爆破工程有限責任公司，山西 晉中 030600）

引 言

山西省渾源地區原屬井工開采，后煤礦整合轉變為露天開采。然而因表土剝離，煤層露頭引起煤層自燃火區，以及原井工開采留下的巷道、采空區等封閉不嚴，極易使得煤層出現自燃現象，產生火區、高溫區，嚴重威脅露天煤礦的安全性，其歷來是相關領域致力于解決的重要問題。尤其是高溫區域爆破作業，爆破器材為2＃巖石煤礦許用膠狀乳化炸藥與毫秒延期導爆管雷管，更加加大了高溫區域爆破的安全隱患。

1 高溫孔的分類

根據《爆破安全規程》，溫度孔是指孔溫在60℃之上的炮孔。一般情況下，根據溫度的差異性，溫度孔又包含以下幾種劃分標準，溫度超過150℃以上稱作高溫孔，溫度在80℃～150℃稱作中溫孔，溫度在60℃～80℃稱作低溫孔。處理溫度孔時，通常采用注水降溫、耐熱火工品、隔熱材料隔熱等方法。

百川煤業首采區高溫區的炮孔屬于低溫孔，少數為中溫孔。故根據該高溫區域的實際情況，我公司采用注水降溫的方法將炮孔溫度降低至60℃以下，對其進行爆破作業。

2 爆破器材的高溫性能

百川煤業首采區使用的爆破器材為2＃巖石煤礦許用膠狀乳化炸藥和毫秒延期導爆管雷管。

2.1 毫秒延期導爆管雷管［1］

導爆管的管壁強度本身會隨溫度的變化而產生變化，溫度持續增高，管壁強度則會持續降低，而在達到某個臨界點之后，則會在導爆管爆轟，發生擊穿的現象。如果導爆管本身的環境無水，通常不會產生傳爆現象，倘若導爆管本身的環境有水，則會引發斷爆的現象。

從表1得知，導爆管傳爆時，隨著溫度的增加管壁擊穿處顯著增多。60℃以下時導爆管傳爆基本不受影響；當溫度達到60℃時，導爆管傳爆時管壁有擊穿出現，且隨著溫度升高，擊穿處增多；在90℃以下時，未因擊穿而引起斷爆。

表1 普通變色導爆管的高溫性能測試結果分析［1］

2.2 2＃巖石煤礦許用膠狀乳化炸藥

通過深入分析第86頁表2、表3結果之后能夠得出，首先，80℃環境下，2＃巖石膠狀乳化炸藥分別在4、8、12h之后，都可以使用雷管進行起爆，相應的時間越長，爆炸速度則越低。其次，處在130℃以上環境下，2＃巖石膠狀乳化炸藥在6h之后則不能起爆；最后，處在138℃以上環境下，通過雷管與2＃巖石膠狀乳化炸藥共同制成的起爆體，通過不同時間的雷管出現自爆情況，而當中的2＃巖石膠狀乳化炸藥則無法起爆。

表2 2＃巖石乳化炸藥爆速測試結果分析

表3 膠狀乳化炸藥與雷管起爆體高溫試驗分析

3 高溫區域爆破方法

根據以上爆破器材在高溫環境中的性能及工作實踐經驗，確定百川煤業首采區高溫區域采用注水降溫的方法進行爆破作業。

為保證爆破器材能夠正常起爆，該高溫區域必須注水降溫，并保持一段時間（30min），溫度回升不超過60℃，方可進行爆破作業。

4 高溫區爆破作業施工步驟及注意事項

1）嚴格執行《爆破安全規程》和《煤礦安全規程》；

2）火區范圍內嚴禁裝藥爆破；

3）控制高溫孔孔深，深度不超過3.5m（或不超過炮桿長度）；

4）高溫孔作業，每個炮孔孔內雙管起爆，單次爆破作業孔數控制在30個以內；

5）爆破作業前48h注水降溫，溫度孔注水24h后，由技術人員進行測量。出現水位顯著下降，水溫持續上升超出60℃，則不納入爆破計劃；

6）爆破作業前再次注水降溫，裝藥前進行孔內水溫測量。孔內水位未出現異常，且孔內水溫在60℃以下方可裝藥爆破。

7）裝藥前作業現場周邊200m范圍內無機械作業；

8）根據孔深將每個孔的裝藥量分配至合格高溫孔孔口，并準備足夠的填塞材料；

9）將起爆網絡、起爆母線連好，所有準備工作就緒，由隊長下達命令開始裝藥；

10）裝藥時嚴格按照爆破作業程序進行，由低溫孔到高溫孔的順序裝藥。裝藥過程中發現異常情況立即匯報，迅速組織所有人員撤離；裝藥填塞完成后，所有作業人員立即撤離到安全地點，按規定作業程序起爆；裝藥至起爆時間控制在30min；

11）爆區檢查由2名爆破員負責，確定無盲炮，爆破后15min檢查爆區；若不確定是否有盲炮，則站在遠處查看炮區；檢查過程中發現安全隱患不能確定時，立即通知相關負責人，待隱患排除后方能解除警戒；

12）如果發現盲炮或者疑似盲炮等隱患，則在其半徑300m處設置警示標志，嚴禁人員、設備進入，處于戒嚴狀態，并通知工區主管、施工隊相關負責人等。待48h后，對周圍炮堆進行灑水降溫后，再進行隱患處理。待隱患排除后，方可通知施工隊進入該區域作業。

5 結語

綜上所述，因雷管的熱感度較為敏感，使得高溫孔爆破成為煤礦安全生產重要的一部分。為有效保障煤礦的安全生產，我公司深入分析百川煤業首采區，對其環境、影響因素進行深入的研究，基于科學、系統、規范的驗證之后，設計爆破作業步驟。在近幾年的高溫區域爆破中，未產生任何安全隱患。