徐明順,付景剛,武晉文

(河南能源化工集團陳四樓煤礦,河南 永城 476600)

0 引言

煤礦井下爆破作業(yè)過程中,因《煤礦安全規(guī)程》對低瓦斯礦井爆破后炮煙吹散等待時間沒有具體規(guī)定,造成爆破作業(yè)在爆破后存在等待炮煙吹散時間不一易出現(xiàn)誤操作的現(xiàn)象,究其原因就是對《煤礦安全規(guī)程》沒有深入學(xué)習(xí),對相關(guān)規(guī)章制度、標準掌握不夠。筆者就該問題與大家進行分析探討,對今后工作具有指導(dǎo)意義。

1 爆破后炮煙吹散等待時間規(guī)定

1.1 《煤礦安全規(guī)程》相關(guān)規(guī)定

第三百七十條:爆破后,待工作面的炮煙被吹散,爆破工、瓦斯檢查工和班組長必須首先巡視爆破地點,檢查通風(fēng)、瓦斯、煤塵、頂板、支架、拒爆、殘爆等情況。發(fā)現(xiàn)危險情況,必須立即處理[1]。

1.2 《煤礦安全規(guī)程》專家解讀

【條文解釋】本條是對爆破后巡視爆破地點的規(guī)定。

井下采掘工作面爆破作業(yè),爆破后不等炮煙吹散,就急于進入工作面,容易造成炮煙熏人,使人慢性中毒。

炮煙中的氧氣減少,并含有大量的有毒有害氣體,如一氧化碳、氧化氮及礦塵等。人體吸入含有一氧化碳的炮煙后,一氧化碳會與血色素很快地結(jié)合,從而大大降低血色素的吸氧能力,造成缺氧現(xiàn)象。一般煤氣中毒就是一氧化碳中毒,嚴重者會死亡[2]。

一氧化氮和二氧化氮都是爆破時炸藥爆炸的產(chǎn)物。而一氧化氮極不穩(wěn)定,遇空氣中的氧即轉(zhuǎn)化為二氧化氮。二氧化氮是劇毒的氣體,遇水(包括呼吸道的水分)后生成硝酸,所以對人的眼睛、鼻、呼吸器官、肺部組織具有強烈的腐蝕作用,特別是會破壞肺組織,很容易引起肺部浮腫。當(dāng)二氧化氮體積分數(shù)為0.006%時,短時間內(nèi)即會出現(xiàn)咳嗽、胸部發(fā)痛癥狀；體積分數(shù)為0.025%時,可以很快致人死亡。二氧化氮中毒的特點是起初無感覺、經(jīng)過6～24 h 后才出現(xiàn)中毒征兆；即使在危險濃度下,起初也只是感覺呼吸道有刺激、出現(xiàn)咳嗽、吐黃痰現(xiàn)象。二氧化氮中毒者的特點是手指尖和頭發(fā)發(fā)黃。在礦井空氣中二氧化氮的最高允許體積分數(shù)為0.000 25%,一氧化碳的最高允許體積分數(shù)為0.002 4%。所以,爆破后必須排查和消除事故隱患[3]。

2 炸藥爆炸后氣體體積計算

2.1 單位質(zhì)量炸藥爆炸后氣體總體積計算[4-5]

標準狀態(tài)下,每千克炸藥爆炸后氣體的總體積計算公式如下:

式中Va——標準狀況下,每千克炸藥爆炸后產(chǎn)生的氣體體積,L；

Vt——減去炮眼所占體積后爆炸氣體的實際體積,L；

p4——U 型壓差計的壓差值,kPa；

p1——測定時大氣壓力,kPa；

p2——炮眼封孔后,炮眼內(nèi)剩余壓力,kPa；

p3——溫度為t時空氣飽和水蒸氣壓力,kPa；

t——測定時的室溫,℃；

m——測定用藥卷質(zhì)量,g。

2.2 單位質(zhì)量炸藥爆炸后生成的有毒有害氣體體積

每千克炸藥爆炸后,生成的一氧化碳和氮氧化物的體積分別按式(2)、(3)計算:

式中V′——每千克炸藥爆炸后生成的一氧化碳體積,L/kg；

V0——標準狀態(tài)下,每千克炸藥爆炸后產(chǎn)生的氣體體積,L/kg；

Φ1——氣體試樣中一氧化碳的體積分數(shù),%；

VN——每千克炸藥爆炸后生成的氮氧化物體積,L/kg；

Φ2——氣體試樣中氮氧化物的體積分數(shù),%[6]。

2.3 單位質(zhì)量炸藥爆炸后生成的有毒有害氣體總量[7]

式中V——每千克炸藥爆炸后生成的一氧化碳體積,L/kg；

V′——每千克炸藥爆炸后生成的有毒氣體總量,L/kg；

6.5——將氮氧化物折算成一氧化碳時的毒性系數(shù)；

VN——每千克炸藥爆炸后生成的氮氧化物體積,L/kg。

2.4 炸藥爆炸后實測氣體產(chǎn)物組成

炸藥爆炸后實測氣體產(chǎn)物組成如表1所示[8]。

表1 炸藥爆炸后氣體產(chǎn)物組成 %

3 爆破后有關(guān)炮煙吹散等待時間的規(guī)定

1)確定5 min。《煤礦安全規(guī)程》第三百七十一條,通電以后拒爆時,爆破工必須先取下把手或者鑰匙,并將爆破母線從電源上摘下,扭結(jié)成短路；再等待一定時間(使用瞬發(fā)電雷管,至少等待5 min)之規(guī)定。

2)確定 10 min。介于 5 min 和 15 min 之間。

3)確定15 min?！睹旱V安全規(guī)程》第三百七十一條,通電以后拒爆時,爆破工必須先取下把手或者鑰匙,并將爆破母線從電源上摘下,扭結(jié)成短路；再等待一定時間(使用延期電雷管,至少等待15 min)之規(guī)定。

4 炮煙吹散等待時間界定方法、依據(jù)

炮煙吹散時間應(yīng)當(dāng)由以下幾個方面考慮[9]。

4.1 爆破后地應(yīng)力再平衡作用

爆破后,爆破地點因爆破改變了地應(yīng)力在爆破前的平衡作用,在新的地應(yīng)力未形成平衡之前,如果爆破作業(yè)地點存在有瞎炮(殘爆、拒爆),裝藥炮眼中的炸藥和電雷管就有可能在受到地應(yīng)力的再平衡擠壓作用發(fā)生緩爆,爆破后如果人員急于進入爆破地點,就會造成緩爆傷人。因此,《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定:爆破后巡視爆破地點,如有危險情況必須立即處理[10]。

4.2 職業(yè)危害因素對人體的影響

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定:炸藥完全反應(yīng),爆炸后每公斤炸藥產(chǎn)生的有毒有害氣體量不得超過80 L(國家標準),煤礦井下爆破作業(yè)爆破后一般需要向爆破地點通以4 000 m3的風(fēng)量方可將爆破地點的有毒有害氣體濃度稀釋到安全濃度值以下,在爆破作業(yè)現(xiàn)場,根據(jù)職業(yè)危害實際檢測結(jié)果:爆破后炮煙內(nèi)僅一氧化碳(巖巷)濃度(體積分數(shù))就高達0.007 4%～0.017 2%,是《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的3～7 倍。為有效預(yù)防炮煙熏人和一氧化碳中毒,保護職工身心安全健康,并從職業(yè)危害防治角度綜合考慮,炮煙吹散等待時間應(yīng)符合稀釋有毒有害氣體的要求[11]。

4.3 井巷風(fēng)速與巷道長度

1)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定:巖巷最低風(fēng)速不得小于0.15 m/s,煤巷最低風(fēng)速不得小于0.25 m/s[12]?，F(xiàn)井下掘進一般采用功率2×11 kW 或2×15 kW 的局部通風(fēng)機通風(fēng),工作面實際風(fēng)量在300～400 m3之間,巷道風(fēng)速大都在0.5 m/s 左右。根據(jù)井工煤礦井巷布置施工要求,巖巷(開拓巷道、準備巷道)每間隔400～500 m 應(yīng)施工聯(lián)絡(luò)巷(回風(fēng)巷、安全出口),煤巷(回采巷道)掘進每間隔500～600 m 應(yīng)施工聯(lián)絡(luò)巷(安全出口)。假設(shè)某一巖巷(開拓巷道、準備巷道)施工長度為500 m,風(fēng)速0.5 m/s,則炮煙吹散等待時間需要17 min；若施工巷道為煤巷,巷道長度600 m,風(fēng)速0.5 m/s,炮煙吹散時間約20 min。

2)為減少炮煙中有毒有害氣體對人體的危害[13],《煤礦安全規(guī)程》和“爆破安全技術(shù)操作”規(guī)程要求:爆破時,除警戒人員外,其他人員都要進入爆破地點附近的新鮮風(fēng)流中,人員在高濃度炮煙區(qū)經(jīng)過時,應(yīng)用濕毛巾捂住口鼻并迅速通過[15-18]。

3)實際工作中,很多巷道(尤其是煤巷)長度大都超過1 000 m,再加上長距離局部通風(fēng)工作面,通風(fēng)阻力增大、風(fēng)量減小、風(fēng)速降低,炮煙吹散時間會更長。

5 結(jié)論

炮煙吹散時間取值應(yīng)滿足圍巖地應(yīng)力再平衡、預(yù)防緩爆(拒爆、殘爆)傷人、炮煙熏人、職業(yè)危害、井巷風(fēng)速、巷道長度等基本要求。當(dāng)現(xiàn)場條件變化、井巷不斷延伸時,工程技術(shù)人員應(yīng)針對具體作業(yè)環(huán)境,不斷修改補充完善《作業(yè)規(guī)程》,與現(xiàn)場實際相結(jié)合,確定爆破后人員等待炮煙的具體時間,有效預(yù)防事故發(fā)生,確保爆破作業(yè)安全。