準東煤礦高溫炮孔爆破的安全處理

江濤

【摘 要】神新準東露天煤礦高溫炮孔一直是日常爆破施工的重點和難點。通過介紹高溫炮孔分類及處理方法，歸納了幾種降溫滅火技術，并對爆破器材的選取提出了一些看法。堅持科學化管理，嚴格遵守爆破作業(yè)規(guī)程，處理好高溫炮孔爆破作業(yè)是完全可行的。

【關鍵詞】露天爆破；高溫炮孔；爆破器材；科學化管理

0.引言

隨著新疆煤礦的開發(fā)，煤礦露天剝離開采技術越來越普遍地運用于新疆地區(qū)。這種開采方式不僅降低了井下開采的難度及危險性，同時能夠更加充分、合理地開采煤炭資源。然而對于含磷、含硫較高的露天煤礦煤層露頭較淺易發(fā)火，對露天煤礦的安全生產(chǎn)構成了很大的安全隱患，特別火區(qū)向隱蔽的縱深處蔓延擴展，處理的難度進一步加大。

新疆準東地區(qū)多為不粘結煤和長焰煤，揮發(fā)份高（一般為29%～34%），易自燃。長期滯于本文結合從事高溫炮孔爆破作業(yè)中積累的經(jīng)驗，闡明了一些觀點，如果各煤礦能結合自身制定一套綜合的防治體系，高溫炮孔爆破將不再是露天煤礦生產(chǎn)的棘手難題。

1.高溫炮孔的分類及處理方法

當炮孔溫度高于60℃時便稱之為高溫炮孔。在進行爆破作業(yè)時通常將高溫炮孔分為低溫孔（80℃以下）、中溫孔（80℃-150℃）、高溫孔（150℃以上或注水后快速回溫的炮孔）。低溫孔按照一般爆破作業(yè)規(guī)程進行即可；中溫孔通常使用注水降溫的方法或采用隔熱材料包裹爆破器材的方法來進行處理；高溫孔通過注水降溫至80℃以下而未快速反彈回溫即按中溫孔進行爆破作業(yè)，對于回溫快的炮孔，就要使用隔熱材料進行隔熱裝藥，現(xiàn)階段比較常用的方法是使用PVC管隔熱裝藥。

在火區(qū)作業(yè)時需要使用紅外測溫儀對炮孔進行多次溫度測量，測量時至少使用兩個測溫儀同時進行，并由兩人同時測量、記錄。測量炮孔溫度時不僅要對炮孔底部進行測溫，也應該對炮孔的底部側壁、中段壁部，以及炮孔口部多個位置進行測溫。實踐中通過多個點位的測溫后很容易辨別高溫孔的種類，并能夠快速地給出應對措施。值得注意的是，在火區(qū)打孔前，應該對火區(qū)實際現(xiàn)狀進行考核后再確定打孔方案。地表無明顯裂縫以及地表溫度較低通常屬于中、低溫孔，可以根據(jù)實際需要設定爆破方量，滿足煤礦的開采需求；如果地表溫度明顯較高、煤層燃燒較嚴重，則需要嚴格控制一次爆破總量來降低爆破作業(yè)的危險性。

2.火區(qū)爆破降溫滅火技術

2013年上半年的煤田火區(qū)調查表明，新疆準東地區(qū)內(nèi)共有23個煤田（煤礦）火區(qū)，火區(qū)燃燒面積3萬多平方米，直接燃燒和凍結資源量約50萬噸，間接影響資源安全生產(chǎn)量約0.1J億噸，其中神新準東煤礦火區(qū)面積最大，為1.5萬平方米。火區(qū)降溫滅火技術是保障火區(qū)爆破本質安全的首要工作，貫徹“安全第一，預防為主”的方針，在實現(xiàn)高溫炮孔爆破過程中，適當對火區(qū)進行必要的治理，確保爆破作業(yè)的安全性。目前對煤田火區(qū)的治理主要有兩種辦法：一是對淺層火區(qū)采用剝挖法，就是揭開火區(qū)覆蓋的土層和巖層，把火源挖出來，澆滅，之后進行回填、復墾和綠化；二是對埋藏較深的煤層火區(qū)，先在地面打孔，再通過注水、注漿等辦法滅火。常用的方法主要有三種：覆蓋室息法、注水降溫法和剝離滅火法。

2.1覆蓋窒息法

該方法是利用周圍環(huán)境的砂土填埋火區(qū)地表裂縫，打完炮孔后使用廢舊炸藥包裝袋堵住口部并加-以勁土覆蓋嚴實，控制外界空氣流通到火區(qū)內(nèi)部。這種方法施工工藝簡單，但滅火過程時間較長且容易受地形起伏影響。

2.2注水降溫法

在處理高溫炮孔時，降低炮孔溫度、保障高溫炮孔爆破作業(yè)的安全性是首要工作，最直接的方法是使用注水降溫。注水時應注意水的氣化造成對作業(yè)人員的灼傷，注水后的炮孔需要重新測量孔深，若由于注水造成巖石脫落而變淺，則需要根據(jù)實際情況調整裝藥量。

注漿滅火技術對于采空區(qū)的滅火效果較為顯著，漿液能夠吸熱降溫并且對煤體還有包覆作用，隔絕空氣的效果更好。使用注漿降溫處理炮孔時，應調整好漿液的均勻性，保證炮孔不能被堵塞，PVC管能夠順利插入孔底。注漿使用阻燃材料的選擇應滿足以下條件：①粒徑不大于2mm，細小顆粒（不大于1mm）應占7%；②易脫水并具有一定的穩(wěn)定性；③漿液滲透力強，來源廣泛，成本低。采用注水或注漿對高溫炮孔進行降溫處理是目前煤礦高溫爆破作業(yè)最常用的方法，這種方法的實際效果明顯，受火區(qū)地理結構干擾較小。注漿材料通常使用含砂量2%-30%的黃土，然而大量使用黃土會損害耕地。根據(jù)就地取材的原則，使用粉煤灰作為注漿材料，一方面有利于環(huán)境保護，一方面也處理了廢料。

2.3剝離滅火法

對于火區(qū)溫度超高區(qū)域，實施爆破作業(yè)時就需要采用小面積淺孔爆破方案進行局部剝離的方法。由于火區(qū)溫度過高，注水降溫效果不明顯，爆破器材也有一定的熱感度。通過縮小一次爆破作業(yè)工作量，減少作業(yè)人員的人均作業(yè)量及作業(yè)時間來保障爆破作業(yè)的安全性，進行逐步剝離煤層，直至挖除著火體。

經(jīng)過多次實踐和分析總結的經(jīng)驗，火區(qū)爆破降溫滅火技術應遵循因地制宜、就地取材、經(jīng)濟合理、簡潔靈活、安全可靠的原則，往往需要采用注水、剝離為主，覆蓋為輔的綜合治理方法。

3.爆破器材及防護材料的選擇

3.1起爆器材的選擇

起爆器材應選擇耐高溫安全的電雷管或磁電雷管，這類產(chǎn)品已滿足180℃恒溫2h條件下不發(fā)生自燃、自爆的技術要求，而普通電雷管在高溫下會發(fā)生塑料塞膨脹變形甚至熔化，腳線也可能脫落，最重要的是電雷管在130℃時會發(fā)生自爆。此外，在炮孔內(nèi)敷設普通導爆索，孔外傳爆采用電爆網(wǎng)路或非電網(wǎng)路，這樣就避免了較為敏感的起爆器材在孔內(nèi)受熱形成危險源，同時炮孔內(nèi)導爆索與起爆具綁接成的起爆藥包也相應地增加了起爆的可靠性。

3.2炸藥的選擇

高溫火區(qū)爆破首選耐熱性高的炸藥，目前煤礦較多使用銨油炸藥、乳化炸藥。銨油炸藥相對于其他炸藥容易發(fā)生熱分解，其熱安定性差；乳化炸藥因其乳性影響操作，二者均不適合用于高溫爆破作業(yè)。實際爆破作業(yè)時更多地使用粉狀乳化炸藥，其熱感度相對較低，在溫度約200℃長時間加熱，粉狀乳化炸藥始終處于融熔狀態(tài)，而不出現(xiàn)燃燒或爆炸現(xiàn)象。粉狀乳化炸藥對熱作用不敏感是因為其配方中不含任何氧化劑，油相材料中沒有易揮發(fā)性成分的緣故。因此，在常用炸藥的選取上，更傾向于選取粉狀乳化炸藥作為主裝藥來確保爆破作業(yè)的安全性。

3.3防護材料的選擇

作業(yè)規(guī)程一定能夠大大降低危險性。自2008年10月至今，我公司在新疆準東地區(qū)參與了多次高溫炮孔爆破作業(yè)，均取得了較理想的爆破效果?，F(xiàn)列舉幾點高溫炮孔作業(yè)需要特別注意的地方。

（1）作業(yè)前必須提前測量炮孔溫度，并做好相應標記。裝藥前清理好炮孔，避免卡孔耽誤時間。使用PVC管裝藥時，應事先填塞好管口一側，確保裝藥工作順利進行。

（2）作業(yè)前對炮孔注水降溫應降至80℃以下方可進行爆破作業(yè)。注水后的炮孔需要重新測量孔深，若由于注水造成巖石脫落而變淺，需根據(jù)實際情況調整裝藥量。

（3）裝藥時，應按從低溫孔到高溫孔、從易裝孔到難裝孔的順序裝藥。

（4）裝藥時，應安排專人監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)炮孔逸出棕色濃煙等異常現(xiàn)象時，迅速組織所有人員撤離。

（5）填塞炮孔完成后，應迅速連接爆破網(wǎng)路，檢查無誤后立即起爆，防止爆破器材因高溫環(huán)境下產(chǎn)生早爆、拒爆等狀況而形成更大的危險源。

（6）火區(qū)中的巖體受到高溫鍛燒，一些巖石結構發(fā)生改變，因此在計算安全警戒范圍時應適當擴大。

4.結語

綜上所述，高溫炮孔爆破作業(yè)因其自身的特殊險成為煤礦露天剝離開采的重要環(huán)節(jié)，在實踐中需根據(jù)實際情況擬定對應的爆破設計方案。文章列舉了一些高溫炮孔爆破常見的情況，并提出了相對應的技術措施，始終堅持科學化管理，高溫炮孔爆破將不再是煤礦生產(chǎn)過程中的安全管理難題。 [科]