CN104154832B - 一种用于高温火区的爆破方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于高温火区的爆破方法，其步骤如下：a、爆破设计；b、布孔；c、穿孔和验收；d、五方测温，测温分两次进行，第二次是先将隔热件放入炮孔内，隔热件的内筒和外筒之间间隙处注满水，十分钟后测量内筒和外筒之间各点的温度；e、设计审批；f、装药前测温；g、爆破器材运输；h、爆破警戒；j、装药填充准备，在这个步骤用胶布将炸药柱和填充段固定在同一根竹条上；K、装药填充；L、撤离；m、起爆；n、爆后检查；o、解除警戒。本爆破方法通过采用隔热件来将炮孔温度与炸药、起爆器材阻隔开来，简单、可靠，安全性好，且成本低廉，反弹时间长，能够可靠、安全地保证装药，进而安全、高效地实施爆破。

Description

一种用于高温火区的爆破方法

技术领域

本发明涉及一种爆破方法，具体地说，尤其涉及一种用于高温火区的爆破方法。

背景技术

在我国新疆、内蒙、宁夏、山西等煤层埋藏较浅地区，采用露天开采技术的煤矿越来越多，井工矿改露天矿的矿山也逐渐增多，而露天煤矿的煤层燃烧会形成高温火区。

现有用于高温火区的爆破方法步骤如下：a、爆破设计，根据作业面岩石情况设计孔深、孔排距、炮孔的台阶高度、单耗、网络、等爆破参数，炮孔的台阶高度一般为10m，并编制爆破设计说明书；b、布孔，按照爆破设计标明的参数将炮孔位置在现场进行标识；c、穿孔和验收，钻机队按照炮孔标识进行穿孔，穿孔完成后由现场技术员与钻机工共同对钻出的炮孔进行验收；d、五方测温，由施工、监理、安全等五个不同单位的测温员共同对炮孔温度进行测量，填写测温单、钻孔验收单。测温分两部分，一是注水前孔内温度不得高于80℃；二是向炮孔内注满水，十分钟后测量炮孔内温度不得高于40℃；e、设计审批，由审批流程确定的人员对爆破设计进行审批；f、装药前测温，五方在装药前复测炮孔温度，十分钟后测量炮孔内温度不得高于40℃；g、爆破器材运输，按照爆破设计中列出的爆破器材在仓库领取爆破器材，并运输至作业现场；h、爆破警戒，对爆破警戒区域进行警戒，警戒点设置应封闭所有进入警戒区域的道路，警戒区域内人员、设备撤离至安全距离以外，警戒距离设置在300米以外；j、装药填充准备，制作炸药柱和填充段，并将各孔导爆索连接到一起做好炸药起爆网路，并将起爆线拉至起爆点。然后，向炮孔内注满水，再测量炮孔内温度，炮孔温度不得高于40℃；K、装药填充，确认警戒工作、装药充填准备、起爆点到位后，由现场负责人下令开始装药和填充；L、撤离，所有炮区装药人员通过预先停放在炮区旁边的车辆撤离至爆破警戒距离以外；m、起爆，装药人员撤离到位后，现场负责人指挥起爆点起爆，从装药至起爆应不超过3分钟；n、爆后检查，爆后8分钟，现场负责人进入爆破区域进行检查，确认是否存在盲炮；o、解除警戒，在确认炮孔全部爆破完毕无盲炮后，现场负责人下令解除警戒。

现有爆破方法存在的问题如下：由于炸药具有一定热感度，起爆器材的使用也有一定的温度范围，高温可能导致炸药、起爆器材发生早爆、拒爆而产生爆破安全隐患和安全事故，因此高温火区对露天深孔爆破安全构成了较大的安全隐患，这几年因高温火区产生的爆破事故时有发生，如神华宁煤大峰露天煤矿2009年爆破事故均与此有密切关系。

从上面可以看出，如何将炮孔内的高温热量与炸药、起爆器材阻隔非常重要，现有爆破方法主要采用两种措施来实现隔热。第一种采用隔热材料，但因隔热材料过厚、价格昂贵、操作复杂等原因在试验过后就没有被广泛使用。第二种采用注水降温，注水降温后炮孔内温度达到50℃以下，并且炮孔内温度在一定时间内不反弹后方允许装药作业，装药作业限定了时间、人数、孔数，采取快速装药的方式迅速起爆，从而能够保证爆破作业安全。但由于注水降温需要大量时间和大量的水以及单次爆破中炮孔个数的限制，这样就大大降低了火区爆破的规模和进度，其次火区温度反弹时间有时受自然条件或钻孔原因的变化而改变，并不能从根本上解决炮孔温度作用于炸药、起爆器材的问题，爆破时仍然存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于高温火区的爆破方法，欲可靠、低成本地将炮孔温度与炸药、起爆器材阻隔开来，进而安全、高效地爆破。

一种用于高温火区的爆破方法，其步骤如下：

a、爆破设计，根据作业面岩石情况设计孔深、孔排距、炮孔的台阶高度、单耗、网络等爆破参数，炮孔的台阶高度取为5-6m，爆破网络采用导爆索网络，并编制爆破设计说明书；

b、布孔，按照步骤a中爆破设计标明的参数将炮孔位置在现场进行标识，且炮孔的数目不多个8个；

c、穿孔和验收，钻机队按照炮孔标识进行穿孔，穿孔完成后由现场技术员与钻机工共同对钻出的炮孔进行验收；

d、五方测温，由安全主管部、生产经营部、监理单位、施工单位、基建公司五个不同单位的测温员共同对炮孔温度进行测量，填写测温单、钻孔验收单。测温分两次进行，第一次是放入隔热件之前炮孔内的温度不得高于80℃；第二次是先将隔热件放入炮孔内，该隔热件包括内筒(1)和径向连接筋(3)，其中内筒(1)装在外筒(2)内，这两个筒的轴向长度相等，并与炮孔的深度相等，而这两个筒的上、下端口均敞口，且外筒(2)的外径与炮孔的孔径相等；所述径向连接筋(3)位于内筒(1)和外筒(2)之间，并将内筒(1)和外筒(2)连接在一起；

然后，将所述内筒(1)和外筒(2)之间的间隙处注满水，十分钟后测量内筒(1)和外筒(2)之间各点的温度，测得的最高温度不得高于40℃；

e、设计审批，由审批流程确定的人员对爆破设计进行审批确认；

f、装药前测温，五方在装药前复测炮孔温度，即十分钟后测量所述内筒(1)和外筒(2)之间的温度不得高于40℃；

g、爆破器材运输，按照爆破设计中列出的爆破器材在仓库领取爆破器材，并将其运输至作业现场；

h、爆破警戒，对爆破警戒区域进行警戒，警戒点设置应封闭所有进入警戒区域的道路，警戒区域内人员、设备撤离至安全距离以外，警戒距离设置在300米以外；

j、装药填充准备，在这个步骤需要制作炸药柱和填充段，其中炸药柱的长度按照爆破设计确定为所述台阶高度的2/5，而填充段的长度确定为台阶高度的3/5，并用胶布将炸药柱和填充段固定在同一根竹条上，其中填充段位于炸药柱上方，且将各孔导爆索连接到一起做好炸药起爆网路，并将起爆线拉至起爆点，装药充填准备阶段人数为每孔不超过2人。

然后，再通过水管向所述内筒(1)和外筒(2)之间的间隙处持续注水，复测各个点的温度，最高温度不得高于40℃；直至所有准备工作和警戒都准备完毕，现场负责人下令装药前，停止注水并移走水管；

K、装药填充，确认警戒工作、装药充填准备、起爆点到位后，由现场负责人下令开始装药和填充，装药时直接将固定有炸药柱和填充段的竹条塞入所述内筒(1)中，现场负责人在装药过程中进行监督检查；

L、撤离，所有炮区装药人员通过预先停放在炮区旁边的车辆撤离至爆破警戒距离以外；

m、起爆，装药人员撤离到位后，现场负责人指挥起爆点起爆，从装药至起爆应不超过3分钟；

n、爆后检查，爆后8分钟，现场负责人进入爆破区域进行检查，确认是否存在盲炮；

o、解除警戒，在确认炮孔全部爆破完毕无盲炮后，现场负责人下令解除警戒。

与传统的爆破方法相比，本爆破方法主要改变在于：1、将炮孔的台阶高度由原来的10m降低为现在的5-6m；2、采用隔热件来将炮孔温度与炸药、起爆器材阻隔开来；3、步骤K中采用竹条来固定炸药柱和填充段。

爆破前，将上述隔热件放入炮孔内，并在内筒和外筒之间的间隙出注满水，且持续注水，以便让水循环，再向内筒中填充炸药和填充物，并装上导爆索，建立爆破网络。由于水具有吸收热量的作用，这样就能很好地吸收炮孔内的温度，并采用循环水的方式及时将热量导出，这样就能可靠地将炮孔温度与炸药、起爆器材阻隔开来；又由于水的沸点不高于100℃，而乳化炸药在水或不高于100℃的水蒸汽中具有很高的安全性的本质机理，这样就能够保证安全、可靠地装药，并保证装药的规模和进度，从而特别适于露天煤矿高温火区爆破，并很好地克服了现有爆破方法的缺陷。而内筒、外筒和径向连接筋可选用常用的PVC管、钢管等，这样又有效降低了隔热件的制造成本。同时，经过试验表明，降低炮孔的台阶高度可有效延长炮孔稳定反弹的时间，从而保证爆破的安全、顺利进行。

另外，采用竹片来固定炸药柱和填充段，能有效防止出现断药现象的发生，从而保证爆破效果，而竹片取材方便，成本低廉。

综上所述，本爆破方法通过采用隔热件来将炮孔温度与炸药、起爆器材阻隔开来，简单、可靠，安全性好，且成本低廉，反弹时间长，能够可靠、安全地保证装药，进而安全、高效地实施爆破，且爆破效果好。

作为优选，所述径向连接筋沿周向均布，该径向连接筋的轴向长度与所述内筒的轴向长度相等。采用以上结构，能牢靠地将内筒和外筒连接在一起。

在本案中，所述内筒和外筒均分别由聚乙烯整体拉拔而成，而内筒的厚度为1-2mm，外筒的厚度为1-2mm。

采用以上结构，不仅便于取材和生产制造所述内筒和外筒，并且使得内筒和外筒具有一定的柔软性，这样既便于运输和存储本发明中的隔热件，又可使隔热件很好地适用于弯曲的炮孔，从而扩展本爆破方法的适用范围。

有益效果：本爆破方法通过采用隔热件来将炮孔温度与炸药、起爆器材阻隔开来，简单、可靠，安全性好，且成本低廉，反弹时间长，能够可靠、安全地保证装药，进而安全、高效地实施爆破，且爆破效果好，爆破效率高。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图；

图2为本发明所采用的隔热件结构示意图；

图3为本发明所采用的火区炮孔全孔温度监测报警装置结构示意图；

图4为图3的A-A向剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1至4所示，一种用于高温火区的爆破方法，其步骤如下：

a、爆破设计，根据作业面岩石情况设计孔深、孔排距、炮孔的台阶高度、单耗、网络这几个重要的爆破参数。同时，根据孔深与温度反弹时间规律显示，炮孔的台阶高度取为5-6m时效果为佳，爆破网络采用导爆索网络，并编制爆破设计说明书。在该步骤中，爆破单耗取0.3kg/m³。钻孔角度、孔排距受试验地段影响，可根据地形进行调整或具体布设。

b、布孔，按照步骤a中爆破设计标明的参数将炮孔位置在现场进行标识，且炮孔的数目不多个8个；

c、穿孔和验收，钻机队按照炮孔标识进行穿孔，穿孔完成后由现场技术员与钻机工共同对钻出的炮孔进行验收；

d、五方测温，即由安全主管部、生产经营部、监理单位、施工单位、基建公司五个不同单位的测温员共同对炮孔温度进行测量，填写测温单、钻孔验收单。在这个步骤中，测温分两次进行，第一次是放入隔热件之前炮孔内的温度不得高于80℃；第二次是先将隔热件放入炮孔内，该隔热件由内筒1、外筒2和径向连接筋3构成。其中，内筒1装在外筒2内，这两个筒的轴心线在同一条直线上，而内筒1和外筒2的轴向长度相等，并与炮孔的深度相等，而这两个筒的上端口和下端口均敞口，且外筒2的外径与炮孔的孔径相等。

所述内筒1和外筒2在理论上可选用PVC管、钢管等材料，在本案中优选材料为高密度的聚乙烯，且内筒1和外筒2由聚乙烯融化后，通过模具整体拉拔而成。同时，所述内筒1的厚度为1-2mm，外筒2的厚度为1-2mm，当然在实际制造过程中也可以根据实际需要调整这两个筒的厚度尺寸，并不仅仅局限于上述的尺寸参数。另外，内筒1的直径为80-350mm，而外筒2的直径为90-400mm，且外筒2主要用于隔离炮孔孔壁的岩石及裂隙，能够保证外筒2内部装入的水不漏掉及内筒1里装入的炸药不被水浸入。

如图2所示，所述径向连接筋3位于内筒1和外筒2之间，并将内筒1和外筒2连接在一起。并且，径向连接筋3沿内筒1的周向均布，该径向连接筋3的轴向长度与所述内筒1的轴向长度相等。同时，径向连接筋3的厚度一般取10mm左右，也可根据具体情况调整厚度尺寸。径向连接筋3有一定的支撑强度，将内筒1和外筒2连接起来，且径向连接筋3还要保证内筒1和外筒2之间的间隙充满水后内筒1不会被水压缩，导致无法将炸药、爆破器材装入内筒1中。

需要说明的是，径向连接筋3在本案中也优选为聚乙烯材料，它通过热熔后将内筒1和外筒2连接在一起，并形成一个整体件。

然后，用水管向所述内筒1和外筒2之间的间隙处注满水，十分钟后测量内筒1和外筒2之间各点的温度，测得的最高温度不得高于40℃。

在这个测温的步骤中，本发明采用的设备为一种自制的火区炮孔全孔温度监测报警装置，该装置已经在本案之前申报了实用新型专利，当然也可以采用其他设备来测温。如图3、4所示，所述火区炮孔全孔温度监测报警装置包括温度监测器4、温度传感器5以及连接温度传感器5和温度监测器4的导线6，其中温度监测器4采用二十个点的温度测试巡检仪，它可以适应不同深度炮孔测温的需求，在温度测试巡检仪的任意一个温度检测点分别通过导线连接有一个温度传感器5，该温度传感器5采用软体热电偶。测试杆7长度为两米，数目为五根，每根测试杆7均为圆柱形，相邻的测试杆7之间通过丝杆相连。每根测试杆7上沿周向设有四条线槽8，该线槽8为轴向开设的通槽，并在每根测试杆7上设有温度监测孔10，该温度监测孔10靠近线槽8，且温度监测孔10和线槽8相通。在每个温度监测孔10中分别安装有一个软体热电偶(即温度传感器5)，温度测试巡检仪检测点的导线穿过线槽8分别与软体热电偶相连。在每根测试杆7上的线槽8上还沿周向均匀设置有四个圆弧形的卡线器9，该卡线器9的位置与线槽8一一对应，卡线器9的半径和所述测试杆7的半径相等，且卡线器9的作用是将导线固定在对应的线槽8中。

使用时，温度监测器4需接上电源，该电源可为发电机，或者蓄电池。并根据所测试的炮孔的深度，选择所需要的测试杆7的根数，然后打开卡线器9，将导线6沿线槽8装在测试杆7上，并将导线6上的温度传感器5安装在相应的温度监测孔10中，最后将卡线器9扣紧，将组合在一起的5根测试杆7伸入到炮孔中。因为每个测试杆7的长度是相同的，所以采集的炮孔的温度点是均匀的，同时也能根据传感器2所安装的测试杆7位置计算出相应的温度测试点位于炮孔的深度，还可为温度监测器4连上报警装置，温度超过设定的安全值时发出报警信息，提高作业安全性。

在本测温步骤中，使用火区炮孔全孔温度监测报警装置的其中六个温度传感器5，并将六个温度传感器5放入所述内筒1和外筒2之间的间隙处，以便测量各点的温度，测得的最高温度不得高于40℃，若测得的最高温度高于40℃则温度监测器4连接的报警装置会报警。

e、设计审批，由审批流程确定的人员对爆破设计进行审批确认；

f、装药前测温，前述的五个单位在装药前再次测炮孔温度，即十分钟后测量所述内筒1和外筒2之间的各点温度，测得的最高温度不得高于40℃，该步骤测温的方式及要求与步骤d中测温步骤完全一样。

g、爆破器材运输，按照爆破设计中列出的爆破器材在仓库领取爆破器材，并将其运输至作业现场；

h、爆破警戒，对爆破警戒区域进行警戒，警戒点设置应封闭所有进入警戒区域的道路，警戒区域内人员、设备撤离至安全距离以外，警戒距离设置在300米以外；

j、装药填充准备，在这个步骤需要制作炸药柱和填充段，制作炸药柱时用防水牛皮纸将乳化炸药卷成炸药柱，该炸药柱的长度按照爆破设计确定为所述台阶高度的2/5，并用防水牛皮纸将填充物卷成填充段，该填充段的长度确定为台阶高度的3/5；其次，用胶布将炸药柱和填充段固定在同一根竹条上，其中填充段位于炸药柱上方，并将各孔导爆索连接到一起做好炸药起爆网路，且将起爆线拉至起爆点，装药充填准备阶段人数为每孔不超过2人。

最后，再通过水管向所述内筒1和外筒2之间的间隙处持续注水，再次测各个点的温度，最高温度不得高于40℃，其测量方式及要求与步骤f中的测温步骤相同；直至所有准备工作和警戒都准备完毕，现场负责人下令装药前，停止注水并移走水管；

K、装药填充，确认警戒工作、装药充填准备、起爆点到位后，由现场负责人下令开始装药和填充，装药时直接将固定有炸药柱和填充段的竹条塞入所述内筒1的底部，现场负责人在装药过程中进行监督检查；

L、撤离，所有炮区装药人员通过预先停放在炮区旁边的车辆撤离至爆破警戒距离以外；

m、起爆，装药人员撤离到位后，现场负责人指挥起爆点起爆，从装药至起爆应不超过3分钟；

n、爆后检查，爆后8分钟，现场负责人进入爆破区域进行检查，确认是否存在盲炮；

o、解除警戒，在确认炮孔全部爆破完毕无盲炮后，现场负责人下令解除警戒。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于高温火区的爆破方法，其步骤如下：

a、爆破设计，根据作业面岩石情况设计孔深、孔排距、炮孔的台阶高度、单耗、网络爆破参数，炮孔的台阶高度取为5-6m，爆破网络采用导爆索网络，并编制爆破设计说明书；

b、布孔，按照步骤a中爆破设计标明的参数将炮孔位置在现场进行标识，且炮孔的数目不多个8个；

c、穿孔和验收，钻机队按照炮孔标识进行穿孔，穿孔完成后由现场技术员与钻机工共同对钻出的炮孔进行验收；

d、五方测温，由安全主管部、生产经营部、监理单位、施工单位、基建公司五个不同单位的测温员共同对炮孔温度进行测量，填写测温单、钻孔验收单；测温分两次进行，第一次是放入隔热件之前炮孔内的温度不得高于80℃；第二次是先将隔热件放入炮孔内，该隔热件包括内筒(1)和径向连接筋(3)，其中内筒(1)装在外筒(2)内，这两个筒的轴向长度相等，并与炮孔的深度相等，而这两个筒的上、下端口均敞口，且外筒(2)的外径与炮孔的孔径相等；所述径向连接筋(3)位于内筒(1)和外筒(2)之间，并将内筒(1)和外筒(2)连接在一起；

然后，将所述内筒(1)和外筒(2)之间的间隙处注满水，十分钟后测量内筒(1)和外筒(2)之间各点的温度，测得的最高温度不得高于40℃；

e、设计审批，由审批流程确定的人员对爆破设计进行审批确认；

f、装药前测温，五方在装药前复测炮孔温度，即十分钟后测量所述内筒(1)和外筒(2)之间的温度不得高于40℃；

g、爆破器材运输，按照爆破设计中列出的爆破器材在仓库领取爆破器材，并将其运输至作业现场；

h、爆破警戒，对爆破警戒区域进行警戒，警戒点设置应封闭所有进入警戒区域的道路，警戒区域内人员、设备撤离至安全距离以外，警戒距离设置在300米以外；

j、装药填充准备，在这个步骤需要制作炸药柱和填充段，其中炸药柱的长度按照爆破设计确定为所述台阶高度的2/5，而填充段的长度确定为台阶高度的3/5，并用胶布将炸药柱和填充段固定在同一根竹条上，其中填充段位于炸药柱上方，且将各孔导爆索连接到一起做好炸药起爆网路，并将起爆线拉至起爆点，装药充填准备阶段人数为每孔不超过2人；

然后，再通过水管向所述内筒(1)和外筒(2)之间的间隙处持续注水，复测各个点的温度，最高温度不得高于40℃；直至所有准备工作和警戒都准备完毕，现场负责人下令装药前，停止注水并移走水管；

K、装药填充，确认警戒工作、装药充填准备、起爆点到位后，由现场负责人下令开始装药和填充，装药时直接将固定有炸药柱和填充段的竹条塞入所述内筒(1)中，现场负责人在装药过程中进行监督检查；

L、撤离，所有炮区装药人员通过预先停放在炮区旁边的车辆撤离至爆破警戒距离以外；

m、起爆，装药人员撤离到位后，现场负责人指挥起爆点起爆，从装药至起爆应不超过3分钟；

n、爆后检查，爆后8分钟，现场负责人进入爆破区域进行检查，确认是否存在盲炮；

o、解除警戒，在确认炮孔全部爆破完毕无盲炮后，现场负责人下令解除警戒。

2.根据权利要求1所述用于高温火区的爆破方法，其特征在于：所述径向连接筋(3)沿周向均布，该径向连接筋的轴向长度与所述内筒(1)的轴向长度相等。

3.根据权利要求1或2所述用于高温火区的爆破方法，其特征在于：所述内筒(1)和外筒(2)均分别由聚乙烯整体拉拔而成，而内筒(1)的厚度为1-2mm，外筒(2)的厚度为1-2mm。