准东煤矿高温炮孔爆破的安全处理

江涛

【摘 要】神新准东露天煤矿高温炮孔一直是日常爆破施工的重点和难点。通过介绍高温炮孔分类及处理方法，归纳了几种降温灭火技术，并对爆破器材的选取提出了一些看法。坚持科学化管理，严格遵守爆破作业规程，处理好高温炮孔爆破作业是完全可行的。

【关键词】露天爆破；高温炮孔；爆破器材；科学化管理

0.引言

随着新疆煤矿的开发，煤矿露天剥离开采技术越来越普遍地运用于新疆地区。这种开采方式不仅降低了井下开采的难度及危险性，同时能够更加充分、合理地开采煤炭资源。然而对于含磷、含硫较高的露天煤矿煤层露头较浅易发火，对露天煤矿的安全生产构成了很大的安全隐患，特别火区向隐蔽的纵深处蔓延扩展，处理的难度进一步加大。

新疆准东地区多为不粘结煤和长焰煤，挥发份高（一般为29%～34%），易自燃。长期滞于本文结合从事高温炮孔爆破作业中积累的经验，阐明了一些观点，如果各煤矿能结合自身制定一套综合的防治体系，高温炮孔爆破将不再是露天煤矿生产的棘手难题。

1.高温炮孔的分类及处理方法

当炮孔温度高于60℃时便称之为高温炮孔。在进行爆破作业时通常将高温炮孔分为低温孔（80℃以下）、中温孔（80℃-150℃）、高温孔（150℃以上或注水后快速回温的炮孔）。低温孔按照一般爆破作业规程进行即可；中温孔通常使用注水降温的方法或采用隔热材料包裹爆破器材的方法来进行处理；高温孔通过注水降温至80℃以下而未快速反弹回温即按中温孔进行爆破作业，对于回温快的炮孔，就要使用隔热材料进行隔热装药，现阶段比较常用的方法是使用PVC管隔热装药。

在火区作业时需要使用红外测温仪对炮孔进行多次温度测量，测量时至少使用两个测温仪同时进行，并由两人同时测量、记录。测量炮孔温度时不仅要对炮孔底部进行测温，也应该对炮孔的底部侧壁、中段壁部，以及炮孔口部多个位置进行测温。实践中通过多个点位的测温后很容易辨别高温孔的种类，并能够快速地给出应对措施。值得注意的是，在火区打孔前，应该对火区实际现状进行考核后再确定打孔方案。地表无明显裂缝以及地表温度较低通常属于中、低温孔，可以根据实际需要设定爆破方量，满足煤矿的开采需求；如果地表温度明显较高、煤层燃烧较严重，则需要严格控制一次爆破总量来降低爆破作业的危险性。

2.火区爆破降温灭火技术

2013年上半年的煤田火区调查表明，新疆准东地区内共有23个煤田（煤矿）火区，火区燃烧面积3万多平方米，直接燃烧和冻结资源量约50万吨，间接影响资源安全生产量约0.1J亿吨，其中神新准东煤矿火区面积最大，为1.5万平方米。火区降温灭火技术是保障火区爆破本质安全的首要工作，贯彻“安全第一，预防为主”的方针，在实现高温炮孔爆破过程中，适当对火区进行必要的治理，确保爆破作业的安全性。目前对煤田火区的治理主要有两种办法：一是对浅层火区采用剥挖法，就是揭开火区覆盖的土层和岩层，把火源挖出来，浇灭，之后进行回填、复垦和绿化；二是对埋藏较深的煤层火区，先在地面打孔，再通过注水、注浆等办法灭火。常用的方法主要有三种：覆盖室息法、注水降温法和剥离灭火法。

2.1覆盖窒息法

该方法是利用周围环境的砂土填埋火区地表裂缝，打完炮孔后使用废旧炸药包装袋堵住口部并加-以劲土覆盖严实，控制外界空气流通到火区内部。这种方法施工工艺简单，但灭火过程时间较长且容易受地形起伏影响。

2.2注水降温法

在处理高温炮孔时，降低炮孔温度、保障高温炮孔爆破作业的安全性是首要工作，最直接的方法是使用注水降温。注水时应注意水的气化造成对作业人员的灼伤，注水后的炮孔需要重新测量孔深，若由于注水造成岩石脱落而变浅，则需要根据实际情况调整装药量。

注浆灭火技术对于采空区的灭火效果较为显著，浆液能够吸热降温并且对煤体还有包覆作用，隔绝空气的效果更好。使用注浆降温处理炮孔时，应调整好浆液的均匀性，保证炮孔不能被堵塞，PVC管能够顺利插入孔底。注浆使用阻燃材料的选择应满足以下条件：①粒径不大于2mm，细小颗粒（不大于1mm）应占7%；②易脱水并具有一定的稳定性；③浆液渗透力强，来源广泛，成本低。采用注水或注浆对高温炮孔进行降温处理是目前煤矿高温爆破作业最常用的方法，这种方法的实际效果明显，受火区地理结构干扰较小。注浆材料通常使用含砂量2%-30%的黄土，然而大量使用黄土会损害耕地。根据就地取材的原则，使用粉煤灰作为注浆材料，一方面有利于环境保护，一方面也处理了废料。

2.3剥离灭火法

对于火区温度超高区域，实施爆破作业时就需要采用小面积浅孔爆破方案进行局部剥离的方法。由于火区温度过高，注水降温效果不明显，爆破器材也有一定的热感度。通过缩小一次爆破作业工作量，减少作业人员的人均作业量及作业时间来保障爆破作业的安全性，进行逐步剥离煤层，直至挖除着火体。

经过多次实践和分析总结的经验，火区爆破降温灭火技术应遵循因地制宜、就地取材、经济合理、简洁灵活、安全可靠的原则，往往需要采用注水、剥离为主，覆盖为辅的综合治理方法。

3.爆破器材及防护材料的选择

3.1起爆器材的选择

起爆器材应选择耐高温安全的电雷管或磁电雷管，这类产品已满足180℃恒温2h条件下不发生自燃、自爆的技术要求，而普通电雷管在高温下会发生塑料塞膨胀变形甚至熔化，脚线也可能脱落，最重要的是电雷管在130℃时会发生自爆。此外，在炮孔内敷设普通导爆索，孔外传爆采用电爆网路或非电网路，这样就避免了较为敏感的起爆器材在孔内受热形成危险源，同时炮孔内导爆索与起爆具绑接成的起爆药包也相应地增加了起爆的可靠性。

3.2炸药的选择

高温火区爆破首选耐热性高的炸药，目前煤矿较多使用铵油炸药、乳化炸药。铵油炸药相对于其他炸药容易发生热分解，其热安定性差；乳化炸药因其乳性影响操作，二者均不适合用于高温爆破作业。实际爆破作业时更多地使用粉状乳化炸药，其热感度相对较低，在温度约200℃长时间加热，粉状乳化炸药始终处于融熔状态，而不出现燃烧或爆炸现象。粉状乳化炸药对热作用不敏感是因为其配方中不含任何氧化剂，油相材料中没有易挥发性成分的缘故。因此，在常用炸药的选取上，更倾向于选取粉状乳化炸药作为主装药来确保爆破作业的安全性。

3.3防护材料的选择

作业规程一定能够大大降低危险性。自2008年10月至今，我公司在新疆准东地区参与了多次高温炮孔爆破作业，均取得了较理想的爆破效果。现列举几点高温炮孔作业需要特别注意的地方。

（1）作业前必须提前测量炮孔温度，并做好相应标记。装药前清理好炮孔，避免卡孔耽误时间。使用PVC管装药时，应事先填塞好管口一侧，确保装药工作顺利进行。

（2）作业前对炮孔注水降温应降至80℃以下方可进行爆破作业。注水后的炮孔需要重新测量孔深，若由于注水造成岩石脱落而变浅，需根据实际情况调整装药量。

（3）装药时，应按从低温孔到高温孔、从易装孔到难装孔的顺序装药。

（4）装药时，应安排专人监视，发现炮孔逸出棕色浓烟等异常现象时，迅速组织所有人员撤离。

（5）填塞炮孔完成后，应迅速连接爆破网路，检查无误后立即起爆，防止爆破器材因高温环境下产生早爆、拒爆等状况而形成更大的危险源。

（6）火区中的岩体受到高温锻烧，一些岩石结构发生改变，因此在计算安全警戒范围时应适当扩大。

4.结语

综上所述，高温炮孔爆破作业因其自身的特殊险成为煤矿露天剥离开采的重要环节，在实践中需根据实际情况拟定对应的爆破设计方案。文章列举了一些高温炮孔爆破常见的情况，并提出了相对应的技术措施，始终坚持科学化管理，高温炮孔爆破将不再是煤矿生产过程中的安全管理难题。 [科]