安徽省淮南市淮南矿业集团潘一矿通防科 安徽淮南 232082
摘要：煤矿井下爆破作业作为一种传统的煤矿井下作业形式,在现今的煤矿开采工作中任然有着重要的作用,其在煤矿井下开采的实践中主要应用在井下硐室开挖、巷道掘进和炮采工作面落煤等工作环节,由于煤矿井下爆破的地质、气候等环境条件的复杂性加大了煤矿井下爆破的施工难度及危险性。基于此，文章首先对矿井爆破伤害事故的事故树进行了分析，然后提出了相应的井下爆破安全管理措施，以供参考。
关键词：煤矿爆破；安全技术；事故分析
1爆破伤害事故的事故树分析及危险度评价
1.1编制事故树
事故树分析是一种演绎分析方法，也称故障树分析，它从顶上事件开始，自上而下，一层一层寻找顶事件的直接原因事件和间接原因事件，直到基本事件，并用逻辑图把这些事件之间的逻辑关系表达出来，它能对各种系统的危险性进行识别评价，该方法既适用于定性分析，又能进行定量评价，具有简明而形象化的特点。能引起爆破安全事故的因素是多方面的，本文仅针对爆破警戒过程中的人为因素进行事故树分析，假设炸药和起爆器材均合格，爆破参数及爆破网路均合理且爆破工作面距离炸药库30m之外，爆破过程中不出现早爆、拒爆、放空炮等爆破本身的技术问题，在该种情况下确定爆破伤亡事故为顶上事件，根据井巷掘进爆破安全规定，以爆破警戒过程中可能出现的意外事件为基本事件，以人员出现在爆炸危险区为中间事件来分析爆破伤亡事故的产生原因。
1.2求解事故树
用布尔代数求故障树的最小割集
1.3结构重要度分析
依据结构重要度计算公式，不考虑各基本事件的发生概率(或假定各基本事件发生概率相等)，判别出各事件的结构重要度由大到小顺序为Iφ(1)>Iφ(7)=Iφ(8)=Iφ(9)=Iφ(10)=Iφ(11)=Iφ(12)=Iφ(13)=Iφ(14)=Iφ(15)>Iφ(2)>Iφ(6)=Iφ(5)>Iφ(4)=Iφ(3)。
Iφ(i)表示第i个基本事件的结构重要度，指的是不考虑基本事件发生的概率(或假定各基本事件发生概率相等)，只考虑各基本事件在事故结构上对顶上事件发生的影响。若基本事件结构重要度大，说明该基本事件引发顶上事故发生的概率也大。
1.4分析结论
通过对该事故树的逻辑门来分析，逻辑或门占总逻辑门大约70%，存有较大的安全隐患。该事故树共有12个最小割集，任何一个最小割集内基本事件发生，都会导致爆破伤亡事故的发生，通过分析可知:
（1）最小割集数比较多，且每个最小割集中均有X1，其中9个最小割集中仅由2个基本事件组成，说明即使爆破作业本身的设计、施工及爆破效果没有问题的情况下，仍然存在许多可导致爆破伤亡事故的细小环节，如果其中某个环节安全管理不到位，就很容易导致顶上事故的发生。
（2）从结构重要度来分析，X1系数最大，X7、X8、X9…X15次之。为了防止爆破安全事故的发生，必须严格控制好上述9条安全隐患:即必须派经过严格安全培训的具有很强责任心的安全员负责警戒，设置警戒一定要全面而有效，坚决杜绝进入爆破危险区通道没设警戒的现象，警戒线一定要设在距离爆破点有足够安全距离的地方，起爆前必须要及时准确地发出警报；另外，在爆破前，明确井下炸药库位置及贯通巷道掘进位置，严格按照安全规程规定，完整准确地将爆破作业信息通知到距离爆破点30~100m内的炸药库以及贯通距小于15m的巷道施工人员，最后确保其在爆破时撤离到警戒距离之外，除此之外还要做好与其他爆破作业面的协同工作，确保在装药、填塞、连线及起爆过程中距离作业面50m范围内没有其他的爆破，以免施工人员受到炮烟、空气冲击波的惊吓；最后，应在作业前对地下爆破可能引起的地面塌陷和山坡滚石地带做出预测并在通往塌陷区和滚石区的道路上设置警戒，树立醒目的标志，防止人员误入。
2井下爆破安全管理要点
2.1巷道贯通时的爆破安全
当两条巷道贯通掘进相距15米时，必须停止其中一个工作面的作业，只准另一个工作面向前掘进。停止掘进的工作面要继续保持正常通风，并且每次放炮时要派专人去警戒，不准任何人员进入。贯通巷道如果要停止作业，则此巷道必须封闭，禁止人员进入，再重新恢复掘进工作之前，必须进行瓦斯排放，在巷道内瓦斯浓度低于0.5%时方可进行爆破作业。每次放炮前必须对距离爆破点比较近的棚架进行加固处理。透位不清时禁止放炮，超过贯通距离而不透时要立即停止放炮，查明原因，重新采取贯通措施。
2.2石门揭煤和瓦斯突出危险区的爆破安全
2.2.1煤和瓦斯突出的原因
当石门揭开煤层时，该处的煤层由三向应力状态转变为二向应力状态，使得煤体的极限应力强度减小，煤体受到爆破的振动和石门围岩暴露面的影响，破坏了煤层内原始应力状态，使得煤层内处于吸附状态的瓦斯快速的、大量的解析为游离状态。
2.2.2石门揭煤时的震动爆破
（1）震动爆破机理:震动爆破是通过爆破使煤体突然暴露以泄去外部压力而诱导煤与瓦斯突出的一种方法，爆破在工作面前方煤体中形成了一段泄压带，在此区域内的应力和瓦斯都得到相应的释放。即使在未能诱导突出的情况下，也能使煤体产生破碎和裂隙，消除了围岩的应力不均衡状态，大大减少了日后突出的可能性。（2）震动爆破参数的选择:爆破中必须做到全断面一次起爆，完全崩开全断面内岩柱。炮孔个数约为普通开挖爆破孔数的两倍以上，具体个数视现场情况而定。炮眼深度要超过岩柱和煤层，对于较厚煤层，可进煤层两米，不得透煤。炮眼间距的原则是底部小、顶部大、周边小、中间大。爆破单位体积药量为3-4kg/m3，使用三级煤矿许用水胶炸药。使用毫秒延期电雷管，总延期时间不得超过130毫秒，严禁跳段使用。非装药孔必须用黄泥填实，填塞长度不小于炮孔长度。（3）震动爆破安全事项:爆破设计必须有专人负责，严格审手续。适当采用防护措施来预防诱发的突出强度。必须做到全断面一次起爆，如需二次爆破，则要按第一次爆破要求严格执行。爆破前严格预测瓦斯压力，在煤层瓦斯压力小于十个标准大气压时方可实行震动爆破。煤和瓦斯突出后，工作面至少要经过两天的充分通风来释放瓦斯和应力。
2.3处理煤仓堵塞时的爆破安全
3.3.1爆破处理的安全规定
必须使用煤矿许用炸药，一次爆破最大装药量不得超过450克，且每次只能使用一发煤矿许用电雷管。爆破前必须检查堵塞处上下部位的瓦斯浓度，瓦斯浓度超过1%时不能放炮。每次放炮前必须进行洒水降尘，并划定合理的警戒范围，安全范围内停电、禁止通行。
3.3.2爆破常用方法
（1）用风筒把新鲜风流引入到堵塞处上下部位，把集聚的瓦斯浓度吹散到1%以下。然后将炸药绑扎在坚固的竹竿上，从煤仓下口送到堵塞部位进行引爆，使得堵塞的煤体等物产生松动后自行垮落。（2）如果堵塞处位于溜煤眼的上部，从下部从竹竿无法达到有效位置时，则可使用气球吊挂药包送至堵塞处进行爆破。
结语
综上所述，井下生产作业是一个复杂的系统工程，基于爆破过程会产生大量热能并产生爆破震动、冲击波等次生危害，因此除做好爆破及其安全警戒工作之外，还应结合矿井常见的瓦斯、煤尘、顶板垮落等常见的危险源进行系统分析，避免因爆破作业而引发瓦斯煤尘爆炸及冒顶片帮等严重危害安全生产的事故。
参考文献：
[1]栾玉波.煤矿爆破事故预防与处理[J].煤炭技术，2010，29(9):118-120.
[2]丁士昭.矿业工程管理与实务[M].北京:中国建筑工业出版社，2015.
论文作者:杜广明
论文发表刊物:《防护工程》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/29
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