矿山安全技术基础知识

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（一）井巷施工程序和基本原则

井巷是为进行采掘工作在岩层或煤层内所开凿的一切空硐。井巷工程包括井筒、井底车场巷道及硐室、主要石门、运输大巷、采区巷道及回风巷道等全部工程。这些工程中有一些工程构成连锁工程项目，也可以称为矿井建设关键线路或主要矛盾线，也就是决定矿井建设最短总工期的、只能按顺序施工的路线。该线路上的各单位工程统称关键工程，包括井筒、井底车场重车线、主要石门、运输大巷、采区车场、采区上山、最后一个采区切割巷道或与风井贯通巷道、风井等。

（二）井巷掘进的主要施工方法

根据施工方法及地层赋存条件的不同，井筒（或巷道）施工分为普通凿井法与特殊凿井法。普通凿井法是在稳定或含水较少的地层中采用钻眼爆破或其他常规手段凿井的方法。特殊凿井法是在不稳定或含水量很大的地层中，采用非钻爆法的特殊技术与工艺的凿井方法。通常采用的有冻结法凿井、钻井法凿井、注浆凿井法凿井。

1．普通凿井法

（1）钻眼爆破法破岩，其实质是在岩体上钻凿一定直径、一定深度及数量的炮眼，并在其中装入炸药，靠炸药爆炸的力量破碎岩体，从而达到井巷掘进的目的。这种方法就叫做钻眼爆破法。它的优点是操作简单，易于掌握，设备简单，安全可靠，可以根据要求，在岩体中钻爆出不同形状，不同深度的井筒或巷道。

（2）我国煤矿根据炮眼深度与直径将钻爆法分为浅孔爆破法、中深孔爆破法和深孔爆破法。炮眼直径小于50mm深度小于2m时称为浅孔

爆破，多用于井巷工程；炮眼直径小于50mm深度2—4m称为中深孔

爆破，多用于井筒及大断面硐室掘进；炮眼直径大于50mm深度大于

5m则称为深孔爆破，主要用于立井井筒及溜煤眼、大断面硐室以及露天开采的台阶爆破。

(3)爆破是用炸药破碎岩体的作业。为达到预期的爆破效果及作业安全，对爆破所用的炸药、岩体及爆破方式应进行认真地设计。

2．特殊凿井法

特殊凿井法是当井筒(或巷道)穿过不稳定含水地层时，一般是第四系和第三系，用普通凿井法无法通过时采用的特殊施工方法。通常指冻结法、

钻井法、注浆法。

(三)井巷支护及维护。

般井巷掘进出空间后，都要进行临时支护或永久支护，以防止

围岩的破坏。

1．锚杆支护与锚喷支护

(1)锚杆支护。锚杆支护是单独采用锚杆的支护。掘进后即向巷道围岩钻孔，然后向孔中安装锚杆，必要时也可安装锚索，如在大断面巷道或硐室支护时。目的是使锚杆和锚索与围岩共同作用进行巷道支护。锚杆支护的作用机理有多种：悬吊作用、组合梁作用及挤压连接、加固拱作用和松动圈支护理论等。

(2)锚喷支护。锚喷支护又称喷锚支护，联合使用锚杆和喷射混凝土或喷浆的支护。从广义上讲可以将除锚杆支护以外的其他与锚杆联合的支护型式都纳入此范围。如喷浆支护、喷混凝土支护、锚网支护、锚喷网支护、锚梁网(喷) 支护以及锚索支护等。

2．混凝土及钢筋混凝土支护

混凝土支护是用预制混凝土块或浇筑混凝土砌筑的支架所进行的支护。钢筋混凝土支护是用预制的钢筋混凝土构件或浇筑的钢筋混凝土砌筑的支架所进行的支护。这两种支护是立井井筒及运输大巷及井底车场所采用的主要支护方式。

3．棚状支架

棚状支架根据材质不同可以分为木支架和金属支架。1．炸药

炸药是在一定的条件下，能够发生快速化学反应，释放大量热量，产生大量气体，因而对周围介质产生强烈的机械作用，呈现所谓爆炸效应的化合物或混合物。

炸药一般有酸铵类炸药、水胶炸药、硝化甘油炸药和乳胶炸药。

其中硝酸铵类炸药是我国矿山最广泛使用的工业炸药。硝酸铵类炸药曾称“硝安炸药”或“硝铵炸药”，是经硝酸铵为主加有可燃剂或再加敏化剂（硝化甘油除外），可用雷管起爆的混合炸药。该炸药的特点是氧平衡接近于零，有毒气体产生量受到严格限制。硝酸铵炸药均为粉状，用纸包装加工成圆柱形药卷，外涂一层石蜡防水。硝酸铵炸药的贮存期为4—6 个月。

水胶炸药是20世纪70年代研制成功的新型炸药，是硝酸甲胺的

微小液滴分散在以硝酸盐为主的氧化剂水溶液中，经稠化、交联而制成的凝胶状含水炸药。水胶炸药具有抗水性能强、密度高、威力大、安全性好、生产工艺简单、使用方便等特点，无硝酸铵类炸药的主要缺点。

硝化甘油炸药是硝化甘油被可燃剂和（或）氧化剂等吸收后组成的混合炸药。其优点是威力高、耐水（可在水下爆破）、密度大、具有可

塑性、爆炸稳定性高。缺点是会“老化”、“渗油”，机械敏度高，生产和使用安全度较差，价格昂贵，已经很少使用。

乳化炸药是通过乳化剂的作用，使以硝酸盐为主的氧化剂水溶液微滴均匀地分散在含有气泡或多孔性物质的油相连续介质中而形成的油包水型膏状含水炸药。

在有瓦斯或煤尘爆炸危险的煤矿井下工作面或工作地点应使用经主管部门批准，符合国家安全规程规定的煤矿许用炸药。

2．起爆器材

起爆器材可分为起爆材料和传爆材料两大类。雷管是爆破工程的主要起爆材料，导火线、导爆管属于传爆材料，继爆管、导爆线既可起起爆作用，又可起传爆作用，是两者的综合。

(1)雷管。雷管由外界能激发，能可靠地引起其后的起爆材料或各种工业炸药爆轰的起爆材料。雷管有火雷管与电雷管两种。使用导火索引爆的雷管称火雷管，用通电点火引爆的雷管称为电雷管。由于煤矿井下存在瓦斯和煤尘。因此，煤矿井下禁止使用明火起爆，只能采用电能激发的电雷管。

电雷管可以分成如下几种：激发后瞬时爆炸的称“瞬发电雷管”，

隔一定时间爆炸的称“延期电雷管”。按延期间隔时间不同，延期电雷管又可以分为“秒延期电雷管”和“毫秒延期电雷管”。延期电雷管是为了提高爆破效果，加大自由面，使工作面各种炮眼的爆炸有一定的先后顺序。此外，还有抗静电性能的雷管，称“抗静电电雷管”。

(2)导火索。导火索又叫导火线，用于引爆火雷管。由于导火索点燃后，自身是一发火体，因此不能在有瓦斯或矿尘爆炸的场所使用。

(3)导爆索。导爆索又叫传爆线，是以副爆药为索芯，以棉、麻、纤维等为被覆材料，能够传递爆轰波的索状起爆材料。导爆索可用来传递爆轰波并直接引爆炸药或与之相连的另一根导爆索。

(4)继爆管。继爆管是专门与导爆索配合使用的延期起爆器材，借助于继爆管的微差延期继爆作用与导爆索一起实现微差爆破。

(5)导爆管。导爆管是一种非电起爆器材，不能直接起爆炸药，只能传递爆轰波起爆雷管，由雷管引爆炸药。导爆管也不能用于有瓦斯或矿尘爆炸危险的作业场所。

3．爆破材料的安全管理

(1) 爆破材料的储存。为防止爆破器材变质、自燃、爆炸、被盗以及有利于收发和管理，《爆破安全规程》规定，爆破器材必须存放在爆破器材库里。爆破器材库由专门存放爆破器材的主要建构筑物和爆破器材的发放、管理、防护和办公等辅助设施组成。爆破器材库按其作用及性质分总库、分库和发放站；按其服务年限分为永久性库和临时性库两大类；按其所处位置分为地面库、永久性硐室库和井下爆破器材库等。

(2) 爆破材料的运输。爆破器材运输过程中的主要安全要求是防火、

防震、防潮、防冻和防殉爆。爆破材料的运输包括地面运输到用户单位或爆破材料库，以及把爆破材料运输到爆破现场( 包括井下运输) 。

地面运输爆破器材时，必须遵守《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》中有关规定。在井下运输要符合《爆破安全规程》的有关规定。

(3)井下爆破作业的安全要求。井下爆破作业必须使用符合国家标准或行业标准的爆破器材。凡从事爆破工作的人员，都必须经过培训，

考试合格并持有合格证。爆破作业必须按爆破设计说明书或爆破说明书进行。禁止进行爆破器材加工和爆破作业的人员穿化纤衣服。

煤矿井下进行爆破作业必须严格遵守《煤矿安全规程》的相关规定。