井巷掘进爆破时的有毒气体及防治措施.docx

欢迎光临安全人之家 https:/ 井巷掘进爆破时的有毒气体及防治措施 目前，在井巷的掘进与开挖中，钻眼爆破方法作为一种经济高效的施 工手段，已经得到了非常广泛的应用。但是在井巷掘进爆破时，炸药 爆炸生成的气体含有大量的有毒成份。由于井巷作业空间狭小，通风 条件较差，容易造成有毒气体浓度超标，对施工人员的身体健康和安 全生产构成严重威胁。 据有关统计资料表明， 在国内外的爆破工程中， 炮烟中毒的死亡事故占整个爆破事故的 28.3%。可见有毒气体是造成 井下死亡事故的重要原因之一，必须对此予以足够重视。 1 炮烟中有毒气体的主要成分及危害性 在炸药爆炸生成的炮烟中，有毒气体的主要成分为一氧化碳和氮氧 化物。如果炸药中含有硫或硫化物时，爆炸过程中，还会生成硫化氢 和亚硫酐等有毒气体。这些气体的危害性极大，当人体吸入一定量的 有毒气体之后，轻则引起头痛、心悸、呕吐、四肢无力、昏厥、重则 使人发生痉挛、呼吸停顿，甚至死亡。 炮烟中有毒气体的毒性，用空气中的危险浓度来表示如表 1。 由表 1 可看出浓度越高，气体毒性越大。另外，有毒气体不仅对人 体有害，而且某些有毒气体对煤矿井下瓦斯能起到催爆作用（如氧化 氮）或引起二次火焰（如一氧化碳） ，尤其是在高瓦斯矿井中，易造 成灾难性事故。因此对井巷掘进爆破过程中的有毒气体，必须采取有 效的防治措施，以防止安全事故的发生。 表 1 有毒气体空气中的危险浓度 有毒气体 欢迎光临安全人之家 https:/ 各种气体危险浓度（mg/L） 吸入数小 吸入 1 小 吸入 0.5 吸入数分 时将引起 时后将引 1 小时就会 钟会死亡 轻微中毒 起严重中毒 有致命危险 一氧化碳 0.10.2 1.51.6 1.62.3 5 氧化氮 0.070.2 0.20.4 0.41.0 1.5 硫化氢 0.010.2 0.250.4 0.51.0 1.2 亚硫酐 0.025 0.060.26 1.01.05 2 炸药爆炸时产生有毒气体的主要原因 2.1 炸药的氧平衡 在井巷掘进爆破进程中，一般使用混合炸药，主要组成元素是碳、 氢、氧、氮（某些 炸药含有氯，硫，金属及其盐类） ，其中非爆炸性氧化剂分子或富有 氧元素的炸药分子为氧化剂，而非爆炸性可燃剂分子或富有碳、氢元 素的炸药分子为燃料， 混合炸药爆炸的实质是氧化剂和燃料发生高速 化学反应的过程。 炸药内含氧量与可燃元素充分氧化所需氧量之间的 关系称为氧平衡关系。 如果所选炸药中的含氧量恰好能满足可燃元素 充分氧化所需氧量（即零氧平衡） ，此时，氧和可燃元素可以得到充 分利用，从理论上讲，炸药爆炸不会产生有毒气体。如果所选炸药为 负氧平衡炸药（炸药中含氧量不足） ，将会产生可燃性的一氧化碳有 毒气体。如果所选炸药为正氧平衡炸药（炸药中的含氧量超过可燃元 欢迎光临安全人之家 https:/ 素充分氧化所需的耗氧量） ，多余的氧在爆炸过程中（高温、高压） 与氮发生化学反应，生成氮氧化物有毒气体。 2.2 炸药爆炸反应的完全程度 炸药反应的完全程度与炸药组成、成份性质、炸药密度、粒度、装 药直径、起爆冲能 的大小等诸多因素有关。例如：当炸药组成相同时，粒度越小，混 合起均匀，反应就越完全，有毒气体生产量就越小； 2.3 周围介质的作用 某些矿物介质可与爆炸产物起化学反应，或者对爆炸产物的二次反 应起到催化作用， 使有毒气体含量增大。例如在一定条件下，煤可以还原爆炸产物中 的二氧化碳为一氧化碳有毒气体。爆炸作用时，含硫的矿石可生成硫 的氧化物或硫化氢有毒气体。当周围介质温度较低时，浆状炸药在低 温情况下也常出现不完全爆炸或爆轰中断现象， 使有毒气体含量大大 增加。 3 有毒气体的防治措施 3.1 优选炸药品种和严格控制一次起爆药量 在井巷爆破掘进过程中， 应根据工作面的实际情况， 选用炸药品种。 如工作面积水时，应选用抗水型炸药，否则因炸药受潮而影响爆轰稳 定传播而产生大量有毒气体。对于低温冻结井施工，应选用防冻型炸 药，否则炸药也会因不完全爆炸或爆轰中断，产生大量有毒气体。爆 破产生的有毒气体量与炸药用量成正比，严格控制起爆药量，可以有 欢迎光临安全人之家 https:/ 效地降低爆破有毒气体生成量。 3.2 控制炸药的外壳材料重量 为了防潮，粉状炸药通常采用涂蜡纸壳包卷，由于纸和蜡均为可燃 物质，夺取炸药中 的氧，易使炸药在爆炸时成分负氧平衡反应。在氧量不充裕的情况 下，将会产生较多一氧化碳气体，因此，限定每 100g 炸药的纸壳重 量和涂蜡量分别不超过 2g 和 2.5g。 3.3 保证炮孔堵塞长度和堵塞质量 保证炮孔堵塞长度和堵塞质量，能够使炸药发生爆炸时，介质在碎 裂之前，装药孔洞 内保持高温、高压状态，有利于炸药充分反应，减少有毒气体生成 量。而且足够的堵塞长度和良