При ведении взрывных работ основными причинами несчастных случаев общего характера являются: неправильное или небрежное обращение с ВМ при их подготовке на расходных складах и доставке к месту производства взрывных работ или при подготовке зарядов ВВ и при заряжании шпуров и скважин; не обеспечение вывода людей из опасной зоны или преждевременный вход людей в опасную зону; совмещение операций по бурению и заряжанию шпуров; ошибочное подключение электровзрывной сети; производство взрывания с опасного расстояния; несоблюдение правил ликвидации отказавших зарядов или их не ликвидация.
Указанные причины несчастных случаев носят в основном организационный характер и требуют повышения профессиональной подготовленности и персональной ответственности лиц, занятых на взрывных работах, четкой организации и неукоснительного выполнения требований безопасности и безопасных приемов работ.
Технические причины обусловлены, в основном, высокой чувствительностью к механическому воздействию ВМ, их недостаточной надежностью и связанным с этим и другими причинами отказами зарядов ВМ. Так, по данным МакНИИ травматизм от механического воздействия на отказавшие заряды ВМ при перебуривании составляет 38%, на патроны-боевики при заряжении шпуров — 6 %, от обрушения горной массы — более 5%. Количество забракованных электродетонаторов на 1000 шт колеблется от 0,5 до 7,2, что свидетельствует о низком качестве поставляемых ЭД, а также о том, что на шахтах не уделяется должное внимание проверке ЭД перед выдачей их мастерам — взрывникам.
Причинами отказов зарядов ВМ может быть также повышение общего сопротивления электровзрывной сети вследствие применения неочищенных, загрязненных контактов, утечек тока на почву при отсутствии соединительных зажимов и в обводненных забоях и др.
Причинами пожаров и взрывов метано — и пылевоздушной смеси при взрывных работах являются обнажение зарядов при взрыве из-за их сближения (в среднем 25% от общего числа взрывов и пожаров по этой причине от взрывных работ); выгорание зарядов (24%); наличие трещин в массиве (18%); отсутствие или недостаточная длина забойки (12%); искрение во взрывной сети (2%); вылет раскаленных частиц электродетонаторов, загорание бумажной оболочки патронов и др. (19%).
Основными параметрами, определяющими безопасное применение короткозамедленного взрывания в шахтах опасных по газу, пыли и выбросам угля, породы и газа являются: общее время взрыва зарядов ВВ; интервал замедления между взрывами смежными зарядами; расстояние между зарядами и расстояния от зарядов до открытой поверхности.
Общее время взрыва зарядов ВВ должно быть таким, чтобы при взрывании последней ступени электродетонаторов зарядов ВВ в призабойном пространстве не образовывалась взрывчатая метановоздушная смесь. По результатам экспериментальных исследований МакНИИ через 260-520 мс после взрывания зарядов концентрация метана вблизи забоя достигает 2,5-4,2%. Поэтому общее время взрыва при применении взрывчатых веществ III и IV классов должно быть не более 220 мс, V и VI классов — 320 мс.
Интервал замедления между взрывами смежных зарядов должен быть таким, чтобы исключалось боковое обнажение шпурового заряда ВВ к моменту его взрывания. Установлено, что время образования дополнительных поверхностей 25-46 мс. Поэтому, несмотря на некоторое снижение эффективности разрушения, замедление между взрывами смежных зарядов принимается равным не более 40 мс.
Исследования МакНИИ доказали, что основными причинами выгорания ВВ является взрыв сближенных зарядов, что приводит к неполной детонации ВВ и ее затухания на стыках патронов вследствие переуплотнения ВВ, раздвижке патронов и образования угольных и породных пересыпок между патронами за счет откольных явлений. В частности установлено, что аммонит 6ЖВ в мягких породах дает неполные детонации при расстоянии между зарядами до 40 см, в породах средней крепости — до 30 см и в крепких — до 20см. Это определяет минимально допустимые расстояния между шпуровыми зарядами ВВ различных классов зависимости от условий взрывания (табл. 12.2).
Таблица 12.2 — Минимально допустимые расстояния между шпуровыми зарядами ВВ
| Условия взрывания | Минимально допустимые расстояния между зарядами в зависимости от класса ВВ | |||
|---|---|---|---|---|
| II | III-IV | V | VI | |
| По углю | 0,60 | 0,60 | 0,50 | 0,40 |
| По породе, если коэффициент крепости f < 7 | 0,50 | 0,45 | 0,30 | 0,25 |
| f = 7-10 | 0,40 | 0,30 | — | — |
| f > 10 | Определяется нормативами, разработанными по согласованию МакНИИ | |||
Важным параметром, определяющим безопасность взрывных работ, является минимально допустимое расстояние от шпурового заряда ВВ до открытой поверхности, т. е. минимальная угольная или породная перегородка, через которую взрыв заряда ВВ не воспламенит взрывчатую метано- или пылевоздушную смесь. По результатам экспериментов установлено, что расстояние от заряда ВВ до ближайшей открытой поверхности должно быть по углю не менее 0,5 м при применении ВВ классов IV и V и не менее 0,3 м — класса VI; по породе — не менее 0,3 м.
Важным условием обеспечения безопасности взрывных работ, в особенности в шахтах, опасных по газу или разрабатывающих пласты, опасные по взрывам пыли, является обязательное применение доброкачественной, тщательно выполненной забойки.
Забойка, помимо увеличения полезной работы разрушения, приводит к охлаждению раскаленных продуктов взрыва за счет теплоотбора и потери энергии при расширении в инертной среде; повышает устойчивость детонации шпурового заряда за счет предотвращения раздвижки патронов ВВ в сближенных шпурах; препятствует развитию откольных явлений в шпурах, заполненных водой, и созданию условий перехода горения в детонацию; способствует флегматизации рудничной атмосферы призабойного пространства выброшенным из шпуров (в виде аэрозоля) забоечным материалом и снижению ее запыленности на 40-60%.
Применяется забойка из пластичных и сыпучих зернистых материалов, гидрозабойка и ингибиторная забойка.
Песчано-глинистую забойку в виде раздавливаемых пластичных «пыжей» допускается применять только в пластовых выработках, в которых отсутствует выделение метана и взрывчатая угольная пыль, а также в полевых выработках независимо от метановыделения.
Забойка из сыпучих материалов (песка или гранулированного шлака) более эффективна, чем песчано-глинистая забойка и применяется только при проходке вертикальных стволов.
Гидрозабойка осуществляется путем непосредственной заливки воды в наклонные (вертикальные) шпуры и скважины или в виде водонаполненных полиэтиленовых ампул с обратным клапаном диаметром 37-38 мм, длиной 350 мм и вместимостью 250-280 мл.
Ингибиторная забойка выполнена на основе взрывоподавляющего порошка КСВ-30, состоящего из смеси углекислого кальция (мела) и хлорида натрия с добавкой ПАВ. Применяется в виде пастообразной массы, которая патронируется в полиэтиленовые ампулы (забойка ПЗМ-3), используемые для гидрозабойки.
Гидрозабойку и ингибиторную забойку допускается применять во всех выработках, в том числе тех, в которых имеется выделение метана и взрывчатая угольная пыль.
Для предотвращения раздвижки патронов, выбрасывания воды и ампул с водой из шпура, а также в целях исключения возможности прорыва в выработку продуктов взрыва по радиальному зазору между стенками шпура и поверхностью ампулы, водяная и ингибиторная забойки должны применяться только в сочетании с запирающей забойкой из глины или смеси глины с песком длиной не менее 15 см или из сыпучих крупнозернистых материалов длиной не менее 30 см.
В выработках, проводимых по нарушенному массиву, и в других взрывоопасных условиях применяют донно-устьевую гидрозабойку, при которой дополнительно у дна шпура (впереди заряда) размещается ампула гидрозабойки.
Гидрозабойка в случае применения ВВ V и VI классов снижает суммарный объем ядовитых газов по сравнению с песчано-глинистой забойкой в 1,5 раза.
При взрывании зарядов по углю и по породе забойка должна быть при длине шпуров от 0,6 до 1 м не менее половины длины шпуров; более 1 м — не менее 0,5 м.