裸露爆破是指在巖體表面上直接貼敷炸藥或再蓋上泥進(jìn)行的爆破方法。又稱放糊炮或明炮?!睹旱V安全規(guī)程》第328條明確規(guī)定,嚴(yán)禁裸露爆破。那么,祼露爆破的危險性又有哪些呢?
一、裸露爆破與最小抵抗線
被爆破的巖體或煤體與空氣接觸的界面叫作自由面。從裝藥重心到自由面的最短距離稱為最小抵抗線?!睹旱V安全規(guī)范》規(guī)定,工作面有兩個或兩個以上的自由面時,在煤層中最小抵抗線不得低于0.5m;在巖層中最小抵抗線不得小于0.3m。淺眼裝藥爆破大巖塊時,最小抵抗線和封泥長度不得小于0.3m。
最小抵抗線小于規(guī)定值,就威脅安全生產(chǎn)。隨自由面?zhèn)€數(shù)的增加,最小抵抗線個數(shù)也相應(yīng)增加。裸露爆破的自由面?zhèn)€數(shù)有無窮多,最小抵抗線為零,其危險性更大。
炸藥爆炸后,其沖擊波首先沖破抵抗線最小自由面。因裸露爆破最小抵抗線為零,故爆炸物和爆炸氣體向四周飛濺,揚(yáng)起煤粉和礦塵,使懸浮的煤塵很快達(dá)到爆炸濃度。
炸藥爆炸一般都能產(chǎn)生3300kJ/kg~5900kJ/kg質(zhì)量內(nèi)能,將爆炸產(chǎn)物加熱到2300℃~4300℃,是引起煤塵爆炸熱源溫度700℃~800℃的3~5倍,很容易引燃或引爆煤塵。
裸露爆破由于最小抵抗線太小,甚至為零,使炸藥達(dá)不到完全爆炸,爆炸生成的灼熱固體顆粒也是引燃或引爆煤塵的因素之一。
二、裸露爆破與煤塵爆炸
煤塵爆炸是煤塵被劇烈氧化的結(jié)果。氣體與固體之間的化學(xué)反應(yīng)是在固體表面上進(jìn)行的。1cm3的煤塊破碎成1μm的煤塵時,其表面積將增大1萬倍,煤塵的氧化能力顯著增強(qiáng),吸附氧分子的數(shù)量增加,從而加速了煤塵的氧化速度和熱化過程。
煤塵受熱后,能放出大量的可燃?xì)怏w。1kg揮發(fā)分為20%~26%的焦煤,在高溫下能放出290L~350L的可燃?xì)怏w。這些可燃?xì)怏w遇高溫后,就會燃燒或爆炸。
煤塵爆炸是指空氣中氧氣與煤塵急劇氧化的反應(yīng),其過程由3步形成:懸浮的煤塵在熱源作用下被干餾而形成可燃?xì)怏w;可燃?xì)怏w與空氣混合而燃燒;燃燒放出能量,傳給附近懸浮著的煤塵,使燃燒循環(huán)地進(jìn)行下去,其反應(yīng)速度越來越快,通過劇烈的燃燒,最后形成爆炸。