煤矿许用炸药井下可燃气安全度试验方法和判定规则
煤矿许用炸药井下可燃气安全度试验方法和判定规则
1 范围
本标准规定了煤矿许用炸药井下可燃气安全度等级、适用范围、试验方法和判定规则。
本标准适用于煤矿许用炸药。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB8031 工业电雷管
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1
标准引火量 standard mean
各安全度等级引火量标准值。
3.2
定量分析法 quantitative analysis method
被测量值为一固定量时,对测量结果进行分析判断的一种试验方法。
3.3
过量氮 excess nitrogen
井下可燃气中超过正常大气氮氧比的氮气含量。
4 符号
a) M:标准引火量，g；
b) m:定量试验水平,g。
5 技术要求
煤矿许用炸药井下可燃气安全度等级分为一、二、三级。各级标准引火量（M）值见表1。
表1 煤矿许用炸药井下可燃气安全度等级和适用范围
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等级
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一级
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二级
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三级
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标准值，g
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100
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180
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400
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试验方式
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发射臼炮
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发射臼炮
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发射臼炮
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适用范围
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低甲烷矿井岩石掘进工作面
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低甲烷矿井煤层采掘工作面
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高甲烷矿井；低甲烷矿井高甲烷采掘工作面；煤油共生矿井；煤与煤层气突出矿井
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6 试验方法
6.1原理
在规定条件下，将固定量受试炸药置于发射臼炮炮孔内引爆，根据试验巷道内可燃气混合气体引燃结果，得出引燃频数，以此判定炸药的井下可燃气安全度。
6.2试验设计
a) 抽样方案： 5/0，1；
b) 试验水平：取固定试验水平m=M；
6.3材料
a) 试验用气：试验用井下可燃气。试验时，当甲烷浓度为9.0%时，其他可燃气体含量总和应不大于0.3%，二氧化碳和过量氮含量总和应不大于1.0%。
b) 雷管：符合GB8031规定的煤矿许用瞬发电雷管。
6.4仪器、装置
6.4.1仪器
a) 甲烷测定器：分度值应不大于0.1%；
b) 温度计：分度值应不大于1℃；
c) 湿度计：分度值应不大于1%；
d) 天平：感量应不大于1g。
6.4.2装置
井下可燃气安全度试验装置，主要由试验巷道、气体混合管路、混合通风机、排烟通风机及控制系统组成,见图1。
1—试验巷道
2—延长室
3—封闭装置
4—爆炸室
5—测量孔
6—排烟风机
7—发射臼炮
8—循环管路
9—循环风机
10—阀门
11—可燃气进气管
图1 井下可燃气安全度试验装置示意图
a) 试验巷道为钢制圆筒，分爆炸室和延长室两部分，水平放置，内径为1.8m，爆炸室长度为5m，容积为12.8m3，爆炸室的封闭端中心有圆口，敞口端设有封闭装置。延长室长度为15m，与爆炸室敞口端相衔接；
b) 气体混合管路由进气管、回气管及阀门等组成。进气管由靠近爆炸室封闭端上部引入，回气管由靠近爆炸室敞口端下部引出。在进气管路和回气管路上应分别装有阀门；
c) 发射臼炮为钢制圆柱体，由内筒和外套构成。其内筒凸出，套有密封胶垫，中心轴向开有炮孔。外套材料可选用普通碳钢，内筒材料宜使用PNi3CrMoV炮钢，炮孔初始体积规定为（2138±10）mL。规格尺寸见图2。
图2 发射臼炮结构图
1— 凸台
2—密封胶垫
3—内筒
4—外套
d)混合通风机为防爆离合式，风量应不小于1330m3/h，全压应不小于950Pa；
e)排烟通风机为防爆轴流式，风量应不小于9200m3/h，全压应不小于380Pa；
f)控制系统包括液压系统、电气系统、空调系统及参数测试系统。
6.5试验条件
6.5.1 试样采用炸药原药卷制成，称取试样时，应取全重。药温应为（20±10）℃。
6.5.2爆炸室内井下可燃气—空气混合气体中，甲烷浓度为（9.0±0.3）%，温度为（20±10）℃，相对湿度应不大于80%。
6.5.3发射臼炮扩孔率应不超过25%。
6.6试验步骤
6.6.1 试验药量按5.2确定。
6.6.2每次试验前，应检查甲烷测定器气密性并校准零点。
6.6.3用牛皮纸或塑料薄膜封闭爆炸室的敞口端。
6.6.4将雷管插入试样一端，插入深度不小于雷管长度的2/3，用木质炮棍将试样装入发射臼炮炮孔底部，反向起爆。
6.6.5将发射臼炮推至爆炸室封闭端并压紧，使凸台进入封闭端圆口，其端面与封闭端内壁齐平。
6.6.6开启混合通风机，向爆炸室充入井下可燃气，测量混全气体的温度、湿度和甲烷浓度。
6.6.7当甲烷浓度达到要求时，停止充气。混合1min，关闭混合通风机及相关阀门，同时打开卸压阀。
6.6.8连接起爆线路，在关闭混合通风机后的2min内起爆。
6.6.9检查受试炸药是否全爆，如未爆或半爆，本次试验作废，重做该次试验。
6.6.10以爆炸声响或其他参数判断混合气体是否引火，并做好记录。
6.6.11开启排烟通风机，同时打开混合通风机进气阀门，开启混合通风机，排除巷道内的炮烟，排烟时间不少于3min。
6.6.12将各阀门复位到试验初始状态。
7 判定规则
若引燃频数为0/5，则判为合格，否则判为不合格。
