06第六章鉆眼爆破課件

1、河南理工大學(xué)采煤概論精品課程第三篇井巷掘進(jìn)與支護(hù)第6章 鉆眼爆破第1頁(yè)，共24頁(yè)。8/4/20221河南理工大學(xué)采煤概論本章主要內(nèi)容第6章 鉆眼爆破第一節(jié) 巖石的性質(zhì)及分級(jí)第二節(jié) 鉆眼工作第三節(jié) 爆破工作第2頁(yè)，共24頁(yè)。8/4/20222河南理工大學(xué)采煤概論第一節(jié) 巖石的性質(zhì)與分級(jí)井巷掘進(jìn)是煤礦生產(chǎn)一項(xiàng)經(jīng)常而重要的工作。不論開(kāi)掘何種井巷，其主要工作都是破巖和支護(hù)。破巖和支護(hù)的主要對(duì)象是各種不同的巖石，其物理力學(xué)性質(zhì)各異。因而，了解巖石的性質(zhì)，對(duì)于合理的確定破巖方法和支護(hù)方式，選用適當(dāng)?shù)蔫弾r機(jī)械、爆破器材和掘進(jìn)機(jī)械，以及正確確定工作定額，具有重要的意義。 第3頁(yè)，共24頁(yè)。8/4/20223河

2、南理工大學(xué)采煤概論第一節(jié) 巖石的性質(zhì)與分級(jí)一般認(rèn)為：巖塊是從地殼巖層中切取出來(lái)的小塊體；巖體是指地下工程周?chē)^大范圍內(nèi)的自然地質(zhì)體；巖石則是不分巖塊和巖體的泛稱(chēng)。“堅(jiān)固性系數(shù)f”：表示巖石破壞的難易程度。 式中：巖石的單軸抗壓強(qiáng)度，。第4頁(yè)，共24頁(yè)。8/4/20224河南理工大學(xué)采煤概論表6-1 巖石強(qiáng)度分級(jí)表級(jí)別堅(jiān)固性程度巖石堅(jiān)固性系數(shù)fI最堅(jiān)固的巖石最堅(jiān)固、最致密的石英巖及玄武巖，其它最堅(jiān)固的巖石20II很堅(jiān)固的巖石很堅(jiān)固的花崗巖類(lèi)：石英斑巖，很堅(jiān)固的花崗巖，硅質(zhì)片巖；堅(jiān)固程度較I級(jí)巖石稍差的石英巖；最堅(jiān)固的砂巖及石灰?guī)r15III堅(jiān)固的巖石致密的花崗巖及花崗巖類(lèi)巖石，很堅(jiān)固的砂巖及石灰?guī)r

3、，石英質(zhì)礦脈，堅(jiān)固的礫巖，很堅(jiān)固的鐵礦石10IIIa堅(jiān)固的巖石堅(jiān)固的石灰?guī)r，不堅(jiān)固的花崗巖，堅(jiān)固的砂巖，堅(jiān)固的大理巖，白云巖，黃鐵礦8IV相當(dāng)堅(jiān)固的巖石一般的砂巖，鐵礦石6IVa相當(dāng)堅(jiān)固的巖石砂質(zhì)頁(yè)巖，泥質(zhì)砂巖5V堅(jiān)固性中等的巖石堅(jiān)固的頁(yè)巖，不堅(jiān)固的砂巖及石灰?guī)r，軟的礫巖4Va堅(jiān)固性中等的巖石各種不堅(jiān)固的頁(yè)巖，致密的泥灰?guī)r，3VI相當(dāng)軟的巖石軟的頁(yè)巖，很軟的石灰?guī)r，白堊，巖鹽，石膏，凍土，無(wú)煙煤，普通泥灰?guī)r，破碎的砂巖，膠結(jié)的卵石及粗沙礫，多石塊的土2VIa相當(dāng)軟的巖石碎石土，破碎的頁(yè)巖，結(jié)塊的卵石及碎石，堅(jiān)硬的煙煤，硬化的粘土1.5VII軟巖致密的粘土，軟的煙煤，堅(jiān)固的表土層1.0VIIa軟

4、巖微砂質(zhì)粘土，黃土，細(xì)礫石0.8VIII土質(zhì)巖石腐植土，泥煤，微砂質(zhì)粘土，濕砂0.6IX松散巖石砂，細(xì)礫，松土，采下的煤0.5X流沙狀巖石流砂，沼澤土壤，包含水的黃土既包含水的土壤0.3第5頁(yè)，共24頁(yè)。8/4/20225河南理工大學(xué)采煤概論第二節(jié) 鉆眼工作井巷施工首先要破碎巖石，常用的破巖方法有機(jī)械破巖和爆破破巖兩種。進(jìn)行爆破破巖，就是要在采掘的煤巖中用鉆研工具鉆鑿炮眼，其深度一般不超過(guò)34m，直徑3575mm。然后在炮眼中安放一定數(shù)量的炸藥，炮眼口直至炸藥間的一段炮眼放置以不燃的惰性物質(zhì)（一般為粘土與砂子混合物）做的炮泥，再用一定的方法使炸藥在炮眼內(nèi)起爆，從而產(chǎn)生巨大壓力使煤和巖石從其整體

5、中分離出來(lái)，并破碎成便于裝運(yùn)的塊度。因此，鉆眼爆破可分為兩項(xiàng)主要工作：鉆眼工作和爆破工作。 第6頁(yè)，共24頁(yè)。8/4/20226河南理工大學(xué)采煤概論第二節(jié) 鉆眼工作一、鉆眼機(jī)械鉆眼（又稱(chēng)鑿巖）機(jī)具按能源分，有電動(dòng)、風(fēng)動(dòng)、液壓、內(nèi)燃四種。按破巖機(jī)理來(lái)分，有沖擊式、旋轉(zhuǎn)式兩種。1電鉆用旋轉(zhuǎn)式鉆眼法破巖 ，用電力為動(dòng)力。煤礦常用的有煤電鉆和巖石電鉆。 第7頁(yè)，共24頁(yè)。8/4/20227河南理工大學(xué)采煤概論第二節(jié) 鉆眼工作2、風(fēng)鉆礦山一般常用的風(fēng)鉆有：手持式、氣腿式、伸縮式和導(dǎo)軌式幾種。 3全液壓鉆機(jī)液壓鑿巖機(jī)是以液壓為動(dòng)力的鑿巖機(jī)，它和風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)一樣，也由沖擊機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)及排粉系統(tǒng)等組成。YT-

6、23型風(fēng)鉆外形 第8頁(yè)，共24頁(yè)。8/4/20228河南理工大學(xué)采煤概論1、手柄2、柄體3、氣缸4、消音罩5、釬卡6、釬子7、機(jī)頭8、連接螺栓9、氣腿連接軸10、自動(dòng)注油器11、氣腿第9頁(yè)，共24頁(yè)。8/4/20229河南理工大學(xué)采煤概論第二節(jié) 鉆眼工作4鑿巖臺(tái)車(chē)目前最廣泛采用的掘進(jìn)鑿巖臺(tái)車(chē)，是在可自行的車(chē)體上，安立鉆臂，鉆臂上端安設(shè)推進(jìn)器。鑿巖機(jī)在推進(jìn)器的導(dǎo)軌上，因推進(jìn)機(jī)械的作用而前后移動(dòng)，完成鉆進(jìn)和退鉆的動(dòng)作。鉆臂可上下、左右擺動(dòng)，以便將鑿巖機(jī)安置在所需鉆眼的位置。臺(tái)車(chē)行走機(jī)構(gòu)有軌輪、履帶及輪胎三種形式。國(guó)產(chǎn)臺(tái)車(chē)目前以軌輪式為主 。第10頁(yè)，共24頁(yè)。8/4/202210河南理工大學(xué)采煤概

7、論DF10-1BDG軌輪式單臂全液壓鑿巖臺(tái)車(chē) 第11頁(yè)，共24頁(yè)。8/4/202211河南理工大學(xué)采煤概論第二節(jié) 鉆眼工作二、鉆眼工具1、鑿巖機(jī)釬子：釬頭的形狀較多，但最常用的是一字形和十字形釬頭 。2、電鉆鉆具組合釬子 活動(dòng)釬頭 煤電鉆鉆具 第12頁(yè)，共24頁(yè)。8/4/202212河南理工大學(xué)采煤概論第三節(jié) 爆破工作一、炮眼的種類(lèi)和作用巖石與空氣相接觸的表面稱(chēng)為自由面。藥包中心到自由面的垂直距離叫最小抵抗線。 不同最小抵抗線時(shí)的集中藥包爆破現(xiàn)象 第13頁(yè)，共24頁(yè)。8/4/202213河南理工大學(xué)采煤概論第三節(jié) 爆破工作掏槽眼：首先爆炸的炮眼，其作用在于增加自由面。 輔助眼：在掏槽眼的外圍，

8、除崩落巖石外，還能擴(kuò)大所掏的槽，提高周邊眼的爆破效果。周邊眼：靠近巷道的周邊，其作用在于使巷道獲得一定的形狀和規(guī)格。光面爆破第14頁(yè)，共24頁(yè)。8/4/202214河南理工大學(xué)采煤概論巷道掘進(jìn)面常用炮眼布置圖炮采工作面常用的炮眼布置圖 （演示）第15頁(yè)，共24頁(yè)。8/4/202215河南理工大學(xué)采煤概論第三節(jié) 爆破工作二、礦用炸藥 炸藥是一種固體或液體的化合物或混合物。當(dāng)這種物質(zhì)受到一定的外界能量作用時(shí) (遇熱、機(jī)械沖撞力、其它炸藥爆炸的影響)，就能迅速分解，同時(shí)產(chǎn)生大量的氣體和熱量。 在炸藥迅速分解的過(guò)程中，由于氣體的膨脹作用對(duì)周?chē)橘|(zhì)產(chǎn)生突然的沖擊壓力，致使介質(zhì)破壞，同時(shí)發(fā)生巨大的音響和振

9、動(dòng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為爆炸。爆炸與燃燒的區(qū)別：爆炸與燃燒的共同點(diǎn)均是散發(fā)氣體和熱量，但燃燒的反應(yīng)速度很慢，所以熱量不能聚積，氣體產(chǎn)生隨即溢散。爆炸則反應(yīng)速度很快，每秒鐘達(dá)幾百乃至幾千米，而且產(chǎn)生很高的溫度(15004500)和大量的氣體。第16頁(yè)，共24頁(yè)。8/4/202216河南理工大學(xué)采煤概論第三節(jié) 爆破工作 1硝甘炸藥 硝甘炸藥的優(yōu)點(diǎn)是爆炸力強(qiáng)，并具有良好的抗水性，所以特別適用于爆破含水較多的堅(jiān)硬巖石或礦石。例如多在開(kāi)鑿水量較大的井筒時(shí)使用。 硝甘炸藥的缺點(diǎn)是敏感性很強(qiáng)，受到撞擊或摩擦就可能引起爆炸。而且還易于凍結(jié)、失效和出現(xiàn)汗?jié)n。2硝銨炸藥 硝銨炸藥是我國(guó)煤礦中廣泛采用的炸藥。它的主要成分是

10、硝酸銨(NH4NO3)，此外，還含有三硝基甲苯(TNT)、鋸末及炭粉等。 適用于有瓦斯和煤塵爆炸危險(xiǎn)礦井中的硝銨炸藥稱(chēng)為安全炸藥。在爆炸時(shí)它產(chǎn)生短而溫度較低的火焰，可避免引起瓦斯或煤塵爆炸。第17頁(yè)，共24頁(yè)。8/4/202217河南理工大學(xué)采煤概論第三節(jié) 爆破工作三、起爆器材起爆器材就是供給炸藥能量使其爆炸的器材。起爆器材在煤礦中包括導(dǎo)爆索、雷管及發(fā)爆器。1導(dǎo)爆索 導(dǎo)爆索(又稱(chēng)導(dǎo)爆線)是用來(lái)傳遞爆炸波，并直接引爆炸藥的。但它本身需要雷管引爆。2雷管 雷管是用來(lái)起爆炸藥和導(dǎo)爆索的。它是最常用的起爆器材。 雷管呈圓柱形，管殼用紙、銅和鋁制成，內(nèi)盛起爆炸藥，直徑為68mm，長(zhǎng)約4050mm。國(guó)產(chǎn)毫

11、秒延期電雷管各段的微差時(shí)間從25ms到300ms，最大延期可達(dá)2000ms。段數(shù)可達(dá)20段。 第18頁(yè)，共24頁(yè)。8/4/202218河南理工大學(xué)采煤概論第三節(jié) 爆破工作3發(fā)爆器 發(fā)爆器是電雷管起爆的電源，目前我國(guó)礦山中普遍得到推廣使用的是電容式發(fā)爆器。根據(jù)是否防爆，發(fā)爆器可分為防爆型及非防爆型兩種。在有瓦斯或煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井中，必須使用防爆型發(fā)爆器。 第19頁(yè)，共24頁(yè)。8/4/202219河南理工大學(xué)采煤概論第三節(jié) 爆破工作四、裝藥1炮眼裝藥量的計(jì)算 每爆破一次的炸藥總消耗量(Q)，根據(jù)下式計(jì)算： Q=qV kg 式中： q每爆破1m巖石所需之炸藥消耗量，kg/m3； V巖石爆破量m3。

12、每個(gè)炮眼的平均炸藥消耗量(r)： r=Q/N, kg/個(gè)式中： N炮眼數(shù)目，個(gè)。第20頁(yè)，共24頁(yè)。8/4/202220河南理工大學(xué)采煤概論第三節(jié) 爆破工作2裝填方法楔形掏槽兩邊炮眼的角度對(duì)稱(chēng)，裝藥量也要一致，否則，爆破力量偏向一邊，易打倒支架。周邊眼最好多些，裝藥量則少些，這樣，有利于巷道輪廓面的規(guī)整和圍巖的穩(wěn)定。 起爆藥卷在炮眼里的位置應(yīng)靠近眼口，作為最外面一個(gè)(或第二個(gè))藥卷，使雷管有聚能穴的一端朝向眼底，并堵上炮泥 。煤礦安全規(guī)程規(guī)定：封泥應(yīng)用水炮泥，也可用不燃性的、可塑性的松散材料制成，如砂子、粘土和砂子混合物等。禁止使用塊狀材料或可燃性材料作封泥。無(wú)封泥的炮眼，嚴(yán)禁放炮。 封泥多用

13、粘塑性好的砂、土混合而成；也有用水炮泥的(塑料套裝水)。水炮泥既起堵孔的作用，又起消塵和減少有害氣體的作用。第21頁(yè)，共24頁(yè)。8/4/202221河南理工大學(xué)采煤概論第三節(jié) 爆破工作3聯(lián)線方式 井巷掘進(jìn)爆破中，可有三種雷管聯(lián)線方式，即串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)(串并聯(lián)及并串聯(lián))。采用串聯(lián)時(shí)，聯(lián)線簡(jiǎn)單，而且通過(guò)每個(gè)雷管的電流相等，故串聯(lián)法在煤礦的巷道掘進(jìn)爆破中使用最廣，缺點(diǎn)是只要一個(gè)雷管斷路則整個(gè)串聯(lián)組拒爆。 并聯(lián)方法可靠，但所需起爆電流較大。 在井下大爆破中，一般炮孔的數(shù)目都比較多，因此多采用混聯(lián)。 第22頁(yè)，共24頁(yè)。8/4/202222河南理工大學(xué)采煤概論第三節(jié) 爆破工作五、毫秒爆破利用毫秒雷管或