井巷爆破掘進(jìn)工藝

1、井巷爆破掘進(jìn)工藝一、光面爆破標(biāo)準(zhǔn)在?錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?中，規(guī)定了光面爆破質(zhì)量應(yīng)符合以下要求：眼痕率：硬巖不應(yīng)小于80%，中硬巖不應(yīng)小于50%。眼痕率為可見眼痕的炮眼個(gè)數(shù)與不包括底眼的總數(shù)之比，當(dāng)炮眼眼痕大于孔長(zhǎng)的70%時(shí)，算一個(gè)可見眼痕炮眼。軟巖中巷道周邊成型應(yīng)符合設(shè)計(jì)輪廓。巖面不應(yīng)有明顯的炮震裂紋。巷道周邊不應(yīng)欠挖，平均線性超挖值應(yīng)小于150mm。平均線性超挖值為超挖橫截面積與不包括底板的設(shè)計(jì)開挖斷面周長(zhǎng)之比。二、各類炮眼的布置原那么表2-1 炮眼的種類及布置原那么炮眼種類掏槽眼輔助眼周邊眼布置原那么在立井井筒掘進(jìn)中掏槽眼多布置在井筒工作面的中心，掏槽眼的圈徑當(dāng)采用直眼掏槽時(shí)可取1

2、.21.4m；用傘鉆打眼時(shí)通常取1.62.0m；當(dāng)采用錐形掏槽時(shí)可取1.82.0m。在巷道掘進(jìn)中掏槽眼一般布置在工作面中央偏下，距巷道底板約11.3m處；工作面假設(shè)有軟巖層時(shí)，掏槽眼應(yīng)布置在軟巖層中。立井井筒和巷道掘進(jìn)的掏槽眼均應(yīng)比其它炮眼加深200300mm。根據(jù)可能形成的槽腔形狀和尺寸，按選定的最小抵抗線和眼間距,盡可能使輔助眼的眼口和底眼均勻地布置在掏槽眼和周邊眼的眼口和底眼之間。緊鄰周邊眼的輔助眼應(yīng)為周邊眼的光爆創(chuàng)造條件，使周邊眼形成一圈層厚度等于它的最小抵抗線的巖層，即光面層。對(duì)于立井井筒掘進(jìn)的輔助眼，多根據(jù)井筒的掘進(jìn)直徑、巖性、炸藥性能和藥卷直徑等按選定的圈距最小抵抗線和眼間距，以

3、同心圓分圈并在各圈上均勻地布眼。嚴(yán)格按選定的最小抵抗線和眼間距布置。周邊眼應(yīng)布置井巷掘進(jìn)斷面輪廓線上，并控制眼底偏出輪廓線外50100mm以內(nèi)；但對(duì)于松軟或不穩(wěn)定的巖層，周邊眼應(yīng)布置在井巷輪廓線內(nèi)50100mm處，眼底落在輪廓線上。根本要求炮眼利用率高，鉆眼工作量和爆破器材消耗量少；爆破后的井巷斷面形狀整齊、尺寸符合設(shè)計(jì)要求；爆破下的巖石塊度與堆積狀況有利于裝載運(yùn)輸；不應(yīng)因爆破過度降低井巷圍巖的穩(wěn)定性以及損壞井巷支護(hù)和施工設(shè)備；有利于機(jī)械化施工，工作條件好并能保證平安施工 。表2-2 井巷掘進(jìn)掏槽類型及適用條件類型特點(diǎn)及適用條件直眼掏槽適用于無瓦斯公族面，巖石整體性好、中硬以上；所有掏槽眼均垂

4、直于工作面，深度不受井巷斷面大小限制，有利于深孔爆破；工作面炮眼相互平行,有利于多臺(tái)鑿巖機(jī)同時(shí)作業(yè),有利于采用鑿巖臺(tái)車實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)；爆破效率高，巖石塊度均勻，巖石拋處不遠(yuǎn),不易崩倒支架及損壞設(shè)備；掏槽體積小，需要掏槽眼和雷管段數(shù)較多；巖石越堅(jiān)硬對(duì)掏槽眼的間距、鉆眼質(zhì)量、裝藥等要求越嚴(yán)格。斜眼掏槽適用于掘進(jìn)斷面積大于4的各類井巷；掏槽體積大，充分利用了自由面，掏槽數(shù)目、炸藥消耗量、適用雷管段數(shù)相對(duì)較少；掏槽深度手巷道寬度限制；易產(chǎn)生大塊巖石，巖石拋出距離遠(yuǎn)，易崩倒支架或損壞設(shè)備?；旌咸筒壑毖厶筒叟c斜眼掏槽相結(jié)合，改善了直眼掏槽的缺乏，但是也帶來了斜眼掏槽的缺點(diǎn)；比直眼跟掏槽拋渣能力強(qiáng)、爆破效率

5、高、掏槽體積大；適用于斷面較大的井巷。表2-3 立井井筒掘進(jìn)常用的掏槽形式名稱布置圖技術(shù)特點(diǎn)及適用條件錐形掏槽 圈徑1.82.0m； 炮眼傾角7080； 裝藥系數(shù)0.70.8； 裝藥系數(shù)0.70.8； 為防止爆破拋渣過高，可在中心打一中空眼，深度為掏槽眼的2/3； 適用于眼深3m以下。錐形分段掏槽 圈徑：第一圈1.82.0m；第二圈2.53.0m； 傾角：第一圈7075；第二圈7580； 第一圈掏槽眼深度約為二圈的2/3； 第一圈掏槽眼數(shù)量約為二圈的0.40.5倍。 裝藥系數(shù)0.7左右； 適用于韌性大的巖石，眼深35m。一階直眼掏槽圈徑：f3為1.21.6m,f3取11.2m。如用傘鉆時(shí)，應(yīng)考

6、慮傘鉆打眼的最小圈徑。眼數(shù)36個(gè)。裝藥系數(shù)f3以下為0.50.55；f36為0.550.6；f6為0.60.8；爆破拋擲低，槽腔內(nèi)底部巖石抗力大，不易破碎，為此可在中心鉆13個(gè)空眼，其深度為掏槽眼深度的2/3.適用于眼深2m以下的淺眼。二階直眼掏槽一階圈徑同上。眼深可取l1=(0.50.6)l2,裝藥系數(shù)同前。二階圈徑較一階增大200500mm；二階眼數(shù)46個(gè)；二階眼裝藥系數(shù)0.40.5；適用于眼深2m以上，f3的巖石。三階直眼掏槽一階、二階圈徑同上，眼深可取l10.50.6l2，l20.50.6l3，裝藥系數(shù)同上；三階圈徑較二階圈徑增大200500mm；三階眼數(shù)69；三階眼裝藥系數(shù)0.30.

7、35；適用眼深2m以上，f3巖石。表2-4 巷道掘進(jìn)常用直眼掏槽的類型、技術(shù)特點(diǎn)及使用條件類型布置圖技術(shù)特點(diǎn)及適用條件直線掏槽眼距L100200mm；眼深以小于2m為宜；裝藥系數(shù)0.70.9；各裝藥眼同時(shí)起爆；適用于小斷面巷道。菱形掏槽單空孔型眼距：?jiǎn)慰卓仔蚮=46 L1=150mm，L2=200mm；f=68 L1=100130mm，L2=170200mm；f8采用雙空孔型L1=100130mm，L2=170200mm，L1=100mm，眼深以小于2m為宜；分兩段起爆，但是單空孔也可以同時(shí)起爆。雙空孔型五星掏槽眼距：軟巖 L1=140mm，L2=250300mm；中硬巖L1=110mm，L2

8、=250mm；眼深小于時(shí)，可用二號(hào)巖石炸藥；眼深在2.53m時(shí)，應(yīng)采用四號(hào)巖石炸藥或其它高威力炸藥；分兩段起爆。角柱狀掏槽眼距L24d,d為炮眼直徑；眼深不宜超過2m；同時(shí)起爆。表2-5 巷道掘進(jìn)常用斜眼掏槽的類型、技術(shù)特點(diǎn)及使用條件類型布置圖技術(shù)特點(diǎn)及適用條件楔形掏槽單楔形掏槽眼數(shù)依據(jù)斷面大小及巖石性質(zhì)而定，一般取48個(gè)；中硬巖石一般取6個(gè)；眼距和眼數(shù)應(yīng)依據(jù)巖性調(diào)整，一般取L2=300500mm，=5570,巖石越硬L2、值越小，例f=810取L2=400mm，=65為宜；d100200mm，L1=2Lctg+d，一般L1=10001400mm；掏槽眼應(yīng)比其它炮眼深200mm；裝藥系數(shù)一般為

9、0.7；同時(shí)起爆；雙楔形掏槽當(dāng)巖石堅(jiān)硬或炮眼深度超過2m時(shí)可以采用；加強(qiáng)掏槽眼數(shù)一般取26個(gè)，深度較小，一般L2=8001000mm，L3=6001000mm；裝藥系數(shù)一般為0.40.5；分兩段起爆。錐形掏槽眼數(shù)依據(jù)斷面大小及巖石性質(zhì)而定，一般取36個(gè)；但一般取4個(gè)；眼距和眼數(shù)應(yīng)依據(jù)巖性調(diào)整，一般取L=6001000mm，=5570,巖石越硬L、值越小，例f=810取L2=800mm，=65為宜；d100200mm，掏槽眼應(yīng)比其它炮眼深200mm；裝藥系數(shù)一般為0.7；同時(shí)起爆；單斜掏槽斜線掏槽眼距一般取L=300600mm，=5075,眼深8001500mm；裝藥系數(shù)一般為0.5左右；分兩段

10、起爆或同時(shí)起爆。半楔形掏槽眼距一般取L=300600mm，=5075,眼深不超過1500m；裝藥系數(shù)一般為0.5左右；同時(shí)起爆。應(yīng)布置在軟弱巖層中如半煤巖巷的煤層中，依軟分層所在位置不同，確定掏槽眼的方向向左、向右或向下。扇形掏槽眼距一般取L=300600mm，=4590呈扇形；眼數(shù)應(yīng)依據(jù)斷面大小及巖性調(diào)整，一般取35個(gè)，眼深不超過2m；裝藥系數(shù)一般為0.5左右；各掏槽眼依次起爆；適用于煤巷或半煤巖巷。表2-6 巷道掘進(jìn)常用混合掏槽的類型、技術(shù)特點(diǎn)及使用條件混和方式布置圖技術(shù)特點(diǎn)及適用條件角柱形掏槽與楔形掏槽眼距L1=750850mm，L2=100mm； L3=8001000mm，L4=100

11、150mm；楔形掏槽眼與工作面夾角7585,眼底與直眼距離150250mm；眼深23m，裝藥系數(shù)直眼為0.7左右，斜眼為0.40.5；分兩段起爆；適用于中硬以上巖層及大、中型斷面。直線掏槽與楔形掏槽眼距L1=600800mm，L2=100150mm；眼深2m左右；適用條件及其它要求參見第一欄。直與眼錐菱形形掏掏槽槽眼距L1=600800mm，L2=150200mm； L3=100150mm；眼深2m左右；適用條件及其它要求參見第一欄。三、巷道掘進(jìn)爆破主要參數(shù)的選擇表3-1 巷道掘進(jìn)爆破主要參數(shù)的選擇參數(shù)名稱參數(shù)的選擇炮眼深度炮眼深度應(yīng)根據(jù)巷道掘進(jìn)的作業(yè)方式、鉆眼設(shè)備和鑿巖機(jī)能力、巖層條件及巷道

12、斷面綜合考慮。通常采用氣腿式鑿巖機(jī)時(shí)，炮眼深度以1.82.5m為宜；采用高效鑿巖臺(tái)車時(shí)，一般眼深可達(dá)3m以上。炮眼直徑通常采用4245mm。炮眼數(shù)目主要取決于巖石性質(zhì)、巷道斷面形狀和尺寸、炮眼直徑和炸藥性能等因素，一般是先以巖石性質(zhì)和斷面大小進(jìn)行初步估算，然后在斷面圖上作炮眼布置，得出炮眼數(shù)，并通過實(shí)踐調(diào)整修正，炮眼數(shù)目的估算按下式：2式中：N炮眼數(shù)目；f巖石鞏固性系數(shù)； S巷道掘進(jìn)斷面積 。炸藥消耗量0, kg/m3式中：f巖石鞏固性系數(shù)； S巷道掘進(jìn)斷面積 ； K0炸藥作功能力的核定系數(shù)，K0525/P; P所用炸藥的作功能力，Ml.根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，煤礦巖石巷道采用光面爆破時(shí)，掏槽眼、輔助眼、控

13、制光爆層的輔助眼和周邊眼的每眼裝藥量比例為4：3：2：1。表3-2 平硐及平巷掘進(jìn)炸藥消耗量定額 kg/m3掘進(jìn)斷面46810121520253030巖石硬度煤f3 f6f10f10注：1.表中數(shù)字是根據(jù)2000年版?煤炭建設(shè)井巷工程根底定額?每米消耗量換算；2.表中所用炸藥為硝胺炸藥。3.當(dāng)巖石條件變化時(shí)可以作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。表3-3 平硐及平巷掘進(jìn)雷管消耗量定額 個(gè)/m3掘進(jìn)斷面46810121520253030巖石硬度煤f3 f6f10f10注：1.表中數(shù)字是根據(jù)2000年版?煤炭建設(shè)井巷工程根底定額?每米消耗量換算；表3-4 立井掘進(jìn)炸藥消耗量定額 kg/m3凈直徑m567巖石硬度 f6f

14、10注：1.表中數(shù)字是根據(jù)2000年版?煤炭建設(shè)井巷工程根底定額?每米消耗量換算；水膠炸藥。3.當(dāng)巖石條件變化時(shí)可以作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。表3-5 立井掘進(jìn)雷管消耗量定額 個(gè)/m3凈直徑m567巖石硬度 f6f10注：1.表中數(shù)字是根據(jù)2000年版?煤炭建設(shè)井巷工程根底定額?每米消耗量換算；表3-3 巷道掘進(jìn)輔助眼及周邊眼參數(shù)確實(shí)定眼別參數(shù)取值范圍或計(jì)算方法圖示巷道輔助眼最小抵抗線W1它與巖石性質(zhì)、炸藥做功能力和藥卷直徑等因素有關(guān)。一般W1=550600mm。輔助眼的眼口與眼底應(yīng)均勻地分布在掏槽眼和周邊眼的眼口與眼底之間。緊鄰周邊眼的輔助眼要保證周邊眼的最小抵抗線W符合光面爆破的要求，它的最小抵抗線值

15、W1對(duì)于松軟破碎巖層可取W1W+100150mm;對(duì)于中硬以上較完整巖層取W1W。巷道光面爆破周邊布置圖1 周邊眼；2 周邊眼內(nèi)第一圈輔助眼；眼距E1它與巖石性質(zhì)、炸藥做功能力和藥卷直徑等因素有關(guān)，一般E1550600mm；緊鄰周邊眼的輔助眼應(yīng)為周邊眼的光面爆破創(chuàng)造條件，所以應(yīng)采取與巷道的輪廓線相似形狀布置，使之與周邊眼的間距處處相等，它的眼距E1值，對(duì)于松軟破碎巖層可取E1E；對(duì)于中硬以上較完整巖層取E1E+100150mm;裝藥系數(shù)a1裝藥系數(shù)指裝藥長(zhǎng)度與炮眼長(zhǎng)度的比值。它與巖石性質(zhì)、炸藥做功能力和藥卷直徑等因素有關(guān)。一般a10.450.6。炮眼數(shù)目N1輔助眼數(shù)目可以在巷道斷面圖上首先將掏

16、槽眼和周邊眼布置完畢后，在剩余空間按選定的W1和E1均勻布置即可?；蛘呖砂聪率浇朴?jì)算：N1整個(gè)巷道掘進(jìn)斷面積掏槽眼和周邊眼負(fù)擔(dān)的破碎面積/ W1E1.巷道周邊眼眼距E根據(jù)巖石性質(zhì)和巷道輪廓的曲率確定。一般E400500mm，層節(jié)理發(fā)育、不穩(wěn)定的松軟巖層取下限，反之取上限。在巷道交岔點(diǎn)和曲線局部施工時(shí)，E值應(yīng)適當(dāng)減小，一般為300400mm為宜。底眼的眼距一般為500700mm,見右圖。對(duì)于預(yù)裂爆破，眼距應(yīng)比光面爆破減少100200mm左右。抵抗線W它與巖石性質(zhì)關(guān)系密切。一般W450500mm，巖石鞏固時(shí)取下限。選取的E與W之比值，即炮眼密集系數(shù)應(yīng)在0.81.0范圍內(nèi)。裝藥集中度a周邊眼與巖石

17、性質(zhì)、炸藥做功能力和藥卷直徑以及炮眼直徑與藥卷直徑的比值不耦合系數(shù)150有關(guān)。一般f3取a100150g/m；f36取a100200g/m；f6取a200300g/m；該值是采用2號(hào)硝胺巖石炸藥，如用其它炸藥那么應(yīng)按其做功能力值這算。對(duì)于預(yù)裂爆破，裝藥集中度與炮眼密集系數(shù)可取與光面爆破相近似的數(shù)值，但裝藥長(zhǎng)度應(yīng)控制在炮眼長(zhǎng)度的75以下，對(duì)于十分破碎的巖體應(yīng)降到55。眼口不裝藥斷要全部用炮泥充填，防止眼口出現(xiàn)爆破漏斗，破壞預(yù)裂面的平整性。底眼的裝藥系數(shù)，一般在0.50.7左右，但兩地腳眼的裝藥系數(shù)應(yīng)比其它底眼少3040，并且在起爆順序上也應(yīng)比其它底眼延遲一段時(shí)間與兩幫炮眼同時(shí)起爆，以防止巷道兩幫懸空。炮眼數(shù)目N通常，周邊眼可以在巷道斷面圖上按照選取的眼間距E值直接布置即可，也可按下式計(jì)算并取整值數(shù)；N巷道掘進(jìn)輪廓線的周長(zhǎng)/E,個(gè)假設(shè)遇到軟弱、破碎的巖層時(shí)，或者將眼間距E適當(dāng)增加100mm左右，在兩眼中間再增打一個(gè)空眼；或者在原布置的周邊眼間適當(dāng)增加12個(gè)空眼，以利于在兩裝藥眼之間形成裂隙時(shí)起到導(dǎo)向和應(yīng)力集中作用右圖。增加空眼布置圖1空眼；2軟弱巖層巷道底眼眼距一般為500700mm；眼口應(yīng)比巷道底板高出100200m