井巷掘進(jìn)爆破課件

6.井巷掘進(jìn)爆破6.1掏槽爆破6.2井巷掘進(jìn)爆破施工技術(shù)6.3超深孔一次爆破成井技術(shù)6.4地下采場爆破6.5隧道掘進(jìn)爆破1.1223546891013131277112.3.井巷掘進(jìn)工作面特點(diǎn)：自由面少，而且狹窄（我們知道自由面愈多、愈大愈好）四周巖體對爆破有約束作用（夾制作用）1、炮眼的分類按其位置和作用可分為三種：掏槽眼、輔助眼和周邊眼。周邊眼又可分為頂眼、底眼和幫眼。井巷工程系指為進(jìn)行采礦和其他工程目的，在地下開鑿的各類

通道和硐室的總稱。4.各種炮眼圖示

1—掏槽眼；2—輔助眼；3—周邊眼5.1掏槽眼用于爆出新的自由面，為其他后爆炮眼創(chuàng)造有利的爆破條件。

3周邊眼控制爆破后的巷道斷面形狀、大小和輪廓，使之符合設(shè)計(jì)要求。巷道中的周邊眼按其所在位置分為頂眼、幫眼和底眼。

2輔助眼（崩落眼）破碎巖石的主要炮眼。崩落眼利用掏槽眼爆破后創(chuàng)造的平行于炮眼的自由面，爆破條件大大改善，故能在該自由面方向上形成較大體積的破碎漏斗

2、炮眼的作用6.掏槽眼形式直眼掏槽混合掏槽傾眼掏槽③楔形掏槽

②錐形掏槽

①單向掏槽

②桶形掏槽①龜裂掏槽

③螺旋形掏槽

④漸近式螺旋掏槽§6.1掏槽爆破7.一、斜眼掏槽1、形式：單斜掏槽、錐形掏槽、楔形掏槽、扇形掏槽

（作圖表示）2、優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：適用于各種巖層，并能獲得好效果；

掏槽眼少，炸藥單耗低；

眼位和斜度對掏槽效果影響較小。缺點(diǎn)：鉆眼方向難以掌握；

眼深受巷道斷面限制；

拋擲距離大，爆堆分散，易損棚架、設(shè)備。8.9.10.11.12.二、直眼掏槽1、形式：龜裂式（縫隙式）掏槽、角柱狀（筒形）掏槽、螺旋式掏槽

（作圖表示）

特點(diǎn)：炮眼垂直于工作面且相互平行，距離較近，

必須配合空眼使用?？湛子写罂?，也有小孔。

裝藥孔與空孔間距取為（1～3）d，眼距過大易“沖炮”，過小易“擠死”相鄰炮孔。13.14.15.16.

螺旋掏槽原理示意圖（a）小直徑空眼；（b）大直徑空眼17.漸近式螺旋掏槽圖（單位：cm）(a)

漸進(jìn)式螺旋掏槽布孔平面圖；(b)

漸進(jìn)式螺旋掏槽孔剖面裝藥結(jié)構(gòu)示意圖18.

2、裝藥量

瑞典蘭格福斯提出的掏槽裝藥集中度計(jì)算公式

㎏/m式中：A

——裝藥炮孔距空孔的距離，mm；φ——空孔直徑，mm。一般對中硬巖石，用硝銨類炸藥掏槽時(shí)，炸藥單耗在1.4～2.0㎏/m3。19.3、優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：①炮孔垂直于自由面布置，方式簡單，易于多臺鉆同時(shí)專業(yè)；

②孔深不受巷道斷面限制；

③炮孔利用率高；

④拋擲近，爆堆集中。缺點(diǎn)：①眼數(shù)多，裝藥量大；

②炮孔間距和平行度對掏槽效果影響較大。20.在平巷掘進(jìn)中，當(dāng)孔深為3~5m時(shí)，廣泛采用平行空孔直眼掏槽。（1）平行空孔直線掏槽的爆破過程第一階段：是裝藥炮孔爆破，在爆炸沖擊波的作用下巖石破碎，并向空孔方向運(yùn)動；第二階段：是由于爆炸氣體的膨脹作用使破碎巖石沿槽腔向自由面方向運(yùn)動、拋擲。拋擲速度：孔口部位最大，孔底部位最低，由孔口到孔底呈逐漸減小的變化。提高掏槽效果的措施：確定合理孔深；增大孔底裝藥量；增加空孔直徑或數(shù)目等。平行空孔直眼掏槽的幾個(gè)問題21.（2）空孔的作用一是作為裝藥炮孔爆破時(shí)的輔助自由面；二是作為破碎體的補(bǔ)償空間。最佳間距：空孔與裝藥孔之間的距離，不能過小，也不能過大。其最佳間距應(yīng)能使炸藥能量利用率最高、單位炸藥消耗量最低、槽腔內(nèi)破碎的巖石拋擲率最高。22.三、混合式掏槽23.§6.2井巷掘進(jìn)爆破施工技術(shù)一、確定爆破參數(shù)

井巷掘進(jìn)爆破的效果和質(zhì)量在很大程度上決定于鉆眼爆破參數(shù)的選擇。除掏槽方式及其參數(shù)外，主要的鉆眼爆破參數(shù)還有：

單耗、孔徑、孔深、孔數(shù)、炮孔利用率等24.1單位炸藥消耗量q爆破1m3原巖所需的炸藥量，用㎏/m3表示。影響q的因素：炸藥性能、巖石性質(zhì)、巷道斷面、炮孔直徑、炮孔深度等。確定方法：采用經(jīng)驗(yàn)公式和參考國家定額25.（1）修正的普氏公式式中——單位炸藥消耗量，；

——巖石堅(jiān)固性系數(shù)；

——巷道掘進(jìn)斷面積，；——考慮炸藥爆力的修正系數(shù)，為爆力，。計(jì)算出的裝藥量的平均值，應(yīng)按眼的不同做分配。26.（2）查表掘進(jìn)斷面/

巖石堅(jiān)固性系數(shù)2~34~66~1012~1415~204~66~88~1010~1212~1515~201.050.890.780.720.660.641.501.281.121.010.920.902.151.891.691.511.361.312.642.332.041.901.781.672.932.592.322.101.971.85表平巷掘進(jìn)單位炸藥消耗量定額27.每循環(huán)的總藥量式中——每循環(huán)爆破巖石體積，；

——巷道掘進(jìn)斷面積，；

——炮孔深度，；——炮孔利用率，一般取0.8~0.95。28.2、炮眼直徑

直徑與眼數(shù)，單耗、塊度等有關(guān)，一般用38-45mm。影響因素直徑鉆速直徑炮孔數(shù)目直徑炸藥單耗直徑塊度質(zhì)量直徑炸藥爆速29.根據(jù)裝藥量

和孔深計(jì)算炮眼數(shù)目，再按形狀均勻地布置炮眼，周邊眼的眼口至輪廓線的距離100-250mm，周邊眼的眼口距為500-800mm，底眼的間距取小值，輔助眼的間距為400-600mm?？晒浪闳缦拢?、眼數(shù)影響炮孔數(shù)目的因素（1）掘進(jìn)斷面：掘進(jìn)斷面炮孔數(shù)目（2）巖石性質(zhì)：普氏系數(shù)f

炮孔數(shù)目（3）炮孔直徑：炮孔直徑炮孔數(shù)目（4）炸藥性能：炸藥威力炮孔數(shù)目

確定炮孔數(shù)目的基本原則是在保證爆破效果的前提下，盡可能地減少炮孔數(shù)目30.4、炮孔深度炮孔深度：指孔底到工作面的垂直距離h。炮孔長度：指炮孔方向的實(shí)際長度L。兩者關(guān)系：炮孔長度L≥炮孔深度h垂直鉆孔時(shí)L=h傾斜鉆孔時(shí)L>hL=hhL31.炮孔深度的選取：應(yīng)有助于提高掘進(jìn)速度和炮孔利用率。隨著鑿巖、裝碴運(yùn)輸設(shè)備的改進(jìn)，存在加長炮孔深度以減少作業(yè)循環(huán)次數(shù)的趨勢。

一般根據(jù)下列因素確定炮孔深度：

1）圍巖穩(wěn)定性，避免過大超欠挖；

2）鑿巖機(jī)的允許鉆孔長度、操作技術(shù)條件和鉆孔技術(shù)水平；

3）掘進(jìn)循環(huán)安排，保證充分利用作業(yè)時(shí)間。32.炮眼深度和循環(huán)次數(shù)相互制約，我國目前實(shí)行有淺眼多循環(huán)和深眼少循環(huán)兩種工藝?yán)碚撋习醋顑?yōu)炮孔深度確定之。應(yīng)使每米巷道所需工時(shí)最少、成本最低，但難以做到，一般按傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)方法確定。按掘進(jìn)任務(wù)要求定孔深：

式中，L——巷道全長；nm——每月工作日數(shù)；nt——每日工作班數(shù)；nc——每班循環(huán)數(shù)。

炮眼深度也可按循環(huán)組織確定。

33.

在我國所具備的掘進(jìn)技術(shù)和設(shè)備條件下，巷道掘進(jìn)一般取1.5～2.5m；豎井掘進(jìn)一般取

l=(0.3～0.5)D（D—井筒直徑，m）隨著新型、高效鑿巖機(jī)和先進(jìn)的裝運(yùn)設(shè)備的應(yīng)用，以及爆破器材質(zhì)量的提高，炮眼深度應(yīng)向深眼發(fā)展。

5、炮眼利用率炮眼利用率是合理選擇鉆眼爆破參數(shù)的一個(gè)重要原則。分為個(gè)別炮眼利用率和井巷全斷面炮眼利用率。通常所說的炮眼利用率是井巷全斷面的炮眼利用率，即

井巷掘進(jìn)的較優(yōu)為0.85~0.9534.二、炮眼布置

1、炮眼爆炸的要求

有較高的炮眼利用率；

先爆炮孔不會破壞后爆炮孔；

應(yīng)能保證：

爆破塊度均勻、大塊率少；

爆堆集中、飛散距離?。?/p>

爆后斷面輪廓符合設(shè)計(jì)要求。35.2、布孔方法和原則1）“抓兩頭，帶中間”；2）掏槽眼通常布置在斷面的中央偏下；并考慮崩落眼的布置較為均勻；3）周邊眼一般布置在斷面輪廓線上；4）崩落眼以槽腔為自由面層層均布在被爆巖體上，因此應(yīng)先布置周邊眼和掏槽眼后，再布置崩落眼。36.

對立井工作面炮眼參數(shù)選擇與布置基本上與平巷相同，掏槽眼最常用的是圓錐掏槽和筒形掏槽，后者應(yīng)用最廣泛。立井中掏槽、崩落、周邊眼，均布置在以井筒中心為圓心的同心圓上。立井的掏槽形式和炮眼布置見圖。

37.圖立井掘進(jìn)的掏槽形式（a）圓錐掏槽；（b）一級筒形掏槽；（c）二級筒形掏槽；（d）三級筒形掏槽；（e）楔形掏槽38.（a）（b）（c）（d）（e）

圖立井掘進(jìn)爆破網(wǎng)絡(luò)（a）閉合反向并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；（b）閉合正向并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；（c）反向并聯(lián)；（d）串并聯(lián)網(wǎng)路；（e）串聯(lián)網(wǎng)路39.三、裝藥結(jié)構(gòu)

指炸藥在炮孔中的裝填情況連續(xù)裝藥間隔裝藥耦合裝藥各種裝藥結(jié)構(gòu)

不耦合裝藥

正向裝藥

（作圖示意）反向裝藥有堵塞裝藥無堵塞裝藥40.圖7-14裝藥結(jié)構(gòu)(a)偶合裝藥；(b)不偶合裝藥；(c)正向連續(xù)裝藥；(d)正向空氣間隔裝藥；(e)反向連續(xù)裝藥1-炸藥；2-炮眼壁；3-藥卷；4-雷管；5-炮泥；6-腳線；7-竹條；8-綁繩41.1、連續(xù)裝藥和間隔裝藥2、耦合裝藥和不耦合裝藥

偶合裝藥[或散裝藥(bulkloading)]時(shí)，裝藥直徑即炮眼直徑；不偶合裝藥時(shí)，裝藥直徑一般指藥卷直徑。炮孔直徑與裝藥直徑之比稱為不偶合系數(shù)(decouplingindex)。散裝藥時(shí)，不偶合系數(shù)為1。

42.

理論研究、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和工程實(shí)踐證明，在一定的巖石和炸藥條件下，采用不偶合裝藥或空氣間隔裝藥具有下列優(yōu)點(diǎn)：

1.可以增加炸藥用于破碎或拋擲巖石能量的比例，提高炸藥能量的有效利用率。2.改善巖石破碎的均勻度，降低大塊率，從而使裝巖效率得到提高。3.降低炸藥消耗量。4.能有效地保護(hù)爆破時(shí)形成的新自由面。這兩種裝藥結(jié)構(gòu),特別是不偶合裝藥結(jié)構(gòu)在光面爆破和預(yù)裂爆破中得到廣泛的應(yīng)用43.

3、正向起爆裝藥和反向起爆裝藥起爆用的雷管或起爆藥柱在裝藥中的位置稱為起爆點(diǎn)。在炮眼爆破法中，根據(jù)起爆點(diǎn)在裝藥中的位置和數(shù)目，將起爆方式分為正向起爆、反向起爆和多點(diǎn)起爆。單點(diǎn)起爆時(shí)，如果起爆點(diǎn)位于裝藥靠近炮眼口的一端，爆轟波傳向眼底，稱為正向起爆。反之，當(dāng)起爆點(diǎn)置于裝藥靠近眼底的一端，爆轟波傳向眼口，就稱為反向起爆。當(dāng)在同一炮眼內(nèi)設(shè)置一個(gè)以上的起爆點(diǎn)時(shí)，稱為多點(diǎn)起爆。沿裝藥全長敷設(shè)導(dǎo)爆索起爆，是多點(diǎn)起爆的一個(gè)極端形式，相當(dāng)于無窮多個(gè)起爆點(diǎn)。44.

正向起爆：反射應(yīng)力波產(chǎn)生的裂隙使炮孔內(nèi)氣體過早逸出，眼底受力降低，減小破碎范圍，降低炮孔利用率；反向起爆：爆生產(chǎn)物在孔內(nèi)作用時(shí)間較長，加強(qiáng)破碎巖石、降低大塊率、提高炮眼利用率。無論是正向起爆，還是反向起爆，巖體內(nèi)的應(yīng)力分布都是很不均勻的，如果相鄰炮眼分別采用正、反向起爆，就能改善這種狀況。采用多點(diǎn)起爆，由于爆轟波發(fā)生相互碰撞，可以增大爆炸應(yīng)力波參數(shù)，包括峰值應(yīng)力，應(yīng)力波作用時(shí)間及其沖量，從而能夠提高巖石的破碎度。45.正向起爆反向起爆正向起爆（explosion）與反向起爆（indirectinitiation）46.4、炮孔堵塞及炮泥作用

用粘土、砂或土砂混合材料將裝好炸藥的炮眼封閉起來稱為填塞，所用的材料稱為炮泥。

作用：1）保證炸藥反應(yīng)充分，放出最大熱量和減少有毒氣體生成量；降低爆生氣體逸出自由面的溫度和壓力；2）使炮孔內(nèi)保持較高的爆轟壓力和較長的作用時(shí)間，使爆炸產(chǎn)生的能量更多地轉(zhuǎn)換成破碎巖體的機(jī)械功，提高炸藥能量的有效利用率；3）特別是在有瓦斯與煤塵爆炸危險(xiǎn)的工作面上，炮眼必須填塞，這樣可以阻止灼熱的固體顆粒從炮眼中飛出。

47.

填塞炮泥的長度和質(zhì)量及材料會直接影響爆炸應(yīng)力波參數(shù)，進(jìn)而影響巖石破碎過程和炸藥能量的有效利用。合理的填塞長度應(yīng)與裝藥長度或炮眼直徑成一定的比例關(guān)系生產(chǎn)中常取0.35～0.5倍的裝藥長度。水炮泥——可以吸收部分熱量、降低噴出氣體的溫度，有利于安全，（主要應(yīng)用于瓦斯工作面）。48.下圖表示在有堵塞和無堵塞的炮孔中，壓力隨時(shí)間變化的關(guān)系。從圖中可以看出，在有堵塞和無堵塞兩種條件下，爆炸作用對炮孔壁的初始沖擊壓力雖然沒有很大的影響，但是堵塞卻明顯增大了爆轟氣體作用在孔壁上的壓力和壓力作用的時(shí)間，從而大大提高了它對巖石的破碎和拋擲作用。 不同的爆破方法所使用的堵塞材料、堵塞長度和堵塞方式不完全相同。49.圖堵塞對爆破作用的影響a-有堵塞；b-無堵塞50.斜井掘進(jìn)爆破與平巷類似，由于傾斜10°~25°，甚至35°，施工工序難度增加，例如鉆孔、爆破、裝巖、排水等工序。斜井掘進(jìn)作業(yè)的特點(diǎn)（1）“三大一倉”是提高斜井掘進(jìn)速度的有效途徑。

三大——大扒斗、大箕斗、大提升機(jī)一倉——大矸石倉

（2）爆破工藝必須與斜井機(jī)械化配套相適應(yīng)：例如采用YT-28鑿巖機(jī)、42~44mm釬頭，大力推廣中深孔爆破、全斷面一次光面爆破、拋渣爆破等。

斜井掘進(jìn)爆破51.天井反向掘進(jìn)爆破

什么叫天井？天井是礦山用于連接上下兩個(gè)開采水平，提升下放設(shè)備、材料、通風(fēng)、行人以及勘探礦體等的一段通道。專門用于放礦的天井，叫溜井。斷面形式：一般為矩形或圓形。斷面尺寸：52.53.（1）淺孔爆破法反向掘進(jìn)：自下而上掘進(jìn)。搭設(shè)工作臺，工作臺與工作面距離2.0~2.5m，上向打孔炮孔深度為1.6~1.8m，炮孔數(shù)為2.5~3.5個(gè)/m2適用條件：適用于掘進(jìn)短天井，不適用于掘進(jìn)高天井，因?yàn)榫蜻M(jìn)高天井時(shí)，通風(fēng)、提升困難，工效低，并且不安全。54.（2）深孔爆破法定義：用深孔鉆機(jī)自上而下或自下而上沿天井全高鉆鑿一組平行深孔，然后分段，自下而上依次爆破，形成所需的斷面和一定高度的天井。優(yōu)點(diǎn)：工人不進(jìn)入天井，工作安全，作業(yè)條件好，是行之有效的方法。炮孔布置：掏槽孔布置有兩種方式以空孔為自由面的掏槽方式以工作面為自由面的漏斗掏槽方式55.炮孔直徑：采用潛孔鉆時(shí)，孔徑為90~150mm；采用FJI-700型深孔鉆機(jī)時(shí)，孔徑為51~76mm。炮孔數(shù)目：根據(jù)類似礦山經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)結(jié)果確定，或按有關(guān)公式計(jì)算。分段高度

段高影響因素：巖石性質(zhì)、天井?dāng)嗝?、孔徑大??；一般情況下，巖石易爆時(shí)，段高較大；巖石難爆時(shí)，段高較小。例如：云南某鐵礦，對于天井長度<15m時(shí)，一次起爆；天井長度=15~25m時(shí)，分兩段爆破；天井長度>25m時(shí)，分三段爆破。56.四、爆破說明書和爆破圖表

它是施工組織設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分，是指導(dǎo)、檢查和總結(jié)爆破工作的技術(shù)文件。編制爆破說明書和爆破圖表時(shí)，應(yīng)根據(jù)巖石性質(zhì)、地質(zhì)條件、設(shè)備能力、施工隊(duì)伍的技術(shù)水平等條件，合理選擇爆破參數(shù)，盡量采用先進(jìn)的爆破技術(shù)。

57.1、說明書編制內(nèi)容

1）原始資料——井巷（隧道）的名稱、用途、位置、斷面形狀尺寸、穿過的巖層性質(zhì)、地質(zhì)及瓦斯等情況；2）選用鉆爆器材3）爆破參數(shù)計(jì)算4）爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)計(jì)算5）爆破安全技術(shù)措施2、爆破圖表編制

圖包括：炮眼布置圖、裝藥結(jié)構(gòu)圖、網(wǎng)路圖、柱狀圖（地面上爆破還應(yīng)有爆破環(huán)境圖、結(jié)構(gòu)圖等）。表：炮孔參數(shù)、裝藥參數(shù)表；預(yù)期的爆破效果和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表（見表7-4.7-5）。58.表6-5爆破條件和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)項(xiàng)目名稱數(shù)量項(xiàng)目名稱數(shù)量平巷凈斷面/m2炸藥品種平巷掘進(jìn)斷面/m2每循環(huán)雷管消耗量/個(gè)巖石性質(zhì)每循環(huán)炸藥消耗量/kg礦井瓦斯等級炮眼利用率/%鑿巖機(jī)單位炸藥消耗量/kg·m-3每循環(huán)炮眼數(shù)目/個(gè)每循環(huán)進(jìn)尺/m每循環(huán)炮眼總長/m每循環(huán)出巖量/m3每米平巷炮眼總長/m每米平巷雷管消耗量/個(gè)雷管品種每米平巷炸藥消耗量/kg59.表6-6爆破參數(shù)炮眼編號炮眼名稱炮眼長度炮眼傾角/（o）每眼裝藥量/kg裝藥量小計(jì)/kg填塞長度/m起爆方向起爆順序連線方式水平垂直掏槽眼崩落眼幫眼頂眼底眼60.6.3超深孔一次爆破成井技術(shù)超深孔一次爆破成井技術(shù)即按照溜眼斷面大小，把所需要的炮孔由上向下鉆通（也有由下向上鉆通的），而后由下向上一次爆破，全斷面一次爆破成形。

（一）超深孔一次爆破成井技術(shù)的特點(diǎn)

超深孔一次爆破成井技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是施工成本低，效率高和工期短；由于鉆孔、裝藥、放炮全部作業(yè)都在井筒上方進(jìn)行，減輕了勞動強(qiáng)度；施工管理簡化，安全性好61.超深孔一次爆破成井技術(shù)的特點(diǎn)如下：（1）超深孔一次爆破成井技術(shù)特別要求炮孔的允許偏斜率。因是全深度鉆孔，并一次爆破，炮孔長，所以鉆孔時(shí)，炮孔的偏斜率須控制在0.5%以內(nèi)，尤其是豎井平面中心孔，其偏斜率的大小關(guān)系到爆破開挖的成敗，更須嚴(yán)格控制。（2）豎井全深度一次爆破開挖，一要爆破破碎完全，二要保證圍巖穩(wěn)定和開挖質(zhì)量。所以裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮巖體抗破碎能耗標(biāo)準(zhǔn)、井壁的抗震標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備的抗沖擊標(biāo)準(zhǔn)及有害炮煙和熾熱產(chǎn)物的危害。（3）全深度一次爆破開挖需采用預(yù)裂爆破設(shè)計(jì)，爆破起爆順序?yàn)橹苓吙紫绕鸨?，然后起爆的是掏槽孔，最后起爆崩落孔。爆破時(shí)，各段應(yīng)從下向上依次起爆。每段中，掏槽孔先爆，崩落孔次爆。（4）由于超深孔一次爆破成井技術(shù)爆破的炸藥量較大，所以對最大起爆藥量、炮眼布置參數(shù)等都要進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。62.（二）超深孔一次爆破成井技術(shù)的設(shè)計(jì)原則為確保成型效果和保護(hù)圍巖，通常都按預(yù)裂爆破技術(shù)設(shè)計(jì)。爆破設(shè)計(jì)原則一般如下：巖性分析：一般煤礦巖體可分為2~3種，即軟弱巖：約相當(dāng)于f=2~5，換算成巖體抗破碎強(qiáng)度fk=1.1~1.3；中硬巖：約相當(dāng)于f=4~10，換算成巖體抗破碎強(qiáng)度fk=1.3~1.6；堅(jiān)硬巖：約相當(dāng)于f＞9~15，換算成巖體抗破碎強(qiáng)度fk=1.6~2.0。井壁的抗震壞速度標(biāo)準(zhǔn)：以爆破地震波的最大速度為破壞判據(jù)。初凝混凝土井壁為1~5cm/s；風(fēng)化巖、大傾角多裂隙頁巖及半凝固混凝土井壁為5~30cm/s；鈣質(zhì)砂巖、矽質(zhì)砂巖、石灰?guī)r及高強(qiáng)混凝土井壁為60~90cm/s以上。設(shè)備的抗沖擊安全標(biāo)準(zhǔn)：一般以設(shè)備整體抗沖擊變形或崩翻的最大超壓以及動量作為抗沖擊安全標(biāo)準(zhǔn)。有害炮煙和熾熱產(chǎn)物的危害標(biāo)準(zhǔn)：以煤礦安全規(guī)程作為安全標(biāo)準(zhǔn)。63.（三）超深孔一次爆破成井技術(shù)設(shè)計(jì)（1）根據(jù)鑿巖爆破動力學(xué)原理，只有當(dāng)全孔面上投入的爆破能量等于全深度的巖體抗破碎強(qiáng)度fk時(shí)，其鑿巖爆破的全面效果才是理想的。（2）在立井爆破中，為防止爆破地震波對井壁的破壞，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意由井中到井邊逐漸降低單位裝藥量、裝藥相對威力和爆破作用指數(shù)。（3）掏槽爆破是影響爆破效果的重點(diǎn)，因此掏槽孔需要采用較大直徑的炮孔和耦合裝藥結(jié)構(gòu)?？梢赃m當(dāng)增大下部掏槽孔集中裝藥的徑向n值，以實(shí)行對稱互撞的加強(qiáng)拋擲爆破。64.（4）光面預(yù)裂爆破參數(shù)可參考下式：裝藥量：（g/孔）（6-12）孔間距：（cm）（6-13）抵抗線：（cm）（6-14）式中：——炸藥相對威力指數(shù)；

d——炮孔直徑，cm；

H——炮孔深度，cm；——巖體抗破碎強(qiáng)度。（5）各段起爆時(shí)差應(yīng)大于先響炮沖擊波正壓作用時(shí)間及先響炮地震波直達(dá)作用時(shí)間。（6）當(dāng)齊爆藥量過大時(shí)，可把擴(kuò)槽孔分成兩段裝藥延遲25ms或50~100ms起爆，或隔孔分兩段延時(shí)25ms起爆。65.三、超深孔一次爆破成井實(shí)例——山東新汶礦業(yè)集團(tuán)翟鎮(zhèn)煤礦六采矸石倉爆破掘進(jìn)山東新汶礦業(yè)集團(tuán)翟鎮(zhèn)煤礦六采矸石倉垂深13.2m，掘進(jìn)直徑5.5m，凈直徑為5.0m。與矸石倉上下口相連的兩條運(yùn)輸巷均采用錨噴支護(hù)，下口凈斷面尺寸為4.2m×3.6m（拱半徑2.1m），上口凈斷面尺寸為3.4m×3.2m（拱半徑1.7m），為布置矸石倉將上口斷面擴(kuò)大2.6m×2.0m。該礦為低瓦斯礦井，通風(fēng)條件良好。矸石倉穿過的巖層依次為：上部為1.0m的四灰和1.25m的煤13，中部為9.55m粉砂巖，下部為0.7m的泥灰?guī)r、1.5m的煤15及1.0m的粉砂巖，巖層緩傾斜，裂隙不發(fā)育。66.為克服傳統(tǒng)的淺眼爆破法費(fèi)工費(fèi)時(shí)、通風(fēng)作業(yè)及安全條件差等缺陷，結(jié)合現(xiàn)場情況，參照國內(nèi)外有關(guān)掘進(jìn)天井等垂直巷道的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，決定采用深孔光爆一次成井法。該方法的裝藥、聯(lián)線、填塞等作業(yè)均在上部巷道進(jìn)行，同傳統(tǒng)方法相比，具有工效高、速度快、安全作業(yè)條件好、節(jié)約材料等一系列優(yōu)點(diǎn)。該方案的主要內(nèi)容如下：（1）全部炮孔都用井下新型潛孔鉆機(jī)在上部巷道自上而下全深度一次鉆出。（2）充分利用上下巷道作為補(bǔ)償空間，使矸石倉上部爆破的巖體向上拋渣，矸石倉下部爆破的巖體向下拋渣。（3）為一次爆成圓井，并使巖壁平整穩(wěn)定，減小爆破地震影響，使周邊眼在其他炮眼起爆后起爆，光爆成井。（4）充分利用空孔的自由面作用。掏槽方式采用以1個(gè)中心空孔和4個(gè)掏槽孔組成的菱形掏槽法，其中空孔直徑110mm，掏槽孔直徑75mm，掏槽孔距中心空孔400~500mm，以保證掏槽效果。（5）選擇合理間隔起爆時(shí)差，每個(gè)藥包設(shè)置2個(gè)同段雷管，采用非電與電聯(lián)合起爆網(wǎng)路，使每個(gè)藥包準(zhǔn)確起爆。（6）孔內(nèi)淋水較多，應(yīng)選擇防水型炸藥，根據(jù)孔徑大小和炮孔作用不同，選用φ32mm直徑的煤礦許用水膠炸藥。67.爆破參數(shù)見表6-13、表6-14和表6-15。炮孔布置如圖6-20?？滋柵诳酌Q炮孔直徑(mm)裝藥直徑(mm)上炮泥長度(m)下炮泥長度(m)段高(m)每孔裝藥量（kg）孔數(shù)（個(gè)）雷管段數(shù)1空孔110700013.26152～5掏槽孔75701.51.45.78.4416～10輔助孔75701.51.45.78.45211～17輔助孔75701.51.45.78.47318～33周邊孔75321.01.013.212.6169表6-13上分段爆破參數(shù)表68.表6-14中分段爆破參數(shù)表

孔號炮孔名稱炮孔直徑(mm)裝藥直徑(mm)上炮泥長度(m)下炮泥長度(m)段高(m)每孔裝藥量（kg）孔數(shù)（個(gè)）雷管段數(shù)1空孔110700013.261102～5掏槽孔757000.83.17.2466～10輔助孔757000.83.17.25711～17輔助孔757000.83.17.27818～33周邊孔75321.01.013.212.616969.表6-15下分段爆破參數(shù)表孔號炮孔名稱炮孔直徑(mm)裝藥直徑(mm)上炮泥長度(m)下炮泥長度(m)段高(m)每孔裝藥量（kg）孔數(shù)（個(gè)）雷管段數(shù)1空孔110700013.2012～5掏槽孔757001.24.49.6416～10輔助孔757001.24.49.65211～17輔助孔757001.24.49.67318～33周邊孔75321.01.013.212.616970.圖6-20炮孔布置示意圖（單位：mm）71.圖鋼管拋擲彈尺寸與裝藥圖（單位：mm）1—吊環(huán)；2—非電雷管；3—鋼管筒；4—水膠炸藥；5—聚能穴中心空孔在1號中心空孔中，自上而下裝二個(gè)藥包，用以拋擲掏槽孔爆破的巖石，二個(gè)藥包的重量均為6kg。裝藥位置分別位于矸石倉8.8m和5.7m水平位置之上。為防止其它炮眼起爆時(shí)將其“壓死”產(chǎn)生拒爆，特制做鋼管拋擲爆破筒，規(guī)格均為φ90×800mm，壁厚4mm，底部向內(nèi)凹，形成聚能穴，以加強(qiáng)拋擲效果。鋼管拋擲彈尺寸與裝藥圖如圖所示。裝填前應(yīng)檢查鋼管封底是否嚴(yán)密，然后裝入水膠炸藥。為使起爆可靠，每個(gè)爆破筒裝設(shè)兩個(gè)非電雷管。放入雷管后，將雷管腳線引出，纏在爆破筒上，以免牽動或拔出。72.爆破分段高度分段高度主要取決于巖性及掏槽孔相對于空孔的補(bǔ)償空間和自由面大小。根據(jù)以往設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，中硬以上巖石、補(bǔ)償空間和自由面較大時(shí)，一次分段高度應(yīng)小于10m，同時(shí)考慮鉆孔偏斜率的大小?？蓪?3.2m深的矸石倉分成3段爆破，平均每分段高度為4.4m。根據(jù)鉆孔的偏斜情況將上部分段高度適當(dāng)增加，高度為5.7m，中部分段高度為3.1m，下部分段高度為4.4m。爆破采用上下拋擲，同時(shí)起爆。73.起爆順序及時(shí)差為確保深孔爆破效果，必須慎重選擇雷管的合理延期時(shí)間，以保證有充分的巖石移動時(shí)間，形成良好得新附加自由面。根據(jù)有關(guān)公式計(jì)算及國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)值，為此選擇1~10段新型非電毫秒雷管，孔內(nèi)延期起爆。但《煤礦安全規(guī)程》[4]第320條規(guī)定：“井下爆破作業(yè),必須使用煤礦許用炸藥和煤礦許用電雷管”：同時(shí)第331條規(guī)定：“爆破地點(diǎn)附近20m以內(nèi)風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1%時(shí)嚴(yán)禁爆破”。但根據(jù)以往的在低瓦斯礦井中掘進(jìn)工作面采用非電雷管一次爆破成井的成功實(shí)例，同時(shí)對該工作面的瓦斯?jié)舛葯z測均遠(yuǎn)小于0.1%，因此采用非電雷管是可行的。為此進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí)，隨時(shí)檢測瓦斯?jié)舛龋蛊潴w積分?jǐn)?shù)控制在0.1%以下，加強(qiáng)通風(fēng)，同時(shí)將裸露在外的雷管和導(dǎo)爆索用沙土袋嚴(yán)密封蓋。為了減小一次齊爆藥量，合理分配雷管段別：上、下分段的掏槽孔使用1段非電雷管起爆，內(nèi)圈輔助孔2段起爆，外圈輔助孔3段起爆；中分段的掏槽孔使用6段非電雷管起爆，內(nèi)圈輔助孔7段起爆，外圈輔助孔8段起爆；上部拋渣孔采用5段起爆，中部拋渣孔采用10段起爆；周邊孔全部采用9段非電雷管起爆。時(shí)差控制見表1、2、3。74.爆破效果

經(jīng)過精心施工，2012年1月1日將垂深13.2m的矸石倉成功爆破成型。矸石倉分3段1次爆破，周邊孔采用大空腔比裝藥結(jié)構(gòu)，保證了半孔留痕率達(dá)80%以上；對矸石倉下口輔助眼采取提高裝藥高度、適當(dāng)降低延米裝藥量的方法保證了下喇叭口成型良好；下口巷道內(nèi)爆破巖渣堆積長度約為20m，且塊度均勻利于出矸；上口可見矸石倉深度3～4m，成型規(guī)則；爆破震感較小，附近的上下錨噴巷道無明顯損害。75.一、淺孔崩落爆破與掘進(jìn)爆破相比，崩落爆破只有兩個(gè)以上自由面，所以一次爆破面積和爆破方量都比較大，且塊度小，二次破碎量小，炸藥和材料單耗低。淺眼崩落爆破的炮眼可以垂直向上（上向眼）或垂直向下（下向眼），也可以水平布置（水平眼）。一般露天爆破多采用下向眼和水平眼，井下崩落爆破多采用上向眼。炮眼的排列形式有平行排列和交錯(cuò)排列兩類。交錯(cuò)排列利于炸藥能量在礦體中分布，塊度較均勻，是普遍應(yīng)用的方式。淺眼崩落爆破一般采用直徑32mm的藥卷，相應(yīng)的炮眼直徑38~42mm。近年來，為了提高爆破效果和炸藥利用率，增加鑿巖生產(chǎn)率和采礦回收率，降低貧采損失率，經(jīng)常采用直徑25~28mm的小直徑藥卷。6.4地下采場爆破

76.炮眼深度主要根據(jù)爆破對象和環(huán)境確定。例如，巖層較厚時(shí)取較大數(shù)值，礦體不規(guī)則時(shí)取較小數(shù)值；考慮安全問題時(shí)炮孔深度應(yīng)偏低。對某些重金屬礦也應(yīng)慎重選擇，以降低損失。淺孔爆破落礦，最小抵抗線一般與炮孔排距相同或接近，兩者取值偏大時(shí)，降低破碎率，大塊較多；取值太小時(shí)，增加生產(chǎn)成本，而且過度粉碎會極易氧化，粘性巖石帶來損失和裝運(yùn)困難。最小抵抗線和炮眼間距可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

式中：W——最小抵抗線，m；

a——炮眼間距，m；

d——炮眼直徑，m。77.崩落爆破所需炸藥消耗量比相應(yīng)巖層掘進(jìn)小的多（表6-16）。表6-16淺孔崩礦炸藥單耗（2號巖石炸藥）堅(jiān)固性系數(shù)<88~1010~15炸藥單耗（kg/m3）0.26~1.01.0~1.61.6~2.678.二、深孔崩落爆破井下深孔爆破的孔徑一般為50~65mm或100~165mm，孔深為5~50m或更深。實(shí)踐表明，此種方法具有勞動效率高、回采強(qiáng)度大、作業(yè)條件安全和成本低等優(yōu)點(diǎn)．在適宜條件下宜廣泛應(yīng)用。（一）深孔布置深孔布置分為平行布孔和扇形布孔，見圖9-21.79.地下采場深孔爆破

深孔布置a—平行布孔；b—扇形布孔80.由于扇形布孔具有采準(zhǔn)工程量小，鉆孔爆破作業(yè)較集中等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。根據(jù)采礦方法或大硐室掘進(jìn)的要求，可布置水平、垂直或傾斜深孔，并形成各種布孔方案。井下深孔爆破一般均采用多層或多排深孔的微差爆破崩落，并在鑿巖巷道、天井或硐室內(nèi)進(jìn)行鑿巖。在礦柱回采、空場處理、邊緣礦體的崩礦中，則采用束狀布孔。81.扇形布孔種類傾斜扇形布孔1深孔

2鑿巖天井3電耙道垂直扇形布孔水平扇形布孔三種方式82.

爆破參數(shù)扇形孔裝藥處的孔口及孔底距離

1—間柱；2—采區(qū)天井；3—鑿巖硐室；4—炮孔未裝藥部分；5—炮孔裝藥部分；6—礦房（1）深孔直徑（2）孔深（3）最小抵抗線、孔間距和密集系數(shù)密集系數(shù)密集系數(shù)是孔間距與最小抵抗線的比值。即：孔底密集系數(shù)是孔底距與最小抵抗線的比值；孔口密集系數(shù)是孔口裝藥處垂直距離與最小抵抗線的比值。常用孔底密集系數(shù)和孔口密集系數(shù)表示：83.VCR法VCR法（VerticalCraterRetreatMethod）是垂直深孔球狀藥包后退式崩礦方法的簡稱。1975年首先在加拿大列瓦克礦（LevackMine）回采礦柱成功以后，又在加拿大、美國、歐洲及我國一些礦山應(yīng)用，目前不僅用于礦柱回采，也用于礦房回采。VCR法的理論基礎(chǔ)是美國利文斯頓的爆破漏斗理論，它的主要持點(diǎn)是在礦房或礦柱中從上而下鉆進(jìn)大孔徑深孔，采用球狀藥包從下而上分單層或多層爆破。這種崩礦方法的優(yōu)點(diǎn)是：改善了破碎質(zhì)量、減少了采切工程量、提高了勞動生產(chǎn)率、降低了成本，是當(dāng)前地下采礦法中最安全的方法之一。84.VCR法VCR法是垂直深孔球狀藥包后退式崩礦方法的簡稱。VCR法（VerticalCraterRetreatmethod）圖6-23典型采礦示意圖1—鑿巖巷道；2—大孔徑深孔；3—拉底空間；4—充填臺階；5—裝礦巷道；6—運(yùn)輸巷道85.從圖6-23可以看出鉆孔是由上部鑿巖巷道鉆進(jìn)下向深孔，并與下部拉底巷道空間貫通，采用球狀藥包自下而上分層爆破。深孔布孔有垂直或傾斜平行孔和扇形孔，深孔爆破分單分層及多分層爆破。多分層的分層數(shù)一般為2~3個(gè)分層，參見圖6~24。美國利文斯頓的爆破漏斗理論是球狀藥包爆破的理論基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上，L.C.朗又有所發(fā)展，提出了新的爆破漏斗概念。他認(rèn)為球狀藥包放入采礦場頂板炮孔中的適當(dāng)位置，以頂板為自由面，爆破后將形成一個(gè)朝下的爆破漏斗。由于借助重力作用，促使破碎帶及應(yīng)力帶（破裂帶）中的巖石冒落，從而擴(kuò)大了爆破漏斗體積。由于巖石的特性和構(gòu)造不同，其冒落高度也不一致，但都超過藥包至頂板的距離。86.圖6-24VCR深孔爆破裝藥結(jié)構(gòu)圖a-單分層爆破；b-多分層爆破1-鑿巖巷道頂板；2-主導(dǎo)爆索；3-繩子；4-導(dǎo)爆索；5-砂子；6-炸藥；7-起爆藥包；8-木塊；9-木棍；10-木楔；11-采礦場頂板（二）工藝

在VCR法中，鑿巖多采用ROC-306型風(fēng)動履帶鉆機(jī)、CMM型履帶鉆機(jī)或國產(chǎn)YQ-150J型鉆機(jī)，鉆孔直徑為165mm。一般鉆孔偏斜不超過1％-2％。球狀藥包的長徑比應(yīng)小于6。要求威力大、安全和易于達(dá)到全耦合裝藥。此外，應(yīng)避免使用負(fù)氧平衡和爆溫較高的炸藥。我國一般采用CLH型或HD型高能乳化炸藥。87.裝藥工藝是VCR法的重要環(huán)節(jié)，具體步驟如下（1）用繩將孔塞放入孔內(nèi)，按爆破設(shè)計(jì)的位置固定好；（2）孔塞上面填塞一定高度的巖屑；（3）裝入下半部炸藥；（4）裝入起爆藥包；（5）裝入上半部炸藥；（6）用砂或水袋填塞至設(shè)計(jì)規(guī)定的位置；（7）連結(jié)爆破網(wǎng)路。88.藥包的最佳埋置深度按幾何相似原理進(jìn)行立方根關(guān)系換算求得。一般中硬礦石為1.8~2.5m，每次崩下礦石層厚度為3m左右。同層藥包可采用同時(shí)起爆，但為降低地震和空氣沖擊波的影響，可采用微差