礦山爆破安全管理與新技術(shù)課件

安徽理工大學(xué)徐穎2008年12月26日礦山爆破安全管理與新技術(shù)基本情況介紹教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才”、安徽省學(xué)術(shù)與技術(shù)帶頭人、安徽省高校學(xué)科拔尖人才、中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會巖石破碎專業(yè)委員會、青年專業(yè)委員會、軟巖支護(hù)專業(yè)委員會委員、國際巖石力學(xué)學(xué)會（ISRM）中國小組成員、中國煤炭學(xué)會爆破專業(yè)委員會委員、安徽省工程爆破協(xié)會常務(wù)理事、安徽省安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局特聘專家。地址：安徽淮南電話0）手機(jī)：159566558850554-6631806（H）郵編：232001E-mail:yxu@yxu65@

徐穎博士、教授博士生導(dǎo)師爆破工程因?yàn)槔谜ㄋ幈ㄡ尫诺哪芰縼砥茐慕橘|(zhì),故存在的危險(xiǎn)和有害因素較多,一旦發(fā)生事故,既是驚天動地，不可逆轉(zhuǎn)，損失慘重,給人們生命和財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。1921年2月21日，德國奧波城化工廠用淺眼爆破處理結(jié)塊的硝酸銨，激發(fā)2000噸化肥爆炸，形成長165m,寬100m,深20m的人工湖，死430人，傷1500人的慘劇。

安全——爆破工程永恒的主題

煤礦爆破安全技術(shù)管理，是指煤礦在整個(gè)爆破作業(yè)過程中為了防止與放炮有關(guān)事故的發(fā)生而進(jìn)行的一系列組織活動。它是以爆破技術(shù)為主的安全管理措施，是根治爆破事故和瓦斯煤塵爆炸事故發(fā)生的重要一環(huán)。統(tǒng)計(jì)表明，在瓦斯煤塵爆炸事故中因爆破作業(yè)而引起的約占到三分之一，在冒頂、透水事故中相當(dāng)多是由爆破作業(yè)引起的。另一方面，爆破事故發(fā)生的過程比較短，人為因素比較多，給安全管理工作帶來了很大困難。這也是爆破事故同其他事故的主要區(qū)別。安全——爆破工程永恒的主題

因此，在爆破工程施工以前,對爆破工程中潛在的危險(xiǎn)和有害因素進(jìn)行辨識,分析引起爆破事故的技術(shù)和管理狀況,論證安全技術(shù)措施的合理性,避免選用不安全的施工工藝和危險(xiǎn)的材料,提出降低或消除危險(xiǎn)的有效方法。對潛在的危險(xiǎn)，有害因素進(jìn)行定性和定量的分析,建立使系統(tǒng)安全的最優(yōu)方案,熟悉爆破材料的性能，了解有關(guān)爆破破巖機(jī)理，掌握爆破作業(yè)的安全技術(shù)知識，遵守《煤礦安全規(guī)程》、《作業(yè)規(guī)程》、《操作規(guī)程》，加強(qiáng)爆破安全管理，才能實(shí)現(xiàn)安全爆破，實(shí)現(xiàn)爆破工程安全化。提綱一、爆破工程方面的法規(guī)二、爆破事故發(fā)生的原因及事故分類三、煤礦井下爆破拒爆的原因及預(yù)防四、煤礦炸藥和爆破器材的安全問題五、井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)的理論與發(fā)展六、煤礦新型爆破技術(shù)1956年5月25日國務(wù)院全體會議第二十九次會議通過國務(wù)院頒發(fā)了《工人職傷亡事故報(bào)告規(guī)程》；1957年，冶金工業(yè)部頒發(fā)了《冶金礦山爆破安全規(guī)程》；1982年，國務(wù)院頒發(fā)了《礦山安全條例》；1984年1月6日，國務(wù)院頒發(fā)了《中華人民共和國爆炸物品管理?xiàng)l例》;隨后，國務(wù)院頒發(fā)了《特種作業(yè)人員安全技術(shù)考核管理規(guī)則》（GB5306-1985）、《爆破安全規(guī)程》（GB6722-1986）、《大爆破安全規(guī)程》（GB13349-1992）、《拆除爆破安全規(guī)程》（GB13533-1992）。一、工程爆破方面的法規(guī)二、爆破事故發(fā)生的原因及事故分類

由上述事故的分類可知，影響爆破安全的因素多方面的，影響的程度是多層次的。從爆破器材的儲存、運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場施工管理和現(xiàn)場監(jiān)理等多個(gè)程序，都可能發(fā)生爆破事故。系統(tǒng)地研究爆破事故的原因、機(jī)理，制定必要的安全技術(shù)措施，指導(dǎo)現(xiàn)場施工是爆破界急需解決的。

二、爆破事故發(fā)生的原因及事故分類

盡管爆破器材的安全性、爆破技術(shù)和爆破安全管理水平的不斷提高，但爆破施工導(dǎo)致的傷亡事故還是經(jīng)常發(fā)生，原因有：1、爆破應(yīng)用領(lǐng)域和爆破規(guī)模的擴(kuò)大。2、違反爆破安全規(guī)程。3、爆破技術(shù)人員和施工技術(shù)人員水平低。二、爆破事故發(fā)生的原因及事故分類1、爆破作業(yè)人員的任職條件與職責(zé)

提高從業(yè)人員素質(zhì)是防止安全事故的關(guān)鍵，統(tǒng)計(jì)資料表明有50%左右的安全事故都是由于從業(yè)人員素質(zhì)低下，違章作業(yè)造成的，血的教訓(xùn)非常多。二、爆破事故發(fā)生的原因及事故分類

做好放炮員的管理工作是煤礦爆破安全管理的主要內(nèi)容。井下放炮工作必須由專職的放炮員擔(dān)任。擔(dān)任放炮員的條件：（1）：從事兩年以上采掘工作；(2)：取得放炮員合格證。要取得放炮員合格證，必須經(jīng)過不少于一個(gè)月的培訓(xùn)，并經(jīng)考試合格。1991年某礦發(fā)生煤塵爆炸，死亡35人。經(jīng)調(diào)查，全礦15名放炮員參加培訓(xùn)的時(shí)間最長不超過1天。只有經(jīng)過培訓(xùn)，通過考試選拔，才能保證相對有素質(zhì)有經(jīng)驗(yàn)的人員擔(dān)任爆破任務(wù)。放炮員的安全職責(zé)：①嚴(yán)格執(zhí)行“一炮三檢制”和“三人連鎖放炮制”；②遵守領(lǐng)退制度，保證爆破器材不丟失；③遵守運(yùn)送制度，保證沿途安全；④遵守安全放炮各項(xiàng)操作規(guī)定，保證放炮過程安全；⑤遵守處理放炮故障及特殊情況下放炮的規(guī)定和要求，防止放炮事故的發(fā)生。

二、爆破事故發(fā)生的原因及事故分類安全員應(yīng)由經(jīng)驗(yàn)豐富的爆破員或爆破工程技術(shù)人員擔(dān)任，其職責(zé)是：—負(fù)責(zé)本單位爆破器材購買、運(yùn)輸、儲存和使用中的安全管理；—督促爆破員、保管員、押運(yùn)員及其他作業(yè)人員按照本規(guī)程和安全操作細(xì)則的要求進(jìn)行作業(yè)，制止違章指揮和違章作業(yè)，糾正錯(cuò)誤的操作方法；—經(jīng)常檢查本單位爆破工作面，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)上報(bào)或處理，工作面瓦斯超限時(shí)有權(quán)制止爆破作業(yè)；—有權(quán)制止無安全爆破作業(yè)證的人員進(jìn)行爆破工作；—檢查爆破器材的現(xiàn)場使用情況和剩余爆破器材的及時(shí)退庫情況。

二、爆破事故發(fā)生的原因及事故分類2、爆破設(shè)計(jì)

爆破設(shè)計(jì)是安全管理的重要內(nèi)容，設(shè)計(jì)錯(cuò)誤或缺欠，不但影響爆破效果，而且會引發(fā)安全事故。二、爆破事故發(fā)生的原因及事故分類3、爆破準(zhǔn)備開始施工前，應(yīng)制定施工安全與施工現(xiàn)場管理的各項(xiàng)規(guī)章制度：—爆破器材的保管、領(lǐng)取、運(yùn)送、使用及安全作業(yè)規(guī)定；—各級組織及工種的崗位責(zé)任制；—爆破訊號、起爆、警戒、解除的規(guī)定；—其他管理制度。二、爆破事故發(fā)生的原因及事故分類5、“一炮三檢”和“三人連鎖放炮制”

為什么要強(qiáng)調(diào)這兩種制度？一是目前他們是爆破安全中行之有效的管理措施；二是要使人們理解它、記住它、更好地去落實(shí)、去執(zhí)行。（煤礦安全規(guī)程）規(guī)定，在瓦斯礦井中放炮作業(yè)、放炮員、班組長、瓦斯檢查員都必須在現(xiàn)場執(zhí)行“一炮三檢制”和“三人連鎖放炮制”?！耙慌谌龣z制”是在采掘工作面裝藥前、放炮前和放炮后，放炮員、班組長、瓦斯員都必須在現(xiàn)場，由瓦斯員抽查瓦斯，放炮地點(diǎn)附近20米以內(nèi)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1%時(shí)，不準(zhǔn)裝藥放炮；放炮后瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1%時(shí)，必須立即處理，并不準(zhǔn)用電鉆打眼。無數(shù)次瓦斯爆炸事故說明，不論是高瓦斯還是低瓦斯礦井的采掘工作面，絕不應(yīng)忽視放炮前的瓦斯檢查。執(zhí)行“一炮三檢”，正是防止放炮前瓦斯漏檢，避免在瓦斯超限的條件下放炮的有力措施。二、爆破事故發(fā)生的原因及事故分類

“三人連鎖放炮制”就是放炮員、班組長和瓦斯檢查員三人必須同時(shí)自始至終參加放炮工作的全過程。放炮前放炮員將警戒牌交給班組長，由班組長派人警戒，下達(dá)放炮命令，并檢查頂板與支架的情況，將自己攜帶的放炮命令牌交給瓦斯檢驗(yàn)員。瓦檢員經(jīng)檢查瓦斯、煤塵合格后，將自己攜帶的放炮牌交給放炮員。放炮員接到放炮牌后，才允許將放炮母線和連接線聯(lián)結(jié)，檢查網(wǎng)絡(luò)正常，發(fā)出放炮信號，進(jìn)行放炮。放炮后三牌各歸原主。執(zhí)行“三人連鎖放炮制”可以防止放炮混亂，放炮警戒不嚴(yán)或警戒不落實(shí)造成放炮崩人事故；放炮前認(rèn)真檢查頂板與支架情況，可以避免因放炮而引起的冒頂事故。總之，只有提高與爆破有關(guān)人員的素質(zhì)，做好安全管理工作，才能實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。

二、爆破事故發(fā)生的原因及事故分類

5、爆破作業(yè)環(huán)境

爆破作業(yè)環(huán)境指實(shí)施爆破應(yīng)滿足的環(huán)境條件，不具備這些條件不能爆破或采取針對措施，能保證爆破作業(yè)安全后在實(shí)施爆破。

——爆破環(huán)境引起的爆炸事故——其他環(huán)境引發(fā)的爆炸事故二、爆破事故發(fā)生的原因及事故分類爆破作業(yè)單元危險(xiǎn)性評價(jià)表拒爆的預(yù)防預(yù)防拒爆，首先應(yīng)該對儲存的爆破材料定期檢驗(yàn)，爆破前選用合格的炸藥和雷管以及其它起爆材料；在爆破施工過程中，要清理好炮眼中的積水；在裝藥和堵塞時(shí)，必須仔細(xì)進(jìn)行，注意每一個(gè)環(huán)節(jié)，防止損壞起爆藥包和折斷雷管的起爆線路。三、煤礦井下爆破拒爆的預(yù)防雷管方面的原因雷管是起爆元件,煤礦井下爆破作業(yè),只能用電雷管,多以串聯(lián)或串并聯(lián)形式連接在爆破網(wǎng)路中,一發(fā)拒爆就有可能使炸藥全部拒爆或部分拒爆。1)違反《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,選用了“三不同”雷管(不同廠家、不同品種、不同批次)或雷管的電阻值相差較大(0.3Ω以上)。2)電雷管質(zhì)量不合格,又未經(jīng)質(zhì)量性能檢測。3)雷管起爆能力不夠。4)電雷管受潮或因雷管密封不實(shí)防水失效、或過了雷管的有效貯存使用期限。三、煤礦井下爆破拒爆的預(yù)防

起爆電源方面的原因

煤礦井下只能使用防爆型電容式發(fā)爆器。1)通過雷管的起爆電流值太小,或通電時(shí)間過短。2)發(fā)爆器內(nèi)電池電壓不足、充電時(shí)間過短,未達(dá)到規(guī)定的電壓值便放電起爆。3)發(fā)爆器的輸出功率不足、起爆能力不夠。4)發(fā)爆器管理保養(yǎng)不當(dāng)。三、煤礦井下爆破拒爆的預(yù)防電爆網(wǎng)路方面的原因

電爆網(wǎng)路有串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)和并串聯(lián),使用發(fā)爆器時(shí)為多采用串聯(lián),使用交流電時(shí)多采用并聯(lián)、起爆雷管數(shù)量較多時(shí)可采用串并聯(lián)或并串聯(lián)。主要有爆破母線不合格,電阻過大;網(wǎng)路短路;錯(cuò)接或漏接;接頭不牢、不潔凈,有水或油膩等導(dǎo)致網(wǎng)路電阻增大,這些都能造成全部和部分雷管拒爆。三、煤礦井下爆破拒爆的預(yù)防預(yù)防拒爆的主要措施

針對以上拒爆產(chǎn)生原因的分析,可從以下幾個(gè)方面預(yù)防拒爆的產(chǎn)生:1)優(yōu)選爆破材料。2)加強(qiáng)雷管檢測。3)正確地選用發(fā)炮器。4)進(jìn)行爆破網(wǎng)路準(zhǔn)爆電流的計(jì)算,注重電爆網(wǎng)路的連接質(zhì)量。三、煤礦井下爆破拒爆的預(yù)防正確處理拒爆的方法每次爆破作業(yè)完成后,都要認(rèn)真檢查現(xiàn)場是否有拒爆,如果發(fā)現(xiàn)拒爆,首先要科學(xué)地分析拒爆產(chǎn)生的原因,并根據(jù)原因有針對性地采取正確的方法及時(shí)處理?！睹旱V安全規(guī)程》中有關(guān)拒爆的處理有如下規(guī)定:處理拒爆、殘爆時(shí),必須在班組長指導(dǎo)下進(jìn)行,并應(yīng)在當(dāng)班處理完畢。如果當(dāng)班未處理完畢,當(dāng)班爆破工必須向下一班爆破工交接清楚。處理拒爆時(shí),必須遵守下列規(guī)定:三、煤礦井下爆破拒爆的預(yù)防1)由于連線不良造成的拒爆,可重新連線起爆。2)在距拒爆炮眼至少0.3ｍ處另打與拒爆炮眼平行的新炮眼,重新裝藥起爆。3)嚴(yán)禁用鎬刨,或從炮眼中取出原放置的起爆藥卷或從起爆藥卷中拉出電雷管。不論有無殘余炸藥,都嚴(yán)禁在炮眼殘底繼續(xù)加深;嚴(yán)禁用打眼方法往外掏藥;嚴(yán)禁用壓風(fēng)吹拒爆(或殘爆)炮眼4)處理拒爆的炮眼爆炸后,爆破工必須詳細(xì)檢查炸落的煤、矸,收集未爆的電雷管。5)在拒爆處理完畢前,嚴(yán)禁在該地點(diǎn)進(jìn)行同處理拒爆無關(guān)的工作。三、煤礦井下爆破拒爆的預(yù)防

處理拒爆時(shí),一定要慎之又慎,因處理不當(dāng)而造成人員傷亡事故時(shí)有發(fā)生,據(jù)介紹,1987年7月28日,某礦一號井掘進(jìn)四區(qū)在-100ｍ水平南翼工作面處理拒爆時(shí),新打炮眼距拒爆炮眼僅0.1ｍ,且不與拒爆炮眼平行,以致鉆釬釬頭打在拒爆藥上,引起爆炸,打眼工當(dāng)場死亡。還有一例,1986年8月24日,某礦掘進(jìn)二區(qū)2201運(yùn)輸機(jī)道掘進(jìn)工作面在出完矸石后打眼時(shí),忽然發(fā)現(xiàn)有一根200ｍｍ長的紅色雷管腳線,用手去拉沒能拉動,認(rèn)定是拒爆,班長拿鎬就刨,引起爆炸,班長和附近一名清矸工人當(dāng)場死亡。三、煤礦井下爆破拒爆的預(yù)防4.1常用工業(yè)炸藥四、煤礦炸藥和爆破器材的安全問題

炸藥爆炸可能引起瓦斯與煤塵爆炸的因素(1)爆生氣體的直接作用，(2)爆炸空氣沖擊波的作用，(3)熾熱固體顆粒的作用。煤礦許用炸藥主要是指經(jīng)國家檢測機(jī)關(guān)按特定的試驗(yàn)條件檢驗(yàn)合格，允許在井下有瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)條件下進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí)的炸藥。它對爆炸生成的有毒氣體、炸藥的威力、爆溫、火焰長度及持續(xù)時(shí)間有嚴(yán)格規(guī)定。根據(jù)炸藥的組成和性質(zhì)。4.2煤礦安全許用炸藥

煤礦許用炸藥的特點(diǎn)：（1）能量要有一定的限制；（2）有較高的敏感度和較好的傳爆能力；（3）爆生有毒氣體少；（4）組分中不含有金屬粉末。煤礦許用炸藥的種類：（1）粉狀硝銨類許用炸藥；（2）許用含水炸藥；（3）離子交換炸藥；（4）被筒炸藥；（5）當(dāng)量炸藥4.2煤礦安全許用炸藥

選擇炸藥應(yīng)考慮爆破介質(zhì)及炸藥性能兩大類因素，其原則是：選擇破碎單位巖石成本最低的炸藥，且?guī)r石的破碎和崩落能滿足工程需要。為此，要不斷加強(qiáng)對爆破理論和炸藥在介質(zhì)中能量轉(zhuǎn)化過程及其分配規(guī)律的研究，充分了解巖石和炸藥的性能及兩者參數(shù)間的匹配關(guān)系，使炸藥的能量在爆轟過程中有效地破碎與拋擲巖石，減少轉(zhuǎn)化為無用功的能量。這就需要研究不同爆破方法的破巖機(jī)理，掌握能量傳遞過程與效應(yīng)的規(guī)律性，弄清具體爆破工程的綜合要求，這樣才能較好的解決炸藥品種的選擇問題。4.3、工程爆破中炸藥的選擇

炸藥巖石阻抗匹配與爆炸作用巖石爆破效果受到多種因素的影響，而巖石與炸藥性質(zhì)是諸因素中最主要的因素，尤其是巖石性質(zhì)直接影響著炸藥能量在巖石中的傳播和分配。炸藥的特性波阻抗與被爆巖石的特性波阻抗的良好匹配是最佳爆破效果的重要條件之一，也是進(jìn)行爆破作業(yè)優(yōu)化設(shè)計(jì)首先要考慮的問題。所謂炸藥與巖石的匹配，就是因?yàn)椴煌恼ㄋ幵谕粠r石中或同一炸藥在不同巖石中爆炸所激起的沖擊波不同，則炸藥爆炸能量轉(zhuǎn)換成粉碎、破壞和拋擲巖石的能量各異，故對一定性質(zhì)的巖石，應(yīng)采用與之適應(yīng)的特定爆速和爆熱的炸藥，才能取得最佳的破碎和拋擲效果，這就是炸藥和巖石的匹配問題。4.3、工程爆破中炸藥的選擇4.4、裝藥的內(nèi)部破壞作用機(jī)理

RK-空腔半徑，RC-壓碎圈半徑；RP-裂隙圈半徑；1-擴(kuò)大空腔；2-壓碎圈；3-裂隙圈；4-震動圈4.4、裝藥的內(nèi)部破壞作用機(jī)理

破裂區(qū)裂隙形成應(yīng)力示意圖應(yīng)力峰值的衰減—初始徑向應(yīng)力峰值，其值為：

應(yīng)力波的作用應(yīng)始于粉碎區(qū)形成之后，因此應(yīng)用粉碎區(qū)邊緣處的壓應(yīng)力峰值取代公式中的

拉應(yīng)力（絕對值）可通過壓應(yīng)力峰值來表示

（3）壓壞區(qū)粉碎區(qū)外沖擊波衰減成應(yīng)力波后，壓應(yīng)力峰值雖不能造成巖石粉碎，但仍在一定范圍內(nèi)超過巖石的抗壓強(qiáng)度而使巖石被壓壞。為區(qū)別沖擊波作用下的粉碎區(qū)，稱應(yīng)力波作用下的破壞區(qū)為壓壞區(qū)。

（4）裂隙區(qū)當(dāng)應(yīng)力波的徑向壓應(yīng)力值低于巖石的抗壓強(qiáng)度時(shí)，巖石不會被壓壞，但仍能引起巖石質(zhì)點(diǎn)的徑向位移。由于巖石受到徑向壓應(yīng)力壓縮的同時(shí)在切向上受到拉應(yīng)力拉伸作用，而巖石是脆性介質(zhì)，其抗拉強(qiáng)度很低。因此，當(dāng)切向拉應(yīng)力值大于巖石的抗拉強(qiáng)度時(shí)，巖石即被拉斷，由此產(chǎn)生了與壓碎區(qū)相通的徑向裂隙。1、裝藥埋置系數(shù)（a)裝藥上方形成的爆破漏斗(b)漏斗體積與裝藥埋置系數(shù)間的關(guān)系4.5、裝藥的外部破壞作用機(jī)理

松動爆破和拋擲爆破松動漏斗拋擲漏斗MAN-松動漏斗；MmA-松動錐；mAn-拋擲漏斗；man-可見漏斗；HC-可見深度。1、《爆破安全規(guī)程》對爆破器材的儲存（儲存、收發(fā)與庫房管理）都有規(guī)定2、爆破器材的運(yùn)輸3、爆破器材的檢驗(yàn)與銷毀4.6、爆破器材的安全管理4.7使用煤礦爆破器材，確保安全正確地使用煤礦爆破器材，采用正確的爆破方法，杜絕煤礦井下爆破事故的發(fā)生尤為重要。（1）、煤礦爆破器材的選擇正確地選擇煤礦爆破器材是做好煤礦安全爆破的關(guān)鍵條件。煤礦爆破器材分為煤礦許用起爆器材和煤礦許用炸藥兩大類。

起爆器材的選擇一般煤礦井下起爆器材均采用電雷管，在有瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)的采掘工作面必須采用最后一段延期時(shí)間不超過130ms的煤礦許用毫秒電雷管，禁止使用秒或半秒延期電雷管。因?yàn)樵诓删蚬ぷ髅娣排诘攸c(diǎn)附近20m風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1%時(shí)，嚴(yán)禁放炮。經(jīng)測定，在瓦斯礦井爆炸后160ms時(shí)，瓦斯?jié)舛葹?.3%～0.5%，260ms時(shí)為0.3%～0.9%，360ms時(shí)為0.35%～1.6%，而130ms僅為360ms的1/3，所以，選用煤礦許用1～5段毫秒電雷管具有足夠的安全系數(shù)。4.7使用煤礦器材，確保爆破安全

煤礦許用炸藥的選擇由于礦井瓦斯等級的不同，對煤礦許用炸藥的要求也不同。煤礦瓦斯等級高的要求使用安全等級高的煤礦許用炸藥，安全等級低的炸藥在爆破時(shí)容易引起瓦斯、煤塵爆炸。目前，國內(nèi)煤礦許用炸藥有一、二、三級，一、二級煤礦許用炸藥只能用于低瓦斯礦井，而在高瓦斯、高煤塵（雙突礦井）的煤礦井下必須采用三級或三級以上的煤礦許用炸藥。目前，國內(nèi)粉狀炸藥中很難達(dá)到三級，只有一、二級，含水炸藥可達(dá)到三級或三級以上。所以，在高瓦斯礦井必須使用以煤礦許用三級水膠炸藥或乳化炸藥為代表的含水炸藥。就目前的煤礦井下安全形勢來說，建議煤礦井下全部使用含水炸藥，因?yàn)樗呛芎玫南鎰?，可以大大減少因炸藥爆炸后的高溫、高熱氣流對瓦斯、煤塵的沖擊。4.7使用煤礦器材，確保爆破安全

（2）、正確的使用方法

電阻檢查電雷管發(fā)放前必須逐個(gè)測定其電阻，排除斷路、短路、電阻特大或特小的電雷管，以防止因斷路、短路或電阻差大而發(fā)生拒爆和丟炮。同一網(wǎng)絡(luò)的電雷管電阻差不得超過0.25～0.3Ω，以防止串聯(lián)丟炮。

做炮頭用一根直徑略大于電雷管直徑的尖端木棍或竹棍在藥卷頂部的封口處扎一圓孔，將電雷管順著藥卷中心線全部插入藥卷中，然后用電雷管腳線將藥卷纏住。不得用電雷管代替竹、木棍扎眼。電雷管必須由炸藥的頂部裝入，嚴(yán)禁將電雷管斜插在藥卷的中部或捆在藥卷上。4.7使用煤礦器材，確保爆破安全

裝藥在裝藥前，用炮棍插入炮眼里檢驗(yàn)炮眼的角度、深度、方向和炮眼內(nèi)的情況。待裝藥的炮眼必須清除眼內(nèi)的煤、巖粉，以防止炮眼堵塞，使藥卷不密接或裝不到眼底，影響炸藥能量的爆炸傳播，造成殘爆、拒爆、爆燃或留下殘眼。煤粉是可燃性物質(zhì)，極易燃燒，火焰噴出孔外，有點(diǎn)燃瓦斯、煤塵的危險(xiǎn)。裝藥時(shí)，用炮棍將裝入眼口的藥卷一個(gè)個(gè)輕輕推入炮眼，使藥卷與眼底、藥卷與藥卷互相密接，不能用炮棍沖撞藥卷、炮頭，以免發(fā)生損壞藥卷、搗破電雷管的腳線塑料皮或搗斷腳線，尤其危險(xiǎn)的是有可能搗響雷管，發(fā)生爆炸事故。高瓦斯礦井必須采用正向爆破。裝藥時(shí)不能裝錯(cuò)毫秒電雷管的延期段數(shù)和跳段裝藥。4.7使用煤礦器材，確保爆破安全

封孔

裝炮泥時(shí)，最初的兩段應(yīng)慢用力輕搗動，以后各段炮泥須依次用力逐一搗實(shí)。裝水炮泥時(shí)，水炮泥外邊剩余部分，應(yīng)用粘土炮泥封實(shí)。嚴(yán)禁使用煤粉、塊狀物質(zhì)或其他可燃性材料作炮泥。這些材料不是可塑性的，起不到炮泥的堵塞炮眼作用，達(dá)不到堵塞密實(shí)的要求，阻止不了爆生氣體的外逸，容易造成“放空炮”，炸藥爆炸時(shí)，將使燃燒的煤炭顆粒等可燃材料拋出，易引起瓦斯、煤塵爆炸。4.7使用煤礦器材，確保爆破安全

電雷管腳線末端扭結(jié)裝藥后，必須把電雷管腳線末端懸空，嚴(yán)禁電雷管腳線、放炮母線同運(yùn)輸設(shè)備及采掘機(jī)械等導(dǎo)電體接觸。嚴(yán)禁“蓋藥”正向起爆藥卷以外的藥卷為“蓋藥”。蓋藥不僅浪費(fèi)炸藥，影響爆破效果，而且容易產(chǎn)生殘爆和爆燃，爆燃最容易引爆瓦斯和煤塵，對安全極為不利。4.7使用煤礦器材，確保爆破安全

裝藥量不宜過大其一，裝藥量過大，爆炸瞬間在炮眼內(nèi)產(chǎn)生大量的高溫高壓氣態(tài)產(chǎn)物，是引爆瓦斯或煤塵的根源。其二，裝藥量大，爆破后的炮煙和有毒有害氣體相應(yīng)增加，容易熏人，也延長排煙時(shí)間，影響職工身體健康。其三，裝藥量大，破壞圍巖的穩(wěn)定和崩倒支架，造成工作面冒頂，造成人員傷亡。其四，裝藥量過大，會造成煤、巖過于粉碎，增加裝煤、巖的困難，影響回采率，增加噸煤成本。

放炮母線的要求放炮母線應(yīng)采用銅芯絕緣線，要有足夠的長度，大于規(guī)定的距離。放炮前，放炮母線必須扭結(jié)成短路。母線接頭不應(yīng)過多，以免增加電阻、斷線、漏電或短路故障。母線外皮破損時(shí)要及時(shí)包扎，以防漏電、短路或接觸放電，發(fā)生意外事故。放炮母線使用后，要升井干燥，在井下要放在干燥安全地點(diǎn)，并定期作電阻和絕緣性測定。4.7使用煤礦器材，確保爆破安全

聯(lián)線聯(lián)線前必須認(rèn)真檢查瓦斯?jié)舛取㈨敯?、兩幫、工作面煤壁及支架情況，確認(rèn)安全后方可進(jìn)行。聯(lián)線時(shí)，聯(lián)線人員應(yīng)把手擦干，將電雷管腳線接頭裸露鐵絲擦凈，以免增加接頭電阻和影響接頭導(dǎo)通。接線時(shí)腳線不夠長，可以用同規(guī)格的腳線連接，兩根腳線須錯(cuò)開，并用膠布包好，防止腳線短路和漏電。聯(lián)線接頭須扭緊牢固，要懸空，不得與任何物體接觸。聯(lián)線方式采用串聯(lián)接線，操作簡單，不易漏接或誤接，速度快，便于檢查，通過網(wǎng)絡(luò)的電流較小使用于放炮器放炮，使用安全。4.7使用煤礦器材，確保爆破安全

放炮放炮前必須檢查瓦斯，在放炮地點(diǎn)附近20m以內(nèi)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔坏贸^1%。放炮要嚴(yán)格執(zhí)行“一炮三檢制”和“三人連鎖放炮制”，采用符合要求的放炮器進(jìn)行放炮。放炮通電工作只能由爆破工一人完成。爆破工放炮前應(yīng)用導(dǎo)通表或爆破電橋或歐姆表檢查網(wǎng)絡(luò)是否導(dǎo)通；若網(wǎng)絡(luò)正常，爆破工須發(fā)出放炮警號，至少再等5s方可放炮。

放炮后工作通電后炸藥不響，爆破工必須先取下放炮鑰匙，并將放炮母線從電源上摘下紐結(jié)成短路，再等至少15min才能沿線路檢查，查找原因。發(fā)現(xiàn)瞎炮，必須在班組長直接領(lǐng)導(dǎo)下進(jìn)行處理。爆炸后，所有人員必須再等至少15min才能進(jìn)入放炮地點(diǎn)，檢查現(xiàn)場通風(fēng)、瓦斯、煤塵、頂板、支架、瞎炮、殘爆等情況，如有危險(xiǎn)情況必須立即處理。確認(rèn)正常后，由布置警戒的班組長撤除警戒，發(fā)布作業(yè)命令。五、井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)的理論與發(fā)展5.1目前井巷掘進(jìn)的狀況我國煤礦的巖巷掘進(jìn)普遍使用鉆爆法進(jìn)行施工，掘進(jìn)效率較低，月平均進(jìn)尺在60~70m，炮孔利用率一般為70%~80%，較差的在50%左右，且有相當(dāng)多淺孔爆破的炮孔利用率只有70%左右。隨著煤炭開采深度的增加，深部巖巷掘進(jìn)鉆爆理論與技術(shù)出現(xiàn)了一些新的問題，造成許多煤礦巖巷掘進(jìn)效率不高，接續(xù)緊張。必須進(jìn)行高應(yīng)力條件下巖石爆破機(jī)理、巖巷掘進(jìn)爆破參數(shù)優(yōu)化、巖巷掘進(jìn)爆破器材優(yōu)化、提高炮孔利用率，以及改進(jìn)生產(chǎn)工藝和優(yōu)化勞動組織的研究工作，實(shí)現(xiàn)巷道掘進(jìn)較優(yōu)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和循環(huán)進(jìn)尺。

五、井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)的理論與發(fā)展5.2快速掘進(jìn)的內(nèi)容與目標(biāo)⑴.研究工作對象的性質(zhì)—巖石（巖性，深度，斷面）。⑵.設(shè)計(jì)合適爆破參數(shù)。⑶.挑選優(yōu)良的掘進(jìn)設(shè)備。⑷.優(yōu)化勞動組織。我們的目標(biāo)是；打眼要少，裝藥要少，炮眼利用率要高，要符合掘進(jìn)的配套機(jī)具。概括地講“爆的進(jìn)去，運(yùn)的出來”五、井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)的理論與發(fā)展1）.巖體物理力學(xué)性能的影響;2）.掏槽爆破的影響;3）.炮孔深度的影響;4）.裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)的影響5）.起爆方式的影響6）.巷道斷面面積的影響5.3、影響爆破效率因素

五、井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)的理論與發(fā)展1）巖體的物理力學(xué)性能的影響巷道掘進(jìn)巖石的物理力學(xué)性能、結(jié)構(gòu)和存在狀況對爆破效率有很大影響。對于構(gòu)造節(jié)理不甚發(fā)育、完整性較好、硬度高、可鉆可爆性差、分布隨機(jī)性大的巖巷，鑿巖爆破工作較難，爆破效率更低。隨著礦井開采深度增加，深部巖石受到高地應(yīng)力的影響，更增加了爆破難度，而且常常會受到?jīng)_擊地壓和巖爆的影響。高圍壓作用的結(jié)果是脆性破壞巖石的極限強(qiáng)度隨著圍壓的加大增長很快，近似線性互增。且?guī)r石的破壞表現(xiàn)為由脆性破壞向延性破壞轉(zhuǎn)變。5.3、影響爆破效率因素五、井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)的理論與發(fā)展這種圍壓的作用在巖石爆破又有什么表現(xiàn)呢？研究表明：(1).初始壓應(yīng)力使得爆炸時(shí)產(chǎn)生的破碎區(qū)增大。(2).同時(shí)可看出相同時(shí)刻,在初始壓應(yīng)力條件下的反射拉伸波區(qū)要比自由邊界條件下的反射拉伸波區(qū)范圍小,這說明初始壓應(yīng)力使得反射拉伸波作用不明顯,從而削弱了爆破時(shí)的拋擲作用。(3).雖然初始壓應(yīng)力使得破碎區(qū)增大,但削弱了爆破拋擲作用,在有初始壓應(yīng)力(20～25ＭＰａ)作用下的巖石爆破中,破碎范圍要比無初始應(yīng)力條件下的爆破破碎范圍大,相應(yīng)的擾動也增大,但拋擲效果要比無初始應(yīng)力情況下相對差些。(4).這些現(xiàn)象與現(xiàn)場施工中深孔掏槽比較困難,而在周邊眼爆破時(shí)又易超挖的實(shí)際現(xiàn)象是一致的。5.3、影響爆破效率因素五、井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)的理論與發(fā)展解決辦法：綜合解決（掏槽方式，裝藥量等）。5.3、影響爆破效率因素五、井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)的理論與發(fā)展4.3、影響爆破效率因素2）.掏槽爆破的影響掏槽爆破時(shí)，爆破破碎巖石的條件十分困難，且掏槽的好壞又很大程度上決定了其它炮孔的爆破效果，因此必須選擇合理掏槽形式和裝藥量，使巖石完全破碎形成槽洞和達(dá)到較高的掏槽炮孔利用率。掏槽孔的位置一般在巷道中下部，根據(jù)巷道斷面、巖石性質(zhì)和其它地質(zhì)構(gòu)造條件，掏槽炮孔的排列形式歸納起來可分為兩大類：傾斜炮孔掏槽和垂直炮孔掏槽。由于煤礦巷道斷面較小，且多使用風(fēng)動鑿巖機(jī)鉆孔，因此巷道掘進(jìn)多采用傾斜炮孔掏槽（垂直楔形掏槽）。目前我國巷道掘進(jìn)的掏槽方式及爆破參數(shù)基本上都是憑經(jīng)驗(yàn)確定的，帶有很大的隨意性和盲目性，所選定的掏槽方式及爆破參數(shù)往往與合理的掏槽方式相去甚遠(yuǎn)。合理的掏槽方式及爆破參數(shù)首先應(yīng)根據(jù)巖石物理力學(xué)性質(zhì)和炸藥爆炸性能進(jìn)行理論計(jì)算，然后在實(shí)踐中進(jìn)行修正，使其盡量滿足爆破原始條件的要求，達(dá)到提高炮孔利用率的目的。

5.3、影響爆破效率因素3）.炮孔深度的影響炮孔深度是確定掘進(jìn)循環(huán)勞動量和工作組織的主要鉆爆參數(shù)，通常根據(jù)任務(wù)要求或循環(huán)組織、巖石的堅(jiān)固系數(shù)、炸藥威力、巷道斷面大小和鑿巖機(jī)勞動生產(chǎn)率來確定。一般說來，炮孔加深可使每循環(huán)進(jìn)尺增加，相對地減少輔助時(shí)間，爆破材料的單位消耗量也可降低。但隨著炮孔深度增加，巖體對炮孔的夾制作用增加，鑿巖速度會明顯降低，爆破后槽腔深部破碎巖石不能被拋出，就會降低掏槽效果和全斷面巷道炮孔利用率。

五、井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)的理論與發(fā)展5.3、影響爆破效率因素4）.裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)的影響影響巖巷掘進(jìn)爆破效果的首要因素是掏槽效果的好壞。由于掏槽部位僅有一個(gè)自由面，爆破時(shí)不僅要把此部分巖石破碎而且要拋擲出來，因此需要消耗較多炸藥能量。為了提高爆破效率，掏槽炮孔、輔助孔和底板炮孔以連續(xù)裝藥為主，尤其在堅(jiān)固巖層中，為提高掏槽孔的裝藥量往往增大裝藥系數(shù)或增大炮孔的耦合系數(shù)；為實(shí)現(xiàn)光面爆破，可以增大周邊炮孔不耦合系數(shù)或降低其裝藥系數(shù)。

五、井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)的理論與發(fā)展5.3、影響爆破效率因素5）.起爆方式的影響由于煤礦鉆爆作業(yè)環(huán)境的特殊性，為保證安全生產(chǎn)，爆破作業(yè)多采用正向起爆方式。實(shí)踐表明，孔底起爆（反向起爆）可延長爆炸產(chǎn)物在孔內(nèi)的作用時(shí)間，提高爆破能量利用率，大大降低爆破空氣沖擊波等爆炸有害效應(yīng)。因此，在無瓦斯（或距離煤層較遠(yuǎn)）巷道掘進(jìn)工作面可采用反向起爆，以提高爆破效率。

五、井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)的理論與發(fā)展

6）.巷道斷面積的影響（1）.小斷面，巷道的卸壓范圍小，應(yīng)力集中度高即夾制力大。（2）.自由面積減少影響爆破的拉伸破壞。（3）.斷面積小，拋渣困難碎，巖石脫離巖體的時(shí)間加大影響自由面的形成。（4）.斷面積小，相對掏槽面積增加炸藥也就增加。反之則不然。舉例；隧道比巷道好爆（斷面大，壓力小）解決方法：可適當(dāng)提高槽眼位置

5.3、影響爆破效率因素五、井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)的理論與發(fā)展5.4深部巖巷掘進(jìn)用爆破材料和爆破參數(shù)的優(yōu)化1.炮孔直徑和裝藥直徑的選?。?）對于中硬以下巖石的較小掘進(jìn)工作面，小直徑鉆眼速度較快，采用小循環(huán)進(jìn)尺爆破效果比較明顯。（2）較硬的巖巷掘進(jìn)工作面建議采用大直徑掏槽炮孔和小直徑輔助炮孔、崩落孔和周邊孔相結(jié)合。使炸藥的分布更趨合理，爆破效率明顯提高，而且達(dá)到了很好的光爆效果。（3）在鉆孔機(jī)械化水平較高的掘進(jìn)工作面，可以全部采用大直徑裝藥炮孔進(jìn)行爆破施工，這樣可以相應(yīng)地減少鉆孔數(shù)目，但是全斷面采用大孔徑爆破時(shí)，要注意周邊孔裝藥和堵塞結(jié)構(gòu)的合理性，使之既達(dá)到光面爆破的效果，又提高巷道成型質(zhì)量。

五、井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)的理論與發(fā)展5.4深部巖巷掘進(jìn)用爆破材料和爆破參數(shù)的優(yōu)化2.爆破器材的選取根據(jù)破巖理論，炸藥的阻抗值愈接近巖石的波阻抗值，則爆炸能量的傳遞效率愈高，從而能更大限度地破碎巖石。由于堅(jiān)硬致密的巖石一般波速高、密度大，需選用波阻抗值較大的炸藥品種。嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》中的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行施工。

5.4深部巖巷掘進(jìn)用爆破材料和爆破參數(shù)的優(yōu)化3.掏槽方式和掏槽爆破參數(shù)優(yōu)化(1)掏槽方式的確定在中硬巖石的巷道中掘進(jìn)中采用雙楔形掏槽方案時(shí)試驗(yàn)時(shí)，爆破后掘進(jìn)工作面有“鼓肚子”現(xiàn)象，即上一循環(huán)掏槽處爆破后巖石外鼓，掏槽不到底，掏槽處的巖石雖然已經(jīng)受到擾動破壞，但是沒有被拋出。針對這一現(xiàn)象，試驗(yàn)采用中心孔加強(qiáng)往外拋矸，使掏槽后破壞的巖石盡可能地拋出，給后爆的炮孔提供一個(gè)更大的自由面，不至于有巖石“壓死”情況發(fā)生。根據(jù)試驗(yàn)巷道的巖性和斷面的大小，把原來6孔垂直楔型掏槽改成12孔垂直楔型掏槽。

可見，對于深部硬巖最好采用雙掏槽方案，以克服周圍巖體夾制力，更容易把槽眼部位巖石掏出來。

掏槽布置形式

一般為單楔形掏槽，也有平行雙楔形掏槽。⑴.掏槽間距大；⑵.中心眼未超深；⑶.未能合理發(fā)揮爆破漏斗的作用。

效果：⑴.炮眼利用率低；⑵.出現(xiàn)鼓肚現(xiàn)象；⑶.有效自由面不夠。

5.4深部巖巷掘進(jìn)用爆破材料和爆破參數(shù)的優(yōu)化（2）起爆藥包位置的設(shè)置

近年來我國在深孔爆破中逐步采用反向起爆技術(shù)。實(shí)驗(yàn)表明，在有良好堵塞的情況下，即使在高瓦斯礦井中，反向起爆同正向起爆一樣是安全可靠的。這是因?yàn)?，采用反向起爆時(shí)，炸藥產(chǎn)生的沖擊波和爆生氣體的能量多用于對炮孔壁的破壞，大大降低了爆生氣體從炮孔中噴出的數(shù)量，從而減小了空氣沖擊波的強(qiáng)度，減小了熾熱粒子自炮孔中的噴出的數(shù)量。我國最新版的《煤礦安全規(guī)程》已經(jīng)取消了井下對于反向起爆的限制。由于實(shí)驗(yàn)所在場地的巖石具有一定的韌性和塑性，需增加爆破氣體在炮孔內(nèi)的作用時(shí)間，同時(shí)考慮到安全因素，試驗(yàn)只對部分炮孔采用反向起爆。

5.4深部巖巷掘進(jìn)用爆破材料和爆破參數(shù)的優(yōu)化（3）起爆順序的安排成組藥包爆破時(shí)，齊發(fā)爆破和延期爆破對巖石的作用過程是不同的。秒差延期爆破實(shí)際上是單發(fā)爆破的簡單相加，毫秒微差擠壓爆破是利用孔間微差遲發(fā)不斷創(chuàng)造臨空面，使巖石內(nèi)的應(yīng)力波與先期產(chǎn)生且殘留在巖體內(nèi)的應(yīng)力波相迭加，從而提高爆破的能量利用率。為使掏槽徹底，先給其它藥包提供一個(gè)自由面，試驗(yàn)時(shí)對掏槽炮孔用一段雷管起爆，中心炮孔用二段，其它炮孔的段數(shù)由內(nèi)往外依次排下去。中心炮孔深度比掏槽眼深100～300mm，適當(dāng)裝入一定量延遲起爆的炸藥，這樣，掏槽炮孔起爆后，中心炮孔起到了后續(xù)拋碴的作用，能提高槽腔的成型質(zhì)量及底部破巖能力，而且還可以擴(kuò)大槽腔體積，有效破碎底部巖石，加深掏槽有效深度，加強(qiáng)拋碴作用。另外，中心炮孔還為后爆孔起到空孔的導(dǎo)向作用，有利于掏槽炮孔爆破時(shí)破碎巖石。但為了方便處理意外存在的“瞎炮”或“落炮”，底眼最好用正向起爆。

5.4深部巖巷掘進(jìn)用爆破材料和爆破參數(shù)的優(yōu)化光面爆破１．光面爆破機(jī)理

l

應(yīng)力波疊加原理

l

應(yīng)力波與爆生氣體綜合作用原理

5.5、井巷掘進(jìn)光面爆破技術(shù)常用術(shù)語裝藥系數(shù)裝藥不偶合系數(shù)炮眼密集系數(shù)裝藥集中度炮眼利用率周邊眼痕率單位炸藥消耗量5.5、井巷掘進(jìn)光面爆破技術(shù)裝藥結(jié)構(gòu)l偶合裝藥和不偶合裝藥l正向裝藥和反向裝藥l軟墊層裝藥l炮泥填堵5.5、井巷掘進(jìn)光面爆破技術(shù)5.5、井巷掘進(jìn)光面爆破技術(shù)光面爆破參數(shù)

l裝藥不偶合系數(shù)

l炮眼間距

l最小抵抗線

l裝藥集中度

l

周邊眼同段起爆5.5、井巷掘進(jìn)光面爆破技術(shù)光面爆破參數(shù)巖石fdb/mmE/mmW/mmmqL/g/m堅(jiān)硬8~1038~42600~700500~7001.0~1.0200~300中硬6~838~42500~600600~8000.8~0.8150~200松軟4~638~42350~500450~7000.7~0.8100~1505.5、井巷掘進(jìn)光面爆破技術(shù)光面爆破裝藥結(jié)構(gòu)l

光爆專用藥卷l

普通藥卷軟墊層l

小直徑藥卷（或普通藥卷）軸向間隔軟墊層作用：l

緩沖和均布爆炸壓力，減少孔壁巖石破壞；l

延長爆炸壓力作用時(shí)間，提高能量利用率。5.5、井巷掘進(jìn)光面爆破技術(shù)

光面爆破施工

l鉆眼要求：“準(zhǔn)、直、平、齊”

l預(yù)留光爆層分次爆破

l周邊眼預(yù)裂爆破低密度光面爆破專用炸藥5.5、井巷掘進(jìn)光面爆破技術(shù)爆破施工過程裝藥前的準(zhǔn)備工作炮眼裝藥前應(yīng)認(rèn)真做好準(zhǔn)備工作。首先要對炮眼參數(shù)進(jìn)行檢查驗(yàn)收，測量炮眼位置、炮眼深度是否符合設(shè)計(jì)要求。然后對鉆好的炮眼進(jìn)行清碴和排水。可用長柄掏勺掏出眼內(nèi)留有的巖碴，再用布條纏在掏勺上，將眼內(nèi)的存水吸干?；蛴脡簹夤芡ㄈ胙鄣祝脡簹鈱⒀蹆?nèi)的巖碴和水分吹出。5.5、井巷掘進(jìn)光面爆破技術(shù)爆破施工過程裝藥待準(zhǔn)備工作完畢并確認(rèn)炮眼合格后，即可進(jìn)行裝藥工作．裝藥時(shí)一定要嚴(yán)格按照預(yù)先計(jì)算好的每個(gè)炮眼裝藥量裝填。裝藥結(jié)構(gòu)可以是連續(xù)裝藥，也可以是間隔裝藥，總的裝藥長度不宜超過眼深的2／3。在干燥的炮眼內(nèi)裝藥時(shí)，可將藥卷的包皮用小刀劃開少許裂縫，裝入炮眼后，在放入起爆藥包之前，用木制炮棍壓緊，以增加炮眼的裝藥密度。在有水或潮濕的炮眼中，不能采用這種裝藥方法，以免破裂的藥包受潮。水很大時(shí)，應(yīng)采取防水措施或改用能防水的炸藥。

5.5、井巷掘進(jìn)光面爆破技術(shù)反向起爆：起爆藥包靠近眼底，常放在眼底的第二藥包位置．并將雷管聚能穴朝向眼口，稱為反向起爆。正向起爆：起爆藥包放在靠近眼口的第一或第二個(gè)藥包位置，雷管聚能穴朝向眼底，稱為正向起爆。過去多用正向起爆，但國內(nèi)外實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，反向起爆能提高炮眼利用率，減小巖石破碎塊度，增大拋碴距離，降低炸藥消耗量。這是因?yàn)?，反向起爆時(shí)，爆轟波的傳播方向和巖石向自由面運(yùn)動的方向一致，這有利于在自由面形成反射拉伸應(yīng)力波，從而提高了自由面附近巖石的破碎效果。同時(shí)，眼底起爆時(shí)，藥包距自由面較遠(yuǎn)，爆轟氣體不會立即從眼口沖出，因而爆炸能量得到了較充分的利用，增大了炮眼底部爆炸作用能力和作用時(shí)間。應(yīng)該指出，反向起爆也有不足之處，如：雷管腳線長，裝藥不方便；在有水炮眼中起爆藥包易受潮拒爆。5.5、井巷掘進(jìn)光面爆破技術(shù)掏槽眼的正，反向起爆問題

5.5、井巷掘進(jìn)光面爆破技術(shù)堵塞有堵塞炮泥的爆破比不堵塞爆破經(jīng)濟(jì)效益有明顯提高。炮眼裝藥后眼口末裝藥部分應(yīng)該用堵塞物進(jìn)行堵塞．良好的堵塞可以提高炸藥的爆轟性能，使炮眼內(nèi)的炸藥反應(yīng)完全面產(chǎn)生較高的爆轟壓力，還能阻止爆轟氣體產(chǎn)物過早地從炮眼口沖出，提高焊炸能量的利用率。常用的堵塞材料有砂子、粘土、巖粉、尾礦砂等。而小直徑炮眼則常用炮泥堵塞．炮泥是用砂子和粘土混合配制而成的，其重量比為3：1，再加上20％的水?；旌暇鶆蚝笤偃喑芍睆缴孕∮谂谘壑睆降呐谀喽巍６氯麜r(shí)將炮泥段送入炮眼，用炮棍適當(dāng)加壓搗實(shí)。炮眼堵塞長度可以是全部堵塞，也可以是部分堵塞，但堵塞過短則起不到堵塞作用，堵塞以不能被爆轟氣體直接沖出眼口為宜。堵塞應(yīng)是連續(xù)的，中間不要間斷。5.5、井巷掘進(jìn)光面爆破技術(shù)堵塞炮泥有以下幾方面的意義:(1)良好的堵塞可以阻止爆炸氣體過早地從炮孔沖出,延長了炮孔內(nèi)高溫高壓氣體的作用時(shí)間,從而提高有效破碎能量比率,更為重要的是封閉的高溫高壓氣體能顯著增強(qiáng)破碎巖塊的拋擲作用。(2)良好的堵塞可以使爆破產(chǎn)生的空氣沖擊波明顯減弱,個(gè)別飛石距離減小。這對保護(hù)靠近掌子面段的風(fēng)管和其它設(shè)備非常有利,同時(shí)提高了爆破作業(yè)人員的安全感。(3)良好的堵塞使炮孔內(nèi)高溫高壓狀態(tài)時(shí)間延長,促進(jìn)化學(xué)爆炸反應(yīng)更加完全,這樣不僅能提高炸藥爆速和殉爆距離,還能減少從孔口沖出尚未反應(yīng)完全的有毒氣體量。5.5、井巷掘進(jìn)光面爆破技術(shù)(1)、對于實(shí)際工程來說,理論的應(yīng)用一定要與實(shí)際情況相結(jié)合。例如在光面爆破中,理論上要求使用小直徑的光爆專用炸藥,實(shí)踐中往往做不到,只能使用普通藥卷。因此,在使用理論公式的同時(shí),必須通過現(xiàn)場不斷地試驗(yàn)和改進(jìn),才能獲得比較符合現(xiàn)場條件的爆破參數(shù),最終取得預(yù)期的光面爆破效果。(2)、中深孔爆破時(shí)周邊眼采用分段裝藥結(jié)構(gòu)可獲得較好的爆破效果，否則易造成,裝藥處的孔壁破壞較嚴(yán)重,此點(diǎn)對于軟巖巷道的開挖尤為關(guān)鍵。5.6、井巷掘進(jìn)爆破幾點(diǎn)認(rèn)識和體會

(3)、對裝藥炮孔進(jìn)行堵塞,可延長爆生氣體的作用時(shí)間,提高炸藥能量利用率。(4)、在巷道掘進(jìn)施工中,采用預(yù)留適當(dāng)厚度光爆層、空氣間隔不耦合裝藥以及分段裝藥結(jié)構(gòu)的光面爆破技術(shù),能夠保護(hù)圍巖的完整性和穩(wěn)定性,減小圍巖的超欠挖。(5)、光面爆破要達(dá)到好的效果,不但要選用合理的爆破參數(shù),而且要有高素質(zhì)的施工隊(duì)伍,特別是鉆孔位置、深度、角度等重要因素必須準(zhǔn)確無誤,不然達(dá)不到理想的效果。要克服重視拱圈忽視側(cè)墻的傾向。5.6、井巷掘進(jìn)爆破幾點(diǎn)認(rèn)識和體會

（6）、影響爆破效果的參數(shù)是根據(jù)圍巖類別,節(jié)理發(fā)育程度不斷變化,施工中必須進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn),才能取得比較合理的參數(shù),獲得好的效果。（7）、巷道進(jìn)行光面爆破時(shí)會經(jīng)常遇到裂隙、裂隙與巷道軸線垂直或基本垂直,對光爆影響不大,若裂隙與巷道軸成平行或基本平行,對光爆就影響比較大,特別是裂隙在邊墻部位,影響就更大,在這種條件下進(jìn)行光爆時(shí),要采取打超前錨桿,周邊孔中間加空孔,采用間隔裝藥等措施才能獲得好的效果。（8）、周邊眼同時(shí)起爆。5.6、井巷掘進(jìn)爆破幾點(diǎn)認(rèn)識和體會

（9）、注意打眼時(shí)的工程質(zhì)量。因此要求打眼工在操作時(shí)必須樹立嚴(yán)細(xì)、認(rèn)真的作風(fēng),保證各炮眼達(dá)到準(zhǔn)、直、平、齊,并嚴(yán)格按爆破圖表作業(yè)。為了保證打眼質(zhì)量,可采取如下施工組織管理措施5.6、井巷掘進(jìn)爆破幾點(diǎn)認(rèn)識和體會(1)準(zhǔn)確看線托尺定位。在開工前準(zhǔn)確地將中腰線引到工作面上,然后按中腰線定出周邊眼、二圈眼、輔助眼和掏槽眼的位置,并在工作面上做出標(biāo)記。(2)打好第一個(gè)定向眼。首先打正頂眼,作為定向眼。為了保證第一個(gè)正頂眼沿巷道軸向鉆進(jìn),打眼時(shí)在距工作面1m處懸掛一臨時(shí)中線。第一個(gè)正頂眼打好后,插上炮棍作為其它炮眼的標(biāo)志方向。周邊眼開眼位置,硬巖石開在設(shè)計(jì)輪廓線上,眼底落在周邊眼輪廓線外100mm;在軟巖層開在設(shè)計(jì)輪廓線內(nèi)100mm,眼底落在周邊眼輪廓線上。(3)預(yù)量釬桿長,作好標(biāo)記號,保證各炮眼深度一致,眼底落在同一平面上。(4)劃分區(qū)域,定人、定眼位、定眼數(shù),以便打眼工熟練操作,掌握規(guī)律,提高打眼速度和準(zhǔn)確性,保證眼位、眼深及其方向的準(zhǔn)確。(5)裝藥量、炮泥充填長度、聯(lián)線方式、起爆順序等必須嚴(yán)格按爆破說明書執(zhí)行。5.6、井巷掘進(jìn)爆破幾點(diǎn)認(rèn)識和體會五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用5.1巷道定向斷裂控制爆破l原理l特點(diǎn)l形式l炮孔切槽參數(shù)和工藝l聚能藥包參數(shù)l切縫藥包參數(shù)

五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用切縫機(jī)理切縫藥包五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用刻槽爆破的斷裂力學(xué)模型示意圖

五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用刻槽爆破的斷裂力學(xué)模型示意圖

五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用井下石灰?guī)r刻槽爆破的孔壁槽口效果五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用5.2深孔松動爆破卸壓排放瓦斯技術(shù)圖2爆破裂隙擴(kuò)展示意圖五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用5.2、深孔松動爆破卸壓排放瓦斯技術(shù)五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用5.3、爆炸注漿加固圍巖技術(shù)五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用

針對立井掘進(jìn)中常常遇到新構(gòu)造砂巖裂隙的特征，造成注漿效果不好，提出采用高威力大直徑爆破藥柱爆炸溝通橫向裂隙和擴(kuò)大裂隙區(qū)范圍，實(shí)現(xiàn)加大注漿帷幕的范圍和強(qiáng)度，從而達(dá)到加固圍巖和防滲的目的，并在現(xiàn)場進(jìn)行工程應(yīng)用，取得了較好的效果。

工程概況劉莊煤礦位于安徽省穎上縣古城鄉(xiāng)境內(nèi)，設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力3Mt，礦井采用立井開拓方式，設(shè)主、副、風(fēng)三個(gè)井筒。劉莊礦風(fēng)井井筒設(shè)計(jì)累深794.8m，其中表土段及凍結(jié)基巖段335m，基巖段459.8m，井筒凈徑φ6.5m，S凈＝33.18m2。2003年9月20日~10月3日，井筒施工至377.5m~386.7m時(shí)，該段巖性為石英砂巖，雖經(jīng)地面預(yù)注漿和工作面預(yù)注漿兩次處理，但施工時(shí)井筒實(shí)測涌水量仍由23m3/h增加到54.94m3/h，10月5日停止掘進(jìn)。該出水段巖性以石英砂巖為主，巖石堅(jiān)硬，裂隙豎向發(fā)育豐富，且縫隙狹窄，為新構(gòu)造帶裂隙帶，勘探時(shí)預(yù)計(jì)涌水量為241m3/h.5.3、爆炸注漿加固圍巖技術(shù)五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用新構(gòu)造帶裂隙的工程特征所謂新構(gòu)造運(yùn)動(又稱喜馬拉雅山運(yùn)動)是地球上最近、最新、現(xiàn)在正在活動的構(gòu)造運(yùn)動，由其產(chǎn)生的褶皺斷裂、節(jié)理、片理等構(gòu)造行跡稱為新構(gòu)造裂隙。由于新構(gòu)造裂隙形成較晚，充填不實(shí)，膠結(jié)性差，具有良好的透水性；由于其年齡輕，未受到其它斷裂構(gòu)造的干擾和破壞，整個(gè)裂隙帶橫向、縱向都有較好的延伸性和連通性，故是地下水運(yùn)移的主要通道。其主要特征：(1)裂隙充填物;(2)裂隙面顏色;(3)直立性和方向性，裂隙傾角一般在50°以上，局部達(dá)75～90°，裂隙具有相對穩(wěn)定的方向。(4)分帶性。巖層裂隙分布不均，密集成帶，富水帶和貧水帶相間排列，展布方向大致平行。五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用由于該段巖性為新構(gòu)造裂隙帶，巖石豎向裂隙發(fā)育豐富，且裂隙狹窄，橫向裂隙與豎向裂隙不溝通，由于注漿加固范圍較小，主要集中在井筒斷面內(nèi)及周圍近距離范圍內(nèi)，造成此次工作面預(yù)注漿效果也不理想，而在井筒掘進(jìn)過程中，由于爆破震動損傷破壞，形成的微裂隙穿過原注漿加固帶，與原生裂隙溝通，導(dǎo)致井筒掘進(jìn)涌水量仍達(dá)64.94m3/h，給井筒基巖段施工帶來很大困難，為了保證下一步井筒施工的順利進(jìn)行，經(jīng)多方研究、論證決定采用高威力大直徑藥柱對砂巖段進(jìn)行爆炸致裂，溝通橫向裂隙，擴(kuò)大漿液擴(kuò)散半徑，以利快速、優(yōu)質(zhì)、安全施工。出水原因及對策五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用止?jié){墊設(shè)計(jì)及鉆孔布置

本次注漿段高為53m，每個(gè)孔又分兩個(gè)小段高進(jìn)行注漿，386.7～417.7m為第一注漿小段高，417.7～439.7m為第二注漿小段高。濾水層厚0.8m，濾水桶采用φ630mm×12mm，長5m的兩根鋼管加工，止?jié){墊厚度為3.5m，在井筒里按直徑5.3m的圓周上布置5個(gè)孔，孔的徑切向角分別為3o、10o，孔與孔之間間距3.24m；井筒中心布置一個(gè)豎直孔，孔口管均采用φ108mm×5mm×5000mm的鋼管，鋼管上焊有高壓法蘭盤。五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用爆破藥柱的性能和結(jié)構(gòu)

為使砂巖巖體內(nèi)產(chǎn)生一定數(shù)量和長度的裂隙，必須選用大直徑高威力炸藥，同時(shí)必須保證裝藥在巖體內(nèi)全部傳爆，否則，等于在巖體內(nèi)埋設(shè)了一枚炸彈，造成井巷不能正常掘進(jìn)。為此，我們經(jīng)過大量的試驗(yàn)，研究出一種利用PVC塑料管裝藥的大直徑可連續(xù)接長的藥柱。并先后在粘土層中進(jìn)行裝藥直徑為Ф40mm～Ф90mm，長度為30～50m的連續(xù)裝藥爆破試驗(yàn)，傳爆率達(dá)100％。高威力炸藥性能與指標(biāo)主要有：（1）藥卷規(guī)格：Ф63mm，長度1000～2000mm；（2）裝藥密度：1.20~1.60g/cm3；（3）每米裝藥量：3.2~3.5kg；（4）炸藥爆速：4000~5000m/s，藥柱結(jié)構(gòu)如下圖所示。五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用

分別對1#、3#、5#、7#孔孔中爆破，使巖石致裂，裂隙豎向相互溝通，提高漿液的可注性。放炮前用φ90mm潛孔錘對該孔進(jìn)行擴(kuò)孔至30～33m，取出鉆桿后實(shí)測孔深，并測出涌水量及靜水壓力，首先進(jìn)行壓清水實(shí)驗(yàn)然后進(jìn)行孔內(nèi)爆破。本次孔內(nèi)爆破技術(shù)參數(shù)如下：(1)炮孔直徑φ90mm，(2)深度30~32m，(3)裝藥直徑φ63mm，(4)裝藥長度15m，單孔裝藥量49.5kg，(5)采用正向連續(xù)裝藥及水耦合裝藥結(jié)構(gòu)深孔爆炸注漿參數(shù)及施工工藝

五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用

裝藥前，檢測炮孔的實(shí)際深度，如果超深，應(yīng)將炮孔內(nèi)填充砂子，炮孔檢測完畢，先用兩根（徑向?qū)ΨQ）12號鐵絲拖住一節(jié)藥柱慢慢下放“試孔”，“試孔”成功后，提起藥柱至孔口，再將藥柱一節(jié)一節(jié)接長至15米，連接過程中用鐵絲托住藥柱慢慢下放到孔底，裝藥完畢，用導(dǎo)通表嚴(yán)格檢查接線電阻，合格后方可撤人，專人連線（母線與放炮電纜相連），并用防水膠布包纏；為了保證藥柱可靠起爆，炮孔內(nèi)裝藥藥柱上設(shè)置兩個(gè)起爆點(diǎn)，即兩發(fā)同段毫秒電雷管同時(shí)起爆；

深孔爆炸注漿施工工藝五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用

爆破后的炮孔注漿前，對每個(gè)注漿孔先注清水20～30min后，再注入15～20波美度的水玻璃20～50min潤滑裂隙，然后再壓清水20min沖洗管路，最后注入水泥單液漿，漿液由3:1開始逐級調(diào)濃。漿液水灰比采用3:1～0.8:1逐級調(diào)濃。根據(jù)注漿壓力和注入量選擇漿液的濃度，注漿漿液主量水灰比為1:1，占總量的三分之一，來保證此次注漿效果，因?yàn)闈{液稀起不到堵水的效果；漿液太濃，巖石縫隙小，豎向裂隙的水串通性很差，至使?jié){液可注性差。在井中增補(bǔ)一個(gè)6號孔作為檢查孔，提高了此次注漿效果。

五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用采用普通注漿和爆炸注漿相比，漿液注入量差別較大，打鉆造孔總工程量相差非常大，如第一次采用工作面普通注漿共造孔551.8m、掃孔339.7m，本次爆炸注漿造孔總量為197.5m，掃孔169.7m。采用深孔爆炸注漿加固后，掘進(jìn)實(shí)測涌水量僅為4.5m3/h，達(dá)到了預(yù)期效果，保證井筒掘進(jìn)中的安全問題，并為井筒早日到底，順利投產(chǎn)做好準(zhǔn)備。結(jié)論五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用5.4、凍結(jié)管射孔注漿加固圍巖技術(shù)

凍結(jié)管射孔注漿是在對石油輸油井射孔技術(shù)和地面注漿技術(shù)研究基礎(chǔ)上，研究出的一種用于煤礦凍結(jié)井筒圍巖加固和堵水的全新的技術(shù)方法。它利用聚能射孔爆破技術(shù)，在預(yù)定地層位置將凍結(jié)管射穿，在地面利用凍結(jié)管及射孔彈道對特定地層進(jìn)行注漿充填加固，既可實(shí)現(xiàn)井壁堵漏，又能減少由于地層沉降對井壁的垂直附加力。該技術(shù)具有地面注漿不要造孔、井下圍巖注漿不用破壁、準(zhǔn)備工作簡單、安全性好、節(jié)省工程費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)，為防止地層下沉造成井壁破裂、井下堵水提供了一種全新的技術(shù)方法。

五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用炸藥爆炸的聚能原理

聚能裝藥爆炸后，靠近聚能穴的炸藥所產(chǎn)生的爆炸產(chǎn)物就會向穴的軸線方向聚集，射出一股高溫、高壓、高速和密度大的聚能流，使能量集中在較小的斷面上，提高了局部的破壞作用，這種現(xiàn)象稱為聚能效應(yīng)。要使一個(gè)裝藥產(chǎn)生良好的聚能效應(yīng)必須具有帶金屬的聚能罩，并要嚴(yán)格使裝藥對稱于爆源和聚能穴構(gòu)成的軸線。帶有金屬聚能罩的聚能裝藥，爆炸后形成的金屬射流運(yùn)動的頭部平均速度可達(dá)4500~7000m/s，溫度可達(dá)數(shù)千攝氏度以上，射流斷部的能量密度可達(dá)E0=29×105kg.cm/cm3。同炸藥爆轟波陣面的能量密度2×105kg.cm/cm3相比，要高出14倍以上，對鋼和巖石具有極大的穿射作用。五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用圖1聚能射流形成過程凍結(jié)管爆炸射孔眼布置圖五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用射孔彈結(jié)構(gòu)及起爆網(wǎng)路圖五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用凍結(jié)管注漿示意圖五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用射孔注漿后聲波檢測效果圖1、注漿效果良好區(qū)2、注漿效果較好區(qū)3、井壁4、注漿空洞區(qū)五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用爆炸卸壓弱化圍巖與虛擬巷道形狀卸壓保護(hù)帶主承載區(qū)副承載圈σyσzσz采動影響后采動影響前σyσzσy巷道圍巖復(fù)合支護(hù)圈示意圖圍巖弱化卸壓示意圖

5.5、高應(yīng)力軟巖爆炸卸壓技術(shù)五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用應(yīng)力控制通過圍巖弱化，可以使巷道周邊應(yīng)力峰值向圍巖深部轉(zhuǎn)移，在圍巖深部形成三向應(yīng)力要承載區(qū)，在巷道周邊得到較好的應(yīng)力分布狀態(tài)，經(jīng)過適當(dāng)錨注支護(hù)加固后，也形成一定的承載能力，它與主承載區(qū)比較起來，僅僅起到輔助作用，因此稱作副承載區(qū)，從而形成副承載區(qū)－卸壓保護(hù)帶－圍巖深部主承載區(qū)的復(fù)合支護(hù)圈。根據(jù)圍巖弱化理論，在主、副承載圈之間形成的巖石彈性模量及剛度都降低的區(qū)帶，我們稱此為卸壓帶，可以起到緩和來自深部圍巖切向的相互擠壓、中斷或減弱高應(yīng)力軟巖巷道周邊切向應(yīng)力的傳遞、降低周邊的高應(yīng)力集中、大量釋放圍巖內(nèi)積蓄的彈性應(yīng)變能等作用，將應(yīng)力集中向圍巖深部轉(zhuǎn)移，在巷道周邊附近形成低應(yīng)力，可使圍巖進(jìn)入穩(wěn)定平衡狀態(tài)，保持巷道不受破壞。五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用

通過圍巖弱化形成的卸壓帶改變了卸壓區(qū)帶的形狀，即主副承載圈輪廓，通過調(diào)整卸壓帶位置來形成有利于巷道穩(wěn)定的主承載輪廓，使主承載圈在圍巖深部得以穩(wěn)定。在強(qiáng)調(diào)卸壓帶作用的同時(shí)，也強(qiáng)調(diào)支護(hù)的作用（1）加固巷道周邊圍巖，提高抵抗變形能力。限制卸壓帶內(nèi)破碎巖體向巷道方面發(fā)展，控制周邊圍巖變形穩(wěn)定；（2）使圍巖中主副承載圈形成相互協(xié)調(diào)的整體結(jié)構(gòu)，充分利用副承載圈區(qū)圍巖的自承載能力。要滿足上述條件，單純采用注漿加固，傳統(tǒng)的料石碹、木支架、鋼支架等。五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用1、原理利用高壓注水及封孔器膨脹的壓力將煤體松動、擠出以達(dá)到破煤效果。五、煤礦爆破新技術(shù)及應(yīng)用5.6、高壓水膨脹破煤技術(shù)2主要設(shè)備礦用乳化泵(或出水端壓強(qiáng)在20～28MPa的防塵水)、Φ19mm高壓主泵管、Φ10mm高壓槍管及注液槍、卸載閘閥、特制ZF-19封孔器、煤電鉆。3工藝流程及操作1)根據(jù)不同情況先對擋頭進(jìn)行預(yù)抽或巷幫抽放,然后按設(shè)計(jì)要求施工12～24個(gè)Φ75mm、深度為11m的卸壓淺孔,經(jīng)效果檢驗(yàn),確認(rèn)無突出危險(xiǎn)后確定允許進(jìn)尺量。2)用煤電鉆在