全國爆破技術(shù)人員統(tǒng)一培訓(xùn)內(nèi)容

全國爆破技術(shù)人員統(tǒng)一培訓(xùn)內(nèi)容第九章井巷掘進(jìn)爆破

9.1平巷掘進(jìn)爆破

9.2立（豎）井掘進(jìn)爆破

9.3隧道掘進(jìn)爆破

9.4平巷（隧道）周邊孔光面爆破和預(yù)裂爆破第二頁，共58頁。學(xué)習(xí)重點：1、工作面炮眼種類與作用2、井巷掘進(jìn)爆破說明書及圖表編制3、光面爆破方法、機(jī)理與施工要點

4、裝藥結(jié)構(gòu)及炮孔堵塞5、微差爆破的破巖機(jī)理第三頁，共58頁。9.1平巷掘進(jìn)爆破1、平巷掘進(jìn)工作面特點

自由面少，而且狹窄（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）。2、工作面上炮眼的分類炮眼按其位置和作用可分為三種：掏槽眼、輔助眼（崩落眼）和周邊眼。

3、三種炮眼的作用

①掏槽眼：順前進(jìn)方向掏出一個凹槽作為第二自由面，以便提高其它炮眼利用率；②輔助眼：擴(kuò)大和延伸掏槽范圍，崩落巖石；③周邊眼：按設(shè)計斷面輪廓切斷巖石，形成光滑、平整的壁面。第四頁，共58頁。

掏槽方式包括兩大類：斜眼掏槽、直眼掏槽1、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

優(yōu)點：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：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。9.1.1掏槽爆破第五頁，共58頁。第六頁，共58頁。第七頁，共58頁。第八頁，共58頁。第九頁，共58頁。2、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）

2）特點：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。第十頁，共58頁。第十一頁，共58頁。第十二頁，共58頁。第十三頁，共58頁。

3）裝藥量蘭格福斯（瑞典）提出的掏槽裝藥集中度計算公式

㎏/m

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，炸藥單耗在1.4～2.0㎏/m3。第十四頁，共58頁。4）優(yōu)缺點

優(yōu)點：①炮孔垂直于自由面布置，方式簡單，易于多臺鉆同時專業(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：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。第十五頁，共58頁。3、選擇合理掏槽方式考慮以下因素：地質(zhì)條件的適應(yīng)性；

施工技術(shù)的可行性；

爆破效果的可靠性；

經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的合理性。

（見P148表7-1直眼掏槽和斜眼掏槽的適用條件）第十六頁，共58頁。

井巷掘進(jìn)爆破施工技術(shù)1、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：炸藥單耗、孔徑、孔深、孔數(shù)、炮孔利用率等第十七頁，共58頁。1）單耗：爆破1m3原巖所需的炸藥量，用㎏/m3表示。普氏公式：

s——巷道斷面積；k0——爆力校正系數(shù)。

q——

標(biāo)準(zhǔn)用單耗，㎏/m3

單耗的選取，參考表（P149表7－2）每個循環(huán)應(yīng)使用藥量Q=qlsη

η

——

炮眼利用率，為每循環(huán)工作面進(jìn)尺與炮眼深度的比值。一般取80-95%。采用光面爆破要比普通爆破用藥量多。計算出的裝藥量的平均值，應(yīng)按眼的不同做分配。第十八頁，共58頁。2）炮眼直徑

直徑與眼數(shù)，單耗、塊度等有關(guān)，一般用38-45mm。3）眼數(shù)根據(jù)裝藥量

和孔深計算炮眼數(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?？晒浪闳缦拢旱谑彭?，共58頁。4）眼深眼深：指炮眼底到工作面

的垂直距離。眼長：沿炮眼方向的實際深度。眼深和循環(huán)次數(shù)相互制約，理論上按最優(yōu)炮孔深度確定之，應(yīng)使每米巷道所需工時最少、成本最低，但難以做到，一般按傳統(tǒng)的經(jīng)驗方法確定。按掘進(jìn)任務(wù)要求定孔深

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)。一般取1.5～2.5m為巷道掘進(jìn)采用在豎井掘進(jìn)中，眼深一般取

l=(0.3～0.5)D

D——井筒直徑，m

第二十頁，共58頁。2、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??；

爆后斷面輪廓符合設(shè)計要求。第二十一頁，共58頁。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；（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。

對立井工作面炮眼參數(shù)選擇與布置基本上與平巷相同，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。第二十二頁，共58頁。3、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第二十三頁，共58頁。圖3-12-5平巷掘進(jìn)爆破裝藥結(jié)構(gòu)圖（a）偶合裝藥；（b）不偶合裝藥；（c）連續(xù)裝藥，（d）空氣間隔裝藥，（e）反向裝藥，（f）正向裝藥第二十四頁，共58頁。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-綁繩第二十五頁，共58頁。1）連續(xù)裝藥和間隔裝藥2）耦合裝藥和不耦合裝藥炮孔直徑與裝藥直徑之比稱為不偶合系數(shù)(decouplingindex)。散裝藥時，不偶合系數(shù)為1。3）正向裝藥和反向裝藥

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)作用時間較長，加強(qiáng)破碎巖石、降低大塊率、提高炮眼利用率。第二十六頁，共58頁。4）炮孔堵塞及炮泥作用

為了保證炸藥反應(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；使炮孔內(nèi)保持較高的爆轟壓力和較長的作用時間——必須填塞炮泥。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。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）。第二十七頁，共58頁。4、爆破說明書和爆破圖表

它是施工組織設(shè)計的一個重要組成部分，是指導(dǎo)、檢查和總結(jié)爆破工作的技術(shù)文件。編制應(yīng)根據(jù)巖石、地質(zhì)、設(shè)備、隊伍等條件，合理選擇爆破參數(shù)，盡量采用先進(jìn)的爆破技術(shù)。

第二十八頁，共58頁。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)計算（4）爆破網(wǎng)路設(shè)計計算（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)表第二十九頁，共58頁。9.2立（豎）井掘進(jìn)爆破

1、井筒炮眼種類根據(jù)爆破作用不同，井筒炮眼種類有：掏槽眼、周邊眼和崩落眼三類。掏槽眼的作用：在于向深部揭開巖石，并為其它炮眼的爆破提供第二個自由面，是決定爆破有效進(jìn)尺的關(guān)鍵。2、掏槽方式常采用：直眼掏槽、錐形掏槽第三十頁，共58頁。錐形掏槽布置如圖所示。錐形掏槽布置圖錐形分段掏槽第三十一頁，共58頁。直眼掏槽布置如圖所示。一階直眼掏槽布置圖第三十二頁，共58頁。（a）兩階同深掏槽(b)兩階不同深掏槽(c)三階直眼掏槽布置圖

二階直眼掏槽布置圖第三十三頁，共58頁。3、爆破參數(shù)主要包括：炮眼深度、藥包直徑、炮眼直徑、抵抗線(或圈距)、眼距、裝藥系數(shù)、炮眼數(shù)目和炸藥消耗量等;應(yīng)根據(jù)井筒施工的地質(zhì)條件、巖石性質(zhì)、施工機(jī)具和爆破材料等因素綜合考慮合理確定。第三十四頁，共58頁。一般情況下，影響炮眼深度的因素有：井筒斷面大小及掏槽類型；鉆眼機(jī)具可能達(dá)到的最大鉆眼深度和精度；炸藥的爆轟性能；循環(huán)組織形式和金屬模板的高度等。按計劃的月進(jìn)度確定

l=

式中l(wèi)--炮眼深度，m；

L--單項工程施工組織設(shè)計中規(guī)定的立井計劃月進(jìn)度指標(biāo)，m；

N--每月實際用于掘進(jìn)的作業(yè)天數(shù)；

n--每日完成的掘進(jìn)循環(huán)數(shù)；

--正規(guī)循環(huán)率，一般可取0.85~0.95；

--炮眼利用率，一般可達(dá)0.85~0.94。第三十五頁，共58頁。4、裝藥結(jié)構(gòu)有以下幾種形式：偶合裝藥與不偶合裝藥結(jié)構(gòu)；連續(xù)裝藥和間隔裝藥結(jié)構(gòu)；正向起爆和反向起爆。第三十六頁，共58頁。5、立井爆破網(wǎng)路

爆破網(wǎng)路類型：并聯(lián)網(wǎng)路并聯(lián)網(wǎng)路:a閉合反向、b閉合正向、c反向并聯(lián)；abc第三十七頁，共58頁。

技術(shù)特點閉合反向并聯(lián)——網(wǎng)路電流分布最均勻，起爆可靠，立井工程多采用；閉合正向并聯(lián)——網(wǎng)路電流分布較均勻，立井爆破經(jīng)常采用；反向并聯(lián)——網(wǎng)路電流均勻分布較差，但布線簡單，立井爆破也有采用。

立井井筒掘進(jìn)由于斷面大、一次起爆的雷管數(shù)目多、工作面通常有淋水，所以，給爆破網(wǎng)路的設(shè)計和實施帶來一定困難。一般采用220V或380V交流電源起爆，在地面設(shè)專用開關(guān)箱，井筒內(nèi)敷設(shè)專用放炮電纜，工作面設(shè)木樁架起一定高度的裸鋁線或鍍鋅鐵絲作為連接線，采用并聯(lián)網(wǎng)路。第三十八頁，共58頁。6、立井井筒爆破說明書與圖表編制包括四個內(nèi)容：爆破條件、爆破參數(shù)、炮眼布置圖和爆破預(yù)期效果?，F(xiàn)以某礦井筒為例加以說明。

（一）爆破條件

1）井筒名稱：XX礦主井井筒

2）井筒深度：425m3）掘進(jìn)直徑和掘進(jìn)斷面積：＝5.8m，S＝26.42m。

4）巖石性質(zhì)：表土層占32％，基巖f＝8硬砂巖占54％，f＝4

頁巖占14％。

5）瓦斯等級，低瓦斯礦井。第三十九頁，共58頁。

6）鉆眼方式；傘形鉆架。

7）鑿巖機(jī)臺數(shù)：6臺。

8）炸藥類型：高威力防水銨黑炸藥，藥包規(guī)格；

45mm×300mm×500g。

9）炮眼直徑：55mm。

10）雷管類型：段發(fā)電雷管。

11）井筒涌水量：3～5m／h。第四十頁，共58頁。（二）爆破參數(shù)圈別炮眼個數(shù)(個)圈徑(m)炮眼角度(0)炮眼深度(m)眼間距(m)眼圈距(m)每眼藥包數(shù)(個)每個炮眼藥量(Kg)每圈裝藥量充填長度(m)雷管段數(shù)起爆順序聯(lián)線方式1234536915271.21.72.24.25.690909090871.83.24.44.24.41.050.860.750.80.640.250.251.00.745511822.52.52.5461522.582.51080.60.70.70.70.313579ⅠⅡⅢⅣⅤ并聯(lián)并聯(lián)并聯(lián)并聯(lián)并聯(lián)

合計60234

表3-14-8爆破參數(shù)表第四十一頁，共58頁。（三）炮眼布置圖3-14-15炮眼布置圖

第四十二頁，共58頁。（四）爆破預(yù)期效果序號爆破指標(biāo)單位數(shù)量1234567891011炮眼利用率每循環(huán)進(jìn)尺每循環(huán)爆破實體巖石量每循環(huán)炸藥消耗量單位原巖炸藥消耗量每米井筒炸藥消耗量每循環(huán)炮眼長度單位原巖炮眼消耗量每米井筒炮眼消耗量單位原巖雷管消耗量每米井筒雷管消耗量％mm3KgKg/m3Kg/mmm/m3m/m個/m3個/m90.43.81012342.3261240.62.3863.30.59415.79第四十三頁，共58頁。9.3隧道掘進(jìn)爆破第四十四頁，共58頁。9.4平巷（隧道）周邊孔

光面爆破和預(yù)裂爆破

第四十五頁，共58頁。一、光面爆破及特點

適用于斷面周邊一層巖石，爆后斷面符合設(shè)計要求、圍巖形狀規(guī)整。表面光滑、損傷小、保持穩(wěn)定。特點：減少超欠挖；

井巷成形規(guī)整、質(zhì)量高；

圍巖穩(wěn)定，自身承載能力強(qiáng)，減少支護(hù)及用材；

掘進(jìn)速度快、成本低、施工安全；

鉆孔質(zhì)量要求高。二、光爆原理

1、光爆實質(zhì)——是在斷面設(shè)計的輪廓線上布置間距較小相互平行的炮孔，控制裝藥量及不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，選用低密度、低爆速（低威力）炸藥并同時起爆，沿炮孔連線將巖石切斷崩落。第四十六頁，共58頁。2、原理

1）應(yīng)力波疊加原理——相鄰兩孔裝藥同時爆炸時，應(yīng)力波沿炮孔連線相向傳播，相互干涉疊加，當(dāng)切向拉應(yīng)力大于巖石的抗拉強(qiáng)度時，切斷巖石形成貫穿裂縫。

2）應(yīng)力波與爆生氣體共同作用原理——實際爆破時，兩孔難以保證同時，故連線上應(yīng)力波疊加難以實現(xiàn)。因此，認(rèn)為貫穿裂縫的形成，是基于各裝藥爆炸所激起的應(yīng)力波先在孔壁上產(chǎn)生初始裂縫，然后，在爆生氣體靜壓作用下，形成“氣楔”使裂縫擴(kuò)展，最終貫通。第四十七頁，共58頁。三、光爆參數(shù)

（Kd、E、W、△t）1、不耦合系數(shù)

由不耦合裝藥炮孔壁上產(chǎn)生的沖擊壓力知

令

可求得Kb。

一般取Kb＝1.5～2.52、炮眼間距

根據(jù)不同的光爆原理有不同的確定方法。炮孔間距一般為孔眼直徑的10～20倍。在節(jié)理裂隙比較發(fā)育的巖石中應(yīng)取小值，整體性好的巖石可取大值。第四十八頁，共58頁。3、鄰近系數(shù)（炮孔密度系數(shù)）

m過大，爆后可能在光面眼間留下巖埂，造成欠挖；m過小，則會在新巖面上造成凹坑。實踐表明，當(dāng)炮孔密集系數(shù)＝0.8～1.0時，光爆效果較好；硬巖取大值，軟巖取小值。

4、起爆時差

周邊眼最好同時起爆，周邊眼與相鄰孔，一般在50～100ms，隨孔深不同變化。

第四十九頁，共58頁。

5、最小抵抗線W

光面層厚度或周邊眼至相鄰輔助眼間的距離是光面爆破的最小抵抗線，一般應(yīng)大于光面孔眼的間距。在爆破中，為了使保留區(qū)巖壁光滑而不致破壞，抵抗線W也不宜過大，通常取W=（1～3）m，否則爆破后不能形成光滑的巖壁，達(dá)不到光面爆破的目的。因此對于露天深孔光面爆破的抵抗線W最好采用與鉆孔直徑d有關(guān)的關(guān)系式計算，即W=（7～20）d。第五十頁，共58頁。圖7-15光爆參數(shù)示意圖

第五十一頁，共58頁。6、單位裝藥量q

單位裝藥量又叫線裝藥密度和裝藥集中度，它是指單位長度孔眼中裝藥量的多少(g／m或kg／m)。為了控制裂縫的發(fā)展，保持新壁面的完整穩(wěn)固，在保證沿孔眼連線破裂的前提下，應(yīng)盡可能減少裝藥量。軟巖一般用70～120g／m，中硬巖為100～150g／m，硬巖為150～25Og／m。第五十二頁，共58頁。四、施工要點

1、鉆孔質(zhì)量

做到“準(zhǔn)、平、直、齊”

2、裝藥結(jié)構(gòu)

標(biāo)準(zhǔn)藥卷空氣間隔裝藥；

多采用：

小直徑藥卷間隔裝藥；

小直徑藥卷連續(xù)裝藥。

3、起爆順序：掏槽眼→輔助眼→崩落眼→周邊眼（多適用于小斷面巷道）大斷面巷道和硐室掘進(jìn)，可采用預(yù)留光爆層的分次爆破。第五十三頁，共58頁。補(bǔ)充預(yù)裂爆破1、預(yù)裂爆破原理與光面爆破一致，消滅粉碎區(qū)，控制破裂區(qū)。預(yù)裂爆破與光面爆破很相似，它是在光面爆破的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，所不同的是：光面爆破是光面眼前面的巖石都崩落后再才進(jìn)行爆破，它有最小抵抗線。而預(yù)裂爆破是在預(yù)裂眼前面的巖石都沒有爆的情況下所進(jìn)行的爆破

第五十四頁，共58頁。2、預(yù)裂爆破的優(yōu)點

預(yù)裂爆破首先形成裂隙后，前面的炮