巷道掘進(jìn)爆破技術(shù)

巖巷掘進(jìn)控制爆破技術(shù)巖巷掘進(jìn)控制爆破技術(shù)

第一節(jié)概述第二節(jié)掏槽爆破第三節(jié)爆破參數(shù)和爆破圖表第四節(jié)光面爆破第五節(jié)微差爆破第一節(jié)概述

目前，鉆爆法(drillingblastmethod)由于對(duì)地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)、開(kāi)挖成本低，特別適合于堅(jiān)硬巖石巷道、破碎巖石巷道及大量硐室的開(kāi)挖施工。因此，鉆爆法仍是巷道掘進(jìn)的主要手段。巷道爆破掘進(jìn)開(kāi)挖是以鉆孔、爆破工序?yàn)橹?，配以裝運(yùn)機(jī)械出碴，完成巷道施工的方法，是建設(shè)巷道的主要工序，它的成敗與好壞直接影響到圍巖的穩(wěn)定及后續(xù)工序的正常進(jìn)行和施工速度，是巷道建設(shè)非常重要的組成部分。概述巷道爆破的特點(diǎn)巷道一般采用小孔徑鉆眼爆破，有鉆眼、裝藥、連線(xiàn)、爆破等工序。主要特點(diǎn)：

1）由于水、氣溫、噪音、粉塵、潮濕以及照明、通風(fēng)等的影響，鉆眼爆破作業(yè)條件差。

2）爆破的臨空面（自由面）少，巖石的夾制作用大，耗藥量大，爆破難度大。

3）對(duì)鉆眼爆破質(zhì)量要求較高。方向正確，巷道斷面達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，爆破時(shí)既要預(yù)防飛石崩壞支架及設(shè)備等，還要保證爆落巖石塊度要均勻，爆堆要集中，便于裝碴運(yùn)輸。

4）要求采用光明爆破技術(shù)，盡量減少爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng)，確保圍巖完整。一、炮眼的種類(lèi)和作用

巷道開(kāi)挖爆破的炮眼類(lèi)型按其所在位置、爆破作用、布置方式和有關(guān)參數(shù)的不同可分為掏槽眼、崩落眼眼和周邊眼。爆破的關(guān)鍵是掏槽眼和周邊眼的爆破，掏槽眼為崩落眼和周邊眼的爆破創(chuàng)造了有利條件，直接影響循環(huán)進(jìn)尺和掘進(jìn)效果；周邊眼關(guān)系到巷道開(kāi)挖邊界的超欠挖和對(duì)周?chē)鷩鷰r的影響。直接控制成型質(zhì)量。

一、炮眼的種類(lèi)和作用（續(xù)）掏槽眼。針對(duì)巷道開(kāi)挖爆破只有一個(gè)臨空面的特點(diǎn)，為提高爆破效果，宜先在開(kāi)挖斷面的適當(dāng)位置（一般在中央偏下部)布置幾個(gè)裝藥量較多的炮眼。其作用是先在開(kāi)挖面上炸出一個(gè)槽腔，為后續(xù)炮眼的爆破創(chuàng)造新的臨空面。崩落眼。位于掏槽眼與周邊眼之間的炮眼。其作用是擴(kuò)大掏槽眼炸出的槽腔，為周邊眼爆破創(chuàng)造臨空面。崩落眼又是爆破巖石的主要炮眼。周邊眼。沿巷道周邊布置的炮眼稱(chēng)為周邊眼。其作用是控制爆破后巷道斷面形狀、大小和輪廓。按其所在位置的不同，又可分為幫眼、頂眼和底眼。一、炮眼的種類(lèi)和作用（巷道）

1—頂眼；2—幫眼；3—底眼a—掏槽；b—擴(kuò)槽；c—形成巷道（巷道）規(guī)格斷面；一、炮眼的種類(lèi)和作用（巷道）巷道斷面炮眼布置圖常用的爆破術(shù)語(yǔ)（或基本概念）不耦合裝藥：炮孔直徑大于藥卷直徑的裝藥方式，（兩者相等時(shí)為耦合裝藥）。裝藥不耦合系數(shù)：炮孔直徑和藥卷直徑的比值。炮眼密集系數(shù)：炮眼間距和該排（圈）炮眼裝藥最小抵抗線(xiàn)的比值。裝藥集中度：炮眼裝藥質(zhì)量和炮眼長(zhǎng)度的比值。炮眼利用率：循環(huán)進(jìn)尺和炮眼長(zhǎng)度的比值。周邊眼痕率：爆后周邊（一般指頂眼和幫眼）半邊眼痕數(shù)和周邊眼數(shù)的比值。炮頭（起爆藥包）：內(nèi)裝有起爆元件（雷管）的藥包。第一節(jié)掏槽爆破

1）定義：為了創(chuàng)造第二個(gè)自由面，可以在掘進(jìn)工作面的某一適當(dāng)位置布置少量炮眼，爆破時(shí)首先起爆，在工作面形成一個(gè)槽口狀空腔（通常稱(chēng)槽腔），使周?chē)渌谘郏ū缆溲酆椭苓呇郏┚源藶樽杂擅?，向空腔方向爆破，以獲得較好的爆破效果，此種技術(shù)就叫掏槽爆破。這些炮眼就稱(chēng)為掏槽眼。

2）特點(diǎn)：為了提高其他炮眼的爆破效果，掏槽眼應(yīng)比其它炮眼加深150~200mm，裝藥量增加15%~20%。

3）分類(lèi)：根據(jù)巷道（巷道）斷面、巖石性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造等條件，掏槽眼的排列形式有很多種類(lèi)，歸納起來(lái)可分成傾斜眼掏槽和直眼掏槽兩大類(lèi)，此外還有兩者結(jié)合的混合式掏槽。

4）布置原則：掏槽眼位置一般應(yīng)布置在開(kāi)挖斷面的中部或中下部，有軟弱層時(shí)，布置在軟弱巖層中。炮眼方向，在巖層層理明顯時(shí)，應(yīng)盡量垂直于巖層的層理面；一、傾斜眼掏槽1、單向掏槽

a—頂部掏槽；

b—底部掏槽；

c—側(cè)向掏槽；

d—扇形掏槽孔口孔底2、錐形掏槽a—三角錐形b—正角錐形c—圓錐形3、楔形掏槽型式a－垂直楔形掏槽b－水平楔形掏槽?？卓诳椎?、楔形掏槽（續(xù)）類(lèi)型：通常由兩排或三排相對(duì)稱(chēng)的傾斜炮眼組成，爆破后形成楔形槽腔。楔形掏槽可分為垂直楔形掏槽和水平楔形掏槽兩種。應(yīng)用：楔形掏槽常用于中硬以上均質(zhì)巖石。當(dāng)巷道巖層有水平層理時(shí)，宜采用水平楔形掏槽，以提高掏槽爆破效果。特點(diǎn)：根據(jù)掏槽深度的不同，每對(duì)掏槽眼眼口間距為0.8~1.2m，眼底距離為200~300mm，相鄰炮眼排距300～400mm，掏槽眼與工作面交角為600~750。斜眼掏槽的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：

1）適用于各種巖石并能獲得較好的掏槽效果；

2）所需掏槽眼數(shù)較少，炸藥單耗較低，但掏槽體積大，易將巖石拋出，有利于其它炮眼的爆破，

3）掏槽眼位置和傾角的精度對(duì)掏槽效果影響較小。缺點(diǎn)：

1）掏槽眼深度受到巷道斷面限制，因而影響到每個(gè)掘進(jìn)循環(huán)的進(jìn)尺（巷道斷面較大，影響小，但小斷面巷道影響較大，無(wú)法進(jìn)行深孔爆破）；

2）巖石拋擲距離遠(yuǎn)，巖堆分散，影響裝巖效率；

3）鉆眼方向難以掌握。二、直眼掏槽直眼也稱(chēng)直線(xiàn)掏槽特點(diǎn)：所有掏槽眼均垂直于工作面，炮眼之間相距較近且保持互相平行，其中有一個(gè)或數(shù)個(gè)不裝藥的空眼。形式：垂直眼掏槽有龜裂掏槽（又稱(chēng)縫隙掏槽或直線(xiàn)掏槽）、角柱形掏槽（圓柱又稱(chēng)桶形掏槽）和螺旋形掏槽等多種種類(lèi)型。1、龜裂掏槽裝藥孔空孔1、龜裂掏槽特點(diǎn)：

1）掏槽眼布置在一條直線(xiàn)上，彼此間嚴(yán)格平行，裝藥眼與空眼間隔布置，爆破后形成一條槽縫槽腔。

2）掏槽眼數(shù)目與巷道斷面大小及巖石堅(jiān)固性成正比，通常為3~7個(gè)眼。眼間距離一般?。?~2）炮眼直徑。

3）龜裂掏槽體積較小，應(yīng)用較少。適用條件：適用于中硬以上或堅(jiān)硬巖石，或小斷面巷道。2、角柱形掏槽圖中數(shù)字表示起爆順序。裝藥孔空孔2、角柱形掏槽

各掏槽眼互相平行且呈對(duì)稱(chēng)形式?？昭壑睆娇膳c裝藥眼相同，也可采用大直徑空眼，以便增強(qiáng)自由面的作用。大直徑空眼角柱形掏槽，可適當(dāng)增加炮眼間距。桶形掏槽較龜裂掏槽形成的槽子體積大，在中硬巖石中使用較為普遍。主要形式有：三角柱掏槽、四角柱掏槽、菱形角柱掏槽、五星角柱掏槽、六角柱掏槽、筒形掏槽、復(fù)式三角柱掏槽等2、角柱形掏槽——大直徑空眼角柱形掏槽，3、螺旋形掏槽螺旋掏槽的特點(diǎn)是各裝藥眼至空眼的距離依次遞增，呈螺旋線(xiàn)布置，并由近及遠(yuǎn)順序起爆，能充分利用自由面，擴(kuò)大掏槽效果，其擴(kuò)槽原理如圖a

小直徑空眼b

大直徑空眼圖中數(shù)字表示起爆順序小直徑空眼螺旋掏槽1—炸藥；2—炮泥。圖中數(shù)字表示起爆順序大直徑空眼螺旋形掏槽炮眼布置圖中數(shù)字表示起爆順序3直眼掏槽與傾斜掏槽相比優(yōu)點(diǎn)：1）眼深不受巷道斷面限制，可進(jìn)行較深炮眼的爆破。2）掏槽體積里外大小較一致，因而相鄰炮眼的最小抵抗線(xiàn)里外也較一致，使爆落的礦巖塊度均勻，不會(huì)拋擲太遠(yuǎn)，爆堆集中在工作面附近，有利于裝巖。3）炮眼垂直工作面，利于多臺(tái)鑿巖機(jī)平行作業(yè)。缺點(diǎn)：1）掏槽眼數(shù)較多，掏槽體積小，裝藥眼和空眼的間距不能太大且需相互平行。2）鉆眼誤差對(duì)掏槽效果影響較大，要求要有較高的鉆眼技術(shù)。直眼掏槽中空眼的作用1）是爆破輔助自由面，改善巖石破碎效果。2）作為爆后巖石破碎的膨脹空間。3）導(dǎo)向裂隙。因此：空眼越多、空眼直徑越大，對(duì)直眼掏槽爆破越有利。注意：直眼掏槽一般都是過(guò)量裝藥，裝藥長(zhǎng)度占全眼長(zhǎng)的70%～90%，如果裝藥長(zhǎng)度不夠，易發(fā)生“掛門(mén)簾”和“留門(mén)坎”現(xiàn)象。當(dāng)眼深大于2.5m時(shí)易產(chǎn)生溝槽效應(yīng)，應(yīng)采取相應(yīng)措施防止爆轟中斷。三、混合掏槽

混合掏槽是指兩種以上的掏槽方式混合使用。在遇到巖石特別堅(jiān)硬或巷道斷面較大時(shí)，可以采用如圖的復(fù)式楔形掏槽或桶形與錐形混合掏槽。三層楔形掏槽眼示意圖H0、h1、h2均為炮孔底至自由面的垂直線(xiàn)；R0掘進(jìn)工作面（自由面）；

R1、R2分別為每層掏槽孔底深度（距自由面）。自由面四層楔形掏槽眼示意圖（圖中0~12表示起爆順序）自由面掘進(jìn)進(jìn)尺孔底位置第二節(jié)掘進(jìn)爆破技術(shù)一、掘進(jìn)中爆破參數(shù)的確定二、炮眼布置三、裝藥結(jié)構(gòu)四、爆破說(shuō)明書(shū)和爆破圖表五、實(shí)例一、爆破參數(shù)的確定

合理確定爆破參數(shù)是獲得良好爆破效果、加快掘進(jìn)速度的可靠保證。除掏槽方式和掏槽參數(shù)、光面爆破參數(shù)外，掘進(jìn)爆破主要的爆破參數(shù)還有：?jiǎn)挝徽ㄋ幭牧浚ㄕㄋ巻魏模⑴谘壑睆?、藥卷直徑、炮眼深度、炮眼?shù)目、炮眼間距、裝藥密集系數(shù)等。合理選擇這些爆破參數(shù)時(shí)，不僅要考慮掘進(jìn)的條件（巖石條件和巷道斷面條件）、爆破材料，還要考慮到這些參數(shù)之間的相互關(guān)系及其對(duì)爆破效果的影響（如炮眼利用率、巖石破碎塊度、爆堆形狀及尺寸等）。1、單位炸藥消耗量（炸藥單耗）

1）定義：爆破一立方米原巖所消耗的炸藥量稱(chēng)為單位炸藥消耗量（或稱(chēng)炸藥單耗），通常以q表示，單位：kg/m3。

2）重要性：炸藥單耗的大小對(duì)爆破效果、鑿巖和裝巖工作量、炮眼利用率、巷道輪廓的平整性和圍巖的穩(wěn)定性都有較大的影響。對(duì)爆破效果的影響：?jiǎn)挝徽ㄋ幭牧科蜁r(shí)，則可能使巷道斷面達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，巖石破碎不均勻，甚至崩落不下來(lái)。當(dāng)單位炸藥消耗量偏高時(shí)，不僅會(huì)增加炸藥的用量，而且可能造成巷道超挖、降低圍巖的穩(wěn)定性，拋擲量和拋擲距離增強(qiáng)，甚至還會(huì)損壞支架和設(shè)備。

3）影響因素：?jiǎn)挝徽ㄋ幭牧咳Q于炸藥性質(zhì)（密度、爆速、爆力和猛度等）、巖石的性質(zhì)、巷道斷面、炮眼直徑和炮眼深度等多種因素。1、單位炸藥消耗量（炸藥單耗）4）確定方法：目前尚無(wú)完善的理論計(jì)算方法。在掘進(jìn)爆破工作中，常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或參考國(guó)家相關(guān)定額。具體有：方法一、國(guó)家定額選?。ㄏ嚓P(guān)表格）方法二、經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算（較少采用）

經(jīng)驗(yàn)公式一

經(jīng)驗(yàn)公式二

實(shí)際施工設(shè)計(jì)時(shí)，則根據(jù)各類(lèi)炮眼分別裝藥，計(jì)算其和，比上爆破實(shí)體巖石體積求炸藥單耗，與相關(guān)的定額比較，比較接近為合理2、炮眼直徑影響因素：

1）炮眼直徑的大小影響鉆眼速度、炮眼數(shù)目、炸藥單耗、爆落巖石的塊度和井巷輪廓的平整性。

2）炮眼直徑增加，則藥卷直徑加大，有利于提高爆炸反應(yīng)的穩(wěn)定性、增加爆速；但是炮眼直徑過(guò)大，不僅使鉆眼速度下降，而且因炮眼數(shù)目減少影響炸藥的均勻分布，使巖石的破碎質(zhì)量變差。取值：目前我國(guó)巷道（或巷道）掘進(jìn)爆破一般采用35~45mm的炮眼直徑。煤礦井下（一般煤系地層巖石較軟）采用28~32mm小直徑炮眼，配合小直徑藥卷和小直徑錨桿施工，即常稱(chēng)的“三小”3、炮眼深度

1）定義：炮眼深度是指眼底到工作面的垂直距離，而沿炮眼方向的實(shí)際深度叫炮眼長(zhǎng)度，例如斜眼掏槽中的掏槽眼。

2）影響：炮眼深度大小，不僅影響著每個(gè)掘進(jìn)工序工作量和完成時(shí)間，而且影響爆破效果和掘進(jìn)速度以及材料消耗等。

3）取值原則：

a）炮眼深度要和施工條件相適應(yīng)。普通鑿巖機(jī)一般不超過(guò)2.5~3.0m，采用大型鑿巖設(shè)備時(shí)（鑿巖臺(tái)車(chē)配重型鑿巖機(jī)）時(shí)可達(dá)3.0~4.0m；小斷面巷道眼宜淺，大斷面眼應(yīng)深。

b）炮眼深度要和循環(huán)作業(yè)方式相適應(yīng)，要保證能夠?qū)崿F(xiàn)正規(guī)循環(huán)作業(yè)。采用中深孔爆破，能使工時(shí)得到充分利用，增加鑿巖和裝巖時(shí)間，減少裝藥、爆破、通風(fēng)和準(zhǔn)備工作和其他輔助作業(yè)時(shí)間的時(shí)間。提高掘進(jìn)工效。4、炮眼數(shù)目

1）影響：炮眼數(shù)目多少直接影響著鑿巖工作量和爆破效果。眼數(shù)過(guò)少，大塊增多，輪廓不平；眼數(shù)過(guò)多，將增加鑿巖工作量。

2）確定原則：在保證爆破效果的前提下，盡可能減少。

3）確定方法：實(shí)踐中通常根據(jù)巷道斷面和巖石條件，以及各類(lèi)炮眼的爆破要求，以合理的炮眼間距和抵抗線(xiàn)布置炮眼。而后得出炮眼數(shù)目。也可用公式估算：式中：N為炮眼數(shù)目，個(gè)；

f為巖是堅(jiān)固性系數(shù)；

S為井巷掘進(jìn)斷面積，m2

。5、炮眼間距和炮眼密集系數(shù)炮眼間距和炮眼密集系數(shù)的確定方法：一般按巷道斷面的大小及形狀、巖石性質(zhì)、炸藥性能等均勻地布置炮眼。當(dāng)炮眼直徑在32～42mm時(shí)，炮眼間距可取500～700mm，炮眼密集系數(shù)可取0.8~1.0。對(duì)于巷道（或巷道）周邊光明爆破，炮眼間距要小。（具體見(jiàn)光面爆破）。二、炮眼布置

巷道（巷道）內(nèi)布置炮眼時(shí)，必須保證獲得良好的爆破效果，并考慮鉆眼的效率。在開(kāi)挖面上除出現(xiàn)土石互層、圍巖類(lèi)別不同、節(jié)理異常等特殊情況外，應(yīng)按實(shí)際需要布置炮眼，一般應(yīng)按下述原則和方法布置炮眼：

1）先布置掏槽眼，其次是周邊眼，最后是根據(jù)巷道斷面大小均勻布置崩落眼。

2）掏槽眼一般布置在巷道（巷道）面中央偏下部位，有軟弱夾層時(shí)優(yōu)選軟弱層。其深度應(yīng)比其它眼深200mm～300cm。

二、炮眼布置（續(xù)）

3）周邊眼應(yīng)嚴(yán)格按照光明爆破要求布置。各炮眼相互平行，深度一致。斷面拐角處及拱形斷面的拱基位置應(yīng)布置炮眼。為滿(mǎn)足機(jī)械鉆眼需要和減少超欠挖，周邊眼鉆眼應(yīng)考慮0.03～0.05的外插斜率。眼口一般布置在巷道或巷道斷面設(shè)計(jì)輪廓線(xiàn)上，鉆眼稍向外偏斜，眼底落在設(shè)計(jì)輪廓線(xiàn)外50～100mm，即使前后兩茬炮眼有一定的銜接鋸齒臺(tái)階高度。

4）輔助眼應(yīng)均勻地布置在掏槽眼與周邊眼之間，鉆眼方向垂直于工作面。同時(shí)，應(yīng)根據(jù)巷道斷面和巖石條件調(diào)整好最小抵抗線(xiàn)W和炮眼密集系數(shù)m（m=E/W，E為炮眼間距）通常取W＝0.6～0.8m，炮m＝0.8～1.0。注意：為爆出平整的工作面，除掏槽和底眼外，所有眼眼底應(yīng)落在同一平面上。底眼深度一般與掏槽眼相同。二、炮眼布置（續(xù)）

巷道工作面面的炮眼，在遵守上述原則的基礎(chǔ)上，可以有以下幾種布置方式：

1）直線(xiàn)形布眼：將炮眼按垂直方向或水平方向，圍繞掏槽開(kāi)口呈直線(xiàn)形逐層排列（巷道下部），這種布眼方式，形式簡(jiǎn)單且易掌握，同排炮眼的最小抵抗線(xiàn)一致，間距一致，前排眼為后排眼創(chuàng)造臨空面，爆破效果較好。

2）弧形布眼：這種布眼是圍繞著掏槽部位，由里向外，將炮眼逐層弧形布置（拱部巷道）。二、炮眼布置（續(xù)）

3）混合形布眼：順著拱部輪廓線(xiàn)，逐圈布置炮眼成弧形，而下部布置成直線(xiàn)形，以構(gòu)成混合型布置，這是目前直墻拱形巷道最常采用的布眼方式。

4）圓形布孔：當(dāng)開(kāi)挖面為圓形時(shí)，炮孔圍繞斷面中心逐層布置成圓形。這種布孔方式，多用在圓形巷道、泄水洞以及引水洞等的開(kāi)挖爆破中。豎井（立井，斷面為圓形）工作面炮眼，包括掏槽眼、崩落眼和周邊眼，均布置在以井筒中心為圓心的同心圓上。周邊眼和掏槽眼之間所需崩落眼圈數(shù)和各圈內(nèi)炮眼間距，根據(jù)崩落眼最小抵抗線(xiàn)和炮眼密集系數(shù)的關(guān)系來(lái)調(diào)整。二、炮眼布置（續(xù)）巷道斷面炮眼布置形式二、炮眼布置（續(xù)）巷道斷面炮眼布置形式底眼爆破

如果底眼鉆眼超高，向下傾斜角度不夠，或裝藥不足等，爆破后往往會(huì)造成底板欠挖，出現(xiàn)“底坎”。這將給巖石的鏟裝、鋪軌工作及下一個(gè)掘進(jìn)循環(huán)的鉆眼工作帶來(lái)極大困難。處理方法：為避免欠挖、消除底坎，要適當(dāng)減小底眼的間距（根據(jù)巖石情況而定，一般為0.5~0.6m），并使鉆眼方向朝底板下方有一定的傾斜角度。在軟巖中傾角可小些，在硬巖中傾角要大些，眼底低于底板標(biāo)高150~200mm。此外，底眼較其它周邊眼要增加裝藥量。一般認(rèn)為底眼的最小抵抗線(xiàn)和炮眼間距可與崩落眼相近。巷道周邊眼崩落眼掏槽眼0.2m0.1m底眼炮眼布置縱斷面圖0.10~0.15m三、裝藥結(jié)構(gòu)裝藥結(jié)構(gòu)是指炸藥在炮眼內(nèi)的裝填方式。主要有：

1、連續(xù)與間隔裝藥：連續(xù)裝藥——炸藥在炮眼內(nèi)連續(xù)裝填，沒(méi)有間隔。間隔裝藥——炸藥在炮眼內(nèi)分段裝填，之間用炮泥、沙子、木墊、水或空氣等介質(zhì)隔開(kāi)。前者操作簡(jiǎn)單，單發(fā)雷管引爆，但藥量集中，爆炸能量分布不均。后者可克服此缺點(diǎn)，試驗(yàn)和工程實(shí)踐表明：在較深炮眼中采用間隔裝藥可使炸藥在炮眼全長(zhǎng)分布更均勻，巖石爆破破碎塊度均勻，大塊率低。三、裝藥結(jié)構(gòu)（續(xù)）空氣間隔裝藥：間隔中的空氣起到緩沖作用，使作用在炮眼壁上的沖擊壓力峰值降低。從而減少對(duì)周邊圍巖的沖擊壓縮作用，于周邊眼光面爆破非常有利。延長(zhǎng)了爆生氣體在膨脹作用時(shí)間和增加了應(yīng)力波的作用時(shí)間。原因是：

1）由于降低了沖擊作用，相應(yīng)地增大了應(yīng)力波的能量

2）裝藥間空氣柱中形成空氣沖擊波，相向傳播，發(fā)生碰撞，壓力升高，同時(shí)在眼壁的反射以及空氣沖擊波在炮眼內(nèi)的往返傳播、碰撞，增加了壓力作用時(shí)間，因而，提高了爆炸能量的有效利用率。徑向空氣間隙裝藥結(jié)構(gòu)原理同上。三、裝藥結(jié)構(gòu)（續(xù)）

2、耦合與不耦合裝藥：耦合裝藥——裝藥直徑與炮眼直徑相同。不耦合裝藥——裝藥直徑小于炮眼直徑，用不耦合系數(shù)表示不耦合程度（炮眼直徑與裝藥直徑的比值）。多用空氣不耦合或水不耦合裝藥。光面爆破常用。前者爆轟波直接作用與眼壁，激起巖石中的沖擊波，造成粉碎區(qū)，消耗大量能量。后者可克服此缺點(diǎn)，其原理類(lèi)似于間隔裝藥，降低眼壁沖擊壓力，減少或消除了粉碎區(qū)。延長(zhǎng)爆生氣體在炮眼內(nèi)存在時(shí)間和增加應(yīng)力波的作用時(shí)間。提高了爆炸能量的有效利用率。三、裝藥結(jié)構(gòu)（續(xù)）

3、正向與反向裝藥（或正向與反向起爆）：正向裝藥——起爆藥包在眼口，爆轟向眼底傳播。反向裝藥——起爆藥包在眼底，爆轟向眼口傳播。后者優(yōu)于前者：爆轟波、眼底起爆在巖石中形成的應(yīng)力波以及破碎巖石的運(yùn)動(dòng)方向都是朝向眼口，利于巖石的破碎和運(yùn)動(dòng)（尤其是堅(jiān)硬巖石，應(yīng)力波超前爆轟波傳播，能加強(qiáng)炮眼上部巖石的破碎）。同時(shí)，反向起爆也延長(zhǎng)了爆生氣體在炮眼內(nèi)存在時(shí)間，加強(qiáng)了加應(yīng)力波的作用。提高了爆炸能量的有效利用。在堅(jiān)硬巖石中、中深孔爆破時(shí)反向裝藥更為有利。三、裝藥結(jié)構(gòu)——

炮眼填塞炮泥：用于炮眼填塞的材料通稱(chēng)為炮泥。炮泥的作用：

1）保證炸藥充分反應(yīng)，使之放出最大熱量和減少有毒氣體生成量。

2）延長(zhǎng)爆生氣體在炮眼內(nèi)的存在時(shí)間，降低爆生氣體逸出自由面的溫度和壓力，使炮眼內(nèi)保持較高的爆轟壓力和較長(zhǎng)的作用時(shí)間，增強(qiáng)巖石的破碎作用。

3）阻止熾熱的固體顆粒從炮眼中飛出，保證煤礦井下爆破安全。三、裝藥結(jié)構(gòu)——

炮眼填塞（續(xù)）炮泥長(zhǎng)度：生產(chǎn)中炮泥長(zhǎng)度隨炮眼長(zhǎng)度而變，一般為裝藥長(zhǎng)度的0.3~0.5倍。當(dāng)炮眼直徑在30～40變化時(shí)，炮泥長(zhǎng)度400～600mm。還需注意，炮泥長(zhǎng)度應(yīng)大于該炮眼裝藥最小抵抗線(xiàn)此外，眼口炮泥填塞要實(shí)，并有一定強(qiáng)度，以增大其與眼壁的摩擦。炮泥材料：粘土、砂子以及兩者的混合物，煤礦井下還增加了水炮泥（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），可燃性材料不能作炮泥。四、起爆順序全斷面一次爆破的起爆順序?yàn)椋禾筒垩邸o助掏槽眼——崩落眼（多圈崩落眼時(shí)按有內(nèi)向外順序）——周邊眼（通常：幫眼——頂眼——底眼）（順序起爆充分利用自由面）五、爆破說(shuō)明書(shū)和爆破圖表

爆破說(shuō)明書(shū)和爆破圖表是工程施工組織設(shè)計(jì)的組成部分，是指導(dǎo)、檢查和總結(jié)鑿巖爆破工作的技術(shù)文件。應(yīng)當(dāng)根據(jù)地質(zhì)條件、工程設(shè)計(jì)要求、施工計(jì)劃和實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，理論結(jié)合實(shí)際來(lái)編制，采用先進(jìn)技術(shù)，合理選擇爆破參數(shù)等。并要根據(jù)施工條件的變化及實(shí)際爆破效果不斷進(jìn)行修正和完善。爆破方案設(shè)計(jì)的程序和步驟1、熟悉巖石條件、巷道參數(shù)、炸藥性能、施工方案等；2、研究確定炮眼深度；3、初步選定炸藥單耗（參照相關(guān)定額）；4、選定掏槽形式和掏槽參數(shù)；5、選定周邊光面爆破參數(shù)；6、選定崩落眼和底眼爆破參數(shù)；7、布置工作面炮眼；8、選定各類(lèi)炮眼的單孔裝藥量并計(jì)算總裝藥量；9、比較實(shí)際設(shè)計(jì)的炸藥單耗和初選單耗比較；10、確定起爆順序和雷管段別11、確定連線(xiàn)方式；12、繪制工作面炮眼布置圖和爆破參數(shù)表。13、根據(jù)爆破效果調(diào)整完善。

1）爆破原始條件：包括巷道（巷道）名稱(chēng)、用途、位置、斷面的大小和形狀、巖石性質(zhì)、含水情況以及有無(wú)瓦斯和瓦斯等級(jí)等；

2）選用鑿巖爆破器材：包括鑿巖機(jī)具的型號(hào)同時(shí)工作臺(tái)數(shù)、炸藥、雷營(yíng)品種和性能等；

3）確定鑿巖爆破綜合工作參數(shù)：包括炮眼直徑、炮眼深度、單位炸藥消耗量、炮眼數(shù)目等；

4）確定掏槽形式和掏槽爆破參數(shù)；

5）確定光面爆破參數(shù)和光面爆破裝藥結(jié)構(gòu)；

6）確定其他爆破參數(shù)；爆破說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容爆破說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容（續(xù)）

7）布置炮眼：包括布置掏槽眼、輔助眼和周邊眼；

8）確定起爆順序、雷管段別；

9）進(jìn)行爆破網(wǎng)路的設(shè)計(jì)計(jì)算；

10）預(yù)期爆破效果：包括炮眼利用率、循環(huán)進(jìn)尺、破碎實(shí)體巖石體積、循環(huán)炮眼炮眼消耗、循環(huán)炸藥消耗、單位炸藥消耗、單位雷管消耗等；

11）爆破安全技術(shù)措施。炮眼布置圖巖石巷道掘進(jìn)斷面炮眼布置圖爆破參數(shù)表炮眼名稱(chēng)眼號(hào)眼數(shù)/個(gè)眼深/m眼距/mm圈距/mm裝藥量起爆順序連線(xiàn)方式卷/眼kg/眼kg分次一次一階掏槽眼1-222.44003.01.052.1ⅠⅠ串聯(lián)二階掏槽眼3-862.44003.51.2257.35ⅡⅠ輔助眼9-12，16-1872.24002503.00.8756.125ⅢⅡ崩落眼13-1532.27007002.00.702.1ⅢⅡ崩落眼19-21，28-3062.26007002.50.8755.25ⅣⅢ崩落眼22-2762.26507002.00.704.2ⅣⅢ幫眼31-40102.24005502.00.707.0ⅤⅣ頂眼41-57172.23405501.00.355.95ⅤⅤ底眼58-6582.26303.51.2259.8ⅤⅤ水溝眼6612.23.51.2251.225ⅤⅤ合計(jì)6651.1第三節(jié)光面爆破一、光面爆破特點(diǎn)二、光面爆破原理三、光面爆破參數(shù)四、影響光面裂縫形成的因素五、光面爆破施工一、光面爆破及其特點(diǎn)光面爆破：一種它控制爆破技術(shù)，使爆后巖石新壁面保持平整，圍巖損傷小，穩(wěn)定性高。光面爆破特點(diǎn)：

1）周邊輪廓線(xiàn)符合設(shè)計(jì)要求，成型規(guī)整，質(zhì)量高；

2）不產(chǎn)生或很少產(chǎn)生爆破裂隙，提高了圍巖穩(wěn)定性和自身承載能力；

3）減少超挖量，松軟巖層效果更明顯；

4）巖面平整，通?？稍诒诿嫔蠚埩羟逦梢?jiàn)的半邊孔壁痕跡，通風(fēng)阻力??；

5）與錨噴支護(hù)相配合，形成一套多快好省新工藝；

6）能加快掘進(jìn)速度，降低成本，保證安全。二、光面爆破原理（簡(jiǎn)介）

由于光面爆破周邊眼是同時(shí)起爆，爆炸產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力波沿炮眼連線(xiàn)方向相向傳播，在兩眼中心連線(xiàn)的中點(diǎn)相遇并增大，由此衍生出的切相拉應(yīng)力大于巖石的抗拉強(qiáng)度時(shí)，自此處起裂，并向兩炮眼發(fā)展。二、光面爆破機(jī)理

光面爆破在采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)和裝藥量適當(dāng)?shù)那闆r下,并且孔間距合理,又能保證炮孔同時(shí)起爆,則炸藥爆炸不會(huì)使炮孔壁破壞,而只在孔壁周?chē)S機(jī)產(chǎn)生微小的徑向初始裂紋,同時(shí)在炮孔連心面上產(chǎn)生最大拉應(yīng)力區(qū),然后初始裂紋在炸藥爆炸產(chǎn)生的高溫高壓氣體的“氣楔”作用下,沿炮孔連心面擴(kuò)展,直至相鄰炮孔間的裂縫貫通,巖石斷裂。這就是通常認(rèn)為的光面爆破的破巖機(jī)理。三、光面爆破參數(shù)

1、不耦合系數(shù)Kd2、炮孔間距E3、最小抵抗線(xiàn)W和炮眼密集系數(shù)m4、裝藥集中度（線(xiàn)裝藥密度）qL5、起爆時(shí)差不耦合系數(shù)Kd不耦合系數(shù)：指炮孔直徑和藥卷直徑之比不耦合系數(shù)選取的原則：合理的不耦合系數(shù)應(yīng)使炮孔壓力低于巖石抗壓強(qiáng)度而高于抗拉強(qiáng)度。實(shí)踐證明，Kd

＝2~5時(shí)，光面效果較好炮孔間距E

合理的炮眼間距應(yīng)使爆后炮眼連心線(xiàn)上形成貫通裂縫——光面爆破斷裂面一般經(jīng)驗(yàn)數(shù)值為炮孔直徑的10~25倍，即

E=(10~15)d

實(shí)際在斷面較小的巖石巷道掘進(jìn)中，炮眼間距應(yīng)取較小值可?。篍=(8~12)d

在松散巖石中應(yīng)取較小值，整體性好的巖石中適當(dāng)增大炮眼間距。拱基位置取較小值，拱頂位置可取較大值。目前，E=300～400mm最小抵抗線(xiàn)

W

和炮眼密集系數(shù)m最小抵抗線(xiàn)W指光面層厚度即周邊孔到鄰近一圈崩落眼間的距離。炮眼密集系數(shù)是周邊炮眼間距和最小抵抗線(xiàn)的比值，即：m

＝E/W。經(jīng)驗(yàn)表明：最小抵抗線(xiàn)應(yīng)大于或等于炮眼間距：即：W≥E。經(jīng)驗(yàn)表明：光面爆破炮眼密集系數(shù)取m

＝0.7~1.0即：W

＝E/m

＝（1.0~1.35）E。軟巖取大值，硬巖取小值。W

＝500～600mm最小抵抗線(xiàn)

W

最小抵抗線(xiàn)即光爆層的厚度還與巷道開(kāi)挖斷面的大小有關(guān)，大斷面巷道的頂拱跨度大，光爆孔所受到的夾制作用小，巖體比較容易崩落，此時(shí)，光爆層的厚度可以大一些。小斷面的巷道，光爆孔所受到的夾制作用大，其厚度宜小一些。裝藥集中度（線(xiàn)裝藥密度）

qL裝藥集中度（或線(xiàn)裝藥密度）是指單位長(zhǎng)度炮孔中的裝藥量（g/m，kg/m）。為了控制裂隙的發(fā)育以保持新壁面的完整穩(wěn)固，在保證沿炮孔聯(lián)心線(xiàn)破裂的前提下，應(yīng)盡可能少裝藥量。經(jīng)驗(yàn)取值：軟巖（f<4）可?。簈L＝70~120g/m

中硬巖（f=4～8）可?。簈L＝120~150g/m，硬巖（f>8

）可?。簈L＝150~250g/m。起爆時(shí)差

實(shí)驗(yàn)室爆破試驗(yàn)研究結(jié)果表明，齊發(fā)起爆的裂隙表面最平整，微差延期起爆次之，秒差起爆最差。齊發(fā)起爆時(shí)，炮孔間貫通裂隙較長(zhǎng)，抑制了其他方向裂隙的發(fā)育，有利于減少炮孔周?chē)牧严兜漠a(chǎn)生，可形成平整的壁面。所以，在實(shí)施光面爆破時(shí)，間隔時(shí)間愈短，壁面平整的效果愈有保證。應(yīng)盡可能減小周邊孔間的起爆時(shí)差。因此，要求周邊眼應(yīng)采用同段毫秒雷管同時(shí)起爆。四、光面爆破施工合理布眼和精確鉆眼選擇合理的裝藥結(jié)構(gòu)嚴(yán)格按爆破圖表要求施工合理布眼和精確鉆眼

周邊眼應(yīng)布置在巷道（巷道）斷面設(shè)計(jì)輪廓線(xiàn)上（即眼口落在輪廓線(xiàn)上），鉆眼時(shí)稍向外偏斜，眼底落在輪廓線(xiàn)外50～100mm。對(duì)鉆眼的要求是：“平、直、齊、準(zhǔn)”平——周邊眼彼此平行直——周邊眼垂直工作面，實(shí)際施工時(shí)稍向外偏斜齊——周邊眼眼底落在同一平面上（和崩落眼一致）準(zhǔn)——開(kāi)眼位置準(zhǔn)確，光面爆破常用裝藥結(jié)構(gòu)a

－標(biāo)準(zhǔn)藥卷空氣間隔裝藥;b－小直徑藥卷徑向、軸向不耦合裝藥c－小直徑藥卷徑向不耦合連續(xù)裝藥;1－炮泥；2－導(dǎo)爆索；3－雷管腳線(xiàn)；4－普通藥卷（d=32mm）；5－小直徑藥卷（d=20~25mm）；6－雷管；7－坐底藥卷（d=32mm）預(yù)留光爆層分次爆破預(yù)留光爆層分次爆破

這種方法的優(yōu)點(diǎn)是，光爆層的自由面亡沒(méi)有巖碴阻擋，夾制作用小。這對(duì)提高光面爆破的質(zhì)量是大有好處的。另外，光爆孔最先起爆，不管是采用導(dǎo)爆索或者是瞬發(fā)雷管引爆，對(duì)光爆孔的同時(shí)齊爆，也都是非常有利的。因此，將光爆層和主爆區(qū)分開(kāi)進(jìn)行開(kāi)挖爆破的方法，效果是良好的。但從施工角度看，開(kāi)挖面上的鉆孔和爆破出碴等項(xiàng)工作比較復(fù)雜，難度也要大一些。另外，這種方法只有當(dāng)巷道的開(kāi)挖斷面較大時(shí)，才比較合適，當(dāng)開(kāi)挖斷面小時(shí)，超前部分的開(kāi)挖斷面將更小，這對(duì)施工也是不利的。巷道定向斷裂控制爆破原理特點(diǎn)形式炮孔切槽參數(shù)和工藝聚能藥包參數(shù)切縫藥包參數(shù)光面爆破的技術(shù)措施

為了獲得良好光面爆破效果，可采取以下技術(shù)措施：

1）使用低爆速、低猛度、低密度、傳爆性能好、爆炸威力大的炸藥。

2）采用不偶合裝藥結(jié)構(gòu)。光面爆破的不偶合系數(shù)最好大于2,但藥卷直徑不應(yīng)小于該炸藥的臨界直徑，以保證穩(wěn)定傳爆。

3）嚴(yán)格掌握與周邊眼相鄰的內(nèi)圈炮眼的爆破效果，為周邊眼爆破創(chuàng)造臨空面。周邊眼應(yīng)盡量做到同時(shí)起爆。

4）嚴(yán)格控制裝藥集中度。為克服眼底巖石的夾制作用，通常在眼底需加強(qiáng)裝藥。八達(dá)嶺高速公路

山羊洼二號(hào)巷道光面爆破第四節(jié)微差爆破微差爆破優(yōu)點(diǎn)微差爆破作用原理微差時(shí)間的確定實(shí)現(xiàn)微差爆破的方法一、微差爆破定義及優(yōu)點(diǎn)微差爆破的定義：微差爆破又稱(chēng)為毫秒爆破，是以毫秒時(shí)間間隔依次順序起爆多個(gè)炮孔或多排炮孔。微差爆破的優(yōu)點(diǎn)：

1）提高爆破質(zhì)量，改善爆破效果，如大塊率低、爆堆集中、根底減少、后沖減少等；

2）可擴(kuò)大孔網(wǎng)參數(shù)，降低炸藥單耗，提高爆破效率；

3）一次爆破量大，故可減少爆破次數(shù)，裝、運(yùn)工作效率提高；

4）可降低地震效應(yīng)，減少爆破對(duì)圍巖的危害；

5）在有瓦斯煤塵的工作面，可實(shí)現(xiàn)全斷面一次爆破。二、微差爆破作用原理微差爆破作用原理大致有如下幾種觀(guān)點(diǎn)：

1、應(yīng)力波疊加作用

2、增加自由面作用

3、增加巖塊相互碰撞作用

4、減小爆破地震作用1、應(yīng)力波疊加作用

若相鄰輛裝藥間隔若干毫秒爆炸，先起爆的裝藥在巖體內(nèi)形成的應(yīng)力場(chǎng)尚未消失，而后起爆裝藥又立即起爆，使兩者所產(chǎn)生的應(yīng)力波相互疊加和干涉，加強(qiáng)了巖石中的拉應(yīng)力，從而增強(qiáng)了巖石的破碎效果。2、增加自由面作用

在先爆炮眼破裂漏斗形成后，它對(duì)后爆炮眼來(lái)說(shuō)相當(dāng)于新增加的自由面，如圖所示。后起爆孔的最小抵抗線(xiàn)和爆破作用方向都有所改變，增多了入射壓力波和反射拉伸波在自由面方向的破碎巖石作用，并減少夾制作用。圖中：1第一組起爆；2第二組起爆3、增加巖塊相互碰撞作用

當(dāng)?shù)谝豁懪诳妆茣r(shí)，爆破漏斗內(nèi)的破碎巖石起飛尚未回落時(shí)，相鄰第二響炮孔已經(jīng)起爆，此時(shí)破碎的巖石也朝剛形成的補(bǔ)充自由面方向飛散，二者相互碰撞。在密集的“巖塊幕中”后爆藥包的爆生氣體不易逸散到大氣中，從而又增加了補(bǔ)充破碎機(jī)會(huì)。接著后排第三響又起爆，在微差適當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)，與第一、二響破碎的巖石可能再次碰撞，形成第三次破碎。在碰撞破碎過(guò)程中，巖石中的動(dòng)能降低，導(dǎo)致拋距減小，爆堆相對(duì)集中。4