巷道爆破設計與施工技術

巷道爆破設計與施工技術第1頁/共63頁主要內容1巷道爆破總體設計與施工2掏槽爆破設計3光面爆破設計與施工4國外巷道爆破技術新進展第2頁/共63頁（一）爆破參數(shù)設計1、單位炸藥消耗量q（1）普氏公式式中q—單位炸藥消耗量，kg/m3;f—巖石的堅固性系數(shù)；

S—斷面，m2;k0—爆力修正系數(shù)，k0＝525/p，p為爆力。一、巷道爆破總體設計與施工第3頁/共63頁（2）定額掘進斷面積／m2巖石普氏堅固性系數(shù)f2～34～68～1012～1415～20＜41.231.772.482.963.364～61.051.502.152.642.936～80.891.281.892.332.598～100.781.121.692.042.3210～120.721.011.5l1.902.1012～150.660.921.361.781.9715～200.640.901.3l1.671.85＞200.600.861.261.621.80一、巷道爆破總體設計與施工第4頁/共63頁（3）每循環(huán)總藥量Q式中S――巷道掘進斷面，m2；

l――炮眼深度,m；

η――炮眼利用率。一、巷道爆破總體設計與施工第5頁/共63頁藥量分配原則：掏槽爆破條件最困難，分配較多；崩落限分配較少；在周邊眼中，底眼分配藥量最多，幫眼次之，頂眼最少。

圍巖類別炮眼名稱Ⅱ、ⅢⅣⅤⅥ掏槽眼輔助眼周邊眼0.50.40.40.550.450.450.600.500.550.65～0.800.55～0.700.60～0.75裝藥系數(shù)α值一、巷道爆破總體設計與施工第6頁/共63頁2、炮眼直徑主要考慮斷面大小、炸藥性能和鉆眼速度來確定炮眼直徑。目前我國多用35～45mm的炮眼直徑。3、炮眼深度小斷面平巷多為1.5～2.5m。中等斷面以上臺車鑿巖，眼深可增至3～3.5m。

一、巷道爆破總體設計與施工第7頁/共63頁炮眼深度計算方法：式中l(wèi)b

——炮眼深度，m；

L——施工長度，m；

t——規(guī)定完成巷道掘進任務的時間，月；

nm——每月工作日數(shù)；

nt——每日工作班數(shù)；

nc——每班循環(huán)數(shù)；

η——炮眼利用率。一、巷道爆破總體設計與施工第8頁/共63頁4、炮眼數(shù)目式中，N為炮眼數(shù)目，個；f為巖石堅固性系數(shù)；S為掘進斷面，m2。5、炮眼利用率一般為0.85～0.95。

炮眼量巖石等級

開挖面積4~67~910~1213~1540~43軟石（Ⅱ~Ⅲ）次堅石（Ⅲ~Ⅳ）堅石（Ⅳ~Ⅴ）特堅石（Ⅵ）10~1311~1612~1818~2515~1616~017~2428~3317~1918~2521~3037~4220~2423~3027~3543~6875~9080~100炮眼數(shù)量參考值

一、巷道爆破總體設計與施工第9頁/共63頁（二）炮眼布置1、對炮眼布置的要求（1）有較高的炮眼利用率；（2）先爆炮眼不破壞后爆炮眼；（3）爆破塊度均勻，大塊率少；（4）爆堆集中，飛石距離小；（5）爆后斷面要求，壁面平整、圍巖穩(wěn)定。一、巷道爆破總體設計與施工第10頁/共63頁2、炮眼布置的方法和原則（1）工作面上各類炮眼布置是“抓兩頭、帶中間”。（2）掏槽眼布置在斷面中央偏下，并考慮崩落眼布置較均勻。（3）周邊眼布在斷面輪廓線上，相互平行，眼底在同一平面。（4）布置好周邊眼和掏槽眼后，布置崩落眼。崩落眼以槽腔為自由面而層層布置，均勻分布在被爆巖體上，調整好最小抵抗線和鄰近系數(shù)。一、巷道爆破總體設計與施工第11頁/共63頁盤江集團山腳樹礦皮帶斜井一、巷道爆破總體設計與施工第12頁/共63頁（三）裝藥結構連續(xù)裝藥間隔裝藥耦合裝藥不耦合裝藥正向起爆裝藥反向起爆裝藥炮孔的填塞一、巷道爆破總體設計與施工第13頁/共63頁（四）爆破說明書和爆破圖表爆破說明書的主要內容包括：（1）爆破工程的原始資料。（2）選用的鉆眼爆破器材。（3）爆破參數(shù)計算。掏槽方式和參數(shù)，光爆參數(shù)，崩落眼參數(shù)；（4）爆破網路的計算和設計；（5）爆破安全措施。一、巷道爆破總體設計與施工第14頁/共63頁爆破圖表主要包括：炮眼布置圖和裝藥結構圖；炮眼布置參數(shù)和裝藥參數(shù)的表格；預期的爆破效果和經濟指標。一、巷道爆破總體設計與施工第15頁/共63頁黃泥水炮泥炸藥一、巷道爆破總體設計與施工第16頁/共63頁一、巷道爆破總體設計與施工第17頁/共63頁（五）巷道爆破施工方法1、一般方法（1）全斷面一次爆破（2）臺階爆破一、巷道爆破總體設計與施工第18頁/共63頁2、高應力巖體爆破問題

一、巷道爆破總體設計與施工第19頁/共63頁高應力巖體的特點震動敏感性，觸發(fā)巖爆。減震方法：減小最大一響藥量；多向聚能爆破技術。一、巷道爆破總體設計與施工第20頁/共63頁3、大斷面巷道爆破施工問題

全斷面一次起爆問題減震問題雙掏槽爆破技術魯能菏澤煤電公司彭莊礦一、巷道爆破總體設計與施工第21頁/共63頁多向聚能裝藥斷面示意圖聚能裝藥爆炸后作用過程示意圖1-V型錐；2-成型裝置；3-炸藥；4-聚能穴；5-爆轟產物4、多向聚能切割爆破新技術一、巷道爆破總體設計與施工第22頁/共63頁常規(guī)掏槽爆破破裂模式數(shù)值模擬一、巷道爆破總體設計與施工第23頁/共63頁多向聚能掏槽爆破破裂模式一、巷道爆破總體設計與施工第24頁/共63頁常規(guī)崩落眼爆破多向聚能崩落眼爆破一、巷道爆破總體設計與施工第25頁/共63頁實驗驗證

一、巷道爆破總體設計與施工第26頁/共63頁

圓柱裝藥爆破

多向聚能爆破一、巷道爆破總體設計與施工第27頁/共63頁

Experimentalresultsofblastingcraters炮孔深度（cm）殘留深度（cm）漏斗可見深度（cm）底面近似半徑（cm）底面積（cm2）漏斗體積（cm3）A孔2016415706.8942.5B孔201010262123.77078.8C孔20164181017.81357.1D孔20119251963.45890.3注：A、C炮孔為普通爆破，B、D炮孔為多向聚能爆破。一、巷道爆破總體設計與施工第28頁/共63頁

圓柱裝藥爆破多向聚能爆破一、巷道爆破總體設計與施工第29頁/共63頁

垂向（X）徑向（Y）炮眼最大值（cm/s）時刻（ms）主頻（Hz）最大值（mm/s）時刻（ms）主頻（Hz）A眼1.58834.80416.74.36251.60178.6B眼1.151106.80208.33.56258.6092.6C眼2.30042.80277.85.05355.40156.2D眼1.32253.40250.04.331113.20125.0

Experimentalresultsofblastingvibration一、巷道爆破總體設計與施工第30頁/共63頁改進：第31頁/共63頁（一）掏槽爆破的重要意義二、掏槽爆破設計炮孔深度巖石夾制力第32頁/共63頁（二）掏槽方式的選擇二、掏槽爆破設計1、斜眼掏槽(1)單向掏槽

1、由數(shù)個炮眼向同一方向傾斜組成。

2、適用于中硬（f＜4）以下具有層、節(jié)理或軟夾層的巖層中。第33頁/共63頁(2)錐形掏槽

1、錐形掏槽適用于f＞8的堅韌巖石。

2、其掏槽效果較好，但鉆眼困難，主要用于井筒掘進。二、掏槽爆破設計第34頁/共63頁（3）楔形掏槽

1、一般為2～4對對稱的相向傾斜的炮眼組成。

2、適用于各種巖層，特別是中硬以上的穩(wěn)定巖層。二、掏槽爆破設計第35頁/共63頁巖石堅固性系數(shù)f炮眼與工作面夾角(。)兩排炮眼眼口距離(m)炮眼數(shù)目2～675～700.6～0.546～870～650.5～0.44～68～1065～630.4～0.35610～1263～600.35～0.30612～1660～580.30～0.20616～2058～550.206～8楔形掏槽的主要參數(shù)二、掏槽爆破設計第36頁/共63頁（4）扇形掏槽

1、扇形掏槽各糟眼的角度和深度不同。

2、主要適用于煤層、半煤巖或有軟夾層的巖石中。二、掏槽爆破設計第37頁/共63頁2、直眼掏槽

（1）縫隙掏槽或龜裂掏槽二、掏槽爆破設計第38頁/共63頁（2）角柱狀掏槽二、掏槽爆破設計第39頁/共63頁（3）螺旋掏槽二、掏槽爆破設計第40頁/共63頁（4）雙螺旋構槽二、掏槽爆破設計第41頁/共63頁（一）光面爆破原理三、光面爆破設計與施工1、應力波疊加原理第42頁/共63頁2、爆生氣體作用原理3、應力波與爆生氣體共同作用原理三、光面爆破設計與施工第43頁/共63頁dc（二）光面爆破參數(shù)1、不耦合系數(shù)式中，db為炮孔直徑；dc為裝藥直徑。實踐證明：K=1.5~4時，光面爆破效果最好；多用K=1.5~2.0。db三、光面爆破設計與施工第44頁/共63頁2、炮眼間距

1）按應力波干涉設作用于炮眼壁上的初始應力峰值為p2，則在相鄰裝藥連線中點上產生的最大拉應力為：

令=t,則

2）按應力波和爆生氣體共同作用理論

3）經驗公式：R=（10~20）db三、光面爆破設計與施工第45頁/共63頁3）最小抵抗線

W=(1~1.25)a4）起爆時差小于0.1s。三、光面爆破設計與施工第46頁/共63頁光面爆破一般參考數(shù)值巖石類別炮眼間距a（cm）抵抗線W(cm)密集系數(shù)(n=a/W)裝藥集中度(kg/m)硬巖中硬巖軟巖55～7045～6535～5060～8060～8040～600.7～1.00.7～1.00.5～0.80.30～0.350.20～0.300.07～0.12適用于炮眼深度1.0～3.5m，炮眼直徑40～50mm，藥卷直徑20～25mm。三、光面爆破設計與施工第47頁/共63頁（三）光面爆破施工

1、光面爆破質量標準（1）周邊眼半眼痕率不小于50％；（2）超挖尺寸不得大于150mm，欠挖不得超過質量標準規(guī)定；（3）巖石上應有明顯的炮震裂縫。三、光面爆破設計與施工第48頁/共63頁2、鉆眼的要求要達到鉆眼的“平、直、齊、準”：（1）所有周邊眼應彼此平行。（2）各炮眼均應垂直于工作面。（3）如果工作面不齊，應按實際情況調整炮眼深度及裝藥量，力求所有炮眼底落在同一個橫斷面上。（4）開眼位置要準確，偏差值不大于30mm。三、光面爆破設計與施工第49頁/共63頁三、光面爆破設計與施工第50頁/共63頁預留光爆層分次爆破全斷面一次爆破3、施工方法三、光面爆破設計與施工第51頁/共63頁（四）提高光爆效果的方法

1、切槽爆破采用刻槽鉆頭鉆帶槽炮孔，槽深度3~7mm。三、光面爆破設計與施工第52頁/共63頁2、切縫藥包爆破將炸藥裝入帶對稱切縫的PVC管中進行周邊眼爆破。三、光面爆破設計與施工第53頁/共63頁3、雙側面聚能爆破雙側聚能裝藥斷面示意圖雙側聚能裝藥爆炸過程示意圖1-V型錐；2-成型裝置；3-炸藥；4-聚能穴；5-爆轟產物三、光面爆破設計與施工第54頁/共63頁（一）起爆器材

電子雷管起爆系統(tǒng)系統(tǒng)組成

數(shù)字電子雷管編碼器起爆器可實現(xiàn)以1ms差從1ms到8000ms全部編程，精度小于1ms。

四、國外巷道爆破技術新進展第55頁/