第四章-水平巖巷施工

為獲得良好的爆破效果，必須注意以下幾個方面工作：工作面炮眼布置；爆破參數(shù)；選用匹配的炸藥；爆破技術(shù)（改進和提高）。一、工作面炮眼布置影響工作面炮眼布置的因素有：巖性與結(jié)構(gòu)；斷面的形狀與大??；炸藥性能與裝藥量等。（一）掏槽眼1)掏槽眼的作用

為后繼炮眼爆破創(chuàng)造附加自由面，以提高爆破效率與炮眼利用率2)常用掏槽方式直眼掏槽直線掏槽螺旋掏槽角柱式掏槽斜眼掏槽楔形掏槽錐形掏槽混合掏槽1）斜眼掏槽的特點（P85）

（1）可充分利用自有面，逐步擴大爆破范圍；（2）掏槽面積較大，適于較大斷面巷道；（3）炮眼傾斜使掏槽深度受到巷道寬度的限制，從而循環(huán)進尺也受到限制；（4）斜眼掏槽不利于多臺鑿巖機平行作業(yè)。2）直眼掏槽的特點(P85)（1）所有掏槽眼都垂直于工作面，且眼距較小，便于采用鑿巖臺車鉆眼；（2）炮眼深度不受斷面限制，便于采用中、深孔爆破；（3）中心留有不裝藥的空眼，作為提高爆破效果的附加自有面；（4）爆落下的巖塊均勻；（5）需要雷管的段數(shù)較多；（6）鑿眼工作量較大，鉆眼技術(shù)要求高。*直眼掏槽的原理與空眼的作用：

直眼掏槽是以空眼作為附加自有面，利用爆破作用的破碎圈來破巖：當(dāng)裝藥眼起爆后，爆轟波及產(chǎn)生的高溫高壓氣體對空眼產(chǎn)生強力擠壓作用，致使槽腔內(nèi)的圍巖被壓碎后借助爆生氣體的余能從而達到掏槽的目的?？昭鄣淖饔茫阂皇菍Ρ茟?yīng)力和爆破方向起集中導(dǎo)向作用，二是使受壓巖石有必要的碎漲空間（補償空間）。*直眼掏槽應(yīng)注意的若干方面：

（1）空眼與裝藥眼之間的距離，一般不宜超過“爆破破碎圈”的范圍。當(dāng)利用等直徑炮眼時，該間距為炮眼直徑的2～4倍；當(dāng)采用大直徑空眼時，該間距不宜超過空眼直徑的2倍。（2）增加空眼數(shù)可以提高掏槽效果，但增加了打眼工作量。（3）掏槽眼應(yīng)盡量布置在弱巖中，嚴(yán)格保持炮眼平行，間距相等；（4）掏槽眼宜采用“反向連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)”，以利于拋渣；如果眼深超過2m后，反向連續(xù)裝藥拋渣效果也不好，此時應(yīng)將空眼加深0.2～0.5m成為拋渣孔，在加深段裝1～3個藥卷，反向裝藥，而將掏槽眼改為“正向連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)”，讓拋渣孔在掏槽眼起爆后隨即起爆。（5）直眼掏槽的裝藥長度一般占炮眼長度的70～80％。當(dāng)眼深大于3.0m時，應(yīng)注意克服炸藥傳爆時可能產(chǎn)生的間隙效應(yīng)。3）混合掏槽及其特點：

所謂混合掏槽，是指在直眼掏槽的基礎(chǔ)上，為了加強直眼掏槽的拋渣力和提高炮眼利用率，采取“以直眼掏槽為主，以垂直楔形斜眼掏槽為輔”的掏槽方式。*裝藥系數(shù)——裝藥長度與炮眼長度的比值。（二）輔助眼（崩落眼）

1.作用：大量崩落巖石并擴大掏槽2.布置：均勻垂直布置，眼距0.5～0.7m。3.裝藥系數(shù)：0.45～0.64.光面爆破時緊鄰周邊眼的輔助眼到周邊眼的距離要相等，且等于周邊眼的最小抵抗線w。（三）周邊眼（光爆眼）

*

周邊眼是爆落巷道周邊巖石，最后形成巷道斷面設(shè)計輪廓的炮眼。*光爆周邊眼間距E與其最小抵抗線w的比值k，稱為“炮眼密集系數(shù)”

即式中k—炮眼密集系數(shù)，一般為0.6～1.0；

E—周邊眼間距，一般為400～600mm；w—最小抵抗線，一般大于400～600mm*“裝藥集中度”——是指單位炮眼長度（不包括充填炮泥段的長度）的平均裝藥量。對采用2號巖石硝銨炸藥，光爆周邊眼的裝藥集中度一般為：軟巖70～120g/m

中硬巖200～300g/m

硬巖300～350g/m

*“拋渣爆破”——是指為了有利于鉆、裝平行作業(yè)而將“底眼間距縮小為400mm左右，眼深加深200mm左右，每個底眼增加1～2藥卷，以加強拋渣作用”，又稱為拋渣爆破。二、爆破參數(shù)1.炸藥消耗量q1）定義：指爆破1m3實體巖石所需的炸藥量q，即：q＝Q/V，kg/m3式中Q——一次爆破所需的總炸藥量，kgV——一次爆破的實體巖石總體積，m32）意義：炸藥消耗量q是最重要的爆破參數(shù)，q確定的合理與否，將直接影響井巷掘進施工中的許多技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。如下面：

（1）爆落巖石的塊度；（2）鉆眼和裝巖的工作量；（3）炮眼利用率；（4）巷道輪廓的整齊程度；（5）圍巖的穩(wěn)定性；（6）掘進速度；（7）掘進成本。3）影響炸藥消耗量的主要因素有：

（1）炸藥的性能；（2）巖石的物理力學(xué)性質(zhì)；（3）巖石的層理、節(jié)理和裂隙的發(fā)育程度；（4）自有面的大小和數(shù)目；（5）炮眼直徑和炮眼深度等4）炸藥消耗量q的實際確定方法：

（1）根據(jù)工作面合理布置的總炮眼數(shù)，按各類炮眼不同的爆破作用、所需的裝藥系數(shù)和裝藥集中度，合理地分配每個炮眼的裝藥量；（2）將各個炮眼的實際裝藥量統(tǒng)計，得出工作面的總裝藥量；（3）再根據(jù)每循環(huán)實際進尺計算出單位實體巖石的炸藥消耗量qo；（4）最后根據(jù)實際爆破效果不斷修改，逐步獲得最切合實際的炸藥消耗量q。5）采用光面爆破掘進巖巷的炸藥（典型實例）p89如：掘進斷面S＝6.85m2，f＝6～8，q＝1.88kg/m3，五星掏槽，循環(huán)進尺1.5m2、炮眼直徑

炮眼直徑一般大于藥卷直徑4～7mm。藥卷直徑必須大于其臨界直徑。對巖石硝銨炸藥，其臨界直徑為25mm。故巖石硝銨炸藥的藥卷直徑一般為φ32、φ35。3、炮眼深度

1）炮眼深度的影響因素主要有：（1）巷道斷面尺寸與掏槽方法；（2）巖石的物理力學(xué)性質(zhì)；（3）鉆眼設(shè)備；（4）勞動組織和循環(huán)作業(yè)方式等。2）確定合理炮眼深度依據(jù)

（1）爆破效果或炮眼利用率η（實際爆落深度與炮眼深度之比）比較高；一般不低于85％～90％；（2）鉆眼和掘進速度快，每班能夠完成整循環(huán)和多循環(huán)，實現(xiàn)正規(guī)循環(huán)作業(yè)；（3）掘進成本低；（4）合理的炮眼深度必須與具體的施工條件相適應(yīng)（P90）4、炮眼數(shù)目1）炮眼數(shù)目的影響因素

（1）斷面的形狀與尺寸；（2）巖性（3）炮眼布置方式（4）所用炸藥等2）合理的炮眼數(shù)目應(yīng)有的爆破效果：

（1）爆破效率較高（炮眼利用率≥85％～90％）；（2）爆落巖石塊度均勻適中；（3）巷道輪廓成型符合施工與設(shè)計要求。3）炮眼數(shù)目的確定方法

炮眼數(shù)目的確定方法有：一是“根據(jù)工作面的巖性、巷道斷面形狀和尺寸及所用的爆破材料，對各類炮眼分別進行合理布置，排列出的炮眼數(shù)就是一次放炮的總炮眼數(shù)目。最后還要通過爆破實踐來檢驗和修正”；二是“按一個循環(huán)的總裝藥量平均裝入所有炮眼的原則進行估算結(jié)果作為實際排列炮眼的參考”。其計算方法如下：（1）計算一個掘進循環(huán)所需要的總裝藥量：

Q＝q·S·L·η（2）所需裝藥量若按一定的“炮眼裝藥系數(shù)”平均裝入工作面所有炮眼中去，則總裝藥量又可表達為：

（3）故“炮眼數(shù)目N”的表達式為：

三、裝藥結(jié)構(gòu)與起爆掏槽眼與輔助眼的裝藥結(jié)構(gòu)有“正向連續(xù)裝藥”與“反向連續(xù)裝藥”兩種：

1.正向裝藥及特點：1）正向裝藥

a、起爆藥卷數(shù)在距眼口最近的第一或第二個藥卷位置上；

b、雷管及所有藥卷的聚能穴都朝向眼底2）特點：起爆后爆轟波由外向里傳播，可能壓實里面的藥卷，使炸藥密度過大而拒爆，從而產(chǎn)生“壓死”現(xiàn)象，出現(xiàn)“殘孔炸藥”。2、反向裝藥及特點：1）反向裝藥

a、起爆藥卷放在眼底附近；

b、雷管及所有藥卷的聚能穴均朝向眼口。2）特點

（1）反向裝藥起爆后爆轟波由里向外傳播，與巖石朝自由面運動方向一致，有利于反射拉伸波破碎巖石；（2）同時爆生氣體不會立即從眼口沖出，其能量可以得到充分利用；（3）雷管腳線需要較長。**光爆周邊眼的裝藥結(jié)構(gòu)一般為：①小直徑藥卷反向連續(xù)不耦合裝藥：藥卷φ25，炮眼φ40；②單段空氣柱式裝藥；③空氣間隔分段裝藥；④雙段空氣柱式裝藥結(jié)構(gòu)。3、裝藥結(jié)構(gòu)分類⑴正向連續(xù)裝藥；⑵反向連續(xù)裝藥；⑶小直徑藥卷反向連續(xù)耦合裝藥；⑷（光爆周邊眼）單段空氣柱式反向裝藥；⑸（光爆周邊眼）雙段空氣柱式反向裝藥；⑹（光爆周邊眼）空氣間隔分段反向裝藥。4、炮眼封孔及其作用（1）綜合防塵作用要求使用水炮泥；（2）炮眼口要求使用炮泥封口：炮泥為1：3的泥沙，適度18～20％，可塑性好，摩擦系數(shù)較大。（3）炮泥封口的作用在于延長爆生氣體的作用時間，提高爆破效果。5、起爆采用多段毫秒雷管，按起爆順序全斷面一次起爆。有瓦斯爆炸危險的地方要求總起爆時差≯130ms四、爆破作業(yè)圖表1、爆破原始條件（表4-3）2、炮眼布置圖及說明表（圖4-9、表4-4）3、預(yù)期爆破效果（表4-5）五、鉆眼工作

1、多臺氣腿式鑿巖機平行鉆裝作業(yè)及其風(fēng)、水管理布2、多臺氣腿式鑿巖機平行鉆裝作業(yè)方式：采用“五定”作業(yè)，即1）定人；2）定機；3）定位；4）定眼數(shù)；5）定時間。4.2掘進通風(fēng)與綜合防塵4.2.1掘進通風(fēng)方式（1）局部通風(fēng)機壓入式通風(fēng)，如圖4-11注意：①局部通風(fēng)機必須安設(shè)在有新鮮風(fēng)流流過的巷道內(nèi)，距掘進巷道口不得小于10m，以免產(chǎn)生循環(huán)風(fēng)流；②風(fēng)筒口距工作面距離不超過10m。（2）局部通風(fēng)機抽出式通風(fēng)，如圖4-12。注意：①風(fēng)筒的排風(fēng)口必須設(shè)在主要進風(fēng)巷道風(fēng)流方向的下方，距掘進巷道口不得小于10m；②必須采用金屬風(fēng)筒；風(fēng)筒吸入口距掘進工作面迎頭不超過6m。（3）局部通風(fēng)機混合式通風(fēng)，如圖4-13。注意：①局部通風(fēng)機的吸風(fēng)口與抽出口的距離不下于15m，防止循環(huán)風(fēng)；②當(dāng)抽風(fēng)風(fēng)筒太長時，必須在距抽風(fēng)口L/3處（L為風(fēng)筒全長）串聯(lián)一臺同型號的局部通風(fēng)機；③局部通風(fēng)機3和4的抽出風(fēng)量，應(yīng)比局部通風(fēng)機1的吸入風(fēng)量大20％～25％。4.2.2掘進通風(fēng)設(shè)施

大多采用BKJ型礦井軸流式局部通風(fēng)機，主要技術(shù)參數(shù)如表4-6所示。如BKJ56NO55.5kw2BKJ56NO511kw

BKJ60NO42kw2BKJ60NO44kw4.2.3加強通風(fēng)管理，提高通風(fēng)效率措施：①增大風(fēng)筒直徑及每節(jié)風(fēng)筒長度，以降低摩擦阻力和局部阻力；②提高風(fēng)筒接頭質(zhì)量和改進接頭方法，以減少漏風(fēng)和降低局部阻力；③風(fēng)筒安設(shè)吊帶平直，并使風(fēng)機和風(fēng)筒設(shè)在一條直線上，彎道處盡量使風(fēng)筒緩慢拐彎；④加強日常檢修和維護。4.2.4掘進綜合防塵措施：①濕式鉆眼（最主要的技術(shù)措施）；②爆破前后，噴霧灑水；③加強通風(fēng)排塵。；④加強個體防護；佩戴防塵口罩。4.3巖石的裝載與轉(zhuǎn)運4.3.1巖石的裝載設(shè)備1）鏟斗后卸式裝載機，如圖4-14；2）鏟斗側(cè)卸式裝載機，如圖4-16；3）耙斗裝載機，如圖4-17；4）蟹爪裝載機，如圖4-19；5）立爪裝載機，如圖4-20；目前，國內(nèi)使用較多的仍然是“耙斗式”和“鏟斗后卸式”裝載機，側(cè)卸式次之，蟹爪式和立爪式還在發(fā)展與完善中。

為提高裝巖生產(chǎn)率，必須創(chuàng)造一下條件：①作為爆破工作，使爆出的巖石塊度均勻，堆放集中，底板平整；②提高裝載機的工時利用率；③加強裝巖調(diào)車組織工作，提高工人操作技術(shù)及保證穩(wěn)定的電壓或風(fēng)壓等。4.3.2調(diào)車工作（1）固定錯車場調(diào)車法，如圖4-21；（2）活動錯車場調(diào)車法，包括浮放道岔調(diào)車法和翻框式調(diào)車法，如圖4-