巷道与隧道爆破

1、爆破工程(gngchng)技术人员培训 井巷掘进(jujn)爆破共六十一页地下矿井(kungjng)中的井巷种类坚（立）井-直通地表的坚直井筒暗立井(ljng)-不直通地表的坚直井筒斜井-直通地表的倾斜巷道暗斜井-不直通地表的倾斜巷道平硐-直通地表的水平巷道平巷-不直通地表的水平巷道3-58共六十一页矿井开拓(kitu)方式坚井开拓(kitu)平硐开拓斜井开拓共六十一页常见巷道(hng do)与井筒断面形状半园拱形(n xn) 三心拱形(n xn) 马蹄形 梯形 园形 矩形共六十一页巷道爆破(bop)特点特点(tdin)作业环境的不同有瓦斯和矿尘爆炸的危险围岩垮塌时的逃生希望小工作场内阴暗、狭

2、窄、潮湿爆破难度的不同工作面上只有一个自由面岩石的夹制阻力大炸药和雷管的单耗高技术要求的不同钻孔精度要求高、循环进尺要求大、钻孔数量要求多、周边围岩要求平、爆落岩块要求小12-47共六十一页炮孔种类： 掏槽孔 辅助孔 周边(zhu bin)孔 爆挖顺序：掏槽 崩落 光爆基本方法：直眼掏槽(to co)斜眼掏槽混合掏槽多圈扩槽一圈扩槽拱顶光爆边墙光爆共六十一页各类炮孔的作用(zuyng)掏槽孔的作用：创造出第二个人工自由面，为岩石提供膨胀位移的空间，为后续爆破炮孔减少岩石的夹制作用。辅助孔的作用：辅助掏槽孔进一步扩大槽腔，增大自由面，与此同时，为周边孔的爆破创造出更加有利的崩落条件。周边孔的作用

3、: 对巷道轮廓进行光面爆破，以致使爆破后的巷道断面形状符合光爆设计要求。 掏槽孔决定着巷道进尺的数量(shling)； 周边孔决定着巷道成形的质量共六十一页井巷炮孔布置(bzh)：周边(zhu bin)孔掏槽孔辅助孔共六十一页井筒(jn tn)炮孔布置：掏槽(to co)孔周边孔辅助孔共六十一页斜眼掏槽(to co)种类斜眼(xiyn)掏槽 单向掏槽 顶部单向 底部单向 侧向单向 扇形单向 锥形掏槽 三角锥正角锥园角锥 楔形掏槽 水平楔形垂直楔形共六十一页直眼和混合掏槽(to co)分类直眼掏槽(to co) 混合掏槽 龟裂掏槽 桶形掏槽 螺旋掏槽复式楔形掏槽桶锥混合型掏槽3-56、59共六十

4、一页斜眼(xiyn)掏槽与形状：斜眼掏槽：特点(tdin)是所有掏槽眼与巷道断面斜交，孔口距大，孔底距小 优点：掏槽孔数量少，掏槽面积大，易将槽腔中的爆落岩抛出。缺点：循环进尺受井巷断面的限制，爆堆发散。巷道断面孔底共六十一页锥形掏槽：即各掏槽眼以相等或近似相等的角度向工作面中心(zhngxn)轴线倾斜，眼口距40100厘米，眼底集中于一垂直平面上，相互保持1020厘米的距离，但不贯通，炮孔数36个，炮孔倾角5570度，适用于致密均质岩石。在平面布置形状上通常有三角形、矩形、棱形、多边形等。共六十一页单向掏槽：特点(tdin)是在巷道断面上选择软夹层，将掏槽眼排列成一行，并朝一个方向倾斜，炮孔

5、倾角5070度。 单向(dn xin)掏槽 顶部单向 底部单向 侧向单向共六十一页楔形掏槽：特点是由两排角度相等且构成V形状的炮孔对称(duchn)布置，爆破后形成楔形槽，孔口距2060厘米，孔底距1020厘米且同落一垂直面上，炮孔倾角5575度，适用中硬以上的均质岩层。 垂直(chuzh)楔形 水平楔形 巷道底板共六十一页直眼掏槽(to co)与形状直眼掏槽：特点(tdin)是所有掏槽孔相互平行，且均垂直于巷道断面，孔口距与孔底距相等。优点：炮孔深度不受井巷断面大小的限制，可加大循环进尺，爆堆比较集中。缺点：掏槽眼多，凿岩精度要求高。巷道断面孔底共六十一页缝形掏槽(龟裂掏槽)：特点是掏槽眼布

6、置在一条直线上，一般为37个炮孔，装药眼与空眼间隔布置，孔距为815厘米，爆后形成一条槽缝。钻孔(zun kn)少、简单，但掏槽的体积较小。共六十一页桶形掏槽：特点是装药孔与空孔(分大小)间隔布置成各种角柱形。适用于中硬以上岩石层，装药孔顺序(shnx)起爆，掏槽积体较大，但布孔较多，孔距多为1040厘米，大空眼成本较高，且须用不同机械钻凿。共六十一页螺旋掏槽：特点是呈螺旋线布置，各装药眼到空眼的距离依次(yc)递增，且由近及远依次(yc)起爆，能充分的利用自由面，属桶形掏槽的一种扩展形式。各装药眼到空眼的距离L和孔径d存在下列关系。 L1=(11.8)d L2=(23.5)d L3=(34.

7、5)d L4=(45.5)d 共六十一页空孔的作用(zuyng)：设置的空孔是为掏槽孔创造出第二个人工自由面，它的作用主要是在掏槽孔中起诱导爆能释放的方向和为爆后岩体提供一个膨胀空间，设置了空孔能较大程度地改善掏槽爆破(bop)效果。12-48共六十一页爆能作用(zuyng)的两个过程阶段：猛度作用(zuyng)阶段：爆力作用阶段：加压猛击12-49共六十一页混合掏槽：特点(tdin)两是种以上的掏槽方式混合使用，较适用于岩石特别坚硬或较大的巷道断面。桶锥混合型掏槽(to co)复式楔形掏槽共六十一页辅助(fzh)孔的作用：辅助孔的作用主要是在已掏出的槽腔基础上，进一步崩落槽腔周边岩石，以致达

8、到扩大槽腔的目的，辅助孔有时也叫崩落孔，或叫扩槽孔。只有通过辅助孔的过渡爆破作用，才能有效地获爆破进尺和爆破质量。辅助孔可视巷道断面的大小来决定布置的圈数，无论断面如何小，掏槽孔与周边孔之间必须布置一圈辅助孔，外圈辅助孔的炮孔间距(jin j)要大，装药量均应比内圈辅助孔小，原因是外圈辅助孔爆破时的自由面更大，相应的岩石阻力已变得更小。共六十一页辅助(fzh)孔的扩槽过程： 扩槽前 第一次扩槽 第二次扩槽共六十一页周边(zhu bin)孔的作用掏槽孔能决定循环进尺，而周边(zhu bin)孔则能决定巷道周边(zhu bin)的成型质量。周边(zhu bin)孔是沿设计开挖轮廓线布置在巷道周边(

9、zhu bin)轮廓上的炮孔，主要是起光爆作用。 主炮孔区光爆孔Wa共六十一页光面(un min)爆破中的炮孔间距与光爆层厚度：Waa大于w导致(dozh)欠挖情况a小于w导致超挖情况a与w大致相等情况13-59共六十一页进行光面爆破时，应做好以下方面的工作：1、装药量的确定应满足即能完全爆落予留光爆层，又不伤及围岩的原则；2、不偶合装药系数的选择应保证爆后残痕孔边无明显的冲击破坏；3、选用(xunyng)爆能均布于炮孔轴线的装药结构；4、布设空孔起好爆能导向作用，尤其是一些转角处，应合理地布设空孔来引导爆能切割巷道轮廓成型14-6014-69。 25-28共六十一页5、炮孔密集系数应满足基本

10、要求，它的重要性在于爆炸能在各个方向的合理分配。m值过大时会出现欠挖现象，m值过小时会出现超挖现象6、确保周边光爆孔同时起爆；7、选用低爆速炸药或专用光爆药卷；8、准确地将光爆孔的孔位钻凿在设计轮廓线上；9、周边孔应相互平行(pngxng)，孔底应落在同一垂直面上，钻孔偏斜误差不得超过1.5%；10、周边各光爆孔的最小抵抗线应大致相等；11、巷道的中、腰线要准确，确保两次爆破能衔接成一个平面。14-62共六十一页光面爆破相关参数光爆孔间距：a=（8-18）d或a=0.5-0.7m光爆层厚度：W=（10-12）d或W=0.6-0.8m炮孔密集(mj)系数：m=a / W或m=0.7-1.0不耦合

11、系数：D=d孔/d药或D=1.25-2.0炸药单耗：q=0.1-0.2kg/m3共六十一页光爆效果(xiogu)1共六十一页爆破(bop)效果2共六十一页爆破(bop)参数：炮孔直径(zhjng)：岩巷中多采用风动凿岩机钻凿，所钻凿的炮孔直径(zhjng)比标准药卷3235毫米的直径稍大57毫米来确定，一般为37毫米至42毫米。也可采用小直径药卷，故选34-35mm的小直径型孔径，其优点有：1、钻进速度提高；2、炮孔数目增加后，爆能分布更均匀；3、大块少，级配好，便于装运。44-37、75-50共六十一页炮孔深度：炮孔深度应根据每循环进尺和时间要求、炮孔利用率、经济成本(chngbn)等综合因

12、素来确定，一般不超过3米为宜。 炮孔深度参考表岩石坚固性系数f 巷道断面4-88-12 12炮孔深度1.5-31.82.22.03.02.53.54-61.62.01.82.22.22.57-91.42.01.62.21.82.210-201.21.81.42.01.62.014-66共六十一页炮孔数目(shm)估算炮孔数目主要取决于：岩石(ynsh)坚固性系数、巷道断面积等，故有下列估算式：炮孔数目：N=3.3 3fs2。式中：f-岩石坚固性系数 kg/m3 S-掘进断面 m2或查后附的“岩巷掘进的炮孔数目参考数据表” 共六十一页岩巷掘进的炮孔数目参考(cnko)数据（个） 1.52-33-

13、68-1012-1515-206 m2 913182531348 m2 10142029364010 m2 11152233414512m2 12172435444915 m2 14192740525720 m2 172535516572fs共六十一页装药量的计算(j sun)总装药量： = Q掏+ Q辅+ Q周 式中： 掏槽孔与辅助(fzh)孔装药按下式计算： Q=q1L 式中： Q1单孔装药量 kg q1线装药密度 kg/m q 1=1/4d2 装药系数 见后表Q=qv=qsL q-炸药单耗 kg/m3 S-掘进断面 m2L-炮孔深度 m 炮孔利用率共六十一页 各种坚固(jing)程度的岩

14、石装药系数参考表周边孔的单孔装药量的计算 按下式： Q周=q光L式中： q光-周边孔的线装药密度 kg/m炮孔种类 岩石单轴抗压强度/MPa 10-2030-4050-6080100150-200 掏槽孔0.50.550.60.650.700.80辅助孔0.400.450.500.550.600.70共六十一页炸药(zhyo)单耗： 断面平方米 岩石坚固性系数f 1.52-34-68-1012-1415-20 60.781.051.52.152.642.93 80.650.891.281.892.332.59 100.560.781.121.692.092.32 120.520.721.011

15、.511.902.10 150.470.660.921.361.781.97 200.440.640.901.311.671.85200.400.600.861.261.621.8076表3-1共六十一页巷道掘进一般设计程序：第一步：根据岩石坚固性系数和断面面积，计算出所需布置的炮孔数目。第二步：确定出炮孔直径，并根据循环进尺要求等因素确定出炮孔深度。第三步：进行布孔：先布置掏槽孔，再布置周边(zhu bin)孔，最后布置辅助孔。第四步：进行炮孔间距调整，间距调整后的炮孔数目宜尽量接近计算数目。第五步：计算出每次循所需的炸药总量。共六十一页第六步：根据炸药总需量，对每类炮孔的单孔装药量进行(j

16、nxng)确定，原则是：掏槽孔最多，辅助孔次之，周边孔最少。第七步：对每类炮孔的装药结构进行确定，并计算出装药和填塞长度。第八步：选择雷管所需段别，并确定出各类炮孔的先后响炮顺序。第九步：确定出起爆网路形式，并绘制起爆网路图。当炮孔较少时，宜采用串联，较多时，宜采用串并联等形式。共六十一页爆破作业图表(tbio)炮孔种类炮孔深度炮孔角度炮孔间距单孔装药装药结构填塞长度雷管段别联线 方式响炮顺序掏槽孔辅助孔周边孔共六十一页独头巷道掘进爆破(bop)的安全要求1、掘进工作面与新鲜风流巷道应保持畅通。2、必须使用外壳防爆、供电时间能自动控制在6毫秒以内防爆型放炮器。3、放炮前应进行安全检查、加固支护

17、、清场撤离(chl)。 4、应规定出危险范围，并设置警戒。5、起爆命令发出后，至少再等5秒，方可起爆。6、爆破后，应充分通风，用水喷洒爆堆，等待15分钟后，方准进入爆破作业点进行瓦斯、顶板、支架、盲炮等方面的检查。18-93共六十一页爆破工程(gngchng)技术人员培训 遂道爆破(bop) 讲：席共六十一页开挖(ki w)方法 隧道是地下通道的一种，掘进时所采用的方法有矿山法、明挖法、掘进机法、盾构法、沉管法、顶进法，但在山岭隧道中主要采用的方法还是矿山法，即钻爆法。由于工作断面较大，钻爆作业时，通常选用钻凿台车和装药台车，爆破开挖顺序仍然是先进行掏槽，之后进行断面扩大，最后采取周边控制(k

18、ngzh)爆破方法沿设计轮廓线进行光面处理。与小断面巷道相比，隧道断面上的掏槽孔的布置往往常采用双层、三层、四层复式楔形掏槽，每层掏槽呈完全对称或近似对称，深度由浅到深，与工作面的夹角由小到大。共六十一页共六十一页实例(shl)：复式掏槽眼布置 隧道炮孔布置实例共六十一页炮孔布置(bzh)共六十一页复式楔形（分对称(duchn)形或近似对称(duchn)形）装药长度为孔深的70%，且可适当进行底部加强装药，其余为填塞(tin si)长度，各级掏槽延时起爆时间以相差50毫秒为宜。共六十一页炮孔种类(zhngli)： 1掏槽孔 2扩槽孔 3崩落(bn lu)孔 4内圈孔 5拱顶孔 6侧墙孔 7底板

19、孔 8二台孔起爆一般先后顺序：掏槽孔、扩槽孔、崩落孔、二台孔、内圈孔、底板孔、侧墙孔、拱顶孔12435678共六十一页 隧道爆破(bop)开挖方法施工方法适用条件全断面法地层好(-级围岩)，跨度8m正台阶法地层较差（-级围岩），跨度12m侧壁导坑法地层差，浅埋段，跨度14m中隔壁法地层差，浅埋段，跨度16m交叉中隔壁法地层差，浅埋段，跨度20m导硐超前预留光爆层法地层较好，跨度较大浅埋定义：硐顶至地表距离小于2.0倍的隧道跨度围岩划分：1、60MPa：可能的级别为：、；2、 60-30MPa：可能的级别为：、；3、30-15MPa：可能的级别为：、；4、15-5MPa： 可能的级别为：、；5、

20、5MPa：可能的级别为：。3-60共六十一页全断面法：在掘进断面上，按设计轮廓一次完成整个断面开挖的施工方法。台阶法：台阶法又分正台阶法和反台阶法，正台阶法是一种将整个隧道断面分为几层，由上向下分部进行开挖，每层开挖面的前后距离较小而形成几个(j )正台阶状的开挖方法。反台阶法是一种将整个隧道断面分为几层，在隧道底层先开挖宽大的下导坑，再由下向上分部扩大开挖的方法。13-5813-59共六十一页 侧壁导坑法：此法分双侧法和单侧法，其中，双测壁导坑法是一种先开挖隧道两侧(lin c)导坑，及时施作导坑四周初期或临时支护，然后再对剩余部分进行开挖的方法。 中隔壁法：又称CD法，这是一种将隧道分成左

21、右两个部分开挖，先爆破开挖隧道的一侧，并施作中隔壁墙，然后再分部开挖隧道的另一侧的施工方法。这种方法主要适用于地层较差和不稳定岩体，且地面沉降要求严格的地下工程施工。共六十一页双侧壁导坑(dokng)法5 3 16 4 2123456共六十一页中隔壁(gb)法中隔墙( qin)共六十一页当中隔壁法不能满足要求时，还可采用交叉中隔壁法，又称CRD法，这是一种先开挖隧道一侧的一部或二部，施作部分临时中隔壁墙及临时仰拱后，再开挖隧道另一侧的一部或二部，然后再开挖最先施工一侧的最后部分，并延长中隔壁墙壁，最后开挖剩余部分的施工方法。它的最大特点是将大断面变成小断面施工，局部(jb)支护上的封闭成环时间短，有利于控制地表的早期沉降。共六十一页交叉(jioch)中隔壁法431256共六十一页题例：4m3.5m2.5m3m掏槽(to co)布1周边(zhu bin)布2靠周边布3向外布4响炮序1响炮序2响炮序4再细分，如2-1、2-2响炮序3 确定炮孔间距计算办法，单耗取值方法，装