井巷掘进爆破

会计学1井巷掘进爆破1、井巷掘进爆破的特点：

(1)作业条件差;

(2)临空面少，夹制作用大;(3)爆破质量要求较高：掘进方向准确，断面达到设计标准；

(4)围岩既平整又完整。§7井巷掘进爆破第1页/共54页2、掘进爆破分类地下工程掘进爆破按炮孔深度可分为以下三类：

(1)浅孔爆破孔深≤2米；

(2)中深孔爆破

2＜孔深≤3.5米；

(3)深孔爆破孔深＞3.5米。§7井巷掘进爆破第2页/共54页3、炮孔的种类及其作用

(1)掏槽孔（眼）作用：开辟新自由面(槽腔),创造爆破条件，是掘进工作的关键。

(2)辅助孔（眼）/崩落孔（眼）作用：扩大槽腔,即扩大自由面，崩落岩石,为周边孔爆破创造条件。§7井巷掘进爆破(3)周边孔(眼)—

顶孔、帮孔、底孔作用：控制巷道断面的规格及形状,最终成巷。第3页/共54页§7.2掏槽爆破根据断面大小、围岩性质、施工条件等因素，掏槽孔的布置形式主要有：斜眼掏槽：掏槽眼与工作面(自由面)斜交，倾斜成一定角度；直眼掏槽：掏槽眼与工作面(自由面)垂直；混合掏槽：以上二者的结合。§7井巷掘进爆破第4页/共54页一、斜孔(眼)掏槽1、斜孔掏槽的形式：(1)单向掏槽(2)锥形掏槽(3)V形或楔形掏槽(4)扇形掏槽2、斜孔掏槽的优缺点§7井巷掘进爆破第5页/共54页①掏槽孔布置：排成一列，朝一个方向倾斜；倾斜角度45º～65º，孔距:30～60cm。②适用范围：有明显层理、节理或裂隙面岩层。③分类：顶部掏槽、底部掏槽、侧向掏槽。④特点：掏槽孔远离工作面中心,孔底不会彼此相遇。(1)单向掏槽第6页/共54页①掏槽孔布置：各孔以相等或近似相等的角度向槽腔底集中，但不贯通；孔底距为10~20cm；孔口距为0.4~1.0m；倾角为55º～70º。②槽腔形状：

锥形槽腔，分为三角锥形、四角锥形或圆锥形。③适用范围：坚固岩石，断面一般应大于4m2，不易受层理、节理及裂隙的影响。(2)锥形掏槽第7页/共54页①掏槽孔布置由2~4对相向倾斜孔组成，炮孔参数可参考下表选取。(3)V形或楔形掏槽第8页/共54页②分类：

垂直楔形掏槽：打孔方便，使用广泛；水平楔形掏槽：岩层有水平层理、节理或巷道较宽；(3)V形或楔形掏槽第9页/共54页复式楔形掏槽：布置2或3层掏槽孔；较小V形掏槽孔称为内掏槽孔，较大的V形掏槽孔称为外掏槽孔。三级复式楔形掏槽双楔形掏槽(3)V形或楔形掏槽第10页/共54页③应用范围常用于中硬以上断面大于4m2均质岩石的井巷。(3)V形或楔形掏槽第11页/共54页①掏槽孔布置炮孔排成一列，但各炮孔深度、方向都不相同。②适用范围适用于煤层、半煤岩或有软夹层的岩体中。(4)扇形掏槽第12页/共54页(1)优点

①孔少；②掏槽面积大；③掏出量大。

(2)缺点

①孔深受断面限制，循环进尺不是很大；②爆堆分散，容易损坏设备和支护；③钻孔方向难掌握。斜孔掏槽的优缺点第13页/共54页二、直眼掏槽/直孔掏槽1、直眼掏槽的特点炮眼与工作面垂直,炮眼之间相互平行、相距较近;

留有不装药的空眼,作为自由面和碎胀补偿空间。2、直眼掏槽的形式

(1)缝形掏槽/龟裂掏槽

(2)桶形掏槽/角柱形掏槽（应用最广）

(3)螺旋形掏槽3、掏槽眼装药量4、掏槽眼起爆顺序及延期时差5、槽腔抛碴6、直眼掏槽的优缺点§7井巷掘进爆破第14页/共54页①炮眼布置装药眼和空眼布置在一条直线上，且相互平行；一般为3-7个炮眼；空眼与装药间隔布置，眼距(1~2)d（d为空眼直径）；②槽腔形状爆后，掏出一条不太宽的槽子,如同一条裂缝，故称为缝形掏槽。(1)缝形掏槽或龟裂掏槽③适用范围适用于坚硬或中等坚硬岩石和小断面巷道。第15页/共54页①炮眼布置药眼与空眼之间互相平行,呈对称式排列。(2)桶形掏槽/角柱形掏槽

多种空眼、药眼排列方案，见下图。第16页/共54页说明：空眼直径可以等于或大于药孔直径;

大直径空孔可以形成较大的人工自由面和补偿空间，使爆破效果较好；但施工困难，需2种规格的钻具，如果风压不足，凿岩速度慢。(2)桶形掏槽/角柱形掏槽第17页/共54页②眼距实验表明:空眼数目、空眼直径及眼距影响掏槽效果。从图中可看出（φ=50mm）：

L＜0.8φ：邻孔炸药被挤死；

L=（0.8~1.5)φ：破碎抛离；

L=（1.5~2.1)φ：碎而不抛；

L＞2.1φ：塑性变形，出现冲炮。故，眼距常取L=(1~2)φ。(2)桶形掏槽/角柱形掏槽第18页/共54页从图中可看出（φ=100mm）：

L＜0.6φ：邻孔炸药被挤死；

L=（0.6~1.4)φ：破碎抛离；

L=（1.4~2.3)φ：碎而不抛；

L＞2.3φ：塑性变形，出现冲炮。故，眼距常取L=(1~2)φ。(2)桶形掏槽/角柱形掏槽第19页/共54页例如：实践证明，空眼直径为102mm，药眼直径为40~50mm时，眼距为18~20cm(1.8~2.0φ)时，掏槽爆破效果非常好；即使孔距稍3~5cm，只要钻孔精度有保证，也能取得很好的掏槽爆破效果。③适用范围：适用于各种硬度的岩层，但中硬以上岩层掏槽效果更好。(2)桶形掏槽/角柱形掏槽第20页/共54页①布孔特点：特点是药眼到空眼的距离依次递增，呈螺旋线布置；由近及远顺序起爆；所以，能充分利用自由面，使槽腔逐步扩大，提高了掏槽效果。

⑶螺旋形掏槽/非对称角柱形掏槽第21页/共54页说明：遇有特别难爆的岩石，可增加1~2个空孔，以增大自由面和补偿空间体积。②药眼与空眼的距离⑶螺旋形掏槽/非对称角柱形掏槽第22页/共54页③优缺点优点：用同样的炮眼数可得到较大的槽腔；不足：可靠性较差。⑶螺旋形掏槽/非对称角柱形掏槽第23页/共54页线装药密度：

第1次起爆的炮孔：550~800g/m；

而后依次起爆的炮孔，逐渐增加，但一般情况下应控制在1200g/m以内（有时可达1400g/m）；炸药单耗：全部掏槽孔的宜控制在1.4~1.8kg/m3，铁路隧道实际多在2.0kg/m3。3、掏槽眼装药量第24页/共54页(1)起爆顺序按药眼与空眼距离：近→远。(2)延期时间

试验观测表明：掏槽碎岩运动速度约40~60m/s。孔深2m：33~50ms；孔深4m：67~100ms；孔深5m：83~125ms。结合雷管段别时间间隔，孔深2m时，常取50~75ms，孔深4~5m时，常取75~100ms。3、掏槽眼的起爆顺序和延期时间第25页/共54页

抛碴措施：空眼底部装药。具体做法如下：空眼超深，装入适量炸药，于全部掏槽药眼起爆后再起爆，以便将岩碴推出槽腔。如下图所示。4、槽腔抛碴第26页/共54页(1)优点①眼深不受限制，循环进尺较大；②炮眼利用率高，可达90~100%；③容易控制眼底深度，使眼底在同一铅垂面上；④钻孔时，钻臂间互相干扰少，凿眼效率高；⑤岩石抛掷距离较近,爆堆集中,不易破坏设备和支护。(2)缺点①眼多；②炸药消耗大③钻孔平行，钻孔精度要求高。

5、直眼掏槽的优缺点第27页/共54页学习直眼掏槽方式时应注意以下几点：(1)主要自由面不是工作面，而是空孔壁。(2)掏槽孔的最小抵抗线是装药孔与空孔之间的距离，且从孔口到孔底都是一样大。(3)空孔所起作用：自由面，补偿空间。(4)直眼掏槽的技术要点（６字诀）：①密：眼距小；②平：炮眼相互平行；③深：空眼比药眼超深30~50cm；④抛：空眼底装药（300~500g）抛碴;⑤隔：隔段起爆（延期间隔）；⑥药：药量要适度。§7井巷掘进爆破第28页/共54页§7.3掘进工作面爆破施工技术§7.3.1爆破参数的确定1、装药量计算(1)单位炸药消耗量(炸药单耗)q

q是指爆破每立方米原岩所需的炸药量，kg/m3。q的确定方法：

①按经验公式计算；②按国家定额(炸药消耗定额)选取：查爆破设计手册;③按工程类比法选取；④通过爆破试验求得（试爆）。§7井巷掘进爆破第29页/共54页①按经验公式计算第30页/共54页②按定额选取q第31页/共54页§7井巷掘进爆破(2)每个循环所需装药量QQ=qV=qSLη

式中

V—爆破原岩体积；

η—炮眼利用率，一般取0.8~0.95。2、炮眼利用率

(1)单个炮眼的炮眼利用率炮眼利用率=炮眼有效长度÷炮眼长度；

(2)井巷全断面的炮眼利用率炮眼利用率=每循环工作面爆破进尺÷炮眼深度。√第32页/共54页§7井巷掘进爆破3、孔径φ采用气腿凿岩机

(如YT24、YT23D)：φ=38~42mm；采用凿岩台车：φ=42~50mm。气腿式凿岩机四臂液压凿岩台车第33页/共54页§7井巷掘进爆破4、孔深炮孔深度跟炮孔长度不同，它是指炮孔底到工作面的垂直距离。孔深与断面大小，采用的钻孔设备等因素有关。①采用气腿式凿岩机(如YT24、7655)时:

孔深取1.5~2.5m。气腿式凿岩机第34页/共54页②采用中小型凿岩台车（钻孔台车）时：孔深取2~3m，有些可达3.5m。③采用大型凿岩台车（钻孔台车）时：孔深可达5m。§7井巷掘进爆破四臂液压凿岩台车CLJY12.2全液压履带式凿岩台车

第35页/共54页B.按经验选取查爆破设计手册等。如：孔径d=35～40mm时，药孔与空孔距离可取8～15cm，硬岩取小值，软岩取大值。§7井巷掘进掘进爆破５、孔距a(1)掏槽孔间距①直孔掏槽炮间距A.孔距为破碎半径的2倍，即第36页/共54页②斜孔掏槽炮孔间距(2)辅助孔间距可参照台阶爆破炮孔的间距取值，一般取40～80cm。(3)周边孔间距按光面爆破参数选取；一般取50～80cm，也有人建议取65～80cm，其中底孔取小值；工程爆破中应按实际情况（如岩性、裂隙的发育程度，等等）取值。§7井巷掘进爆破第37页/共54页６、炮孔数目①根据掘进断面积S和岩石坚固系数f估算§7井巷掘进爆破②根据每一循环所需装药量Q

与每个炮孔的装药量q单

来计算第38页/共54页§7.3.2掘进工作面炮孔布置1、周边孔布置(1)顶孔、帮孔布置①顶孔、帮孔应布置为倾斜孔，倾角为3º~5º。

a.孔口距轮廓线10~25cm，孔底不超出轮廓线;§7井巷掘进爆破第39页/共54页b.孔口布置在轮廓线上，孔底超出轮廓线10~20cm。②周边孔深度与辅助孔深度应相等，使爆出的新工作面平整。③炮孔堵塞长度不小于0.2m。④爆破参数按光面爆破选取。§7井巷掘进爆破第40页/共54页(2)底孔布置①倾斜孔：炮孔向底板下方要有一定的倾斜角度。

孔口应高出底板水平15cm左右，硬岩中孔底应低于地板标高10~15cm；②为避免欠挖、消除底坎，孔间距一般为50~60cm。③适当增加底孔药量，减少堵塞长度。§7井巷掘进爆破第41页/共54页2、掏槽孔布置(1)掏槽位置①整个断面中最容易爆破或最容易打孔的部位。例如掘进断面中存在显著易爆的软岩夹层时，则应考虑将掏槽孔布置在这些软弱夹层中。②断面中央稍偏下适用于岩体完整，无软岩层、大的断层、节理。§7井巷掘进爆破第42页/共54页(2)掏槽范围（即槽腔的大小）

掏槽孔提供的自由面和空间，能满足扩大孔正常单耗所需的合适孔距和排距（即最小抵抗线）为准。直眼桶形掏槽的槽腔边长为1.4～1.5倍扩大孔排距，即可满足扩大孔正常爆破的要求。(3)掏槽孔深度掏槽孔应比其它孔深15～20cm左右。3、布孔顺序掏槽孔周边孔辅助孔。§7井巷掘进爆破第43页/共54页1、装药结构(1)装药结构是指炸药在炮孔内的放置方式。(2)装药结构的分类①连续装药炸药在炮孔内连续装填，不留间隙。如右图所示。§7井巷掘进爆破§7.3.3装药结构、起爆方法及炮孔堵塞第44页/共54页②间隔装药炸药在炮孔内分段装填，各段炸药间由炮泥、木垫或空气柱隔开，如右图所示。作用：炸药均匀分布，使岩石破碎块度均匀。当炮孔长度超过3.5~4m时，常采用多段间隔装药。§7井巷掘进爆破第45页/共54页③耦合装药装药直径＝炮孔直径；无空气间隙。作用过程：爆轰波（冲击波）炮孔壁。炸药爆炸后，在岩体内激起冲击波，造成粉碎/压缩区，消耗了大量爆炸能。§7井巷掘进爆破第46页/共54页④不耦合装药装药直径＜炮孔直径；有空气间隙。

a.不耦合系数Kd：Kd=

炮孔直径÷装药直径。

b.作用过程：爆轰波(冲击波)间隙空气炮孔壁。

c.不耦合系数对孔壁压(应)力的影响,如左下图所示.§7井巷掘进爆破

从图中可以看出：Kd↑→p↓;

当Kd增加到一定值时，孔壁上的压应力等于或小于岩石的极限抗压强度;

则孔壁岩石只能由压应力引起的拉应力来破坏，如右图所示。第47页/共54页由以上分析得出：采用不耦合装药可以

控制爆炸能量的作用过程，降低爆炸冲击波的峰值压力(或动压应力)，避免在炮孔周围产生压碎区，减弱对原岩体的