第四章-水平岩巷施工

为获得良好的爆破效果，必须注意以下几个方面工作：工作面炮眼布置；爆破参数；选用匹配的炸药；爆破技术（改进和提高）。一、工作面炮眼布置影响工作面炮眼布置的因素有：岩性与结构；断面的形状与大小；炸药性能与装药量等。（一）掏槽眼1)掏槽眼的作用

为后继炮眼爆破创造附加自由面，以提高爆破效率与炮眼利用率2)常用掏槽方式直眼掏槽直线掏槽螺旋掏槽角柱式掏槽斜眼掏槽楔形掏槽锥形掏槽混合掏槽1）斜眼掏槽的特点（P85）

（1）可充分利用自有面，逐步扩大爆破范围；（2）掏槽面积较大，适于较大断面巷道；（3）炮眼倾斜使掏槽深度受到巷道宽度的限制，从而循环进尺也受到限制；（4）斜眼掏槽不利于多台凿岩机平行作业。2）直眼掏槽的特点(P85)（1）所有掏槽眼都垂直于工作面，且眼距较小，便于采用凿岩台车钻眼；（2）炮眼深度不受断面限制，便于采用中、深孔爆破；（3）中心留有不装药的空眼，作为提高爆破效果的附加自有面；（4）爆落下的岩块均匀；（5）需要雷管的段数较多；（6）凿眼工作量较大，钻眼技术要求高。*直眼掏槽的原理与空眼的作用：

直眼掏槽是以空眼作为附加自有面，利用爆破作用的破碎圈来破岩：当装药眼起爆后，爆轰波及产生的高温高压气体对空眼产生强力挤压作用，致使槽腔内的围岩被压碎后借助爆生气体的余能从而达到掏槽的目的。空眼的作用：一是对爆破应力和爆破方向起集中导向作用，二是使受压岩石有必要的碎涨空间（补偿空间）。*直眼掏槽应注意的若干方面：

（1）空眼与装药眼之间的距离，一般不宜超过“爆破破碎圈”的范围。当利用等直径炮眼时，该间距为炮眼直径的2～4倍；当采用大直径空眼时，该间距不宜超过空眼直径的2倍。（2）增加空眼数可以提高掏槽效果，但增加了打眼工作量。（3）掏槽眼应尽量布置在弱岩中，严格保持炮眼平行，间距相等；（4）掏槽眼宜采用“反向连续装药结构”，以利于抛渣；如果眼深超过2m后，反向连续装药抛渣效果也不好，此时应将空眼加深0.2～0.5m成为抛渣孔，在加深段装1～3个药卷，反向装药，而将掏槽眼改为“正向连续装药结构”，让抛渣孔在掏槽眼起爆后随即起爆。（5）直眼掏槽的装药长度一般占炮眼长度的70～80％。当眼深大于3.0m时，应注意克服炸药传爆时可能产生的间隙效应。3）混合掏槽及其特点：

所谓混合掏槽，是指在直眼掏槽的基础上，为了加强直眼掏槽的抛渣力和提高炮眼利用率，采取“以直眼掏槽为主，以垂直楔形斜眼掏槽为辅”的掏槽方式。*装药系数——装药长度与炮眼长度的比值。（二）辅助眼（崩落眼）

1.作用：大量崩落岩石并扩大掏槽2.布置：均匀垂直布置，眼距0.5～0.7m。3.装药系数：0.45～0.64.光面爆破时紧邻周边眼的辅助眼到周边眼的距离要相等，且等于周边眼的最小抵抗线w。（三）周边眼（光爆眼）

*

周边眼是爆落巷道周边岩石，最后形成巷道断面设计轮廓的炮眼。*光爆周边眼间距E与其最小抵抗线w的比值k，称为“炮眼密集系数”

即式中k—炮眼密集系数，一般为0.6～1.0；

E—周边眼间距，一般为400～600mm；w—最小抵抗线，一般大于400～600mm*“装药集中度”——是指单位炮眼长度（不包括充填炮泥段的长度）的平均装药量。对采用2号岩石硝铵炸药，光爆周边眼的装药集中度一般为：软岩70～120g/m

中硬岩200～300g/m

硬岩300～350g/m

*“抛渣爆破”——是指为了有利于钻、装平行作业而将“底眼间距缩小为400mm左右，眼深加深200mm左右，每个底眼增加1～2药卷，以加强抛渣作用”，又称为抛渣爆破。二、爆破参数1.炸药消耗量q1）定义：指爆破1m3实体岩石所需的炸药量q，即：q＝Q/V，kg/m3式中Q——一次爆破所需的总炸药量，kgV——一次爆破的实体岩石总体积，m32）意义：炸药消耗量q是最重要的爆破参数，q确定的合理与否，将直接影响井巷掘进施工中的许多技术经济指标。如下面：

（1）爆落岩石的块度；（2）钻眼和装岩的工作量；（3）炮眼利用率；（4）巷道轮廓的整齐程度；（5）围岩的稳定性；（6）掘进速度；（7）掘进成本。3）影响炸药消耗量的主要因素有：

（1）炸药的性能；（2）岩石的物理力学性质；（3）岩石的层理、节理和裂隙的发育程度；（4）自有面的大小和数目；（5）炮眼直径和炮眼深度等4）炸药消耗量q的实际确定方法：

（1）根据工作面合理布置的总炮眼数，按各类炮眼不同的爆破作用、所需的装药系数和装药集中度，合理地分配每个炮眼的装药量；（2）将各个炮眼的实际装药量统计，得出工作面的总装药量；（3）再根据每循环实际进尺计算出单位实体岩石的炸药消耗量qo；（4）最后根据实际爆破效果不断修改，逐步获得最切合实际的炸药消耗量q。5）采用光面爆破掘进岩巷的炸药（典型实例）p89如：掘进断面S＝6.85m2，f＝6～8，q＝1.88kg/m3，五星掏槽，循环进尺1.5m2、炮眼直径

炮眼直径一般大于药卷直径4～7mm。药卷直径必须大于其临界直径。对岩石硝铵炸药，其临界直径为25mm。故岩石硝铵炸药的药卷直径一般为φ32、φ35。3、炮眼深度

1）炮眼深度的影响因素主要有：（1）巷道断面尺寸与掏槽方法；（2）岩石的物理力学性质；（3）钻眼设备；（4）劳动组织和循环作业方式等。2）确定合理炮眼深度依据

（1）爆破效果或炮眼利用率η（实际爆落深度与炮眼深度之比）比较高；一般不低于85％～90％；（2）钻眼和掘进速度快，每班能够完成整循环和多循环，实现正规循环作业；（3）掘进成本低；（4）合理的炮眼深度必须与具体的施工条件相适应（P90）4、炮眼数目1）炮眼数目的影响因素

（1）断面的形状与尺寸；（2）岩性（3）炮眼布置方式（4）所用炸药等2）合理的炮眼数目应有的爆破效果：

（1）爆破效率较高（炮眼利用率≥85％～90％）；（2）爆落岩石块度均匀适中；（3）巷道轮廓成型符合施工与设计要求。3）炮眼数目的确定方法

炮眼数目的确定方法有：一是“根据工作面的岩性、巷道断面形状和尺寸及所用的爆破材料，对各类炮眼分别进行合理布置，排列出的炮眼数就是一次放炮的总炮眼数目。最后还要通过爆破实践来检验和修正”；二是“按一个循环的总装药量平均装入所有炮眼的原则进行估算结果作为实际排列炮眼的参考”。其计算方法如下：（1）计算一个掘进循环所需要的总装药量：

Q＝q·S·L·η（2）所需装药量若按一定的“炮眼装药系数”平均装入工作面所有炮眼中去，则总装药量又可表达为：

（3）故“炮眼数目N”的表达式为：

三、装药结构与起爆掏槽眼与辅助眼的装药结构有“正向连续装药”与“反向连续装药”两种：

1.正向装药及特点：1）正向装药

a、起爆药卷数在距眼口最近的第一或第二个药卷位置上；

b、雷管及所有药卷的聚能穴都朝向眼底2）特点：起爆后爆轰波由外向里传播，可能压实里面的药卷，使炸药密度过大而拒爆，从而产生“压死”现象，出现“残孔炸药”。2、反向装药及特点：1）反向装药

a、起爆药卷放在眼底附近；

b、雷管及所有药卷的聚能穴均朝向眼口。2）特点

（1）反向装药起爆后爆轰波由里向外传播，与岩石朝自由面运动方向一致，有利于反射拉伸波破碎岩石；（2）同时爆生气体不会立即从眼口冲出，其能量可以得到充分利用；（3）雷管脚线需要较长。**光爆周边眼的装药结构一般为：①小直径药卷反向连续不耦合装药：药卷φ25，炮眼φ40；②单段空气柱式装药；③空气间隔分段装药；④双段空气柱式装药结构。3、装药结构分类⑴正向连续装药；⑵反向连续装药；⑶小直径药卷反向连续耦合装药；⑷（光爆周边眼）单段空气柱式反向装药；⑸（光爆周边眼）双段空气柱式反向装药；⑹（光爆周边眼）空气间隔分段反向装药。4、炮眼封孔及其作用（1）综合防尘作用要求使用水炮泥；（2）炮眼口要求使用炮泥封口：炮泥为1：3的泥沙，适度18～20％，可塑性好，摩擦系数较大。（3）炮泥封口的作用在于延长爆生气体的作用时间，提高爆破效果。5、起爆采用多段毫秒雷管，按起爆顺序全断面一次起爆。有瓦斯爆炸危险的地方要求总起爆时差≯130ms四、爆破作业图表1、爆破原始条件（表4-3）2、炮眼布置图及说明表（图4-9、表4-4）3、预期爆破效果（表4-5）五、钻眼工作

1、多台气腿式凿岩机平行钻装作业及其风、水管理布2、多台气腿式凿岩机平行钻装作业方式：采用“五定”作业，即1）定人；2）定机；3）定位；4）定眼数；5）定时间。4.2掘进通风与综合防尘4.2.1掘进通风方式（1）局部通风机压入式通风，如图4-11注意：①局部通风机必须安设在有新鲜风流流过的巷道内，距掘进巷道口不得小于10m，以免产生循环风流；②风筒口距工作面距离不超过10m。（2）局部通风机抽出式通风，如图4-12。注意：①风筒的排风口必须设在主要进风巷道风流方向的下方，距掘进巷道口不得小于10m；②必须采用金属风筒；风筒吸入口距掘进工作面迎头不超过6m。（3）局部通风机混合式通风，如图4-13。注意：①局部通风机的吸风口与抽出口的距离不下于15m，防止循环风；②当抽风风筒太长时，必须在距抽风口L/3处（L为风筒全长）串联一台同型号的局部通风机；③局部通风机3和4的抽出风量，应比局部通风机1的吸入风量大20％～25％。4.2.2掘进通风设施

大多采用BKJ型矿井轴流式局部通风机，主要技术参数如表4-6所示。如BKJ56NO55.5kw2BKJ56NO511kw

BKJ60NO42kw2BKJ60NO44kw4.2.3加强通风管理，提高通风效率措施：①增大风筒直径及每节风筒长度，以降低摩擦阻力和局部阻力；②提高风筒接头质量和改进接头方法，以减少漏风和降低局部阻力；③风筒安设吊带平直，并使风机和风筒设在一条直线上，弯道处尽量使风筒缓慢拐弯；④加强日常检修和维护。4.2.4掘进综合防尘措施：①湿式钻眼（最主要的技术措施）；②爆破前后，喷雾洒水；③加强通风排尘。；④加强个体防护；佩戴防尘口罩。4.3岩石的装载与转运4.3.1岩石的装载设备1）铲斗后卸式装载机，如图4-14；2）铲斗侧卸式装载机，如图4-16；3）耙斗装载机，如图4-17；4）蟹爪装载机，如图4-19；5）立爪装载机，如图4-20；目前，国内使用较多的仍然是“耙斗式”和“铲斗后卸式”装载机，侧卸式次之，蟹爪式和立爪式还在发展与完善中。

为提高装岩生产率，必须创造一下条件：①作为爆破工作，使爆出的岩石块度均匀，堆放集中，底板平整；②提高装载机的工时利用率；③加强装岩调车组织工作，提高工人操作技术及保证稳定的电压或风压等。4.3.2调车工作（1）固定错车场调车法，如图4-21；（2）活动错车场调车法，包括浮放道岔调车法和翻框式调车法，如图4-