【矿业实务】顾士东教案 05-第5章-凿岩爆破工程

第5章凿岩爆破工程第5章考点目录5.1工业炸药和起爆器材考点1：工业炸药按使用条件分类（1）第一类炸药。准许在一切地下和露天爆破工程中使用的炸药，包括有瓦斯和煤尘爆炸危险的矿山，也称为安全炸药或者煤矿许用炸药。（2）第二类炸药。准许在地下和露天爆破工程中使用的炸药，但不包括有瓦斯和矿尘爆炸危险的矿山。（3）第三类炸药。只准许在露天爆破工程中使用的炸药。硝铵类炸药，以硝酸铵为主要成分，是爆破工程中用量最大、品种最多的一大类混合炸药。含水炸药。包括乳化炸药、乳化铵油炸药（重铵油炸药）、水胶炸药。考点2：对炸药的基本要求（1）爆炸性能好，有足够的威力以满足爆破要求。（2）有较低的机械感度和适度的起爆感度。（3）炸药配比接近零氧平衡，以保证爆炸产物中有毒气体生成量少。（4）有适当的稳定贮存期。（5）原料来源广泛，加工工艺简单，加工操作安全且价格便宜。考点3：煤矿许用炸药煤矿许用炸药按其瓦斯安全性分为一级、二级、三级、四级和五级。级数越高，安全程度越好。1）低瓦斯矿井的岩石掘进工作面，不低于一级2）低瓦斯矿井的煤层采掘工作面、半煤岩掘进工作面，不低于二级。3）高瓦斯矿井：不低于三级4）突出矿井：不低于三级的煤矿许用含水炸药。煤矿井下爆破作业，必须使用煤矿许用炸药，一次爆破必须使用同一厂家、同一品种的煤矿许用炸药。考点4：煤矿许用电雷管安全电雷管，可用于有瓦斯和矿尘爆炸危险的矿山。采取的措施：（1）不允许使用铁壳或铝壳。（2）不允许使用聚乙烯绝缘爆破线，只能采用聚氯乙烯绝缘爆破线。（3）在加强药中加入消焰剂。（4）雷管底部不做窝槽，改为平底。（5）采用燃烧温度低、生成气体量少的延时药。（6）加强雷管管壁的密封。考点5：电子雷管电子控制模块起爆延时时间控制、起爆能量控制、内置雷管身份信息码和起爆密码，能对自身性能进行测试，并能和起爆控制器及其他外部控制设备进行通信。在采掘工作面，必须使用煤矿许用瞬发电雷管、煤矿许用毫秒延期电雷管或者煤矿许用数码电雷管。使用煤矿许用毫秒延期电雷管时，最后一段的延期时间不得超过130ms。使用煤矿许用数码电雷管时，一次起爆总时间差不得超过130ms，并应当与专用起爆器配套使用。5.2凿岩爆破技术考点1：斜眼掏槽与直眼掏槽掏槽眼：分为斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽三大类。巷道浅眼爆破多用斜眼掏槽，包括单向、楔形和锥形掏槽;巷道中深孔爆破多用直眼掏槽。常见的有角柱掏槽、菱形掏槽、五星掏槽和螺旋掏槽优点缺点斜眼掏槽易将岩石向外抛出，所需的掏槽眼数目少钻眼方向难以掌握，炮眼深度受巷道宽度和高度限制，碎石抛掷距离大直眼掏槽布置简单，易实现钻眼机械化，炮眼利用率高，爆堆集中炮眼数目多，药量多，炮眼间距和平行度对掏槽效果影响大。立井井筒施工中，炮眼采用同心圆布置。在均匀岩层中，掏槽眼可布置在井筒中心；急倾斜岩层，掏槽眼应布置在靠井筒中心岩层倾斜的下方。①直眼掏槽。其炮眼布置圈径一般为1.2～1.8m,②斜眼锥形掏槽。其炮眼布置倾角一般为70°～80°,眼孔比其他眼深200～300mm。为防止崩坏井内设备，常常增加中心空眼,其眼深为掏槽眼的1/3～1/2,用以增加岩体碎胀补偿空间。为增加岩石破碎度及抛掷效果，可在井筒中心钻凿1～3个空眼，眼深超过最深掏槽眼500mm以上，并在眼底装入少量炸药，最后起爆。考点2：炮眼布置的方法和原则①“抓两头、带中间”。首先选择适当的掏槽方式和掏槽位置，其次是布置好周边眼，最后根据断面大小布置崩落眼。②掏槽眼的位置：立井均匀岩层可布置在井筒中心，急倾斜岩层布置在靠井中心岩层倾斜的下方；巷道凿岩爆破中，通常布置在断面的中央偏下。③周边眼：一般布置在断面轮廓线上。各炮眼要相互平行，眼底落在同一平面上。为保证爆破后在巷道底板不留“根底”,并为铺轨创造条件，底眼眼底要超过底板轮廓线。考点3：爆破参数设计（1）炮孔直径：采用气腿式凿岩机的情况下，炮眼直径多采用42～45mm（比药卷直径大10mm左右）;在立井深孔爆破中，多采用50～55mm的炮眼直径。最佳炮孔直径，使井巷掘进所需钻爆和装岩总工时为最小（2）炮孔深度：立井短段掘砌混合作业的眼深应为3.0～5.0m;大段高单行作业或平行作业的眼深也可为3.0～5.0m或更深；浅眼多循环作业的眼深应为1.2～2.0m。以掘进每米巷道成本最低时的炮孔深度为最优炮孔深度。（3）炸药量分配：每一循环所使用的装药量可按每循环掘进的岩石体积计算。掏槽眼爆破最困难，单眼分配最多；崩落眼单眼分配比掏槽眼少，但比周边眼多。在周边眼中，底眼分配药量最多，帮眼次之，顶眼最少。（4）最小抵抗线和炮眼密集系数最小抵抗线：合理的最小抵抗线是与炮眼密集系数m相关的：m=a/W式中a——炮眼间距；W——最小抵抗线。实际工作中多取m=0.8～1.0,此时光爆效果最好。故合适的抵抗线为眼距的1～1.25倍。（5）正向起爆装药和反向起爆装药起爆雷管在炮眼孔口处，爆轰向眼底传播时称为正向起爆起爆雷管在炮眼孔底处，爆轰向眼口传播时称为反向起爆反向装药：不仅能提高炮眼利用率，而且也能加强岩石的破碎，降低大块率。在高瓦斯矿井采掘工作面采用毫秒爆破时，若采用反向起爆，必须制定安全技术措施。（正向装药安全性高）考点4：炮眼的填塞装药之前必须清除炮眼内的岩粉或煤粉，再用木质或竹质炮棍将药卷轻轻推入，完成炸药装填。炮眼封泥必须使用水炮泥，水炮泥剩余的部分应当使用黏土炮泥或者用不燃性、可塑性材料制成的炮泥封实，严禁使用煤粉、块状材料或者其他可燃性材料作炮眼封泥不允许只装水炮泥而不装黏土炮泥。炮眼的封泥长度应符合《煤矿安全规程》（2022年版）的相关规定。考点5：光面爆破施工1）光面爆破对钻眼工作的要求：“平、直、齐、准”，即：（1）周边眼相互平行；（2）各炮孔均垂直于工作面；（3）炮孔底部要落在同一平面上；（齐）（4）开孔位置要准确，都位于巷道断面轮廓线上，实际施工中偏斜一般不超过50。2）光面爆破参数周边孔不耦合系数取2～5时，光爆效果最好;周边孔间距一般为炮孔直径的10～20倍;周边孔的炮孔密集系数一般为0.8~1.0。按采用2号岩石硝铵炸药计，周边孔的炮孔单位长度装药量，在软岩中一般为70~120g/m，中硬岩中为200~300g/m，硬岩中为300~350g/m。周边光爆炮眼应当用炮泥封实，且封泥长度不得小于0.3m。3）起爆顺序与起爆方法工作面上的炮眼应按掏槽眼、辅助眼（崩落眼）、周边眼（帮眼、顶眼、底眼）的先后顺序起爆，以使先起爆炮眼所形成的槽腔作为后起爆炮眼的自由面。岩巷掘进一般采用发爆器起爆，所以雷管多采用串联方式5）光面爆破质量标准（1）眼痕率：均匀眼痕的周边眼数应不少于其总数的50%（2）超挖尺寸不得大于150mm,欠挖不得超过质量标准规定。（3）围岩面上不应有明显的炮震裂缝。考点6：立井凿岩爆破1）炮眼布置：常采用直眼掏槽，一般布置成二阶或三阶的多圈掏槽形式，相邻每圈间距为200～300mm：辅助眼（崩落眼）界于掏槽眼与周边眼之间，可多（层）圈布置，其最外圈与周边眼的距离一般以500～700mm为宜。其余崩落眼圈距取600～1000mm,眼距为800～1200mm。周边眼布置在井筒轮廓线上，眼距为400～600mm。为便于打眼，眼孔略向外倾斜，眼底偏出轮廓线50～100mm,爆破后井帮沿纵向略呈锯齿形。2）装药结构与防水措施掏槽眼、崩落眼宜采用径向小间隙的连续装药结构，周边眼应采用径向和轴向空气间隙的装药结构。3）起爆方法和时序一般不用串联，而用并联或串并联的连线方式。一般都采用地面的220V或380V的交流电源起爆。爆破时，由里向外逐圈分次起爆，间隔时间一般为25～50ms。有沼气工作面，总起爆间隔时间不得超过130ms。考点7：巷道凿岩爆破（1）凿岩机具岩石巷道施工中，凿岩机具通常采用凿岩台车或气腿式凿岩，一般人工打眼选择普通YT型气腿式凿岩机，选用B22×2500mm中空六角钎杆、φ42mm一字形钻头。（2）炮眼布置及爆破参数某岩巷爆破参数：采用直眼菱形掏槽，掏槽眼深2.2m,辅助眼深2.0m,周边眼距0.4m,抵抗线0.6m,周边眼密集系数0.5,采用正向连续装药。考点8：露天深孔台阶爆破参数（1）台阶高度：台阶高度不宜过高，以10～15m为宜。（2）超钻深度与孔深：一般情况下台阶高度越大，坡面角度越小，底盘抵抗线越大，岩石越坚硬，则需要的超钻深度越大。（5）炮孔间距和排距：炮孔排距采用等边三角形布孔时，一般为炮孔间距的0.866倍。（8）装药长度与堵塞长度：一般，有效堵塞长度值应大于底盘抵抗线值。考点9：露天浅孔台阶爆破参数（1）炮孔直径：多为36～