平顶山工业职业技术学院 - 副本.doc

平顶山工业职业技术学院毕业设计(论文)开题报告题目：平煤十矿水平运输大巷巷道施工设计 课 题 类 别： 设计 学 生 姓 名：顾云龙学 号：20112003246班 级：（2）班专业（全称）：矿井建设指 导 教 师：张源源 2004年2月28号摘 要本巷道施工组织设计包括断面设计、爆破、支护、安全措施等几个方面。此次巷道施工设计内容包括六部分内容。第一部分绪论，这其中包括进行此次设计的目的和方法等内容。第二部分水文地质资料，此部分是关于平煤十矿的工程概况。第三部分巷道断面设计，通过自己所获得的地质资料以及在图书馆翻阅的专业书籍和规范，合理地进行了巷道的尺寸确定。第四部分巷道掘进施工设计，这一部分我主要学习了爆破工程的相关知识，把自己以前学习的东西，通过实例，运用，达到了理论联系实际的效果。第五部分是巷道支护设计，此部分我学习了巷道支护设计的实例并了解了锚杆的支护类型。第六部分是安全施工管理，施工时候的安全措施是公司的生命线，安全永远都要放在第一位。本次设计使我熟悉了巷道施工的一般流程，了解一些施工管理的经验措施，对一些局部施工技术经验进行了掌握。在巷道的施工中，我通过查阅专业书籍以及在图书馆借阅巷道施工设计规范和相关电子书最终完成了巷道的设计，并且我通过AutoCAD软件绘制了详细的图形。严格按照巷道施工的安全规范及煤炭工业现行的法律、法规、规程、规范，在保证安全第一的前提下，做到保质保量。关键词：断面设计；爆破 ；锚喷；永久支护；安全措施。AbstractConstruction of the roadway design includes design of section，blasting , and supporting measures such as the number of areas。The design of the roadway includes six parts。The first part is introduction，including the aim and method of the design。The second part is geological data, this section refers to the kailuan coal mining engineering profile fangezhuang。The third part of this design is its cross-section design, through the geological information and learning in the library，I reasonably determine the size of the roadway。The fourth part is the design of the roadway construction，I study the blasting work of the relevant knowledge，by an example, applying the theory in actual effect。The fifth part is roadway support design，I study an instance of roadway support design and learn the anchor bar city type in this section。The sixth part is the security management ，construction of the security measures is the lifeblood and safety should always comes first。The design has familiarized me with the construction processes, I learned the processes of the general understanding of the project management experience and some local construction technology of experience。In the design of the roadway construction，I eventually completed the design mainly by reference to the professional books，the project design specifications in the library and other electronic books and I do the detailed drawings by Auto CAD drawing software。In strict accordance with the safety of roadway construction and the coal industry norms existing laws, regulations, rules, and norms, guarantee the safety of the first premise, so ensure quality too。Keywords：Design of section；Blasting；Bolting and Shotcreting；Supporting permanent；Safety measures。目 录第一章 绪 论1第二章 工程及水文地质概况22.1 工程概况22.2 矿区地理位置及交通22.3 地质情况42.4 水文情况42.5 矿区气象地震42.6 工农业生产和原料电力供应42.7 井田地质特征4第三章 巷道断面设计53.1 巷道断面形状及设备选择53.2 巷道断面尺寸的确定5第四章 巷道掘进施工134.1 炮眼分类及布置注意事项134.1.1 炮眼的分类134.1.2 掏槽方式的分类154.1.3 炮眼布置的注意事项164.2 爆破器材的选择及装药结构174.2.1 爆破炸药的选择174.2.2 起爆器材的选择194.2.3 钻眼器材的选择194.2.4 装药结构204.3 爆破参数的确定234.4 炮眼布置264.5 爆破图表294.6 钻眼爆破安全注意事项32第五章 巷道支护设计345.1 锚喷支护技术概况345.1.1 作用原理345.1.2 结构种类385.2 支护参数确定以及材料消耗量385.3 巷道压力情况及支护选型计算415.4 锚喷施工过程及注意事项435.4.1 锚杆施工435.4.2 喷浆施工435.4.3 巷道维修（打锚索）措施45第六章 安全施工管理措施476.1 总则476.2 一通三防及系列化管理476.2.1 局部通风476.2.2 瓦斯管理486.2.3 防灭火506.2.4 防煤与瓦斯突出措施506.2.5 综合防尘措施516.2.6 防治水措施516.2.7 就地排放瓦斯安全措施526.2.8 处理风筒被岩石或煤块压埋专项措施53第七章 结 论54参考文献55致 谢56第一章 绪 论巷道工程是井下生产的脉络，保持其畅通和完好状态对改善井下的劳动条件和作业环境，以及防止巷道顶板事故，保证安全生产有极其重要的作用。煤炭工业是国民经济的重要部门。高速发展煤炭工业，必须解决好新井建设，老矿挖潜，小煤矿技术改造和发展机械化等关键问题。而在新井建设中巷道工程占井巷工程的80%以上，施工期一般超过建井总工期的55%。总的来说，我国巷道掘进机械化方面，与先进的采煤国家相比，还是相当落后的。根据部里制定的煤炭工业实现采掘机械化的奋斗目标来看，当前我国巷道掘进的主攻方向应是千方百计提高机械化水平，加快巷道掘进的平均速度，逐步解决好平、斜、煤和半煤岩巷三条机械化作业线的配套问题，迅速提高施工速度，加快矿井建设步伐，大力进行老井的技术改造，为多出煤、出好煤创造条件。这次设计主要包括了两方面的内容：一是巷道断面的设计；二是巷道的施工，主要是爆破施工和支护选择；另外还有通风和安全的注意事项。通过这次设计使我更多得了解有关巷道施工的知识，比如巷道断面尺寸的选取、巷道锚杆的选择施工、井下钻岩机械的使用、爆破的施工等，通过设计计算比较和查阅资料，在安全经济的原则下，合理选择断面尺寸、装药量和锚杆支护等，合理进行巷道的施工设计。第二章 工程及水文地质概况2.1 工程概况1）巷道名称：平煤十矿水平运输大巷。2）巷道用途：平煤十矿水平运输大巷主要用于运煤、通风、行人以及运料排矸等。3）巷道类型：开拓巷道。4）工程量：平煤十矿水平运输大巷设计全长700.0m。5）通风量：运输大巷通风量60。6）涌水量：运输大巷涌水量150。7）运输大巷标高：-550m。8）与相邻巷道位置关系：运输大巷的东侧为主要运输石门和井底车场，西侧为采区下部车场和采区运输石门。2.2 矿区地理位置及交通平顶山煤田位于河南省中西南部，分布于平顶山宝丰、襄城县、叶县、郏县、鲁山县境内，平顶山煤田有平顶山矿区和韩梁矿区组成的。十矿井田位于平顶山煤田东部，平顶山市东北部，距市区中心约6km，行政区划平顶山市卫东区。十矿有平煤集团矿区专用铁路与国铁京广线、焦支线相连接，国铁京广线、焦支线分别通过矿区东部和西部，孟庙铁路线通过平顶山市与京广线、焦支线相连接；交通以铁路、公路为主，南距平顶山火车东站5km，由此往东至孟庙东站62km与京广铁路相接，向西38km至宝丰车站与焦枝铁路相连，矿井通过矿区专用铁路与国铁接轨。公路交通以平顶山市为枢纽，辐射附近各县、市及矿区，并与四通八达的许南、洛叶公路相连，交通极为便利。 平煤集团十矿交通地理位置图A 平煤集团十矿交通地理位置图B2.3地形地貌：十矿井田地处汝河以南，沙河之北的伏牛山余脉低山丘陵地带，地势西北高东南低。自西向东红石山、龙山庙、擂鼓山、落凫山、平顶山、马棚山、焦赞山绵延不断，山脉呈北西走向，组成分区的地表分水岭。十矿矿井位于平顶山、马棚山之间的山口以南的开阔山前冲积平原上。井口标高128m。井田最高峰马棚山海拔462.7m。2.4河流及水系沙河、汝河流经矿区的南部和北部边缘，沙河距矿区最近3.2km，汝河流经煤系之上。井田范围发育着冲沟和季节性小溪，比较大的月台河发源于尹充村，从井田中部流过，属间歇性小河。直接接受大气降水补给，冬季河床干涸断流，雨季呈涓涓细水，大雨时山洪暴发，经冲沟汇入河中，汛期历史最高洪水位可达92m，最大洪水流量8000m3/h。地表水系由北经过井田流向南部。与煤层、含水层露头走向近于直交，与地层倾向相反。沙河、汝河流经矿区的南侧和北部边缘。沙河距矿区最近3.2Km，最大洪峰流量3300m3/s，旱季流量0.8m3/s；汝河流经煤系之上，最大流量3000m3/s，旱季流量0.28m3/s。2.5矿区气象地震根据平顶山历年的气象资料，本区属大陆性半干燥湿度不足带，年平均降雨量794.6mm，年最大降雨量为1323.6mm，雨季一般集中在79月份。历年平均蒸发量为2269.2mm，年最大蒸发量2825mm，蒸发量大于降雨量。年平均气温为15，最高气温42.3，最低气温-15。常年风向多为北西和北东，以北西风的风速最大，为24m/s；最大积雪厚度为36cm，冻土最深22cm。平顶山位于许昌淮南震带的南缘。根据历史记载，公元前519年到公元1942年的2461年间， 许昌地区共发生地震约84次，河南省有史以来的8次大地震中，7次对本区有较大破坏。1556年1月大地震时，临汝、宝丰、郏县等地的地震列度为6度。本地区地震频繁，说明新构造活动强烈。据国家地震烈度区域划分的意见，本区为VI级地震列度区。2.6工农业生产和原料及电力供应矿区内工业以煤炭为主，农业主要种植小麦、玉米、棉花，间杂有果园、桑园、菜园和苗圃等。本矿井建设期间，所需要建设材料，除钢材、木材和部分水泥需由国家计划供应外，其它砖、石、砂等土产材料，均由当地供应，满足建设需要。矿区电源主要来自平顶山市电业局所辖的贾庄、肖营和孙岭变电站的110Kv和35Kv系统以及平煤集团公司所辖的谢庄110Kv变电站。备用电源取自焦庄（平八矿西风井）35kv站，当主送线路故障时，备用电源可通过装置自动投入。2.7井田地质特征（一）井田地形地势以及井田的勘探程度1、 地形与地势十矿矿井位于平顶山、马棚山之间的山口以南的开阔山前冲积平原上。井田的东南部为开阔的冲积洪积平原，西北部为砂岩组成的高山，山脊平缓，山坡陡峭，约为30，向南逐步过渡到平原。地势是西北高，东南低。西北部有平顶山，北部为马棚山，山的相对标高为260m460m，平原一般+80+100m。井口标高128m。井田最高峰马棚山海拔462.7m。2、 井田的勘探程度矿区经过普查、详查、精查勘探及使用综合勘探的精查补充勘探后，使完成勘探线24条，平均间隔500m；钻孔154个，共计工程量为45043.68m，其中水文钻孔12个，共计工程量为4789.60m。根据勘探情况，矿区的地质条件已基本清楚。本井田无陷落柱、剥蚀带及火成岩侵入情况。（二）井田煤系地层概述（见图1-2-1地质综合柱状图）依据地表出露与钻探揭露，十矿井田内地层层序自下而上为：寒武纪张夏组、固山组；石炭系太原组；二叠系山西组；第三、四系。明显的从海相沉积通过海陆交互相沉积，逐渐变为陆向沉积。其中石炭系太原组、二叠系山西组、石盒子组为含煤地层，含煤地层总厚度近900m。十矿井田地层从老到新依次为寒武系崮山组、石炭系中统本溪组、上统太原组、二迭系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组、石千峰组和第四系。地层未受区域变质和岩浆活动影响。（1）、寒武系崮山组(3g)本组地层为煤系沉积基底。岩性为灰深灰色，厚巨厚层状含不明显鲕粒白云质灰岩，上界是本溪组铝土质泥岩底面，厚度大于20m。（2）、石炭系(C)井田缺失下石炭统，中上石炭统也发育不全。中上石炭统为海陆交互相的铝质岩、碳酸盐岩及含煤碎屑岩组合。a.本溪组(C2b)下界为崮山组白云质灰岩顶面，上界为太原组下层灰岩(L7)底面。层位稳定，厚度不均，最小厚度1.2m，最大厚度12m，一般厚度58m。岩石为铝土质泥岩，底部往往富含黄铁矿集合体和黄铁矿结核。与下伏地层呈平行不整合接触。在十矿该组无煤层沉积。b太原组(C3t)下以底部灰岩底面(L7)与本溪组分界，上以顶部灰岩(L1或L2)顶面或己煤底板砂岩底面与山西组分界，呈整合接触。厚度79m左右。本组含灰岩67层，富含蜓类和腕足类化石。含庚组煤67层，多以灰岩为顶板，煤层薄层位不稳定。(3)、二迭系(P)二迭系主要为含煤碎屑岩和红色碎屑岩组合。可划分为二迭系下统山西组、下石盒子组和上统上石盒子组、石千峰组。a.山西组(P1s)上以砂锅窑砂岩底面与下石盒子组分界，下以L1灰岩顶面或己煤底板砂岩底面与太原组分界，整合接触，厚约102m。下部为矿区主要含煤层位，含己组煤14层；其中己15煤层为主要可采煤层；上部不含煤。b.下石盒子组(P1x)本组上以丙组煤顶板砂岩底面即田家沟砂岩与上石盒子组分界，下以砂锅窑砂岩底面与山西组分界，整合接触，厚度358m左右，含植物化石及腕足类化石，为矿区又一重要含煤地层，含戊组煤24层和丁组煤34层， 其中戊10煤层为主要可采煤层。丁5煤层局部可采。本组顶以田家沟砂岩，底以砂锅窑砂岩作划分标志并与区域对比，组内下部有大紫泥岩，老君庙砂岩等重要标志层，又有戊、丁、丙煤作辅助标志层，组合特征明显。c上石盒子组(P2s)本组顶界为平顶山砂岩底面，下界为田家沟砂岩底面，整合接触，厚352m左右，为陆相含煤碎屑岩组合，无可供工业开采的煤层。甲1、乙2煤层局部达可采厚度，但因煤薄或质劣，仅有小窑开采。 图1-2-1 地质综合柱状图d石千峰组(P2sh)本组在井田北部平顶山，马棚山一带出露于山脊，大面积遭受剥蚀，厚度360462m，其下部为灰白色，浅肉红色巨厚层不等粒长石石英砂岩即平顶山砂岩，厚120m左右；中部有紫红色砂岩夹紫红色泥岩120160m，上部为紫红色厚层状中粗粒砂岩具暗红铁质斑点，厚120余m，无煤层沉积。与下伏地层呈整合接触。(4)、第四系(Q)除北部山梁有基岩裸露外，第四系松散沉积物遍布井田，与下伏地层呈角度不整合接触。其厚度数米至150余m，北薄南厚。北部山坡多为残坡积碎石夹亚粘土，局部还有风成黄土堆积。南部山麓区多为洪冲积含钙质结核亚粘土，其底部有厚数米的卵石层，上部偶夹流沙层或卵石层，顶部为耕植土壤。 第三章 巷道断面设计巷道是井下生产的动脉，巷道设计是否合理，直接影响煤矿生产的安全和经济效益。巷道断面设计的原则是：在满足安全、生产和施工条件下，力求提高断面利用率取得最佳的经济效果。我国煤矿井下使用的巷道断面形式，按其构成的轮廓线可分为曲线形和折线形两大类。折线形如矩形、梯形、不规则形等；曲线型如弧拱形、三心拱形、马蹄形和圆形等。巷道断面形状的选择，主要考虑巷道所处的位置及穿过的围岩的性质（即作用在巷道上的压力的大小和方向）、巷道的用途和服务年限、选用的支架材料和支护方式、巷道的掘进方法和采用的掘进设备等因素。上述选择巷道断面形状应考虑的诸多因素，彼此是密切联系而又相互制约的。煤矿安全规程规定：巷道净断面，必须满足行人、运输、通风、安全设计服务、设备安装、检修和施工的需要。因此巷道断面尺寸主要取决于巷道的用途、存放或通过它的机械，器材和运输设备的数量及规格，人行道宽度和各种安全间隙，以及通过巷道的风量等。3.1 巷道断面形状及设备选择由于平煤十矿运输大巷是综合运输、通风和行人的开拓巷道，年产180万吨的矿井第一水平运输大巷，一般服务年限在20年以上，采用900轨距双轨运输大巷，其尽宽在3以上，又穿过稳定的岩层，故选用螺纹钢树脂锚杆与喷射混凝土支护，半圆拱形断面。3.2 巷道断面尺寸的确定（1）确定巷道净宽度B查表2.2知ZK109/250电机车宽A1=1360 mm，高=1550 mm；3吨矿车宽1200 mm，高1400 mm。根据煤矿安全规程，取巷道人行道宽C=840，非人行道一侧宽a=400 mm，又查表知本巷双轨中线距b=1900 mm，则两电机车之间距离为：1900-（1360/2+1360/2）=540mm故巷道净宽度：B=a1+b+c1=（400+1360/2）+1900+（1360/2+840）=4700 mm确定巷道拱高h0半圆拱巷道拱高h0=B/2=4700/2=2350，半圆拱半径=h0=4700/2=2350确定巷道壁高h31按架线电机车导电弓子要求确定h3由表2.5中半圆拱巷道壁高公式得式中h4-轨面起电机车架线高度，按煤矿安全规程取2000mmhc-道床总高度，查表3-10选30钢轨，在查表2.9得hc=410mm，道砖高度hb=220mmn-导电弓子距拱璧安全间距，取n=300mmk-导电弓子宽度之半，k=718/2=359,取k=360mmb1-道中线与巷道中线间距，b=B/2-a1=1170 mm,故h31045.6mm2按管道装要求确定式中h5-道砟面到管子底高度按煤矿安全规程取h5=1800mh7-管子悬吊件总高度取h7=900 mmm-导电弓子距管子间距取m=300mmD-压气管法兰盘直径335 mmb2轨道中心线与巷道中心线距b2=B/2-c1=730 mm故h3=1160 mm3按行人高度确定h3式中j-距壁j处的巷道有效高度不小于1800mm j一般取200mm根据公式计算得h3=1071 mm综上计算，并考虑一定的余量，确定巷道的壁高h3=2170mm,巷道的总高度H=h3-hb+h0=4300mm4巷道的净断面掘进断面风由表2.6得净断面积S=B（0.39B+h2）式中：h2为道碴面以上巷道壁高，h2=h3-hb=2170-220=1950。故S=4700（0.394700+1950）=17.78净周长P=2.57B+2h2=2.574700+21950=15.98m5用风速校核巷道净断面面积查表2.8，知Vmax=8m/s，已知通过大巷风量Q=68m3/s，计算得：6选择道床的参数道床参数根据巷道的运输设备已选用30轨道其道床参数hc，hb分别410和220道床至轨面高度ha=hc-hb=410-220=190采用钢筋混凝土轨枕7净断面积尺寸由表2.6计算公式得巷道设计掘进宽度B1=B+2T=4700+2100=4900。巷道计算掘进宽度B2=B1+2=4900+275=5050。巷道设计掘进高度H1=H+hb+T=4620。巷道计算掘进高度H2=H1+=4695。巷道设计掘进断面面积S1=B1（0.39B1+h3）=19.996巷道计算掘进断面面积S2=B2（0.39B2+h3）=20.9。（三）布置巷道内水沟和管缆2布置水沟和管线已知通过本巷道的水量为360 m3/h，采用水沟坡度为0.3%，查表2.12得：水沟深500、水沟宽500，水沟净断面面积0.25；水沟掘进断面面积0.306，每米水沟盖板用钢筋2.036kg、混凝土0.0323，水沟用混凝土0.161m2。（四）计算巷道掘进工程量和材料消耗量1混凝土由表2.6的计算公式得：每米巷道拱与墙计算掘进体积V1=S21=20.9m3；每米巷道墙脚计算掘进体积V3=0.2（T+）1=0.2（0.1+0.075）1=0.04 m3；每米巷道拱与墙喷射材料消耗V2=1.57（B2-T1）T1+2h3T11=1.211m3；每米巷道墙脚喷射材料消耗V4=0.2T11=0.20.11=0.02 m3；每巷道喷射材料消耗（不包括损耗）V=V2+V4=1.05+0.02=1.221m3；2锚杆巷道净宽4.7m，穿过中等稳定岩层即属III类围岩服务年限20年以上选用锚喷支护确定选用锚固可靠、锚固力大地树脂锚杆，杆体为22mm，每孔安装两个药卷锚固长度700mm，设计锚固力100KN。锚杆长度2.2m,成方形布置。（1） 锚杆长度锚杆的长度L由锚杆的长度L1软岩厚度及长度L2即L=L1+H+L2=0.7+0.47+0.1=1.21取锚杆为2m（2）锚杆间排距托板为8mm厚150mm150mm的方形钢板，喷层厚100mm分两次喷射，每次喷射50mm。（3）每米巷道锚杆消耗式中p1-计算锚杆消耗周长p1=13.76ma、 a-锚杆间距排距a=0.8m故N=根折合重量为：20.87l(d2d2=20.872.003.14(0.022/2)0.02227850=124.58kg式中：l锚杆长度,l=2.0md锚杆直径，d=22mm锚杆材料密度，=7850kg/m3。每排锚杆数N0.8=20.870.817根每米巷道粉刷面积：=1.572式中：计算净宽=-2T=7.3820.10=7.18m故=1.577.18+21,95=15.17（5） 绘制巷道断面图和每米巷道材料计算表根据以上计算结果按1:50比例绘制巷道断面图并附运输大巷及材料消耗表。围岩类别断面/m2设计掘进尺寸/mm喷射厚度/mm锚杆/mm净周长/m净设计掘进宽高型式排列方式间排距/mm锚杆长/mm直径/mm17.782049004520100螺纹树脂方形80020002215.98 运输大巷每量及材料消耗米工程围岩类型计算掘进工程量/m3锚杆数量/根材料消耗粉刷面积/巷道墙脚喷射材料/m3锚杆钢筋/kg树脂药卷卷/个III20.90.04171.221124,5841.7420.9 图3-1 巷道断面图 第四章 巷道掘进施工 钻眼爆破在井巷掘进循环作业中是一个先行和主要的工序，其他后续工序都要围绕它来安排，爆破的质量和效果都将影响后续工序的效率和质量。掘进爆破的主要任务是保证在安全条件下，高速度、高质量地将岩石按规定断面爆破下来，并且尽可能不损坏井筒或巷道围岩。爆破后的岩石块度，应有利于装载机械发挥效率。为此，需在工作面上合理布置定数量的炮眼和确定炸药用量，采用合理的装药结构和起爆顺序等。若炮眼布置和各爆破参数选择合适，将有效地达到爆破任务所规定的要求。在岩巷掘进中，钻眼爆破工作的好坏，对巷道掘进速度、规格质量、支护效果以及掘进工效、成本等，都有较大的影响。巷道掘进中的钻眼爆破工作应当做到以下几点：（1）爆破后所形成的巷道断面、方向与坡度应符合设计要求和井巷工程施工及验收规范的要求。光面爆破要求巷道局部超挖不得大于150mm，欠挖不得超过质量标准规定。（2）爆破岩石的块度应有利于提高装岩生产率（一般不大于300mm），有时还要求岩石堆积形状便于组织岩石装运和钻眼的平行作业。（3）对巷道围岩的震动和破坏要小，以利于巷道的维护。（4）爆破单位体积的岩石所需的炸药和雷管的消耗量要低，钻眼工作量要小，炮眼利用率要达到85%以上。为了获得良好的爆破效果，必须正确地布置工作面炮眼，合理的确定炮眼参数，选用适宜的炸药和改进爆破技术。4.1 炮眼分类及布置注意事项4.1.1 炮眼的分类巷道掘进的爆破工作是在只有一个自由面的狭小工作面上进行的，要达到理想的爆破效果，必须将各种不同作用的炮眼合理地布置在相应位置上，使每个炮眼都能起到应有的爆破作用。掘进工作面的炮眼，按其用途和位置可分为掏槽眼、辅助眼和周边眼三类，其爆破顺序必须是延期起爆，即先掏槽眼，其次辅助眼，最后周边眼，以保证爆破效果。1）掏槽眼掏槽眼的作用是首先在工作面上将某一部分岩石破碎并抛出，在一个自由面的基础上崩出第二个自由面来，为其他炮眼的爆破创造附加自由面即创造出爆破的有利条件。因此，掏槽效果的好坏对爆破循环进尺起着决定性的作用。掏槽眼一般布置在巷道断面中央靠近底板处即巷道中央偏下位置，这样便于打眼时掌握方向，并有利于其他多数炮眼借助于岩石的自重崩落。2）辅助眼辅助眼又称崩落眼，是大量崩落岩石和继续扩大掏槽的炮眼。辅助眼要成圈且均匀布置在掏槽眼与周边眼之间，其间距一般为500700mm，炮眼方向一般垂直于工作面，装药系数一般为0.40.6。如采用光面爆破，则紧邻周边眼的辅助眼要为周边眼创造一个理想的光面层，即光面层厚度要比较均匀，且大于周边眼的最小抵抗线。3）周边眼周边眼包括顶眼、帮眼和底眼，是暴落巷道周边岩石，最后形成设计断面轮廓的炮眼。周边眼布置合理与否，直接影响巷道成型是否规整。现在光面爆破已较成熟，一般应按光面爆破要求进行周边眼布置。按照光面爆破要求，周边眼的中心都应布置在巷道设计掘进断面的轮廓上，而眼底应稍向轮廓线外偏斜，一般不超过100150 mm，这样可使下一循环打眼时凿岩机有足够的工作空间，同时还要尽量减少超挖量。光爆周边眼的装岩量必须严格控制。煤矿巷道常遇岩层上的光爆参数见表4-1。表4-1 光面爆破的周边眼爆破参数岩层情况普氏系数f炮眼直径/mm炮眼间距/mm最小抵抗/mm炮眼密集系数/mm装药量/稳定、中硬以上81042456007005007001.01.10.20.3中硬、层节理不发育6835425006006008000.80.90.150.2松软、层节理发育635423505005007000.70.80.100.15底眼负责控制底板标高。底眼眼口应比巷道底板高出150200 mm，以利钻眼和防止灌水，但眼底应低于底板标高100200mm，以免巷道底板漂高。底眼眼距一般为500700mm，装药系数一般为0.50.7。为了给钻眼与装岩平行作业创造条件，需采用抛碴爆破，且将底眼眼距缩小为400 mm左右，眼深加深200 mm左右，每个底眼增加12个药卷。4.1.2 掏槽方式的分类目前常用的掏槽方式，按照掏槽眼的方向可分为两大类，即斜眼掏槽和直眼掏槽。1）斜眼掏槽法斜眼掏槽又分为单向斜眼掏槽和多向斜眼掏槽。单向掏槽，由于这种方法炸药集中程度低，在均质坚硬的岩石中甚少使用，只是在有明显松软夹层时才能取的良好的爆破效果。多向掏槽法，这种掏槽方法包括楔形掏槽法和锥形掏槽法，其中以楔形掏槽法应用最为广泛。采用斜眼掏槽时，特别是楔形和锥形掏槽，装药在槽腔的岩体内较为集中，且以工作面为自由面，每眼装药长度系数为0.40.6。斜眼构槽的特点是；适用于各种岩层，可充分利用自由面，逐步扩大爆破范围；掏槽面积较大，适用于较大断面的巷道，但因炮眼倾斜，掏槽眼深度受到巷道宽度的限制；碎石抛掷距离较大，易损伤设备和支护，当掏槽眼角度不对称时尤其如此。2）直眼掏槽法直眼掏槽以空眼作为附加自由面，利用爆破作用的破碎圈来破碎岩石。空眼一方面对爆炸应力和爆破方向起集中导向作用，另一方面使受压岩石有必要的碎胀补偿空间。直眼掏槽法的形式可分为直线掏槽(又称龟裂法)、角柱式掏槽和螺旋掏槽三种。（1）直线掏槽。这种掏槽法对打眼质量要求高，所有炮眼必须平行且眼底要落于同一平面上，否则就会影响掏槽效果。此种方法掏槽面积小，适用于中硬岩石的小断面巷道，尤其适用于工作面有较软夹层的情况。眼距为100200 mm，眼深小于2m为宜。（2）螺旋掏槽。这种掏槽方法是围绕空眼逐步扩大槽腔，能形成较大的掏槽面积。这种掏槽可适用于各种岩石，眼深可以到3m。（3）角柱式掏槽。这种掏槽的炮眼布置方式很多，多为对称式布置，在中硬岩石中使用效果好，故采用较多。眼深在2.02.5m以下时，经常采用的有三角柱掏槽、菱形掏槽和五星掏槽等。这种掏槽方法的特点是：所有的构槽眼都垂直于工作面，各炮眼之间必须保持平行；炮眼深度不受巷道断面的限制，可用于深孔爆破，同时也便于使用高效凿岩机和凿岩台车打石；直眼掏槽炮眼的间距很近，其中每一个装药炮眼的爆炸，都可以破坏两个炮眼之间的岩石；另外直眼掏槽一般都有不装药的空眼，它起着附加自由面的作用。其缺点是凿岩工作量大，钻眼技术要求高，一般需要的雷管段数也较多。根据本巷道的岩石状况，本巷道的掏槽方式采用直眼掏槽，角柱式中的菱形掏槽方法，掏槽方式简单，易于掌握，适用于各种岩层的条件，效果较好。4.1.3 炮眼布置的注意事项除合理选择掏槽方式和爆破参数外，为保安全，提高爆破效率和质量，还需合理布置工作面上的炮眼。1）合理的炮眼布置应能保证：（1）有较高的炮眼利用率；（2）先爆炸的炮眼不会破坏后爆炸的炮眼，或影响其内装药爆轰的稳定性（3）爆破块度均匀，大块率少；（4）爆堆集中，飞石距离小，不会损坏支架或其他设备；（5）爆破后断面和轮廓符合设计要求，壁面平整并能保持井巷围岩本身的强度和稳定性。2）炮眼布置的方法和原则（1）工作面上各类炮眼布置是“抓两头、带中间”即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）掏槽眼的位置会影响岩石的抛掷距离和破碎块度，通常布置在断面的中央偏下，并考虑崩落眼的布置较为均匀。（3）周边眼一般布置在断面轮廓线上。按光面爆破要求，各炮眼要相互平行，眼底落在同一平面上。底眼的最小抵抗线和炮眼间距通常与崩落眼相同，为铺轨创造条件，底眼眼底要超过底板轮廓线。（4）崩落眼均匀地布置在掏槽眼和周边眼之间，以掏槽眼形成的槽腔为自由面层层布置。4.2 爆破器材的选择及装药结构4.2.1 爆破炸药的选择1）一般地说，允许用于有瓦斯和煤尘爆炸危险的炸药应该具有如下特点：（1）能量要有一定的限制，其燥热、燥湿、爆压和燥速都要求低一些，爆炸后不致引起矿井大气的局部高温这样可使瓦斯、煤尘的发火串降低。（2）应有较高的起爆敏感度和较好的传爆能力，以保证其爆炸的完全性和传爆的稳定性，这祥呵便爆炸产物中末反应的炽热固体颗粒量大大减少，从而提高其安全性。（3）有毒气体生成量应符合国家规定，其氧平衡应接近于零。一般地说，正氧平衡的炸药在爆炸时易生成氧化氮等易引起瓦斯发火的物质。而负氧平衡的炸药爆炸反应不完全，会增加未反应的炽热固体颖粒，容易引起二次火焰，不利于防止瓦斯发火。（4）组分中不能含有金属粉末，以防爆炸后生成炽热固体原粒。为使炸药具有上述特性，煤矿许用炸药组合中添加了一定量的消焰剂食盐，氧化铵或其他物质。 2）根据炸药的组成和性质，煤矿许用炸药可分为五类:（1）粉状硝酸铵类许用炸药。通常以梯恩梯为敏感剂，多为粉状。 （2）许用含水炸药。这类炸药包括许用乳化炸药和许用水胶炸药。前者在我国尚处于发展阶段，多数是二、三级品少数可达四级煤矿许用炸药的标准。后者只有淮北矿务局910厂生产，是从美国杜邦公司正式引进的。这类炸药是近十几年来发展起来的新型许用炸药。由于它们组分中台有较大量的水，爆温较低，有利于安全，同时调节余地较大，因此有极好的发展前景。（3）离子交换炸药。含有硝酸钠和氯化铵的混合物称为交换盐或等效混合物。在通常情况下，交换盐比较安定，不发生化学变化，但在炸药爆炸的高温高压条件下，交换盐就会发生反应，进行离子交换，生成氮化钠和硝酸铵。爆炸瞬间生成的氯化钠，可作为消焰剂高度弥散在爆炸点周围，有效地降低爆温和抑制瓦斯燃烧。与此同时生成的硝较铵，则作为氧化剂加入爆炸反应。离子交换炸药还具有一种“选择爆轰”的独特性质，在不同的爆破条件下，它会自功调节消焰剂的有效数量和作用。例如，在密封状态下，炸药爆炸强烈，交换盐的反应更完全，生成的氯化钠更多，其消焰降温的作用更强。反之，在裸露状态下，爆炸反应进行得较弱，交换盐的反应也不完全，生成的硝酸铵减少，使爆炸释放的能量保持在较低的程度，甚至有可能造成爆轰中断，因而避免了裸露药包爆炸时引起瓦斯爆炸的事故。（4）被简炸药。用含消焰剂较少，爆轰性能较好的煤矿硝铵炸药做药芯，其外再包裹个用消焰剂做成的“安全被简”，这样的复合作药，就是通常所说的被简作药。当被简炸药的药芯爆炸时，安全被简的食盐被爆碎，并在高温下形成一层食盐薄雾笼罩着爆炸点，更好地发挥消焰作用。因而这种炸药可用在瓦斯与煤尘突出矿井。被简炸药的消焰剂含量可高达5。（5）当量炸药。盐量分布均匀，而且安全性与被简炸药相当的炸药称为当量作药。当量炸药的含盐量要比被简炸药高，爆力、猛度和爆热远比被简炸药低。我国目前使用的矿用炸药有硝铵类炸药和含水炸药（乳化、浆状、水胶炸药）,当穿过有瓦斯地段时，应采用煤矿硝胺炸药和煤矿含水炸药。对于坚硬岩石可考虑采用粉状高威力炸药。硝铵类炸药价格较为便宜，为煤矿广泛使用。由于硝铵类炸药满足工程爆破的要求，原料来源丰富、价格低廉、安全性好，所以选择矿用2号硝铵炸药作为此次巷道爆破的炸药。4.2.2 起爆器材的选择起爆材料一般采用8号电雷管，其中秒延期雷管，毫秒延期雷管都能满足巷道爆破的起爆要求，但是在穿过有瓦斯地层时，不能选用秒延期雷管，毫秒延期雷管总延期时间也不能大于130ms。4.2.3 钻眼器材的选择钻眼工作必须严格按照爆破图表所要求的眼位、方向、深度和角度进行，组织好凿岩机的分区、分工作业，以保证钻眼质量和提高钻眼速度。凿岩机的选择对钻眼工作起着重要的作用。巷道掘进中，当采用气腿式凿岩机时，钻眼工序一般占用的时间较长。为提高掘进速度，缩短钻眼时间，采用多台钻机同时作业是行之有效的措施。一般情况下，每台凿岩机所占的面积为1.52.0，在坚硬岩石中可减到1.01.5。气腿式凿岩机机动性强，辅助工时短，便于组织快速施工，因此对于月进度要求达到百米以上的工程，较为适用。凿岩台车具有效率高，机械化程度高，可打中深孔服，钻眼质量高等优点。液压凿岩机，有独立回转机构的TGZ系列高效凿岩机、凿岩台车和柱齿硬合金镶焊钎头的研制和推广使用，不仅提高了凿岩效率，改善了劳动条件，而且提高了钻孔质量和岩巷掘进机械化水平。采用凿岩台车要增加辅助作业工时，难以实现钻、装工序的平行作业，因而影响了掘进速度的提高。但当凿岩台车的凿岩能力、机械化程度与其他工序的机械设备适应时，也能达到较高掘进速度的目的。根据巷道岩石的需要和炮眼直径40mm的要求，选择YT-23型号风动气腿式凿岩机。4.2.4 装药结构装药结构及起爆是控制爆破作用范围、性质和方向的重要因素，因此，在爆破工作中决不能轻视这项工作。装药结构是指炸药在炮眼内的装填情况。装药结构有：连续装药装药在炮眼内连续装填，没有间隔；间隔装药装药在炮眼内分段装填，装药之间有炮泥、木垫或空气使之隔开；耦合装药装药直径与炮眼直径相同；不耦合装药装药直径小于炮眼直径；正向起爆装药起爆雷管在炮眼眼口处，爆轰向眼底传播；反向起爆装药起爆雷管在炮眼眼底处，爆轰向眼口传播。1）装药结构的优缺点（1）藕合装药与不藕合装药炮眼藕合装药爆炸时，眼壁遭受的是爆轰波的直接作用，在岩体内一般要激起冲击波，造成粉碎区，而消耗了炸药的大量能量。不藕合装药，可以降低对孔壁的冲击压力，减少粉碎区，激起应力波在岩体内的作用时间加长，这样就加大了裂隙区的范围，炸药能量利用充分。（2）正向起爆装药与反向起爆装药正向起爆时，在装药炮轰未结束前，由起爆点产生的应力波到达上部自由面后，产生向岩体内部传播的反射波可能越过起爆点。此时，反射波产生的裂隙将使炮眼内气体迅速逸出，导致炮眼下部岩石受力降低，破碎范围减小，也将造成炮眼利用率的降低。反向起爆时，爆轰由炮眼底部向炮眼口传播，爆轰产物在炮眼底部存留的时间较长，而且若岩体中应力波传播速度大于爆轰波速度，由炮眼底部产生的应力波超前于爆轰波传播，能加强炮眼上部应力波的作用。因此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。 实践表明，在有瓦斯的工作面进行爆破作业时，采用反向起爆装药较之正向起燥装药更为安全。（3）连续装药与间隔装药连续装药是装药时在炮眼内连续装填，没有间隔。而间隔装药，在装药中，可以采用饱泥间隔、木垫间隔和空气柱间隔三种方式。试验表明，在较深的炮眼中采用间隔装药可以使炸药在炮眼全长上分布得更均匀，使岩石破碎块度均匀，同时可以增加用于破碎和抛掷岩石的爆炸能量，提高炸药能量的有效利用率，降低炸药消耗量。2）确定炮眼的装药方式（1）掏槽眼和辅助眼的装药结构正向装药是先将被动药包依次装入眼内，然后装入起爆药包。所有药包和雷管的聚能穴一致朝向服底，最后用炮泥填满炮孔。目前我国大量使用的是硝铵类炸药，这样放置可能发生残孔和残药现象。这是因为一方面起爆的药包对临近还未起爆的炮眼产生挤压、抛离作用，使其中某些起爆药包或被“挤死”或被抛掷出去，因此容易造成残孔和残药；另一方面，由于起爆药包的爆轰波传播方向是由外向里传播，对眼底还未起爆的被动药包产生压实作用，使其密度增大，感度降低，以致拒爆，这种情况在装药长度较大时往往更为严重。反向装药是先将起爆药包装入眼底，然后再装被动药包，最后装满炮泥，并且雷管和药包的聚能穴一致朝向眼口。这样爆轰波由里向外传播，与岩石朝自由面运动的方向一致，有利于反射拉伸波破碎岩石，同时起爆药包距自由面较远，爆炸气体不会立即从眼口冲出，爆炸能量能得到充分利用，因此能取得较好的爆破效果。根据上述炮眼装药结构的介绍，本巷道的岩石状况，根据本巷道的设计需求，掏槽眼和辅助眼的装药结构为反向间断装药（2）周边眼的装药结构周边眼在煤巷设计中通常采用光面爆破，光面爆破中周边眼的装药结构，在目前普遍采用3235mm粉状硝铵类炸药药卷的情况下，可采用单段空气柱式装药结构。眼口炮泥必须堵塞好，以使炸药爆炸后空气柱能起到缓冲作用，延长眼内爆生气体做功时间，将眼口部分岩石爆破下来，避免眼门山现“鼓包”现象。这种装药结构简单易行适用于1.52.0m深的炮眼，眼深超过2.0 m后效果不好。为了克服以上不足之处，可采用小直径药卷空气间隔分节装药结构。两药包的间隔距离，一般不能大于该种炸药在炮眼内的殉爆距离。为了控制间隔距离，防止药包串动，药包之间还要有间隔物。周边眼采用空气间隔分节装药结构。（3）炮眼的填塞为了保质保量地做好装药工作，装药之前必须吹洗炮眼，将眼中的岩粉和水吹洗干净。起爆药包必须按照规定要求制作。炮眼的填塞质量对提高爆破效率和减少爆破有害气体也有很大作用，因此，装药完毕必须充填以符合安全要求长度的炮泥并捣实。常用1：3的泥沙混合炮泥，湿度为1820。这种炮泥既有良好的可塑性，又具有较大的