掘进爆破讲解课件

1、8 掘进爆破概述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；爆破工程2、井巷掘进爆破的要求： (1)巷道断面规格、方向和坡度要符合设计要求; (2)爆破利用率高,材料消耗少,成本低而掘进速度快; (3)块度均匀,爆堆集中,可提高装岩效率； (4)爆破对井巷围岩震动和产生裂隙要少,周壁要平整,以保证井巷的称定性,确保掘进作业的安全。8 掘进爆破3、掘进爆破分类（按炮孔深度分） 浅孔掘进爆破：孔深小于2.5m 深孔掘进爆破：孔深为2.5m。有些学者建议分为三类： (1)浅孔掘进爆破 孔

2、深2米； (2)中深孔掘进爆破 2孔深3.5米； (3)深孔掘进爆破孔深3.5米。8 掘进爆破4、工作面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。8 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。8.1 掘进爆破的掏槽方法根据断面大小、围岩性质、施工条件等因素，掏槽孔的布置形式主要有：倾斜掏槽：掏槽眼与工作面(自由面)斜交，倾斜成一定角度；又称斜眼掏槽。垂直掏槽：掏槽眼与工作面(自由面)垂直；又称

3、直眼掏槽。混合掏槽：以上二者的结合。8 掘进爆破一、倾斜掏槽1、倾斜掏槽的形式：(1)单向掏槽(2)锥形掏槽(3)V形或楔形掏槽(4)扇形掏槽2、倾斜掏槽的优缺点8.1 掘进爆破的掏槽方法掏槽孔布置：排成一列，朝一个方向倾斜； 倾斜角度45 65，孔距:3060cm。适用范围：有明显层理、节理或裂隙面岩层。分类：顶部掏槽、底部掏槽、侧向掏槽。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1020cm；孔口距为0.41.0m； 倾角为5570。槽腔形状： 锥形槽腔，分为三角锥形、四角锥形或圆锥形。适用范围：

4、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)锥形掏槽掏槽孔布置 由24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 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形或楔形掏槽掏槽孔布置炮孔排成一列，但各炮孔深度、方向都不相同。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

5、槽(1)优点 孔少； 掏槽面积大； 掏出量大。 (2)缺点 孔深受断面限制，循环进尺不是很大； 爆堆分散，容易损坏设备和支护； 钻孔方向难掌握。倾斜掏槽的优缺点二、垂直掏槽1、垂直掏槽的特点 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、垂直掏槽的形式 (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8.1 掘进爆破的掏槽方法 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(12)

6、d（d为空眼直径）； 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 适用范围 适用于坚硬或中等坚硬岩石和小断面巷道。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。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 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（=50mm）： L0.8：邻孔炸药被挤死； L =（0.81.

7、5)：破碎抛离； L =（ 1.52.1)：碎而不抛； L2.1：塑性变形，出现冲炮。故，眼距常取 L=(12)。(2) 桶形掏槽/角柱形掏槽从图中可看出（=100mm）： L0.6：邻孔炸药被挤死； L =（0.61.4)：破碎抛离； L =（ 1.42.3)：碎而不抛； L2.3：塑性变形，出现冲炮。故，眼距常取 L=(12)。(2) 桶形掏槽/角柱形掏槽例如：实践证明，空眼直径为102mm，药眼直径为4050mm时，眼距为1820cm (1.82.0)时，掏槽爆破效果非常好；即使孔距稍大35cm，只要钻孔精度有保证，也能取得很好的掏槽爆破效果。适用范围：适用于各种硬度的岩层，但中硬以上岩

8、层掏槽效果更好。(2) 桶形掏槽/角柱形掏槽 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。 螺旋形掏槽/非对称角柱形掏槽说明：遇有特别难爆的岩石，可增加12个空孔，以增大自由面和补偿空间体积。 药眼与空眼的距离 螺旋形掏槽/非对称角柱形掏槽有些学者建议： 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。 螺旋形掏槽/非对称角柱形掏槽线装药密度： 第1次起爆的炮孔：550800g/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

9、槽孔的宜控制在1.41.8kg/m3，铁路隧道实际多在2.0kg/m3。3、掏槽眼装药量(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4060m/s。 孔深2m：3350ms； 孔深4m：67100ms； 孔深5m：83125ms。 结合雷管段别时间间隔，孔深2m时，常取5075ms， 孔深45m时，常取75100ms。3、掏槽眼的起爆顺序和延期时间 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(1)优点 眼深不受限制，循环进尺较大； 炮眼利用率高，可达90

10、100%； 容易控制眼底深度，使眼底在同一铅垂面上； 钻孔时，钻臂间互相干扰少，凿眼效率高； 岩石抛掷距离较近,爆堆集中,不易破坏设备和支护。(2)缺点 眼多； 炸药消耗大 钻孔平行，钻孔精度要求高。 5、垂直掏槽的优缺点学习垂直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)垂直掏槽的技术要点（字诀）： 密：眼距小； 平：炮眼相互平行； 深：空眼比药眼超深3050cm； 抛：空眼底装药（300500g）抛碴; 隔：隔段起爆（延期间隔）； 药：药量要适度。8

11、 掘进爆破 掘进爆破.2 掘进爆破参数设计.2.1 爆破参数的确定一、孔径采用气腿凿岩机 (如YT24、YT23D)：=3842mm；采用凿岩台车：=4250mm。气腿式凿岩机 四臂液压凿岩台车二、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。 采用气腿式凿岩机(如YT24、7655)时: 孔深取1.52.5m。气腿式凿岩机 8 掘进爆破 采用中小型凿岩台车（钻孔台车）时： 孔深取23m，有些可达3.5m。 采用大型凿岩台车（钻孔台车）时： 孔深可达5m。四臂液压凿岩台车CLJY12.2全液压履带式凿岩台车 8 掘进爆破三、装药量计算

12、1.单位炸药消耗量(炸药单耗)k 是指爆破每立方米原岩所需的炸药量，kg/m3。k 的确定方法： 按国家定额(炸药消耗定额)选取：查爆破设计手册 按经验公式计算 按工程类比法选取； 通过爆破试验求得（试爆）。8 掘进爆破按定额选取k按经验公式计算孔深为12.5m2.每循环的装药量QQ=kV=kSL 式中 V 爆破原岩体积； 炮眼利用率，一般取0.850.95。3、炮孔利用率 (1)单个炮孔的炮孔利用率 炮孔利用率 = 炮孔有效长度炮孔长度； (2)井巷全断面的炮孔利用率 炮孔利用率 = 每循环工作面爆破进尺炮孔深度。8 掘进爆破四、炮孔数目1.通过计算确定炮孔数目N(1)根据掘进断面积 S 和

13、岩石坚固系数 f 估算(2)根据每循环的装药量Q总与单个炮孔的装药量 Q单 来计算8 掘进爆破2.查表确定炮孔数目当炮孔直径为3845mm时，可根据下表确定：8 掘进爆破B.按经验选取 查爆破设计手册等。如：孔径d=3540mm时，药孔与空孔距离可取815cm，硬岩取小值，软岩取大值。五、孔距a(1)掏槽孔间距直孔掏槽炮间距A.孔距为破碎半径的2倍，即8 掘进爆破 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4080cm。(3)周边孔间距按光面爆破参数选取；一般取5080cm，也有人建议取6580cm，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

14、）取值。8 掘进爆破六、起爆方法和起爆顺序非电导爆管雷管起爆法或电雷管起爆法，两者均为微差起爆。起爆顺序：掏槽孔辅助孔周边孔。8 掘进爆破8.2.2 掘进工作面炮孔布置1、周边孔布置(1)顶孔、帮孔布置顶孔、帮孔应布置为倾斜孔，倾角为3 5。 a. 孔口距轮廓线1025cm，孔底不超出轮廓线; 8 掘进爆破 b. 孔口布置在轮廓线上，孔底超出轮廓线1020cm。 周边孔深度与辅助孔深度应相等，使爆出的新工作面平整。炮孔堵塞长度不小于0.2m。爆破参数按光面爆破选取。8 掘进爆破(2)底孔布置倾斜孔：炮孔向底板下方要有一定的倾斜角度。 软岩中，孔口可高出底板水平15cm左右； 硬岩中，孔口应落在底板轮廓线上，孔底应低于地板标高1015cm；为避免欠挖、消除底坎，孔间距一般为5060cm。适当增加底孔药量，减少堵塞长度。8 掘进爆破2、掏槽孔布置(1)掏槽位置 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。 断面中央稍偏下 适用于岩体完整，无软岩层、大的断层、节理。8 掘进爆破(2)掏