井巷工程24第2章钻眼爆破

1、井巷工程24第2章钻眼爆破第一页，共53页。第四节 起爆材料 一、雷管二、导爆索和继爆管 三、导爆管 第二页，共53页。 工程中使用的起爆器材雷管导火索导爆索导爆管继爆管起爆药柱/ 起爆弹第三页，共53页。瞬发电雷管（1）火雷管（2）电雷管秒延期电雷管 毫秒延期电雷管 抗杂散电流电雷管 雷管安全电雷管第四页，共53页。第五页，共53页。第六页，共53页。管壳 起爆药和加强药 加强帽 火雷管.火雷管第七页，共53页。火雷管带导火索的红色火雷管 第八页，共53页。1、电雷管的种类和结构 （1）瞬发电雷管 管壳：金属或纸制圆筒； 起爆药：二硝基重氮酚； 加强药：黑索今； 电点火装置： 直插式：桥丝直

2、接插入二硝基重氮酚，脚线、密封塞，无加强帽； 药头式：桥丝、脚线、密封塞、桥丝周围涂有引火药，制成圆珠状的引火头（氯酸钾、木炭、二硝基重氮酚和骨胶），有加强帽。第九页，共53页。第十页，共53页。2.秒延期雷管 定义：通电以后经过一段时间后，才爆炸的雷管，叫延期雷管，延期时间以秒为单位计量的，叫秒延期雷管。结构：与瞬发雷管的不同之处在于引火头与起爆药之间有一段精致的导火索做延期药，用导火索的长度来控制延期秒量。引火头周围的管壳上有排气孔，排除燃烧生成的气体，避免压力升高，影响燃烧速度。第十一页，共53页。3. 毫秒延期雷管定义：通电后经过若干毫秒起爆的雷管。结构：延期内管，固定和保护延期药，并

3、作为容纳延期药燃烧时生成的气体的空间，保证压力不变。延期药有两种：硅铁、铅丹、硫化锑、硅藻土；过氧化钡、硫化锑、硅藻土。延期秒量根据延期药量控制。硅藻土能吸收气体，减小压力。第十二页，共53页。4 抗杂散电流电雷管抗杂散电流电雷管 无桥丝电雷管 低阻率桥丝电雷管 电磁雷管 第十三页，共53页。5 安全电雷管 用于有瓦斯、煤尘爆炸危险的工作面爆破。有瞬发与延期雷管之分。第十四页，共53页。电雷管主要性能参数 脚线电阻：包塑镀锌铁脚线，d=0.52mm，每米不大于0.6。 桥丝电阻： l=4，康铜丝，d=50m，电阻0.80.13；镍铬丝，d=40m，电阻30.4。 按脚线2m计算，康铜丝雷管电阻

4、不大于4，镍铬丝雷管不大于6.3，煤矿安全规程规定电雷管在发绐放炮员前，必须对电雷管进行逐个检查，严禁发放不导通和电阻不合格的电雷管。常用的检测仪器有205型爆破电桥和欧姆表等，不论用哪种仪表，测量时的工作电流都必须小于50mA，为保证起爆可靠，成组起爆力雷管，其雷管之间的电阻差不能大于0.25Q1电雷管电阻第十五页，共53页。 2最大安全电流和最小发火电流 最大安全电流 雷管技术标准规定，通以恒定直流电5min不爆的电流最大值为最大安全电流，实测的最大安全电流值都在150mA以上。 为了安全起见，技术标准中规定：安全电流以通入50mA直流电持续5min不爆为合格，这是雷管对于电流的安全指标，

5、所有检测雷管的仪表，其电流值都不能超过50mA，杂散电流也不能超过这一值。 最小发火电流： 若从最大安全电流开始，将电流逐渐增大，则雷管爆炸的百分数也逐渐增加，当电流达到某一数值时，将会达到99.9999%发火，这时的电流值称为最小发火电流。 按雷管技术标准规定，以700mA的恒定直流电通入1min发火的雷管应达到上述百分数，故700mA为规定的最小发火电流，这是起爆单发雷管必须满足的电流值。第十六页，共53页。3. 发火冲能 发火冲能：是桥丝加热到足以使引火药发火的温度时，桥丝单位电阻所产生的热能。 Ke=I2t I为通过桥丝的电流（A）； t发火时间，从雷管开使通电到引火药开 始发火的一段

6、时间（s）。第十七页，共53页。4传导时间和成组雷管的准爆条件 传导时间：从点火头开始燃烧到雷管爆炸或延期药点燃的这一段时间(2.3ms)。 准爆条件：tmaxtmin+ tmin最敏感雷管的发火时间； tmax最钝感雷管的发火时间； 传导时间。 各雷管的值也不是一致的，为使成组雷管的爆炸可靠，应取最小值。雷管技术标准规定，直流电起爆时，串联准爆电流值，康铜丝雷管为2A镍铬桥丝雷管为1.5A。使用交流电起爆，准爆电流值应取得高些。 第十八页，共53页。5电雷管的起爆能力 按起爆能力，工业雷管分为10个号别(110号)，号数愈大，起爆能力愈大。但通常只生产6号和8号两种雷管，使用最多的是8号雷管

7、。 雷管的起爆能力决定于它的装药量。8号雷管的装药量：起爆药(二硝基重氮酚)不低干0.28g（无加强帽者不低于0.32g），加强药(黑索金)不低于0.60g。 雷管起爆能力通常用铅板穿孔法(图232)来检验验。铅板直径为30mm，厚度：6号雷管为4， 8号雷管为5。起爆后，炸穿铅板的孔径不得小于雷管的外径。 第十九页，共53页。第五节 电雷管起爆法一、起爆电源二、电爆网路的联接方式及其计算 三、爆破事故预防和处理第二十页，共53页。发爆器 煤矿安全规程规定，井下放炮都必须使用发爆器(矿用防爆型)。 发爆器有发电机式和电容式两类，目前常用的，几乎都是电容式的。 电容式发爆器通常由以下几部分组成：

8、直流电源。交流器。整流线路。充电器。充电电压指示。毫秒限时开关及放电回路。防爆外壳。一、起爆电源第二十一页，共53页。各种联接方式串联： 并联：串并联电路： 二、电爆网路的联接方式及其计算第二十二页，共53页。三、爆破事故预防和处理 1.瞎炮的预防与处理 通电放炮后，雷管和药卷都不爆炸或雷管爆炸而药卷不爆炸的炮眼称为瞎炮（拒爆），瞎炮不但影响爆破效果，而且给施工带来潜在威胁，处理瞎炮不当也会酿成事故。 第二十三页，共53页。 2013年4月23日19时许，甘肃窑街煤电集团有限公司海石湾煤矿，发生一回风联络巷内瞎炮（施工爆破中因发生故障而没有爆炸的炮）爆炸事故，当场导致一人死亡，24日7时许，又

9、有一名受伤人员医治无效死亡。第二十四页，共53页。 产生瞎炮的原因根据大量瞎炮事故的调查分析，产生瞎炮的原因有以下几个方面：（1）雷管方面雷管是起爆药卷的爆炸能源，一般以串联或串并联形式连接在网路中，一发不爆就会导致一部分瞎炮。雷管质量不合格或使用前未经质量性能检测：同一电爆网路中雷管电阻值之差大于0.25，或采用了不同品种、不同厂家、不同批生产的雷管。（ 2）起爆电源方面起爆电流太小或通电时间过短，雷管得不到足够的点燃冲能；发爆器发生故障、或电池电压不足、充电时间过短、未达到足够的输出冲能；交流电起爆时电压不足、输出功率不够等。第二十五页，共53页。（3）爆破网路方面爆破网路联接雷管多、其总

10、电阻太大，超过了起爆电源的起爆能力；爆破网路错接、漏接等导致起爆电流小于雷管的最小发火电流；雷管脚线或连接线的裸露接头短路，装药时雷管脚线被捣断或绝缘皮被捣坏造成的断路或短路；导线接头与外界导体或大地接触；联线不合要求，接头扭结不实、接头部位有锈斑或脏物导致网路电阻过大；放炮导线因折断、绝缘不良造成的断路或短路等原因。（4）引药方面引药中雷管位置不当，雷管斜插或绑扎在药卷上；装药时引药中雷管脱离了原来位置。 第二十六页，共53页。（5）炸药方面 炸药保管不善，受潮变质或超过有效期，使用前未经过性能质量检验；装药时用力过猛、药卷被捣实，密度过大使炸药起爆感度和爆轰稳定性降低；在潮湿有水的炮眼中使

11、用非抗水炸药，且未采用防水套等。（6）其它方面 药卷与炮孔壁之间存在间隙，当装药过长时产生间隙效应；药卷之间的岩（煤）粉阻隔；起爆顺序或炮眼间距设计不合理，先爆孔把靠近炮孔中的装药压死。第二十七页，共53页。瞎炮的处理方法一旦发生瞎炮，应立即警戒，并在班组长直接领导下进行处理，并应在当班处理完毕，如当班处理不完，放炮员必须在现场向下一班交待清楚，并标出记号。处理瞎炮时，不允许进行与处理瞎炮无关的其它工作。处理瞎炮的方法如下；因联线不良、错接、漏接造成的瞎炮可重新联线放炮，但重新联线放炮前，要检查工作面的顶板、支架和瓦斯情况，确认安全并确保起爆线路完好时，方可重新起爆。 第二十八页，共53页。因

12、其它原因造成的瞎炮，则应在距至少0.3m处重新打一个和瞎炮眼平行的新炮眼，重新装药放炮。重新打眼时，应先弄清瞎炮的角度、深度，切不可距瞎炮太近，以免发生事故。处理瞎炮时，严禁用镐刨；严禁从瞎炮中取出引药，或从引药中拉出雷管；严禁用打眼的方法往外掏或用压风吹炸药；也不准将炮眼残底（无论有无残药）继续加深，严防发生意外爆炸。处理瞎炮的炮眼爆破后，应详细检查并收集未爆炸的爆破材料，下班时交回爆破材料库。 第二十九页，共53页。2. 早爆 爆炸材料比预定起爆时间提前爆炸的现象，这种事故很可能造成人身伤亡。第三十页，共53页。第三十一页，共53页。这种事故的发生大多由于下述原因：(1)器材问题 炸药雷管

13、变质，雷管外壳破损，装药时，起爆药受到冲击、摩擦，雷管脚线绝缘损坏，装药时误触带电设备等都可能引起早爆。因此，质量有问题的器材应该报废，不应凑合使用。(2)操作问题 如砸碰雷管，装引药时冲击挤压了雷管，加深炮窝子，瞎炮未及时处理 或采用拉出雷管等危险办法进行处理，放炮器管理不严，放炮信号不明确等都可能产生早爆造成事故。(3)杂散电流影响 井下杂散电流多由设备漏电、电车线漏电等引起。 化学电，硝铵类炸药溶解形成正负离子，在大地正负极的作用下向两极移动，形成电流。 第三十二页，共53页。第六节 破岩原理与爆破技术 一、在爆破作用下的岩石破碎机理 二、柱状装药的爆破特点三、瓦斯矿井的安全爆破四、微差

14、爆破五、光面爆破第三十三页，共53页。自由面和最小抵抗线 如果将一个球形或立方体形炸药包(爆破上称之为集中药包)埋入岩石中，岩石与空气接触的表面称为自由面。 药包中心到自由面的垂直距离W称为最小抵抗线。一、在爆破作用下的岩石破碎机理第三十四页，共53页。爆破作用下的岩石破碎几种情况 当W1很大时，自由面对爆破不产生影响，由药包中心向外依次形成粉碎区、裂隙区、震动区，爆破的破坏范围较小。 粉碎区范围：23倍装药半径W第三十五页，共53页。 当W2逐渐减小，应力波在自由面处反射形成拉伸波，产生了由自由面向药包一层层剥落的拉伸破坏（拉断区）剥落的拉伸破坏（片落区）; 当W3再小一些，拉断区和裂隙区连

15、接起来，通过爆生气体的做功，形成爆破漏斗。第三十六页，共53页。 衡量爆破作用的效果： 爆破作用指数 r爆破漏斗半径；W最小抵抗线。 n0.75时，爆破漏斗不能形成。 n=0.75时，岩石只形成松动而不形成抛掷， 叫做松动漏 斗（a）； 0.75n1时，形成减弱抛掷漏斗（b）； 当n=1时，形成标准抛掷漏斗（c）； 1n3时，形成加强抛掷漏斗（d）；第三十七页，共53页。自由面数对爆破效果的影响 如果自由面不止一个，则应力波在各个方向都能形成反射，也都能形成由自由面向药包中心的拉断破坏区。因此增加自由面就可使炸落单位体积岩石的炸药消耗量降低，而且岩石的块度比较小而均匀。 有些资料认为，两个自由

16、面的炸药消耗量只是一个自由面的60，三个自由面可以降低到40，实际上由于其它因素影响，只接近这个数字。 因此，在爆破工程实践中，使几个炮眼首先爆破，为后继炮眼的爆破创造附加的自由面，这种方法称之为掏槽。第三十八页，共53页。二、柱状装药的爆破特点Ll 柱状装药可以看作是若干个小的集中药包，最接近眼口的几段，抵抗线短，具有加强抛掷的作用，接近眼底的几段，由于抵抗线大，可能只具有松动作用，炮眼最底部的药包甚至不能形成爆破漏斗，总的漏斗坑形状，就是这些漏斗的外部轮廓线，大致呈喇叭形，眼底破坏极少，形成“炮窝子”。 通常把实际爆落深度与炮眼深度之比叫炮眼利用率。2Rw第三十九页，共53页。 炸药爆炸可

17、能引爆瓦斯煤尘的因素有三：空气冲击波，炽热的固体微粒和爆炸生成的高温气体。瓦斯矿井安全爆破减少或避免煤尘的集聚。有预防和隔绝煤尘爆炸的措施掘进工作面不得有阻塞断面1/3以上的物体，以免造成冲击波的反射； 不能使用秒延期雷管，以防止先爆炮眼对瓦斯预热；煤矿炸药必须爆轰稳定可靠，含铝镁等金属粉末的炸药因增温作用 大，绝对不能使用。不得在装药时任意加入金属丝或金属片；三、瓦斯矿井的安全爆破 第四十页，共53页。炮眼必须进行良好的充填后才准放炮。煤矿炸药的氧平衡特别重要，变质炸药，起爆能不 足的雷管都会因爆炸作用不完全而产生不良气体产物，所以禁止使用。第四十一页，共53页。放炮前应检查工作面附近20m

18、的瓦斯浓度，超过1%就不能放炮； 在瓦斯矿井放炮必须使用煤矿许用炸药，常用的煤矿许用炸药有：被筒炸药、当量炸药、离子交换炸药NaNO3+NH4CLNH4NO3+NaCl）等。 第四十二页，共53页。 2005年11月27日21时22分，龙煤矿业集团有限责任公司七台河分公司东风煤矿发生一起特别重大煤尘爆炸事故，死亡171人(还有2名在地面皮带机房中工作的女工也在爆炸中身亡 )，伤48人，直接经济损失4293.1万元。 现已查明，这起事故的直接原因是放炮人员使用非专用炸药违章作业处理煤仓堵塞，导致煤尘飞扬达到爆炸界限，放炮火焰引起煤尘爆炸。调查认定这是一起重大责任事故。 第四十三页，共53页。四、

19、微差爆破 利用毫秒雷管或其他设备控制放炮的顺序，使每段之间只有几十毫秒的间隔，叫做毫秒爆破或微差爆破。实践证明，毫秒爆破具有爆破岩石块度小而均匀，炮眼利用率高，岩帮震动小、巷道规格好,实现全断面一次爆破等特点。 几种假说： 应力波干涉假说 若相邻两装药间隔若干毫秒爆炸，先起爆的装药在岩体内形成的应力场尚未消失，而后起爆装药又立即起爆，使两者产生的应力波相互叠加，从而加强破碎效果。自由面假说 先起爆的装药在岩体内已造成某种程度的破坏，形成一个新的爆破漏斗，有一定宽度的裂隙和附加自由面，对后起爆的装药将是一个有利的条件，相当于新增加自由面并处于应力状态作用下。第四十四页，共53页。 瓦斯矿井爆破，雷管的总延期时间应在130ms内，防止瓦斯在先爆炮眼爆炸后达到1%，预热，在后期炸药爆炸后引爆瓦斯。 残余应力假说 先期爆炸的应力波在炮孔周围的岩体内形成动态应力场，并产生径向裂隙向外扩展，其后，高温高压的爆生气体渗入裂隙，在较长的时间内使岩体处于准