爆破网路的教案

爆破网路的教案第1页/共169页一、雷管及其性能根据其内部装药结构的不同，分为有起爆药雷管和无起爆药雷管两大系列。两大系列中，根据点火方式的不同，有火雷管、电雷管和非电雷管等品种；并且在电雷管和非电雷管中，都有秒延期、毫秒延期系列产品；毫秒雷管已向高精度短间隔系列产品发展.其它品种的雷管：电磁雷管，电子雷管，激光雷管等。有起爆药雷管是由加强帽、起爆药、加强药，并用雷管壳组合成一体。根据点火形式不同，又分火雷管、电雷管和非电雷管等第2页/共169页火雷管火雷管：通过导火索燃烧后喷出火星引爆的雷管。应用：火雷管只限用于无瓦斯和矿尘危险的地下或露天小规模爆破作业中。类型：（a）金属壳（b）纸壳火雷管结构：1管壳

2加强药

3起爆药

4加强帽聚能穴注意：火雷管不能用于煤矿井下。第3页/共169页第4页/共169页国产火雷管的结构火雷管一端开口，另一端封闭成窝穴状（聚能穴，起聚能作用）。加强帽用0.2厚的铜片或铁片冲制而成，高6mm，中央有直径为1.9mm～2.1mm的小孔（火焰通过孔），外径与雷管壳的内径一致。加强帽的作用：是配合管壳封闭雷管装药，防止漏药，减少外界因素对起爆药的影响，增加使用安全，防止起爆药受潮、确保雷管起爆的可靠性。起爆药：直接接受导火索的火焰作用起爆，起爆药装在加强药的上部并扣压加强帽封闭。目前，起爆药多用二硝基重氮酚（DDNP）。加强药：为单质猛炸药（如黑索金等），压在雷管底部（有一定的密度要求）。雷管的爆炸能力，决定于加强药的密度和装药量。第5页/共169页二、导火索及其性能导火索为点燃火雷管的配套材料，它能以较稳定的速度连续传递火焰，引爆火雷导火索的结构——导火索以粉状或粒状黑火药为芯药，直径为2.2mm左右。芯药内有三根芯线，其作用是保证生产时装药均匀，并保证燃烧速度稳定。芯药外包缠内层线、内层纸、中层线、沥青、外层纸、外层线和涂料层，缠紧成索状外径5.2~5.8mm普通导火索主要参数——燃速每米100~125s，每盘导火索长度一般为250m。导火索质量检验的内容与方法（见教材，重点是喷火强度和燃烧速度）导火索的点火材料（略，见教材）第6页/共169页第7页/共169页第8页/共169页导火索的结构1—芯线；2—芯药；3—内层线；4—内层纸；5—中层线；6—沥青；7—外层纸；8—外层线和涂料层第9页/共169页三、导爆索及其性能导爆索的作用主要是传递爆轰，直接引爆炸药，其爆速为6500~7000m/s。按用途分有普通导爆索、震源导爆索、煤矿导爆索和油田导爆索；按能量分有高能导爆索和低能导爆索。普通导爆索的结构基本上与导火索相似，不同之处在于芯药是猛性炸药黑索金或泰安。为了从外表与导火索有明显区别，导爆索外表涂有红色。导爆索的质量检验（见教材）继爆管：继爆管配合导爆索使用可以实现导爆索起爆网路毫秒延期起爆（有单向和双向继爆管）。第10页/共169页第11页/共169页第12页/共169页几种导爆索的每米装药量第13页/共169页导火索与导爆索的区别导火索和导爆索均为索状起爆材料，通常导火索外表为白色，导爆索外表为红色。区别：导火索：药芯为黑火药，传递火焰，引爆火雷管。导爆索：药芯为黑索金或泰安，传递爆轰波，直接引爆炸药。第14页/共169页四、电雷管电雷管是一种用电流起爆的雷管，其结构主要由一个电点火装置和一个火雷管组合而成。可见，电雷管在构造上比火雷管多了电点火装置。电雷管的品种：有瞬发电雷管、延期电雷管以及特殊电雷管等。延时电雷管根据所延时的单位不同，又分为以秒为单位的秒延期电雷管和以毫秒为单位的毫秒电雷管（又称微差电雷管）。瞬发电雷管由火雷管与电点火装置组合而成，结构上分药头式和直插式两种。药头式的电点火装置包括脚线（国产电雷管采用多股铜线或镀锌铁线），用聚氯乙烯绝缘，桥丝（有康铜丝和镍铬丝）和引火药头；直插式的电点火装置没有引火药头，桥丝直接插入起爆药内，并取消加强帽。第15页/共169页瞬发电雷管结构（瞬发电雷管）（a）直插式（b）药头式1脚线2密封塞3桥丝4起爆药5引火药头6加强帽7加强药8管壳。第16页/共169页第17页/共169页第18页/共169页秒延期、毫秒延期电雷管秒延期电雷管，又称迟发或段发雷管。即通电后不立即发生爆炸，而是要经过以秒量计算的延时后才发生爆炸。结构特点：在瞬发电雷管的点火药头与起爆药之间，加了一段精制的导火索，作为延期药，依靠导火索的长度控制秒量的延迟时间。注意：秒延期电雷管不允许使用在煤矿井下。毫秒延期电雷管，又称微差电雷管或毫秒电雷管。通电后，以毫秒量级的间隔时间延迟爆炸，延期时间短，精度也较高。结构特点：毫秒电雷管与整体壳式秒延期电雷管相似，不同之处在于用延期药代替导火索作为延期元件，通过调整延期药的组分配比来达到不同的延迟时间间隔。注意：毫秒延期电雷管第二系列的前五段总延迟时间不超过130ms允许使用在煤矿井下。第19页/共169页第20页/共169页秒延期电雷管结构（a）整体管壳式；（b）两段管壳式

1脚线；2密封塞；3排气孔；4引火药头；5点火部分管壳；

6精制导火索；7加强帽；8起爆药；9加强药；10普通雷管部分管壳；11纸垫第21页/共169页第22页/共169页毫秒延期电雷管结构（a）装配式；（b）直填式

1脚线；2管壳；3塑料塞；4长内管；5气室；6引火药头；7压装延期药；8加强帽；9起爆药；10加强药第23页/共169页其它种类电雷管

电流经脚线输送通过桥丝，由电阻产生热能点燃引火药头，再由其引爆延期元件（延期电雷管）再引爆起爆药或直接起爆药（瞬发电雷管），进而起爆猛炸药。一旦引火药头被点燃，即便断电，雷管也能可靠起爆。其它电雷管：1）抗杂散电流电雷管：无桥丝电雷管，高电流引爆；低阻率桥丝电雷管，高电流引爆；电磁雷管，高频电流引爆。2）安全电雷管：瞬发和总总延迟时间不超过130ms允许使用在煤矿井下。第24页/共169页五、非电雷管与导爆管装配使用、起爆不用电力的雷管称为非电雷管。管壳多为金属材料，也分瞬发管和延期管。这种雷管与电雷管的结构基本相同，所不同的在于多有一气室。因为它是由导爆管击发所产生的冲击波引爆，气室的作用是减缓冲击波的速度和压力。第25页/共169页第26页/共169页第27页/共169页毫秒延期非电雷管结构1雷管壳；2加强药；3起爆药；4延期药；5气室；6延期管；7卡塞；8导爆管第28页/共169页六、无起爆药雷管

有无起爆药电雷管和无起爆药非电雷管

1）结构特点：不装起爆药，结构与普通雷管类似，用一种对机械感度（冲击和摩擦感度）比较低的猛炸药（又称转爆药，常用低密度的RDX）来代替起爆药（DDNP）。

2）起爆原理：充分利用了炸药由燃烧转变为爆轰的性能，用特制的薄壁金属管壳（刚体）形成适当的约束条件，装入特制的低密度猛炸药构成起爆体。以一定的点火方式（火焰、电引火头、冲击波等）点燃猛炸药，使其发生燃烧，所释放的热能在管内叠加加强，温度压力急剧升高，在几个或几十个微秒的时间内完成由燃烧到爆轰的转变，形成很大的冲击能量，引爆底部密度较高的加强药（黑索金或泰安），雷管爆炸。目前国内应用很少。第29页/共169页七、导爆管导爆管结构：

管子：导爆管是用高压聚乙烯溶后挤拉出的空心管子，外径为2.95mm，内径为1.4mm。

管的内壁：涂有一层很薄而均匀的高能炸药（91%的奥克托金、9%的铝粉与0.25~0.5%的附加物的混合物，或者是黑索金与铝粉的混合物），药量为16~20mg/m。导爆管的性能标准：爆速，大于1900m/s。（具体性能见教材）。另每米塑料导爆管有0.5~0.62ms的延期时间。导爆管的传爆原理：当导爆管被激发后，管内产生冲击波，并进行传播，管内壁上的薄层炸药被引爆，释放能量，补偿冲击波传播过程中的能量损失，使其稳定传爆。（导爆管内传播的是冲击波，而非爆轰波）第30页/共169页第31页/共169页第二节

起爆方法

利用起爆器材，并辅以一定的工艺方法引爆炸药的过程叫起爆，起爆所采用的工艺、操作和技术的总和叫起爆方法。几种起爆方法：

——

导火索起爆法；

——

导爆索起爆法；

——

导爆管起爆法；

——

电起爆法。前四种通称为非电起爆法。了解起爆系统的构成、优缺点及适用条件。第32页/共169页起爆网路电力起爆网路非电起爆网路

导爆管起爆网路导爆索起爆网路混合起爆网路第33页/共169页起爆方法的类型根据施加能量的方法不同，起爆方法大致可分为下列三类：（1）非电起爆法：即采用非电以外的能量来引起工业炸药爆炸。属于这类起爆方法的有火雷管起爆法、导爆索起爆法和导爆管起爆法。（2）电起爆法：即采用电能来起爆工业炸药。如工程爆破中广泛使用各种电雷管的起爆方法。（3）其他起爆法：如水下超声波起爆法、电磁波起爆法和电磁感应起爆法等等。上述前两类起爆法是目前在工程爆破中使用最广泛的起爆方法。第34页/共169页起爆方法选取原则在工程爆破中究竟选用哪一种起爆方法好，应根据环境条件、爆破规模、经济技术效果、是否安全可靠以及工人掌握起爆操作技术的熟练程度来确定。例如：1）在有沼气爆炸危险的环境中进行爆破，应采用电起爆而禁止采用非电起爆；2）对大规模爆破，如硐室爆破、深孔爆破和一次起爆数量较多的炮眼爆破，应采用电雷管、导爆管和导爆索起爆。第35页/共169页起爆方法应用发展不同的起爆方法，采用不同的起爆器材，而起爆方法的发展又与爆破技术的进步密切相关。例如：50年代初，大都采用火雷管起爆法和导爆索起爆法，主要器材是火雷管、导火索和导爆索等；60年代，随着大爆破、地下深孔爆破、露天台阶深孔爆破、光面爆破、微差爆破和预裂爆破等技术的发展，普遍推广电力起爆法；70年代末、80年代初，随着新型起爆器材导爆管的出现，非电导爆管起爆系统在全国各大矿山成功地得到推广使用，并相继研制成功了一些相应的器材。目前非电导爆管起爆系统在冶金矿山及地面爆破占据主导地位，全国导爆管年用量达二亿五千万米。第36页/共169页一、火雷管（或导火索）起爆法原理：利用点燃导火索产生的火焰使火雷管起爆，并通过火雷管的爆轰引起药包的爆轰。起爆系统及点火材料：

起爆系统：点火材料——导火索——火雷管——炸药爆炸

点火材料：自制导火索段、点火线、点火棒、点火筒等

下图为点火筒：（a）点火筒；（b）导火索插入点火筒。

1纸筒；2药饼

第37页/共169页火雷管起爆法操作步骤1）组织起爆雷管：缓慢插入导火索（不能转动）到底并固定结实。2）制作起爆药包：用竹、木签药卷中心扎一小孔（深度超过雷管长度），装入起爆雷管并固定结实。3）装药：用炮棍一卷一卷地将药卷轻轻送进炮眼，眼口用炮泥封实。4）点火：用点火材料点燃导火索。5）爆后检查：检查有无瞎炮，以便及时处理。第38页/共169页火雷管起爆法注意事项注意事项：为安全起见，点炮次序应按计划先后进行。点火时应统一指挥，并指定专人记清所点燃及实际爆炸的炮数，以便及时发现有无盲炮。《爆破安全规程》规定：

1）导火索的使用长度不小于1.2m；

2）单人点火：地下爆破不多于5根；地面爆破不多于10根；

3）多人点火：设一组长，负责协调。优缺点：优点：操作简便易行，机动灵活，成本较低。缺点：需在爆破工作面点火；安全性较差；常因导火索质量产生早爆或晚爆事故；不能精确控制起爆时间；产生有毒气体，煤矿井下爆破、地面拆除爆破不能采用。第39页/共169页二、导爆索起爆法原理：是利用雷管的爆炸，首先引爆导爆索，然后由导爆索网路的爆轰引爆药包的方法。系统构成：火雷管或电雷管——导爆索——继爆管——导爆索——炸药爆炸继爆管作用：配合导爆索使用可以达到毫秒延期起爆。优点：操作技术简单，安全性较高，可以使成组装药的深孔或峒室同时起爆，由于导爆索的爆速高，可以提高弱性炸药的爆速和传爆可靠性。缺点是导爆索价格较高，不能用仪表检查起爆网路的质量。注意：导爆索传递爆轰波的能力有一定方向性，顺传最强。爆轰波第40页/共169页导爆索网路的联接方式导爆网路索联接方式，可分为串联、分段并联、并簇联以及继爆管同导爆索组成的联合起爆网络。串联方式

分段并联第41页/共169页导爆索网路的联接方式（续）并簇联接头搭接支线与主线的连接第42页/共169页孔间导爆索网路的联接方案1）排孔孔间微差爆破网路2）排中间隔微差起爆第43页/共169页孔间导爆索网路的联接方案（续）3）排间对孔间隔微差起爆第44页/共169页三、导爆管起爆法起爆系统：起爆元件、连接元件和末端工作元件第45页/共169页导爆管起爆网路组成起爆元件：最普遍的起爆元件就是8号雷管（火雷管或电雷管）。起爆元件也可用击发枪、击发笔。从经济和安全方面着眼，隧道（洞）爆破，由于放炮频繁，拟用导火索与火雷管为宜；城市拆除爆破，用击发枪（击发笔）好；深孔或洞室松动控制爆破，以用电雷管作为起爆元件好。传爆元件：导爆管与非电雷管组成，也可用四通或连接块，可同时起爆更多支导爆管。末端工作元件：非电雷管，非电雷管被激发爆炸，引爆装药。第46页/共169页起爆工作过程

当起爆元件中的导火索（火雷管激发）被点燃后，火焰传递到火雷管，引起雷管爆炸；雷管爆炸引发雷管周围的导爆管起爆和立即传爆，当传爆到连接元件的连通管时，经过连通管的过渡往下的导爆管起爆和传爆。连通管所连接的导爆管有两种，其一是属于末端工作元件的导爆管，由于它的传爆引起末端工作元件的非电雷管起爆，结果使炮孔（药包）中的炸药被引爆；其二是属于的导爆管，它的作用是传爆到下一个连通管。就这样接连地传爆下去，使所有的炮孔或药包按一定的延期时间间隔起爆。第47页/共169页基本起爆网路

簇联网路串联网路

并串联网路第48页/共169页基本起爆网路

并串串网路并串并网路对称式并串串网路复式并串联网路第49页/共169页导爆管非电起爆注意事项1端头密封；2防止过度拉伸；3导爆管接头要对齐；4传爆雷管簇联导爆管根数（一个雷管起爆不超过20根，最好在10根一下，可靠度更高）；5外观检查和测试；6瓦斯地段禁用；7连接雷管安置方向；8网路不能采取环形传爆；9当心孔（洞）外连接的雷管。优点：操作简单轻便，使用安全可靠，抗杂电、静电、雷电。缺点：不能用仪器检测爆破网路，不能用于煤矿井下。第50页/共169页导爆管非电起爆网路的延时1、孔内延期：孔外传爆雷管全部用瞬发雷管，而装入炮孔的起爆炸药雷管则是根据实际需要使用不同段别的非电延期雷管。以此实现延期起爆（多用微差爆破）。2、孔外延期：装入炮孔的起爆炸药雷管全部用瞬发非电雷管，而孔外传爆雷管则是根据实际需要使用不同段别的非电延期雷管。注意：无论是孔内或孔外延期，都必须遵循以下原则：网路中，第一响产生的冲击波到达最后一响的位置之前，最后一响炸药中的雷管必须被激发。否则，冲击波的超前传播可能破坏爆破网路，造成拒爆（即瞎炮）。第51页/共169页四、电起爆法起爆原理：

利用电雷管通电起爆后产生的爆炸能量引爆炸药。基本元件：

电雷管，导线，电源。基本要求：

1）电源可靠，电压稳定，容量足够；

2）网路尽可能简单，便于设计计算、连接和检查；

3）保证通过网路中每个电雷管的电流大于雷管的准爆电流，串联时还必须满足串联准爆条件；

4）尽可能使通过网路的电流均匀分配。第52页/共169页电力起爆的电源电力起爆的电源有：

1）交流电：220V照明电，380V动力电等。容量高，电流强度大。但大量雷管时爆破网路要严格设计，连接较复杂，煤矿井下禁用。

2）直流电：干电池、蓄电池等。容量小，起爆能力低。

3）发爆器：利用高压脉冲电流起爆。煤矿井下必须采用防爆型发爆器。电容式发爆器工作原理（见教材）。电容式发爆器特点：利用小功率的电源（多为干电池），以较长时间（10～30s）给电容器充电，电容器达到额定电压后，再以较短时间（几～几十个毫秒，煤矿用防爆型仅有4ms）把储存在电容器中的电能释放到爆破网路（高压脉冲直流电），引爆网路中的电雷管。第53页/共169页发爆器手摇发电机式起爆器（很少采用）1转柄；2端钮；3转柄机；4机体

电容式起爆器DR10型放炮器

1接线柱；2充电指示灯；3欧姆表；

4起爆按钮；5调整器；6选择开关；

7电池盒；8测量按钮。第54页/共169页第55页/共169页电爆网路设计电爆网路由电雷管与导电线组成。电爆网路有串联、并联、混合联三种形式。串联电爆网路并联电爆网路（a）并联；（b）并簇联。

第56页/共169页电爆网路设计（续）混合联1）串并联2）并串联复杂电爆网路第57页/共169页电起爆法的优缺点优点：

1）可用仪表进行网路测量检查；

2）可远距离起爆；

3）能同时引爆多个雷管，增大爆破的范围与效果；

4）可实现延期顺序起爆；

5）在总延迟时间不超过130ms，可用于煤矿井下。缺点：

1）准备工作比较复杂费事；

2）需进行电爆网路的设计、计算和敷设；

3）必须有可靠的起爆电源；

4）普通电雷管不抗杂电，不能直接用于金属矿山。第58页/共169页电起爆法的操作要点操作要点：

1）电雷管必须逐发导通检查，阻止误差不得超过0.5Ω；

2）按顺序连接爆破网路；

3）随时进行爆破网路的导通检查，最后，网路总阻值应与设计值相符；

4）选择安全地点作为起爆站。另外还要求：

1）工作人员不得穿化纤衣服；

2）连线前，洗干净手及导线接头上的污泥，刮去绝缘层和氧化层；

3）接头应牢固，有较大的接触面积，以减少接头电阻；

4）接头不能接地，应用绝缘胶布包裹；

5）专人按设计检查复核。第59页/共169页

谢谢！第60页/共169页第一节概述

地下爆破是指在地表以下岩体内部的空间开挖、采矿等而进行的爆破作业。广泛用于地下采掘、交通隧道、水利水电硐室、各种民用和军事地下工程的施工中。目前，钻爆法由于对地质条件适应性强、开挖成本低，特别适合于坚硬岩石隧道、破碎岩石隧道及大量短隧道的施工。钻爆法仍是隧道掘进的主要手段。爆破开挖(excavationbyblasting)是以钻孔、爆破工序为主，配以装运机械出碴，完成隧道施工的方法，是建设隧道的主要工序，它的成败与好坏直接影响到围岩的稳定及后续工序的正常进行和施工速度，是隧道建设非常重要的组成部分。第61页/共169页

隧道一般采用小孔径钻眼爆破，有钻眼、装药、连线、爆破等工序。主要特点：

1）由于水、气温、噪音、粉尘、潮湿以及照明、通风等的影响，钻眼爆破作业条件差。

2）爆破的临空面（自由面）少，岩石的夹制作用大，耗药量大，爆破难度大。

3）对钻眼爆破质量要求较高。方向正确，隧道断面达到设计标准，爆破时既要预防飞石崩坏支架及设备等，还要保证爆落岩石块度要均匀，爆堆要集中，便于装碴运输。

4）要求采用光明爆破技术，尽量减少爆破对围岩的扰动，确保围岩完整。隧道爆破的特点第62页/共169页隧道（或巷道）开挖爆破的炮眼类型按其所在位置、爆破作用、布置方式和有关参数的不同可分为掏槽眼、崩落眼眼和周边眼。爆破的关键是掏槽眼和周边眼的爆破，掏槽眼为崩落眼和周边眼的爆破创造了有利条件，直接影响循环进尺和掘进效果；周边眼关系到隧道开挖边界的超欠挖和对周围围岩的影响。直接控制成型质量。一、炮眼的种类和作用第63页/共169页工作面和炮眼布置

平巷掘进中的炮眼，按其位置和作用的不同，分为掏槽眼、辅助眼和周边眼。1

掏槽眼用于爆出新的自由面，为其他后爆炮眼创造有利的爆破条件。

3

周边眼控制爆破后的巷道断面形状、大小和轮廓，使之符合设计要求。巷道中的周边眼按其所在位置分为顶眼、帮眼和底眼。

2辅助眼（崩落眼）是破碎岩石的主要炮眼。崩落眼利用掏槽眼爆破后创造的平行于炮眼的自由面，爆破条件大大改善，故能在该自由面方向上形成较大体积的破碎漏斗

周边眼又可分为顶眼、底眼和帮眼。第64页/共169页1—顶眼；2—崩落眼；3—帮眼；4—掏槽眼；5—底眼B—掘进宽度；H—掘进高度；h1—拱高；h2—墙高第65页/共169页一、炮眼的种类和作用（续）掏槽眼（包括辅助掏槽眼）。针对隧道（巷道）开挖爆破只有一个临空面的特点，为提高爆破效果，宜先在开挖断面的适当位置（一般在中央偏下部)布置几个装药量较多的炮眼。其作用是先在开挖面上炸出一个槽腔，为后续炮眼的爆破创造新的临空面。辅助眼布置在掏槽眼周围，作进一步扩大掏槽眼爆出的槽腔。第66页/共169页一、炮眼的种类和作用（续）

崩落眼。位于掏槽眼与周边眼之间的炮眼。其作用是扩大掏槽眼炸出的槽腔，为周边眼爆破创造临空面。崩落眼又是爆破岩石的主要炮眼。周边眼。沿隧道周边布置的炮眼称为周边眼。其作用是控制爆破后隧道断面形状、大小和轮廓。按其所在位置的不同，又可分为帮眼、顶眼和底眼。第67页/共169页一、炮眼的种类和作用（巷道）

1—顶眼；2—帮眼；3—底眼a—掏槽；b—扩槽；c—形成巷道（隧道）规格断面第68页/共169页一、炮眼的种类和作用（隧道）隧道断面炮眼布置图第69页/共169页常用的爆破术语（或基本概念）不耦合装药：炮孔直径大于药卷直径的装药方式，（两者相等时为耦合装药）。装药不耦合系数：炮孔直径和药卷直径的比值。炮眼密集系数：炮眼间距和该排（圈）炮眼装药最小抵抗线的比值。装药集中度：炮眼装药质量和炮眼长度的比值。炮眼利用率：循环进尺和炮眼长度的比值。周边眼痕率：爆后周边（一般指顶眼和帮眼）半边眼痕数和周边眼数的比值。炮头（起爆药包）：内装有起爆元件（雷管）的药包。第70页/共169页

第一节掏槽爆破

定义：为了创造第二个自由面，可以在掘进工作面的某一适当位置布置少量炮眼，爆破时首先起爆，在工作面形成一个槽口状空腔（通常称槽腔），使周围炮眼（崩落眼和周边眼）均以此为自由面，向空腔方向爆破，以获得较好的爆破效果，此种技术就叫掏槽爆破。这些炮眼就称为掏槽眼。为了提高其他炮眼的爆破效果，掏槽眼应比其它炮眼加深150~200mm，装药量增加15%~20%。

第71页/共169页掏槽眼的布置原则布置原则：掏槽眼位置一般应布置在巷道开挖断面的中部或中下部，有软弱层时，布置在软弱岩层中。炮眼方向，在岩层层理明显时，应尽量垂直于岩层的层理面。第72页/共169页掏槽形式

根据隧道（巷道）断面、岩石性质和地质构造等条件，掏槽眼的排列形式有很多种类，归纳起来可分成倾斜眼掏槽和直眼掏槽两大类，此外还有两者结合的混合式掏槽。

第73页/共169页掏槽眼的形式

掏槽眼形式平行空眼直线掏槽混合式掏槽倾斜眼掏槽③楔形掏槽

②锥形掏槽

①单向掏槽

②桶形掏槽

①龟裂掏槽

③螺旋形掏槽

④螺旋掏槽第74页/共169页一、倾斜眼掏槽1、单向掏槽

a—顶部掏槽；

b—底部掏槽；

c—侧向掏槽；

d—扇形掏槽孔口孔底第75页/共169页2、锥形掏槽a—三角锥形b—正角锥形c—圆锥形第76页/共169页3、楔形掏槽型式a－垂直楔形掏槽b－水平楔形掏槽。孔口孔底第77页/共169页3、楔形掏槽型式（续）第78页/共169页3、楔形掏槽（续）类型：

通常由两排或三排相对称的倾斜炮眼组成，爆破后形成楔形槽腔。楔形掏槽可分为垂直楔形掏槽和水平楔形掏槽两种。应用：楔形掏槽常用于中硬以上均质岩石。当巷道岩层有水平层理时，宜采用水平楔形掏槽，以提高掏槽爆破效果。特点：根据掏槽深度的不同，每对掏槽眼眼口间距为0.8~1.2m，眼底距离为200~300mm，相邻炮眼排距300～400mm，掏槽眼与工作面交角为600~750。第79页/共169页斜眼掏槽的优缺点优点：

1）适用于各种岩石并能获得较好的掏槽效果；

2）所需掏槽眼数较少，炸药单耗较低，但掏槽体积大，易将岩石抛出，有利于其它炮眼的爆破，

3）掏槽眼位置和倾角的精度对掏槽效果影响较小。缺点：

1）掏槽眼深度受到巷道断面限制，因而影响到每个掘进循环的进尺（隧道断面较大，影响小，但小断面巷道影响较大，无法进行深孔爆破）；

2）岩石抛掷距离远，岩堆分散，影响装岩效率；

3）钻眼方向难以掌握。第80页/共169页二、直眼掏槽直眼也称直线掏槽特点：所有掏槽眼均垂直于工作面，炮眼之间相距较近且保持互相平行，其中有一个或数个不装药的空眼。形式：垂直眼掏槽有龟裂掏槽（又称缝隙掏槽或直线掏槽）、角柱形掏槽（圆柱又称桶形掏槽）和螺旋形掏槽等多种种类型。第81页/共169页1、龟裂掏槽装药孔空孔(a)垂直龟裂掏槽(b)水平龟裂掏槽第82页/共169页特点：

1）掏槽眼布置在一条直线上，彼此间严格平行，装药眼与空眼间隔布置，爆破后形成一条槽缝槽腔。

2）掏槽眼数目与巷道断面大小及岩石坚固性成正比，通常为3~7个眼。眼间距离一般取（1~2）炮眼直径。

3）龟裂掏槽体积较小，应用较少。适用：适用于中硬以上或坚硬岩石，或小断面巷道。1、龟裂掏槽（续）第83页/共169页2、角柱形掏槽图中数字表示起爆顺序。●—装药眼；○—空眼第84页/共169页2、角柱形掏槽●—装药眼；○—空眼第85页/共169页各掏槽眼互相平行且呈对称形式。空眼直径可与装药眼相同，也可采用大直径空眼，以便增强自由面的作用。大直径空眼角柱形掏槽，可适当增加炮眼间距。桶形掏槽较龟裂掏槽形成的槽子体积大，在中硬岩石中使用较为普遍。主要形式有：三角柱掏槽、四角柱掏槽、菱形角柱掏槽、五星角柱掏槽、六角柱掏槽、筒形掏槽、复式三角柱掏槽等2、角柱形掏槽（续）第86页/共169页2、角柱形掏槽——大直径空眼角柱形掏槽，第87页/共169页螺旋掏槽的特点是各装药眼至空眼的距离依次递增，呈螺旋线布置，并由近及远顺序起爆，能充分利用自由面，扩大掏槽效果，其扩槽原理如图a—小直径空眼；b—大直径空眼。图中数字表示起爆顺序3、螺旋形掏槽第88页/共169页1—炸药；2—炮泥。图中数字表示起爆顺序小直径空眼螺旋掏槽第89页/共169页大直径空眼螺旋形掏槽炮眼布置图中数字表示起爆顺序1234第90页/共169页优点：

1）眼深不受巷道断面限制，可进行较深炮眼的爆破。

2）掏槽体积里外大小较一致，因而相邻炮眼的最小抵抗线里外也较一致，使爆落的矿岩块度均匀，不会抛掷太远，爆堆集中在工作面附近，有利于装岩。

3）炮眼垂直工作面，利于多台凿岩机平行作业。缺点：

1）掏槽眼数较多，掏槽体积小，装药眼和空眼的间距不能太大且需相互平行。

2）钻眼误差对掏槽效果影响较大，要求要有较高的钻眼技术。直眼掏槽与倾斜掏槽相比第91页/共169页1）是爆破辅助自由面，改善岩石破碎效果。2）作为爆后岩石破碎的膨胀空间。3）导向裂隙。因此：空眼越多、直径越大，对直眼掏槽爆破越有利。注意！

直眼掏槽一般都是过量装药，装药长度占全眼长的70%左右，如果装药长度不够，易发生“挂门帘”和“留门坎”现象。直眼掏槽中空眼的作用第92页/共169页

混合掏槽是指两种以上的掏槽方式混合使用。在遇到岩石特别坚硬或巷道断面较大时，可以采用如图的复式楔形掏槽或桶形与锥形混合掏槽。三、混合掏槽第93页/共169页三层楔形掏槽眼示意图H0、h1、h2均为炮孔底至自由面的垂直线；R0掘进工作面-自由面；R1、R2分别为每层掏槽孔底深度。自由面第94页/共169页四层楔形掏槽眼示意图（图中0~12表示起爆顺序）自由面掘进进尺孔底位置第95页/共169页第二节掘进爆破技术一、爆破参数二、炮眼布置三、装药结构四、爆破说明书和爆破图表五、实例第96页/共169页一、爆破参数的确定

合理确定爆破参数是获得良好爆破效果、加快掘进速度的可靠保证。除掏槽方式和掏槽参数外，主要的爆破参数还有：单位炸药消耗量（炸药单耗）、炮眼直径、药卷直径、炮眼深度、炮眼数目。其它还有炮眼间距、装药密集系数等。合理选择这些爆破参数时，不仅要考虑掘进的条件（岩石条件和巷道断面条件），还要考虑到这些参数之间的相互关系及其对爆破效果的影响（如炮眼利用率、岩石破碎块度、爆堆形状及尺寸等）。第97页/共169页爆破参数的确定

AB2）炮眼深度（holedepth）

CD1）炮眼直径（boreholediameter）3）炮眼数目（embrasurenumber）4）单位炸药消耗量（explodesconsumption）第98页/共169页1、单位炸药消耗量（炸药单耗）1）定义：爆破一立方米原岩所消耗的炸药量称为单位炸药消耗量（或称炸药单耗），通常以q表示，单位：kg/m3。

2）重要性：炸药单耗的大小对爆破效果、凿岩和装岩工作量、炮眼利用率、巷道轮廓的平整性和围岩的稳定性都有较大的影响。对爆破效果的影响：炸药单耗偏低时，则可能使巷道断面达不到设计要求，岩石破碎不均匀，甚至崩落不下来。当炸药单耗偏高时，可能造成巷道超挖、降低围岩的稳定性，抛掷量和抛掷距离增强，甚至损坏支架和设备。

3）影响因素：单位炸药消耗量取决于炸药性质（密度、爆速、爆力和猛度等）、岩石的性质、巷道断面、炮眼直径和炮眼深度等多种因素。第99页/共169页1、单位炸药消耗量（炸药单耗）4）确定方法：目前尚无完善的理论计算方法。在掘进爆破工作中，常根据经验或参考国家相关定额。具体有：方法一、国家定额选取（教材表7-2）方法二、经验公式计算（较少采用）

经验公式一

经验公式二第100页/共169页2、炮眼直径

1）炮眼直径的大小影响钻眼速度、炮眼数目、炸药单耗、爆落岩石的块度和井巷轮廓的平整性。

2）炮眼直径增加，则药卷直径加大，有利于提高爆炸反应的稳定性、增加爆速；但是炮眼直径过大，不仅使钻眼速度下降，而且因炮眼数目减少影响炸药的均匀分布，使岩石的破碎质量变差。隧道（或巷道）掘进爆破一般采用35~45mm的炮眼直径。煤矿井下（一般煤系地层岩石较软）采用28~32mm小直径炮眼，配合小直径药卷和小直径锚杆施工，即“三小”第101页/共169页3、炮眼深度

1）定义：炮眼深度是指眼底到工作面的垂直距离，而沿炮眼方向的实际深度叫炮眼长度，例如斜眼掏槽中的掏槽眼。

2）影响：炮眼深度大小，不仅影响着每个掘进工序工作量和完成时间，而且影响爆破效果和掘进速度以及材料消耗等。

第102页/共169页3、炮眼深度3）取值原则：

a）炮眼深度要和施工条件相适应。普通凿岩机一般不超过2.5~3.0m，采用大型凿岩设备时（凿岩台车配重型凿岩机）时可达3.0~4.0m；小断面巷道眼宜浅，大断面眼应深。

b）炮眼深度要和循环作业方式相适应，要保证能够实现正规循环作业。采用中深孔爆破，能使工时得到充分利用，增加凿岩和装岩时间，减少装药、爆破、通风和准备工作和其他辅助作业时间的时间。提高掘进工效。第103页/共169页4、炮眼数目1）影响：炮眼数目多少直接影响着凿岩工作量和爆破效果。眼数过少，大块增多，轮廓不平；眼数过多，将增加凿岩工作量。

2）确定原则：在保证爆破效果的前提下，尽可能减少。

3）确定方法：实践中通常根据巷道断面和岩石条件，以及各类炮眼的爆破要求，以合理的炮眼间距和抵抗线布置炮眼。而后得出炮眼数目。也可用公式估算：式中：N为炮眼数目，个；f为岩是坚固性系数；

S为井巷掘进断面积，m2

。第104页/共169页5、炮眼间距和炮眼密集系数炮眼间距和炮眼密集系数的确定方法：一般按巷道断面的大小及形状、岩石性质、炸药性能等均匀地布置炮眼。当炮眼直径在35～42mm时，炮眼间距可取500～700mm，炮眼密集系数可取0.8~1.0。对于隧道（或巷道）周边光面爆破，炮眼间距要小。（具体光面爆破时讲授）。第105页/共169页二、炮眼布置

隧道（巷道）内布置炮眼时，必须保证获得良好的爆破效果，并考虑钻眼的效率。一般应按下述原则和方法布置炮眼：

1）先布置掏槽眼，其次是周边眼，最后是根据巷道断面大小均匀布置崩落眼。

2）掏槽眼一般布置在隧道（巷道）面中央偏下部位，有软弱夹层时优选软弱层。其深度应比其它眼深200mm~300cm。

第106页/共169页二、炮眼布置（续）

3）周边眼应严格按照光面爆破要求布置。各炮眼相互平行，深度一致。断面拐角处及拱形断面的拱基位置应布置炮眼。为满足机械钻眼需要和减少超欠挖，周边眼钻眼应考虑0.03～0.05的外插斜率。眼口一般布置在隧道或巷道断面设计轮廓线上，钻眼稍向外偏斜，眼底落在设计轮廓线外50～100mm，即使前后两茬炮眼有一定的衔接锯齿台阶高度。

第107页/共169页二、炮眼布置（续）

4）辅助眼应均匀地布置在掏槽眼与周边眼之间，钻眼方向垂直于工作面。同时，应根据巷道断面和岩石条件调整好最小抵抗线W和炮眼密集系数m（m=E/W，E为炮眼间距）通常取W＝0.6～0.8m，炮m＝0.8～1.0。注意：为爆出平整的工作面，除掏槽和底眼外，所有眼眼底应落在同一平面上。底眼深度一般与掏槽眼相同。第108页/共169页二、炮眼布置（续）

隧道工作面面的炮眼，在遵守上述原则的基础上，可以有以下几种布置方式：

1）直线形布眼：将炮眼按垂直方向或水平方向，围绕掏槽开口呈直线形逐层排列，如图a、b所示。这种布眼方式，形式简单且易掌握，同排炮眼的最小抵抗线一致，间距一致，前排眼为后排眼创造临空面，爆破效果较好。

2）多边形布眼：这种布眼是围绕着掏槽部位，由里向外，将炮眼逐层布置成正方形、长方形、多边形等。第109页/共169页二、炮眼布置（续）

3）弧形布眼：顺着拱部轮廓线，逐圈布置炮眼，如图d所示。此外，还可将开挖面上部布置成弧形，下部布置成直线形，以构成混合型布置。

4）圆形布孔：当开挖面为圆形时，炮孔围绕断面中心逐层布置成圆形。这种布孔方式，多用在圆形隧道、泄水洞以及引水洞等的开挖爆破中。

竖井（立井，断面为圆形）工作面炮眼，包括掏槽眼、崩落眼和周边眼，均布置在以井筒中心为圆心的同心圆上。周边眼和掏槽眼之间所需崩落眼圈数和各圈内炮眼间距，根据崩落眼最小抵抗线和炮眼密集系数的关系来调整。第110页/共169页二、炮眼布置（续）隧道（巷道）断面炮眼布置形式第111页/共169页二、炮眼布置（续）隧道（巷道）断面炮眼布置形式第112页/共169页底眼爆破

如果底眼钻眼超高，向下倾斜角度不够，或装药不足等，爆破后往往会造成底板欠挖，出现“底坎”。这将给岩石的铲装、铺轨工作及下一个掘进循环的钻眼工作带来极大困难。处理方法：为避免欠挖、消除底坎，要适当减小底眼的间距（根据岩石情况而定，一般为0.5~0.6m），并使钻眼方向朝底板下方有一定的倾斜角度。在软岩中倾角可小些，在硬岩中倾角要大些，眼底低于底板标高150~200mm。此外，底眼较其它周边眼要增加装药量。一般认为底眼的最小抵抗线和炮眼间距可与崩落眼相近。第113页/共169页隧道周边眼崩落眼掏槽眼0.2m0.1m底眼炮眼布置纵断面图0.10~0.15m第114页/共169页三、装药结构装药结构是指炸药在炮眼内的装填方式。主要有：

1、连续与间隔装药：连续装药——炸药在炮眼内连续装填，没有间隔。间隔装药——炸药在炮眼内分段装填，之间用炮泥、沙子、木垫、水或空气等介质隔开。前者操作简单，单发雷管引爆，但药量集中，爆炸能量分布不均。后者可克服此缺点，试验和工程实践表明：在较深炮眼中采用间隔装药可使炸药在炮眼全长分布更均匀，岩石爆破破碎块度均匀，大块率低。第115页/共169页a——耦合装药b——不耦合装药c——正向连续装药d——正向间隔装药e——反向连续装药1—炸药；2—炮眼；3—药卷；4—雷管；5—炮泥；6—脚线；7—导爆索；8—绑绳第116页/共169页空气间隔装药：

间隔中的空气起到缓冲作用，使作用在炮眼壁上的冲击压力峰值降低。从而减少对周边围岩的冲击压缩作用，对周边眼光面爆破非常有利。延长了爆生气体在膨胀作用时间和增加了应力波的作用时间。

1）由于降低了冲击作用，相应地增大了应力波的能量

2）装药间空气柱中形成空气冲击波，相向传播，发生碰撞，压力升高，同时在眼壁的反射以及空气冲击波在炮眼内的往返传播、碰撞，增加了压力作用时间，因而，提高了爆炸能量的有效利用率。

径向空气间隙装药结构原理同上。第117页/共169页耦合与不耦合装药耦合装药——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，用不耦合系数表示不耦合程度（炮眼直径与装药直径的比值）。多用空气不耦合或水不耦合装药。光面爆破常用。前者爆轰波直接作用与眼壁，激起岩石中的冲击波，造成粉碎区，消耗大量能量。后者可克服此缺点，其原理类似于间隔装药，降低眼壁冲击压力，减少或消除了粉碎区。延长爆生气体在炮眼内存在时间和增加应力波的作用时间。提高了爆炸能量的有效利用率。第118页/共169页正向与反向装药（或正向与反向起爆）正向起爆——起爆药包在眼口，爆轰向眼底传播。反向起爆——起爆药包在眼底，爆轰向眼口传播。后者优于前者：爆轰波传播方向、眼底起爆在岩石中形成的应力波的传播方向以及破碎岩石的运动方向都是朝向眼口，利于岩石的破碎和运动（尤其是坚硬岩石，应力波超前爆轰波传播，能加强炮眼上部岩石的破碎）。同时，反向起爆也延长了爆生气体在炮眼内存在时间，加强了应力波的作用。提高了爆炸能量的有效利用。在坚硬岩石中、中深孔爆破时反向起爆更为有利。第119页/共169页

炮眼填塞炮泥的作用：

1）保证炸药充分反应，使之放出最大热量和减少有毒气体生成量。

2）延长爆生气体在炮眼内的存在时间，降低爆生气体逸出自由面的温度和压力，使炮眼内保持较高的爆轰压力和较长的作用时间，增强岩石的破碎作用。

3）阻止炽热的固体颗粒从炮眼中飞出，保证煤矿井下爆破安全。炮泥：用于炮眼填塞的材料通称为炮泥。第120页/共169页

炮眼填塞（续）炮泥长度：生产中炮泥长度随炮眼长度而变，一般为装药长度的0.3~0.5倍。当炮眼直径30～40mm时，炮泥长度400～600mm。还需注意，炮泥长度应大于该炮眼装药最小抵抗线此外，眼口炮泥填塞要实，并有一定强度，以增大其与眼壁的摩擦。炮泥材料：粘土、砂子以及两者的混合物，煤矿井下还增加了水炮泥（水炮泥可以吸收部分热量，降低喷出气体的温度，有利于安全），可燃性材料不能作炮泥。第121页/共169页四、起爆顺序全断面一次爆破的起爆顺序为：掏槽眼——辅助掏槽眼——崩落眼（多圈崩落眼时按有内向外顺序）——周边眼（通常：帮眼——顶眼——底眼）（顺序起爆充分利用自由面）第122页/共169页五、爆破说明书和爆破图表

爆破说明书和爆破图表是工程施工组织设计的组成部分，是指导、检查和总结凿岩爆破工作的技术文件。应当根据地质条件、工程设计要求、施工计划和实际施工经验，理论结合实际来编制，采用先进技术，合理选择爆破参数等。并要根据施工条件的变化及实际爆破效果不断进行修正和完善。第123页/共169页爆破方案设计的程序和步骤1、熟悉岩石条件、巷道参数、炸药性能、施工方案等；2、研究确定炮眼深度；3、初步选定炸药单耗（参照相关定额）；4、选定掏槽形式和掏槽参数；5、选定周边光面爆破参数；6、选定崩落眼和底眼爆破参数；7、布置工作面炮眼；8、选定各类炮眼的单孔装药量并计算总装药量；9、比较实际设计的炸药单耗和初选单耗比较；10、确定起爆顺序和雷管段别11、确定连线方式；12、绘制工作面炮眼布置图和爆破参数表。13、根据爆破效果调整完善。第124页/共169页1）爆破原始条件：包括巷道（隧道）名称、用途、位置、断面的大小和形状、岩石性质、含水情况以及有无瓦斯和瓦斯等级等；

2）选用凿岩爆破器材：包括凿岩机具的型号同时工作台数、炸药、雷营品种和性能等；

3）确定凿岩爆破综合工作参数：包括炮眼直径、炮眼深度、单位炸药消耗量、炮眼数目等；

4）确定掏槽形式和掏槽爆破参数；

5）确定光面爆破参数和光面爆破装药结构；

6）确定其他爆破参数；爆破说明书的内容第125页/共169页爆破说明书的内容（续）

7）布置炮眼：包括布置掏槽眼、辅助眼和周边眼；

8）确定起爆顺序、雷管段别；

9）进行爆破网路的设计计算；

10）预期爆破效果：包括炮眼利用率、循环进尺、破碎实体岩石体积、循环炮眼炮眼消耗、循环炸药消耗、单位炸药消耗、单位雷管消耗等；

11）爆破安全技术措施。第126页/共169页炮眼布置图岩石巷道掘进断面炮眼布置图第127页/共169页爆破参数表炮眼名称眼号眼数/个眼深/m眼距/mm圈距/mm装药量起爆顺序连线方式卷/眼kg/眼kg分次一次一阶掏槽眼1-222.44003.01.052.1ⅠⅠ串联二阶掏槽眼3-862.44003.51.2257.35ⅡⅠ辅助眼9-12，16-1872.24002503.00.8756.125ⅢⅡ崩落眼13-1532.27007002.00.702.1ⅢⅡ崩落眼19-21，28-3062.26007002.50.8755.25ⅣⅢ崩落眼22-2762.26507002.00.704.2ⅣⅢ帮眼31-40102.24005502.00.707.0ⅤⅣ顶眼41-57172.23405501.00.355.95ⅤⅤ底眼58-6582.26303.51.2259.8ⅤⅤ水沟眼6612.23.51.2251.225ⅤⅤ第128页/共169页

煤矿井下巷道掘进长采用串联连线方式，雷管数目多时可采用串并联或并串联，用矿用防爆型发爆器起爆。

注意！

要连接牢固，连线前，施工人员应洗去手上的泥沙，以保证接头有较大的接触面积，避免出现大的接头电阻。

电雷管起爆爆破网路（煤矿井下巷道掘进用）第129页/共169页

一般在100发雷管左右，在正常的地质条件下，若使用MFB-200型强力发爆器，两组串并联连结，即可实现全断面一次起爆。这种方式操作较简单，只要将整个网络串成一个闭合回路，将两根母线分别接在相距一半雷管数的两个点上即可。通常将一根母线接在底眼中部，以保证底眼正常起爆；另一根母线接在掏槽眼上，以保证掏槽眼不拉炮。电雷管起爆串并联爆破网路第130页/共169页串并联起爆网路二串一并第131页/共169页六、实例一、中小断面隧道该隧道穿过致密、硬脆的石灰岩。隧道断面左部大半边为超前掘进的导坑。导坑掘进最初采用楔形掏槽，由于岩质和导坑宽度的限制，打眼深度只能在1.2m左右，每循环进尺约1.1m。后改用垂直眼五梅花式掏槽，使每循环进尺增加到1.67m。通过现场试验得知，掏槽眼采用毫秒管微差起爆能改善掏槽效果，掏槽眼深度可以增加到2.5m。第132页/共169页超前导坑法掘进时的炮眼布置图第133页/共169页实例二、大断面隧道掘进某大断面隧道掘进时采用垂直眼双螺旋掏槽及炮眼布置图。该隧道面积达37m2，进尺达4.3m。炮眼数目为50个，另加一个中空眼。装药眼直径为50mm，空眼直径为125mm。炮眼1～6采用1～6段毫秒雷管，炮眼7～18采用秒差雷管。垂直眼双螺旋掏槽的特点是，距空眼距离逐渐加大的螺旋眼是成对布置的，即构成“双螺旋”掏槽。处于对称位置的炮眼相继顺序起爆，有利于把槽口内的岩碴抛出。一些统计数据表明，双螺旋掏槽的进尺较其它直眼掏槽约提高20%。第134页/共169页大断面隧道炮眼布置图垂直眼双螺旋掏槽第135页/共169页隧道掘进爆破导爆管起爆连线图簇联法第136页/共169页隧道掘进爆破导爆管起爆连线图并联法第137页/共169页导爆管起爆网路图——单式连接第138页/共169页导爆管起爆网路图——复式连接第139页/共169页巷

道

断

面

炮

眼

布

置

图第140页/共169页双楔形掏槽第141页/共169页双楔形掏槽第142页/共169页淮北刘店煤矿菱形直眼掏槽第143页/共169页第三节光面爆破一、光面爆破特点二、光面爆破原理三、光面爆破参数四、影响光面裂缝形成的因素五、光面爆破施工第144页/共169页一、光面爆破及其特点光面爆破：一种它控制爆破技术，使爆后岩石新壁面保持平整，围岩损伤小，稳定性高。光面爆破特点：

1）周边轮廓线符合设计要求，成型规整，质量高；

2）不产生或很少产生爆破裂隙，提高了围岩稳定性和自身承载能力；

3）减少超挖量，松软岩层效果更明显；

4）岩面平整，通常可在壁面上残留清晰可见