岩石爆破专业技术及方案

(岩土爆破)工程爆破理论与技术系列培训之

第九章井巷施工一.概述

工程爆破（岩石爆破理论）岩土拆除水下特种井巷掘进台阶硐室药壶平巷井筒隧道硐库岩石爆破二.井巷掘进爆破1、平巷掘进爆破（1）工作面及炮眼布置工作面：平巷（导坑）尺寸大小，由钻孔机具及用途确定。炮眼掏槽辅助周边顶板帮底板岩石爆破导坑中心炮眼cbaabca–

掏槽眼b–

辅助眼c–

周边眼井巷掘进爆破岩石爆破井巷掘进爆破掏槽眼的形状斜眼单向锥形楔形单向掏槽锥形掏槽岩石爆破楔形掏槽井巷掘进爆破垂直楔形掏槽水平楔形掏槽岩石爆破井巷掘进爆破双楔形掏槽岩石爆破井巷掘进爆破锥形掏槽眼主要参数岩石坚固性系数f炮眼倾角（°）相邻炮眼间隔（m）眼口间隔眼底间隔2~675~701.00~0.900.46~870~680.90~0.850.38~1068~650.85~0.800.210~1365~630.80~0.700.213~1663~600.70~0.600.1516~1860~580.60~0.500.1018~2058~550.50~0.400.10岩石爆破井巷掘进爆破楔形掏槽眼主要参数岩石坚固性系数f炮眼与工作面夹角（°）双排炮眼眼口间距炮眼个数2~675~700.6~0.546~870~650.5~0.44~68~1065~630.4~0.35610~1263~600.35~0.30612~1660~580.30~0.20616~2058~550.206~8岩石爆破井巷掘进爆破直眼掏槽龟裂（一字形）垂直龟裂掏槽水平龟裂掏槽装药眼空眼岩石爆破井巷掘进爆破桶形装药眼空眼岩石爆破井巷掘进爆破螺旋形203140231小直径空眼大直径空眼岩石爆破井巷掘进爆破楔形和直眼掏槽的爆破参数和效果比较参数直眼掏槽楔形掏槽两者的比较%备注掘进断面积m21.912.21-15.7最大炮孔深度m1.51.50循环炮眼数342433.32个直眼掘进眼数221441.6不含周边眼循环装药量kg14~168~1023.5总装药量掘进药量kg104.258不含周边眼掏槽/掘进面积%37.944-16钻眼方便与准确性高低炮眼利用率%756020单位炸药消耗量kg·m32.121.7616.68单位体积炮眼长m·m38.997.9311.8破碎程度均匀不均匀岩石爆破井巷掘进爆破混合式掏槽楔形：耗药量少（眼少）。直眼：断面利用率高。岩石爆破井巷掘进爆破（2）辅助眼及周边眼的布置原则充分利用主要能量，炮眼间距还应根据岩石性质而定。周边眼应考虑巷道轮廓。底板眼应向下超过轮廓线0.1~0.2m。岩石爆破井巷掘进爆破3X3m断面的巷道炮眼布置及起爆顺序顶眼辅助眼帮眼掏槽眼11002233444434555556666677776666888888岩石爆破井巷掘进爆破（3）爆破参数的确定导坑的参数炮眼直径炮眼深度炮眼数量断面岩性炮眼直径炮眼深度炸药性能岩石爆破井巷掘进爆破炮眼直径常用于导坑的两种类型的孔径种类眼径mm药径mm普通型40~4232~35小直径型34~3527与常用的机具，工作断面、岩面块度有关。岩石爆破炮眼深度井巷掘进爆破由每一循环的进度相关（机具、人工）。常用的炮孔深度岩石坚固系数

f掘进断面面积m2<12>121.6~32~32.5~3.54~61.5~22.2~2.57~201.2~1.81.5~2.2岩石爆破炮眼数目井巷掘进爆破经验计算公式N=3.3(fS2)1/3N---炮眼个数；f---岩石坚固系数；S---导坑断面面积m2另外，炸药药性、直径、深度对炮眼数目也有影响。岩石爆破井巷掘进爆破单位炸药的消耗量普氏公式（修正）q=1.1k0(f/S)1/2q---岩石单位体积消耗量，kg/m3；f---岩石坚固系数；S---巷道断面面积m2；k0---校正系数，k0=525/p，p为爆力,mL。岩石爆破井巷掘进爆破平巷掘进单位炸药消耗量常见定额kg/m3掘进断面面积m2岩石坚固系数f2~34~66~1012~1415~204~61.051.502.152.642.936~80.891.281.892.332.598~100.781.121.692.042.3210~120.721.011.511.902.1012~150.660.921.361.781.9715~200.640.901.311.671.85岩石爆破确定了单位炸药消耗量后，根据每一掘进循环爆破的岩石体积，按下面公式计算出每一循环所使用的总药量。井巷掘进爆破Q=qV=qSLηV---每循环爆破岩石体积，m3；L---炮孔深度，m；S---巷道掘进断面，m2；η

---炮眼利用率，一般取0.8~0.95。岩石爆破井巷掘进爆破2、隧道掘进爆破铁路隧道公路隧道山岭隧道、缩短线路、降低坡度方法钻爆法（矿山法）盾构法掘进机法沉管法岩石爆破井巷掘进爆破管片外径盾构外径盾构构造简图切口环切口管片活动平台岩石爆破岩石爆破井巷掘进爆破支腿刀具驱动马达旋转切削头井巷掘进爆破1)隧道爆破施工特点（1）大断面，保护围岩。（2）注意地质变化的影响。（3）使用年限长。（4）控制超欠挖好。岩石爆破关于钻爆法（矿山法）井巷掘进爆破岩石爆破2)隧道开挖方法A、全断面法B、台阶法C、漏斗棚架法D、上下导坑法E、侧导坑法井巷掘进爆破岩石爆破全断面法剖面图台阶法井巷掘进爆破岩石爆破剖面图井巷掘进爆破岩石爆破侧导坑法剖面图井巷掘进爆破岩石爆破上下导坑法剖面图井巷掘进爆破岩石爆破3、隧道爆破技术1）掏槽爆破技术进度要求成本要求a、布掏槽眼的原则开挖断面中部，炮眼方向与岩层层现面垂直。（4~6装药，2~4空眼----只对直眼掏槽。）井巷掘进爆破岩石爆破b、布掏槽眼的形式斜眼掏槽（楔形掏槽、复式掏槽）L0L1LnR0R1Rnh1h0hn井巷掘进爆破岩石爆破

在使用楔形掏槽进行铁路隧道爆破施工中，应注意以下几个关键技术问题：一是大断面隧道采用楔形掏槽时，应充分利用原有的唯一自由面，尽量加大第一级掏眼之间的水平距离，缩小掏槽角。二是当楔形掏槽角炮眼大于2.5m时，可采用复合装药结构，其底部炮眼长度的1/3处装高威力炸药或加强装药,上部可换成低威力炸药或降低装药集中度，顶部应保留20%长度进行堵塞，一般堵塞长度为40cm。三是楔形掏槽应采用毫秒爆破，每级掏槽眼尽量做到同时起爆，各级之间延期时间以50ms为宜。井巷掘进爆破岩石爆破直眼掏槽种类很多，有龟裂掏槽，梅花形小直径中空眼掏槽，螺旋结构槽，菱形槽，两孔挤压掏槽，大直径中空眼掏槽等等。直眼掏槽分类井巷掘进爆破岩石爆破小直径中空直眼掏槽在软岩、中硬、节理裂隙较发育的岩层中，大多采用小直径中空直眼掏槽。

装药量60%~80%井巷掘进爆破岩石爆破五梅花小直径中空直眼掏槽在硬岩层中，大多采用五梅花小直径中空直眼掏槽。

装药量90%井巷掘进爆破岩石爆破大直径中空直眼掏槽中心空眼，一般是用凿岩车凿较大直径的中空眼，由此逐渐扩大成型槽腔。常用的大直径中空直眼掏槽的形式有：菱形掏槽、单螺旋掏槽、双螺旋掏槽、对称掏槽等。

DL2L1菱形大直径中空直眼掏槽L1=(1~1.5)DL2=(1.5~1.8)D井巷掘进爆破岩石爆破DL1L2

螺旋形大直径中空直眼掏槽L4L3L1=(1~1.5)DL2=(1.5~2.0)DL3=(2.5~3.0)DL2=(3.5~4.0)D井巷掘进爆破岩石爆破WabW=1.2D(一个空眼)W=1.2X2D(两个空眼)b=0.7a

对称形大直径中空直眼掏槽井巷掘进爆破岩石爆破直眼掏槽的主要参数各掏槽炮眼abcd与中心炮眼的中心距（1.0~1.2）D100~130（1.2~1.3）D13.~200（1.3~1.4）D200~300（1.4~1.5）D300~400炮眼单位长度装药量0.520.520.520.52

单螺旋形掏槽中空直径、各掏槽眼与中空孔的中心距以及掏炮眼单位长度装药量关系井巷掘进爆破岩石爆破

单螺旋形掏槽中空直径、各掏槽眼与中空孔的中心距以及掏炮眼单位长度装药量关系中空孔直径7585100110125150200各掏槽炮眼与中空孔眼中心距a110120130140160190250b130140160170190230310c160175195210240290380d270290325350400455575第一圈掏槽炮眼单位长度装药量0.300.350.400.450.500.600.80第二圈掏槽炮眼单位长度装药量0.650.750.850.901.101.301.30井巷掘进爆破岩石爆破

对称掏槽中空直径、各掏槽眼与中空孔的中心距以及掏槽眼单位长度装药量关系中空孔直径502X5775851002X57110125150200掏槽眼与中空眼中心距90100130145175200190220250330掏槽眼单位长度装药量kgm-1d=32(mm)0.200.300.300.400.450.450.450.500.600.80d=37(mm)0.250.350.350.400.450.530.530.600.700.80d=45(mm)0.300.420.420.500.550.630.650.700.851.10井巷掘进爆破岩石爆破4、隧道光面和预裂爆破技术稳定围岩，控制超欠挖。光面爆破：沿开挖边界加密炮眼，用低威力炸药或利用不耦合装药，在主爆区之后起爆。预裂爆破：沿开挖边界加密炮眼，用低威力炸药或利用不耦合装药，在主爆区之前起爆。井巷掘进爆破岩石爆破光面和预裂爆破的质量评定标准序号项目硬岩中硬岩软岩1平均线性超挖量cm16~1818~2020~252最大线性超挖量cm2025253两炮衔接台阶最大尺寸cm1520204炮眼痕迹保存率%≥80≥70≥505局部欠挖量cm5556炮眼利用率%909095光面爆破的质量评定标准井巷掘进爆破岩石爆破光面爆破的质量评定标准不平整度超欠挖量平均线性超挖量最大线性超挖量炮眼痕迹保存率两炮衔接台阶备注原煤炭部51、巷道围岩不破坏，肉眼观察无炮振裂纹2、围岩破坏不超过炮眼直径大小>10小断面原冶金部≤±51、破坏轻微无炮振裂缝2、软岩爆后无大浮石，硬岩无浮石>8010~15预留光面层西安矿院±10岩面上用肉眼看不见明显裂缝>80小断面原国家建委二局炮眼痕迹无纵向裂缝围岩破坏总深度V0比V降低不大于400m/s≤10≤20>60大硐室坚硬岩石弹性波速井巷掘进爆破岩石爆破5、隧道爆破设计1）设计程序a）准备阶段：了解设计和工程情况，熟悉施工组织设计。b）设计阶段：确定开挖方案炮眼直径循环进尺通过试验调整后执行。井巷掘进爆破岩石爆破2）设计内容炮眼布置图：开挖断面炮眼布置图。装药参数表：对应炮眼、装药量、段落装量、雷管号。综合经济技术指标：铅爆参数、工程量、材料消耗、其它数据指标。编制说明：设计依据、适用条件、施工要求、机具材料。安全事项说明、装药结构图、爆破网络图、钻眼分工顺序。关键：不断调整完善。井巷掘进爆破岩石爆破全断面直眼掏槽环状布置

井巷掘进爆破岩石爆破上台阶起爆顺序和网络火雷管井巷掘进爆破岩石爆破隧道预裂爆破的炮眼布置井巷掘进爆破岩石爆破炮眼直径(mm)炮眼间距E(cm)抵抗线W(cm)密度系数(K=E/W)装药集中度(Kg/m)38~4640~7050~800.65~1.000.15~0.3552~6480~100110~1300.70~0.800.25~0.40光面爆破参数值也与装药量、长度、装药结构和引爆方法有关。井巷掘进爆破岩石爆破炸药种类L(m)E(m)W(m)E/W装药结构每个周边眼的装药量（kg）周边眼的单位装药量(kg/m)坑壁围岩的情况二号硝铵炸药1.50.70.80.88连续装药1.050.70炮眼全部崩光顶帮带下200mm0.70.71.00连续装药0.750.50可以看见部分炮眼痕迹0.60.61.00连续装药0.450.30炮眼痕迹可见装药处眼壁周围裂缝较多0.60.51.20空气间隔装药(间隔100mm)0.450.30炮眼痕迹可见，眼壁周围裂缝少。某隧道光面爆破试验情况井巷掘进爆破岩石爆破隧道爆破岩石单位体积耗药量（kg/m3）断面面积（