项目一水平岩石巷道施工任务钻眼与爆破

山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第1页2026/3/8教学目标

★能力目标

1.能够设计与布置炮眼、确定爆破的主要参数；

2.能够合理组织人力、物力，邮箱进行施工指导、培训与管理；

3.能熟练按爆破网络要求装药、连线、检测、起爆；熟练检查巷道瓦斯；

4.能准确编制循环作业图表，选择施工作业方式和循环方式等。

★知识目标

1.能选择凿岩机械、装岩设备、运输设备的型号；

2.知道“一炮三检”制的内容；

★素质目标

1.强调做人与做事相结合，做人通过做事体现，做事通过做人保证；

2.在培养过程中注重人文精神的熏陶；

3.培养优秀的职业道德、正直、富有责任感。4.使学生具有较强的实践操作能力。任务3钻眼与爆破5.培养学生发散思维的创新能力山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第2页2026/3/8

钻眼爆破工作是巷道掘进的最主要工序,良好的钻眼爆破工作应该是：⑴爆破后所形成的巷道断面应符合设计要求和《井巷工程施工及验收规范》的标准，巷道的方向与坡度应符合设计规定。⑶对巷道围岩的震动和破坏要小，以利于巷道的维护。⑵爆下的岩石块度应有利于提高装岩生产率,岩石堆积状况便于组织装运、便于钻眼与装岩平行作业。⑷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。1.3.1钻眼爆破工作山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第3页2026/3/8

一、炮眼布置二、爆破器材和爆破参数的确定三、装药结构与起爆四、爆破说明书及爆破图表五、钻眼工作六、钻眼爆破安全技术钻眼爆破工作山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第4页2026/3/8

一、炮眼布置㈠掏槽眼㈡辅助眼㈢周边眼㈣炮眼布置山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第5页2026/3/8㈠掏槽眼1.斜眼掏槽法

⑴单向掏槽法⑵多向掏槽法2．直眼掏槽法

⑴直线掏槽⑵螺旋掏槽

⑶角柱式掏槽

3．混合式掏槽

一、炮眼布置山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第6页2026/3/8

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，为其它炮眼的爆破创造有利条件。掏槽效果的好坏对循环进尺起着决定性作用。掏槽眼一般布置在巷道断面中央靠近底板处，这样便于打眼时掌握方向，并有利于其它多数炮眼的岩石能借助于自重崩落。在掘进断面中如果存在有显著的软弱岩层，一般应将掏槽眼布置在这些软弱层中。掏槽眼山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第7页2026/3/8

这种方法炸药集中程度低，在均质坚硬的岩石中很少使用，只是在有明显松软夹层时才能取得良好的爆破效果。

1.斜眼掏槽法⑴单向掏槽法山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第8页2026/3/8⑵多向掏槽法1.斜眼掏槽法(续)山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第9页2026/3/81.斜眼掏槽法(续)斜眼掏槽的特点是：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,循环进尺也同样受到限制；碎石抛掷距离大，易损伤设备和支护，当掏槽眼角度不对称时尤其如此。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第10页2026/3/8⑵螺旋掏槽中心空眼为大直径(d=l00~120mm)的螺旋掏槽

中心空眼为小直径的螺旋掏槽2．直眼掏槽法⑴直线掏槽山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第11页2026/3/8⑶角柱式掏槽三角柱掏槽菱形掏槽五星掏槽2．直眼掏槽法(续)山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第12页2026/3/82．直眼掏槽法(续)直眼掏槽的特点是：所有掏槽眼都垂直于工作面，各炮眼之间保持平行；炮眼深度不受断面限制，利于采用中、深孔爆破，便于采用高效凿岩机和凿岩台车钻眼；直眼掏槽炮眼眼距较小，每一个装药炮眼的爆炸都可以破坏两个炮眼之间的岩石；直眼掏槽一般都有不装药的空眼，它起者附加自由面的作用。

空眼的作用，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需的碎胀补偿空间缺点是：凿岩工作量大，钻跟技术要求高，一般需要雷管的段数也较多。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第13页2026/3/8

为了加强直眼掏槽的抛渣力和提高炮眼利用率，形成了以直眼掏槽为主并吸取斜眼掏槽优点的混合式掏槽。斜眼布置成垂直楔形，与工作面的夹角为：75~85°，装药系数不要太大，以0.4~0.5为宜。其起爆顺序应安排在所有垂直槽眼起爆之后，以发挥抛渣扩槽的作用。3．混合式掏槽山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第14页2026/3/8㈡辅助眼

辅助眼又称崩落眼，既是大量崩落岩石和继续扩大掏槽的炮眼。辅助眼要均匀布置在掏槽眼与周边眼之间，其眼距一般为500~700㎜，炮眼方向一般垂直于工作面，装药系数（装药长度与炮眼长度之比）一般为0.45~0.60，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，且等于周边眼的最小抵抗线。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第15页2026/3/8㈢周边眼式中，K为炮眼密集系数，一般为0.6~1.0，岩石坚硬时取大值，较软时取小值；E为周边眼间距，一般取400~600㎜，W为最小抵抗线。现在光面爆破已较成熟，一般应按光爆要求进行周边眼布置。光面爆破周边眼间距与其最小抵抗线存在着一定的比例关系，即

周边眼是爆落巷道周边岩石，最后形成巷道断面设计轮廓的炮眼山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第16页2026/3/8⑵底眼负责控制标高。底眼眼口位置应比巷道底板高出150~200㎜，以利钻眼和防止灌水，但眼底应低于底板标高100～200㎜，以免巷道底板漂高。底眼眼距一般为500～700㎜，装药系数一般为0.5～0.7。水沟的炮眼应与其它炮眼同时钻眼与爆破。有时为了给钻眼与装岩同时作业创造条件，需采用抛渣爆破，则将底眼眼距缩小为400㎜左右，眼深增加200㎜左右，每个底眼增加1～2个药卷。光面爆破周边眼满足以下要求：⑴周边眼中心都应应布置在巷道设计掘进断面轮廓线上，而眼底应稍向轮廓线外偏斜，一般不超过100~150mm,可使下一循环打眼时凿岩机有足够的工作空间，同时要尽量减少超挖量。㈢周边眼(续)山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第17页2026/3/8㈣炮眼布置

除合理选择掏槽方式和爆破参数外，还需合理布置炮眼，以取得理想的爆破效果。炮眼的布置方法和原则如下：⑴工作面上各类炮眼布置是“抓两头，带中间”。即是先选择掏槽方式和掏槽眼位置，其次是布置好周边眼，最后根据断面大小布置崩落眼。⑵掏槽眼通常布置在断面的中央偏下，并考虑使崩落眼的布置较为均匀和减少崩坏支护及其它设施的可能，⑶周边眼一般布置在巷道断面轮廓线上，顶眼和帮眼按光面爆破的要求，各炮眼相互平行，眼底落在同一平面上。⑷崩落眼均匀的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。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第18页2026/3/8㈠爆破器材的选择㈡爆破参数的确定

二、爆破器材和爆破参数的确定山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第19页2026/3/8㈠爆破器材的选择我国目前使用的矿用炸药有硝铵类炸药和含水炸药（乳化炸药、浆状炸药、水胶炸药），当穿过有瓦斯地段时，应采用煤矿硝铵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低廉，为煤矿普遍使用，一般装成直径32㎜、35㎜、38㎜，重量100g、150g、200g的药卷，有效使用期为6个月。

起爆材料一般采用8号电雷管，其中秒延期雷管、半秒延期雷管以及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选用豪秒延期雷管，总延期时间不能超过130ms。

㈠爆破器材的选择山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第20页2026/3/81．炮眼直径2．炮眼深度

3．炮眼数目4．炸药消耗量㈡爆破参数的确定山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第21页2026/3/8

炮眼直径的大小对钻眼效率、全断面炮眼数目、单位炸药消耗量和爆破岩石块度与岩壁平整度等均有影响，因此，应根据巷道断面大小、块度要求、炸药性能和凿岩机性能等综合考虑，进行选择。炮眼直径大，可减少炮眼数目，炸药能量相对集中，也可提高爆破效率，但钻速下降，影响爆破质量和降低围岩稳定性。

在采用气腿式凿岩机的情况下，现场多根据约卷直径来确定。目前国内岩巷掘进均采用32㎜、35㎜两种药卷。因炮眼直径比药卷直径大10㎜左右，所以目前的炮眼直径多采用42～45㎜。20世纪80年代后期，我国煤矿岩巷掘进中，在断面12m2的条件下应用小直径药包（φ25㎜、φ27㎜），炮眼直径为30㎜，采用同一规格钻锚杆眼和掘进炮眼，可提高钻眼速度，弥补了由于眼径减小而增加炮眼数目，提高了掘进速度，而且节约了支护成本，取得了良好的综合技术经济效益，这种方法称为“三小”技术。1．炮眼直径山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第22页2026/3/8

影响炮眼深度的主要因素有：岩石性质、巷道断面大小、循环作业方式、凿岩机类型、炸药威力、工人技术水平等因素来确定。确定合理的炮眼深度的依据是：炮眼利用率比较高（一般根不低于８5~90%）；钻眼和掘进速度快；掘进成本低。据此分三个方面来讨论炮眼深度的合理性：1)合理的炮眼深度必须与具体施工条件相适应：气腿式轻型凿岩机，较适宜的钻眼深度一般为2.2~3.0m;采用凿岩台车配备重型凿岩机，炮眼深度在3m以上则更为有利。

2)合理的炮眼深度必须保证较高内爆破效率，为了达到较高的炮眼利用率，除了考虑岩石条件和合理的炮眼布置外，还与炮眼的质量和爆破材、装药结构等有密切关系。

3)合理的炮眼深度应尽可能使每班能够完成整循环。这样每班的工作任务明确，便于组织和管理，有利于实现正规循环作业，眼深与循环时间的确定必须和现有技术装备水平和施工条件密切结合，在合理的炮眼深度范围内，应力争达到每班多循环，以加快掘速度。

2．炮眼深度山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第23页2026/3/83．炮眼数目

合理的炮眼数目应当保证有较高的爆破效率(炮眼利用率不小于85~90%)，爆下的岩块和爆破后的巷道轮廓均能符合施工和设计要求。另外，也可以按一个循环的总装药量平均装入所有炮眼的原则进行估算，作为实际排列炮眼的参考。

一个掘进循环所需总的装药量：kg

此总的装药量按照一定的炮眼装药系数，平均装入工作面的所有炮眼中去，那么总的装药量又可写成：kg以上两式相等，故得总炮眼数为:

个q—单位炸药消耗量，kg／m3；S一巷道掘进断面积，㎡；L—炮眼平均深度，m；η—炮眼利用率；N—炮眼总数，个；a—炮眼的平均装药系数，一般取0.5~0.7；m——每个药卷的长度，m；P—每个药卷的质量，kg。

山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第24页2026/3/84.炸药消耗量炸药消耗量q是爆破1m3实体岩石所需要的炸药量，也就是工作面一次爆破所需的总炸药量Q和工作面一次爆下的实体岩石总体积V之比，即影响炸药消耗量的主要因素有以下儿点：

1）炸药性能2）岩石的物理力学性质3）自由面的大小和数目

除以上因素外，还有炮眼直径和炮眼深度等，总之，因影响因素太多，到目前为止，还没有解决精确计算炸药消耗量的问题。

通过实践，国家对各种岩石、不同掘进断面的炸药消耗量进行了统汁。表4-1所列为1981年颁发的《矿山井巷工程预算定额》规定的岩巷掘进炸药消耗量定额。

改用新炸药后的q`值为：

kg/m3

q—采用标准炸药时的炸药消耗量，kg/m3。

P—所用炸药的爆力,mL。

山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第25页2026/3/84.炸药消耗量（续）山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第26页2026/3/81．掏槽眼与辅助眼的装药结构2．周边眼装药结构3．炮眼的填塞4．起爆要求

三、装药结构与起爆山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第27页2026/3/81．掏槽眼与辅助眼的装药结构⑴正向连续装药(a)⑵反向连续装药(b)山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第28页2026/3/82．周边眼装药结构单段空气柱式装药（a）空气间隔分段装药（b）不耦合装药山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第29页2026/3/83．炮眼的填塞

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18~20%。这种炮泥既有良好的可塑性，又具有较大的摩擦系数。第三百二十八条炮眼封泥应用水炮泥，水炮泥外剩余的炮眼部分应用粘土炮泥或用不燃性的、可塑性松散材料制成的炮泥封实。严禁用煤粉、块状材料或其他可燃性材料作炮眼封泥。无封泥、封泥不足或不实的炮眼严禁爆破。禁裸露爆破。第三百二十九条炮眼深度和炮眼的封泥长度应符合下列要求：㈠炮眼深度小于0.6m时，不得装药、爆破；在特殊条件下，如挖底、刷帮、挑顶确需浅眼爆破时，必须制定安全措施，炮眼深度可以小于0.6m，但必须封满炮泥。

㈡炮眼深度为0.6～1m时，封泥长度不得小于炮眼深度的1/2。

㈢炮眼深度超过1m时，封泥长度不得小于0.5m。

㈣炮眼深度超过2.5m时，封泥长度不得小于1m。

㈤光面爆破时，周边光爆炮眼应用炮泥封实，且封泥长度不得小于0.3m。

㈥工作面有2个或2个以上自由面时，在煤层中最小抵抗线不得小于0.5m，在岩层中最小抵抗线不得小于0.3m。浅眼装药爆破大岩块时，最小抵抗线和封泥长度都不得小于0.3m山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第30页2026/3/8

岩巷掘进多采用发爆器起爆，网路连接多采用串联，雷管不能使用不同种类、不同工厂、不同期出厂的雷管，并且要求康铜丝雷管的电阻差不能超过0.3Ω，镍铬桥丝雷管电阻差不能超过0.5Ω。起爆方法，起爆时差及起爆系统的可靠性，是影响爆破安全和爆破效果的重要因素。在煤矿巷道掘进中，最好使用多段毫秒雷管，按照爆破图表规定的起爆顺序全断面一次起爆。在有瓦斯爆炸危险的地点，只能使用毫秒雷管，且总延期时间不能超过130ms4．起爆要求山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第31页2026/3/8爆破原始条件表

装药量及起爆顺序表

预期爆破效果表

山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第32页2026/3/8爆破说明书是井巷施工组织设计中的一个重要组成部分，是指导、检查和总结爆破工作的技术文件。爆破说明书的主要内容有：⑴爆破工程的原始资料，包括掘进井巷名称、用途、位置、断面形状和尺寸，穿过岩层的性质，地质条件以及瓦斯情况；⑵选用的钻眼爆破器材，包括炸药、雷管的品种，凿岩机具的型号和性能；⑶爆破参数的计算选择，包括掏槽方法，炮眼的直径、深度、数目、炸药单位消耗量；⑷爆破网路的计算和设计；⑸安全措施。爆破作业图表是在爆破说明书基础上，编制出来的指导和检查钻眼爆破工作的技术文件，包括炮眼布置图，装药结构图，炮眼布置参数、炸药参数的表格，预期的爆破效果和经济指标。爆破作业图表的编制，首先要调查原始条件，然后根据所用钻眼设备和爆破器材，进行综合分析，确定出一个初步的爆破作业图表，经过若干个循环的爆破实践，发现问题加以改进，使之不断完善，然后才能正式作为指导钻眼爆破工作的依据。四、爆破说明书及爆破图表山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第33页2026/3/8工作面炮眼布置图

山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第34页2026/3/81．测量定向工作2．凿岩机的选择3．工作面供风、供水设备4．建立工作面钻眼岗位责任制合理分区进行作五、钻眼工作山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第35页2026/3/8

为了在工作面上正确布置炮眼位置和掌握巷道的方向和坡度，钻眼前应将巷道的中线和腰线引到工作面，根据中线定出周边眼、辅助眼和掏槽眼的位置，巷道坡度可用腰线来控制。

1)巷道中线的延长方法三点延线法

2)巷道腰线的延长方法延长腰线的方法可用倾斜仪挂在腰线上延至工作面巷道中线的标定

巷道腰线的标定

1．测量定向工作山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第36页2026/3/8气体激光指向仪结构简图1—望远镜；2—激光管；3—外壳；4—接线箱；5—电缆；6—调整螺旋；7—底座激光指向仪标定示意图

近年来已研制生产了供井巷掘进定向用的矿用激光指向仪。利用矿用激光指内仪指示中线位置既准确又省时1．测量定向工作（续）山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第37页2026/3/8当采用气腿式凿岩机钻眼时，一般每台凿岩机所占面积为1.5~2.0㎡，在坚硬岩石中减到1.0~1.5㎡，目前在我国现场广为采用。采用凿岩台车并配以重型凿岩机钻眼，具有凿岩速度快，作业人员少，钻眼工效高，劳动强度低，钻眼质量高等优点。采用钻装机并配以重型凿岩机钻眼，除具备凿岩台车全部优点外，它本身带有装岩设备，不需花费凿岩白车与装岩机更换进出的调动时间，并实现了钻眼、装岩综合机械化，同时一机多用，提高了设备利用率，是今后的发展方向。但钻眼与装岩不能平行，结构也较复杂。凿岩台车2．凿岩机的选择山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第38页2026/3/8

掘进工作面特别是多台凿岩机同时作业时，使用风、水的设备较多，并且装卸、移动频繁。为了提高钻眼工作的效率和使各种工序互不影响，必须配备专用的供风、供水设备，并且予以恰当布置，下图是多台凿岩机同时作业时工作面风、水管路的布置图。特点是在工作面集中供风、供水，将分风、分水器设置在巷道两侧，这样既方便了钻眼，又不影响其它工作。3．工作面供风、供水设备山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第39页2026/3/8根据多年的经验，应采用定人、定凿岩机、定位置、定眼数、定时间的岗位责任制。通常将工作面以中心线为基准，分为左右两部和中心区，将每区内的炮眼由上到下划分成若干组，并尽量使各组的炮眼数目相等。同时工作的凿岩机编号并使它在各自的固定区域里进行钻眼，如图4-15所示。这样做既利于工人熟悉炮眼的设计位置、深度，角度，又利于对凿岩机的保养。图4-15钻眼作业分工图

4.建立工作面钻眼岗位责任制，合理分区进行作业山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第40页2026/3/8钻眼爆破工作必须严格按《煤矿安全规程》和《矿山井巷工程及验收规范》有关规定执行，一般应注意以下几点：1．钻眼安全注意事项⑴开眼时必须使针头落在实岩上，如有浮矸，应处理好后再开眼。⑵不允许在残眼内继续钻眼。⑶开眼时给风阀门不要突然开大，待钻进一段后在开大风门。⑷为避免断钎伤人，推进凿岩机不要用力过猛，更不要横向用力；凿岩时钻工应站稳，应随时提防断钎。⑸一定要注意把胶皮风管与风钻接牢，以防脱落伤人。⑹缺水或停水时、应立即停止钻眼。⒄工作面全部炮眼钻完以后，要把凿岩机具清理好，并撤至规定地点存放六、钻眼爆破安全技术山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第41页2026/3/82．爆破安全注意事项⑴装药前应检查顶板情况，撤出设备与机具，并切断除照明以外的一切设备的电源，照明灯和导线也应撤离工作面一定距离。⑵放炮母线要妥善的挂在巷道的侧帮上，并且要和金属物体、电缆、电线离开一定距离；放炮前检查放炮母线是否导通。⑶在规定的地点装配引药。⑷检查工作面20m范围内的瓦斯含量，按《煤矿安全规程》有关规定处理。⑸装药时要细心的将药卷送到眼底，防止擦破药卷，装错雷管段号，拉断脚线。有水的炮眼，尤其是底眼，必须使用防水药卷或给药卷加防水套，以免受潮拒爆。六、钻眼爆破安全技术（续）山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第42页2026/3/8⑹装药联线后应有放炮员与班、组长进行技术检查，做好放炮前安全布置。⑺放炮后要等工作面通风散烟后，放炮员率先进入工作面，检查认为安全后方能进行其它工作。⑻发现瞎炮要及时处理。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。因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。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第43页2026/3/81.3.2.1风动凿岩机

以压缩空气为动力的钻孔机具。按支架形式分为：手持式、气腿式、向上式、导轨式。按冲击频率分为：低频、2000次/min以下，中频2000～2500次，高频超过2500次/min。应用广泛的是气腿凿岩机，其结构见图气腿凿岩机结构。

1.3.2钻眼机具山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第44页2026/3/8山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第45页2026/3/8YT23（7655）型气腿凿岩机的工作系统㈠冲击机构：由气缸、活塞和配气系统组成，借助配气系统自动变换压气进入气缸的方向，使活塞完成往复运动，冲程和回程(冲击作用原理)。

㈡转钎机构:YT23（7655）型采用棘轮、螺旋棒、并利用活塞的往复运动，经过转动套筒等运动来转动钎子（见转钎机构及炮眼形成过程）。㈢排粉机构:湿式排粉，利用轴向供水系统，水经过柄体上的给水接头和水道进入水针，水针插入钎子中心内，水经由钎子中心孔进入钻眼的眼底。注水与岩粉形成浆液后从钎杆与钻眼壁之间的间隙流出孔外，见排粉系统。㈣润滑系统:凿岩机正常工作减少机件磨损、延长机件寿命。现代凿岩机均采用独立的自动注油器实现润滑，悬挂式注油器见图。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第46页2026/3/8山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第47页2026/3/8转钎机构及冲击式凿岩炮孔形成过程

山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第48页2026/3/8山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第49页2026/3/8压气与油雾山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第50页2026/3/81.3.2.2液压凿岩机

以液压为动力的新型凿岩机械，压力大、油循环使用。㈠冲击机构。液压凿岩机借助配油阀使高压油交替的进入活塞的前后油腔形成压力差，使活塞做往复运动。

㈡液压凿岩机的转钎机构采用独立机构，由液压马达带动一组齿轮再带动钎子转动。㈢排粉机构，侧向供水排除岩粉。凿岩台车：为了提高钻眼机械化程度，出现了高效能的凿岩台车，组成：行走部分、钻臂和凿岩机的推进机构。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第51页2026/3/8液压钻车山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第52页2026/3/8凿岩台车山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第53页2026/3/81.3.2.3电钻

在旋转式钻眼法破岩中，切割型钻头在轴压力P和回转力Pc的作用下，克服岩石的抗切削强度，将岩石一层层的切割下来，钻头运行轨迹是沿螺旋线前进，破碎的岩屑被排至孔外。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第54页2026/3/8㈠煤电钻：电动机、减速器、散热风扇、开关、手柄、钻杆。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第55页2026/3/8㈡岩石电钻：适用在中等硬度（σc=40～80MPa）岩石上钻眼、扭矩功率大于煤电钻。

山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第56页2026/3/8山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第57页2026/3/81.3.2.4凿岩机钎子

钻眼工具是安装在钻眼机械上用以破碎岩石的工具，在凿岩机上使用的叫钎子。两种：组合钎子和整体钎子山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第58页2026/3/8㈠钎头：根据钎头形状可分为一字型、十字型和球齿钎头。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第59页2026/3/8钎头结构参数指标刃角：钎头两个刃面夹角，一般90°～120°，多为110°；隙角：钎头体两侧面夹角，3°，球齿钎头7°；钎刃：端面为一字型做成曲率为18㎜的弧型，球齿钎头周边齿向外倾斜30°～35°；钎头直径：38～43㎜，保证药卷装入炮眼；排粉沟：布置在钎头顶端和侧面的排出底部岩浆的沟槽。

钎头材料：除硬质合金片外的钎头部分称为钎头体，合金钢。

镶嵌在钎头上的硬质合金为钨钴类合金。炭化钨高硬度、高耐磨性、高抗压强度，钴韧性好。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第60页2026/3/8山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第61页2026/3/8㈡钎杆：承受活塞冲击力和回转力矩，传递到钎头上去的细长杆体。两种：中空六角形和中空圆形。材料：钎钢。中空8铬、中空55硅锰钢、中空40硅钼钒。㈢钎尾：承受和传递能量的部位，钎尾规格和淬火硬度对凿岩速度有很大的影响。㈣钎肩：六角形钎杆用环行钎肩，圆形钎杆用耳形钎肩。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第62页2026/3/81.3.2.5电钻钻具㈠煤电钻:钻具由钻头和麻花钻杆组成；麻花钻杆用菱形断面或矩形断面T7、T8钢加热状态扭制而成。㈡岩石电钻：钻杆由六角中空钢制成。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第63页2026/3/81.3.3炸药和爆炸概论1.3.3.1炸药爆炸的基本特征爆炸：物质发生快速的物理或化学变化，瞬间放出大量能量，借助于系统原有气体或生成的气体的膨胀，对周围介质做功，使之发生巨大的破坏效应，同时可能伴随有声光热效应。爆炸现象可分为三类：物理爆炸：核爆炸：化学爆炸：炸药爆炸的基本特征

1．放出大量热

2．生成大量气体

3．反应过程必须高速进行山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第64页2026/3/8山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第65页2026/3/81.3.3.2炸药的分类炸药：在一定条件，能够发生快速的化学反应，放出能量，生成气体产物，显示爆炸效应的化合物或混合物，主要元素C、H、O、N，爆炸过程的实质是H、C被氧化的过程，O是炸药本身所含有，自带氧。

炸药按其组成成分可分为：

1.单质炸药（单体炸药）如硝化甘油，梯恩梯。

2.混合炸药硝酸铵类炸药、硝化甘油类炸药。炸药按其用途可分为：１.起爆药雷汞（Hg(CNO)2）、叠氮化铅Pb(N3)2、和二硝基重氮酚C6H2（NO2）2N2O等。

2.猛炸药黑索金梯恩梯。

3.发射药(火药)如黑火药。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第66页2026/3/81.3.3.3炸药的氧平衡和爆热㈠炸药的氧平衡

C+O2→CO2+395KJ/mol；

2H2+O2→2H2O+240.7KJ/mol；

N→N2由于O的量不足或有剩余，会生成CO、H2、C、NO、NO2等。

氧平衡：就是用来表示炸药内含氧量与充分氧化可燃元素所需氧量之间的比例关系。

用每克炸药不足或多余氧的克数来表示。单质炸药的分子式可写成CaHbNcOd，a、b、c，d分别代表一个炸药分子中碳、氢、氮、氧的原子个数，或一摩尔质量炸药中，碳，氢、氮、氧的克原子数。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第67页2026/3/8CaHbNcOd氧平衡计算公式：g/g适用单质炸药适用混合炸药⑴Kb>0时正氧平衡,剩余的氧和N反应生成NO和N2O5，等有害物质，吸热反应，氮氧化物还对瓦斯爆炸起催化作用。⑵Kb<0时负氧平衡，生成CO、C、H2、CO有毒气体。⑶Kb=0时，零氧平衡,充分氧化，生成大量热。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第68页2026/3/8例题：①计算硝酸铵NH4NO3，的氧平衡值②在铵油炸药中，（硝酸铵和柴油混合物）加入4%的木粉做松散剂，按氧平衡配方。解：查表P31NH4NO3+0.2g/g，柴油-3.42g/g，木粉-1.37g/g。设100g中，NH4NO3X克，柴油y克

X=92.21克，Y=3.79克，NH4NO3=92.2%，柴油=3.8%，木粉=4%。

山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第69页2026/3/8（二）爆热

爆热：单体质量炸药在定容条件下爆炸时放出的热量，KJ/mol，KJ/kg，是评价炸药威力的直接标志。爆热的计算理论：盖斯定律：化学反应的热效应与反应进行的路径无关，而只取决于反应的初态和终态。盖斯三角形Q1=Q+Q2→爆热

Q=Q1-Q2山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第70页2026/3/8例题：计算太恩C（CH2ONO2）4的爆热。C（CH2ONO2）4→3CO2+2CO+4H2O+2N2查表得各物质生成热：CO2395KJ/mol；

CO113.8KJ/mol；H2O240.7KJ/mol；太恩512.5KJ/molQ1=395×3+113.8×2+240.7×4=2375.4KJ/molQ2=512.5KJ/molQ=Q1-Q2=2375.4-512.5=1862.9KJ/mol，或Q=1862.9×1000/316=5895.3KJ/Kg山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第71页2026/3/8山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第72页2026/3/81.3.3.4炸药的爆轰㈠炸药的燃烧和爆轰炸药有三种化学反应形式：

⑴缓慢分解（热分解）：缓慢进行的化学变化过程，环境温度升高，热分解速度加快，有可能发生爆炸。

⑵燃烧：在热源火焰作用下，引起温度、压力升高，极限情况可能发生爆炸。

⑶爆轰：炸药瞬间反应的一种形式，是爆轰波的传播形式。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第73页2026/3/8燃烧和爆轰的区别：传递方式：燃烧：通过热传导传递能量，激起化学反映；爆轰：通过压缩冲击波的作用传递能量和激起化学放应；受环境影响不同燃烧：受环境影响大；爆轰：不受环境影响；反应状态不同燃烧：反应速度慢，几十米每秒，最大几百米，反应产物运动方向与传播方向相反；爆轰：反应速度快，2000～9000m/s，反应产物运动方向与传播方向相同。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第74页2026/3/8㈡冲击波：1、压缩波基本概念（1）实验F

在无限长气筒活塞右侧充满压力为P0的气体，当活塞在F力的作用下向右运动时，活塞右侧气体存在三个区域：压力为P1的均匀区；压力介于P1与P0之间的扰动区；压力仍为P0的未扰动区。

山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第75页2026/3/8

（2）压缩波的定义扰动传播后，使介质状态参数(P、ρ、T)增加的波称为压缩波。在均匀区与未扰动区之间，存在过渡的扰动区。（3）压缩波的特点

1）其介质质点运动方向u与波的传播方向c相同；

2）其压力的增加是连续的。（4）波阵面介质中已受扰动区和未受扰动区的界面。（5）波速扰动波沿介质传播的速度，也就是波阵面的传播速度。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第76页2026/3/82、冲击波（1）冲击波的形成

R=R0瞬间，管中的气体未受扰动。

在R=R1瞬间，活塞从静止开始运动，前端的气体受到压缩，产生一道压缩波，在未扰动的介质中传播，波阵面在A1-A1,传播速为未扰动气体介质的音速。

在R=R2瞬间，活塞前端气体产生了第二道压缩波，波阵面为A2-A2，波速大于音速，与第一道压缩波叠加。在R=Rn瞬间，第n道压缩波会与n-1道压缩波叠加，形成一个强压缩波，波阵面An-An上的介质参数突跃性变化，从而产生冲击波。

P0Rt0R0A1t1PA1RR1PA2t2R2A2R·PRnAntnAnR山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第77页2026/3/8（2）冲击波定义冲击波是炸药爆炸后在介质中产生的传播速度高于介质声速的一种压缩波，其波阵面有陡峭的前沿，介质压力在波阵面发生突跃上升。经长距离传播后，压力上升逐渐趋于平缓或下降，冲击波最终将衰减成声波。（3）性质

1）其波速D大于介质音速C；

2）其波阵面是完全陡峭的，在此面上介质参数剧增；

3）当D<C时，其复原为压缩波，扰动区重新出现，过程复原。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第78页2026/3/8㈢爆轰波⑴定义：带有化学反应区的冲击波称为爆轰波。冲击波头与其后的化学反应区以相同的速度向前传播，称为爆速。爆轰波在药包中的传播爆轰波模型

山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第79页2026/3/8⑵爆轰波波头的理想模型：爆轰波是在炸药中传递的带有反应能以补充能量稳定的特殊冲击波，是爆轰作用的激发源。由捷里道维奇、诺依曼和达尔林各自独立提出的爆轰波结构模型如图所示，称为Z-N-D模型：山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第80页2026/3/8㈣爆速及其影响因素：测定仪器，专用BS-1型爆速仪。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第81页2026/3/8爆速的影响因素1.药卷直径：

D—药卷直径d

时的爆速；

D1—理想爆速；

a—与炸药性质有关的常数。D12.装药密度单质炸药随密度增加，爆速增大，D=a+bρ0，a、b随炸药品种变化的常数，ρ0—炸药密度。混合炸药在达到最佳密度前，随炸药密度增加，爆速增加，超过最佳密度，随密度增加有压死现象。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第82页2026/3/8炸药爆速装药密度山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第83页2026/3/83.装药外壳在极限直径范围内，增加外壳，限制爆炸产物飞散。4.炸药粒度一般，同一种炸药粒度越细，会增加爆速，临界直径、极限直径减小。但混合炸药，敏感成分粒度越细，临界直径小，爆速高，钝感成分粒度细临界直径增大，爆速减小，但粒度小到一定程度，临界直径随粒度减小爆速增加。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第84页2026/3/8㈤炸药传播的间隙效应⑴定义

连续多个混合炸药药卷在空气中都能正常传爆，但在炮眼内如果药卷与炮眼孔壁存在间隙，常常会发生爆轰中断或爆轰转变为燃烧的现象，称为间隙效应或管道效应。

⑵原因：药卷在炮眼内起爆后，爆轰波在炮眼与药卷之间产生了超前于爆轰波传播的冲击波，波速为爆轰波的1.2倍，冲击波的压力使药卷压缩，药卷直径缩小，密度增大，若有效直径减小到临界直径以下或密度增大到一定程度时，爆速下降，爆轰中断。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第85页2026/3/8山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第86页2026/3/8⑶解决办法♠采用偶合散装炸药可以从根本上克服间隙效应亦可在连续药卷上，隔一定距离套上硬纸板或其它材料做成的隔环，以阻止间隙内空气冲击波的传播或削弱其强度。♠通过试验表明，采用水胶炸药或乳化炸药，可以消除因间隙效应发生的爆轰中断现象。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第87页2026/3/81.3.3.5炸药的猛度和爆力炸药爆炸对周围介质(例如岩石)产生的破坏能力，分别以猛度与爆力来表示。㈠猛度：炸药爆炸瞬间爆轰波和爆轰产物对邻近的局部固体介质的破碎能力，表征炸药的动作用。用铅柱压缩法实验测定：炸药爆炸后量出压缩前后的高度差（㎜），即炸药的猛度。ΔH=H1-H2山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第88页2026/3/8㈡爆力：炸药爆力是指爆生气体在高温下膨胀作功破坏周围介质的能力。常用铅铸扩孔法来衡量，表征炸药的静作用。炸药爆炸后，孔眼扩大成梨形，可用量筒向内注水测得其容积Ｖ，从中减去原孔眼体积Ｖ１和雷管扩孔体积Ｖ２，即为炸药爆力数据，单位为mL。试验时标准温度为15℃，若试验时的温度不同于标准温室，扩孔值应进行修正。炸药爆力测定法的铅铸爆炸前的铅铸；爆炸后的铅铸ΔＶ=V-V1-V2山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第89页2026/3/81.3.3.6炸药的敏感度炸药在外界起爆能的作用下，发生爆炸的难易程度，称为炸药的敏感度。㈠热敏感度：⑴加热感度：通常用爆发点来表示，用爆发点测定器，炸药温度升高后，自行加速分解，转为爆炸时的温度，称为爆发点。⑵火焰感度：是炸药在明火(火焰、火星)作用下发生爆炸的难易程度，常以导火索燃烧时喷出的火焰点燃0.5g炸药试样的最大距离来表示。⑶热安定度：炸药试样在75°C时加热48小时，称其质量失重的百分数，并与质量可靠的炸药失重的百分数进行对比。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第90页2026/3/8爆发点测定器1-合金浴锅；2-电热丝；3-隔热层；4-铜试管；5-温度计山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第91页2026/3/8㈡机械感度机械敏感度是炸药对冲击、摩擦、挤压、针刺等机械作用的敏感程度。其中最主要的是冲击感度，常以落锤仪测定测定。即以10kg落锤自25cm的高度自由下落，冲击位于砧子和冲杆之间的0.05g炸药试样。重复试验：25次，用25次实验中炸药试样发生爆炸的百分数表示该炸药的冲击感度。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第92页2026/3/8殉爆距离：装有雷管的主动药包爆炸时，能使相隔一定距离的另一同种药包百分百发生爆炸的最大距离。殉爆安全距离：装有雷管的主动药包爆炸时，使相隔一定距离的另一同种药包百分百不能发生爆炸的最小距离。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第93页2026/3/81.3.4工业炸药1.3.4.1单质猛炸药1.梯恩梯（TNT）三硝基甲苯（C6H2（NO2）3CH3），淡黄色晶体，吸湿性小，几乎不溶于水。热安定性好，180°C才分解。爆热4229KJ/kg，爆速6850m/s，爆力285～300ml，猛度19.9㎜，机械感度低，主要为硝铵类炸药的敏化剂，单独使用是重要的军事炸药。2.黑索金（RDX）环三次甲基三硝胺（（CH2NNO2）3）白色晶体、不吸湿，不溶水，50ºC以下长期不分解，机械感度比较高，ρ=1.66g/cm3，爆力520ml，猛度16㎜，爆速830m/s，一般做导爆索的药芯和雷管中的加强药。

3.太恩（PETN）季戊四醇四硝酸脂(C(CH2ONO2)4))，无色晶体，不溶于水，密度1.74g/cm3，爆力500ml，猛度15㎜，爆速840m/s。作用同黑索今。4.硝化甘油三硝酸甘油酯山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第94页2026/3/81.3.4.2硝铵类炸药以NH4NO3为主要成分的混合炸药㈠铵梯炸药（硝铵炸药）㈡铵油炸药㈢高威力硝铵炸药山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第95页2026/3/8㈠铵梯炸药（硝铵炸药）⑴组成：氧化剂：硝酸铵（NH4NO3）提供氧元素；敏化剂：改善炸药性能，增加起爆感度，可燃剂，常用的TNT；疏松剂：木粉，使硝酸铵不容易结块，平衡多余的氧；防水剂：在防水品种炸药中加入石蜡、沥青。消焰剂：在煤矿许用炸药中加入适量食盐（NaCl），吸收热量、降低爆温，防止引起瓦斯爆炸。⑵种类：分煤矿、岩石、露天三类。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第96页2026/3/8山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第97页2026/3/8⑶应用《煤矿安全规程》煤矿许用炸药的选用应遵守下列规定：☆低瓦斯矿井的岩石掘进工作面必须使用安全等级不低于一级的煤矿许用炸药。☆低瓦斯矿井的煤层采掘工作面、半煤岩掘进工作面必须使用安全等级不低于二级的煤矿许用炸药；☆高瓦斯矿井、低瓦斯矿井的高瓦斯区域，必须使用安全等级不低于三级的煤矿许用炸药；☆有煤（岩）与瓦斯突出危险的工作面，必须使用安全等级不低于三级的煤矿许用含水炸药。☆岩石硝铵炸药，适用于井下无瓦斯煤尘爆炸危险的岩石爆破作业，抗水型用于有水工作面，2号、3号煤矿硝铵炸药及其相应的抗水炸药，分别适用于低瓦斯矿井和高瓦斯矿井，抗水型适用于有水工作面，国产岩石硝铵炸药、煤矿硝铵炸药的成份、性能与爆炸参数，见表。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第98页2026/3/8山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第99页2026/3/8山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第100页2026/3/8⑷规格型号：岩石、煤矿炸药一般均制成直径32、35、38mm，重l00、150、200g药卷，药卷长度随直径不同而不同，有190㎜和170mm等。药卷一端为平顶，另一端向内凹入称为聚能穴，爆炸能量在聚能穴所指方向上比较集中，有利于传爆，在装药时应予注意。⑸岩石硝铵炸药有效使用期限为6个月，煤矿硝铵炸药有限使用期限为4个月。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第101页2026/3/8

㈡铵油炸药

⑴组成：硝酸铵与柴油的混合物。硝酸铵约95%，柴油约占5%。为改善爆轰性能，可加一些木粉、松香以提高爆轰惑度，加一些铝粉以提高威力;

加一些表面活性剂(如十二烷基磺酸钠)以拌和均匀，使爆轰更为稳定;

加少许明矾及氯代十八烷胺以降低吸湿结块性。煤矿许用的铵油炸药还必需加入适量的食盐以降低爆温。⑵应用：这类炸药因不含梯恩梯，故原料来源丰富，加工简单，使用安全，它的价格也特别低廉。因此在露天矿，金属矿、水力铁道等工程中使用较多。⑶特点：这类炸药的不足之处是爆炸威力较低，比较钝感，易吸湿结块，贮存期短。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第102页2026/3/8㈢高威力硝铵炸药提高硝铵炸药威力的途径有以下几种：

1．增大密度增大密度可以操高爆轰压力，并在单位体积内容纳更多的药量，但硝铵类炸药密度增高以后起爆感度降低，起爆能量不足时爆速与猛度反而下降，故增大密度的效果是有限的。

2．加入铝粉在炸药中掺入研磨极细的铝粉或铝镁合金粉，它们在氧化时产生大量的热，使爆温增高，能明显提高炸药的爆力和猛度。铝粉的掺量一般在4~7％之间。

3．加入猛炸药将5~20％的黑索金混入含梯思梯的硝铵炸药，对提高炸药威力效果非常明显，一般可使爆速达到4000m/s，猛度达6~19mm，爆力达到400~500mL。国产硝铵高威力炸药大都属于增加猛炸药这一类，称为铵梯黑炸药，也有既加黑索金又加铝粉的，称为铵梯黑铝炸药。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第103页2026/3/81.3.4.3浆状炸药⑴组成：氧化剂水溶液：硝酸铵、少量硝酸钠、硝酸钾敏化剂：猛炸药，TNT；金属物质，铝粉；燃料，柴油、煤粉、硫磺；发泡剂，亚硝酸钠，形成敏化气泡。胶凝剂：在炸药中起增稠作用，包括胶结剂和交联剂。

山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第104页2026/3/8表面活性剂：十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠，控制硝酸钠晶粒发育，保持炸药塑性；防冻剂：已二醇，提高炸药耐冻能力。⑵优点：炸药密度高，具有较好的可塑性，可以装满孔底并填满炮孔；抗水性强；使用安全性好。⑶缺点：感度低，一般露天矿用浆状炸药不能直接用8号雷管起爆，需用猛炸药制作的药包来起爆。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第105页2026/3/81.3.4.4水胶炸药⑴组成：是在原有浆状炸药基础上发展起来的含水炸药。敏化剂：甲基胺硝酸盐水溶液，这样就便氧化剂同还原剂的耦合状况大为改善，从而获得更好的爆炸性能。这类炸药的爆轰感度较高，能用雷管直接起爆。甲基胺硝酸盐的比重为1.42，氧平衡-34％，比硝酸铵更易溶于水，不含水时可直接用雷管起爆。当温度≤95℃时，浓度低于86%的甲基胺硝酸盐水溶液用雷管不能起爆。人们利用这种特性，采用低于86％的甲基胺硝酸盐水溶液来生产水胶炸药以保证安全。⑵优点：爆炸性能如爆速和起爆感度高，可用8号雷管直接起爆；抗水性强；可塑性好；使用安全，且炸药密度、爆炸性能可在较大范围内进行调节，故适应性强。⑶缺点：价格较贵。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第106页2026/3/81.3.4.5乳化炸药⑴组成氧化剂水溶液：硝酸铵为主，并可添加硝酸钠作辅助氧化剂。燃料油：柴油同石蜡的混合物，并使其具有3.1Pa·s的粘度。乳化剂：制造乳化炸药的关键组分，一般认为采用斯本—80(失水山梨醇单油酸脂)，作乳化剂，效果较为理想。敏化剂：化学发泡剂或多孔性物质(空心玻璃微珠，珍珠岩

等)，能形成敏化气泡。⑵特点：氧化剂水溶液与燃料油经乳化而成的油包水型乳状液是它的爆炸性基质。薄层油膜包覆在氧化剂水溶液微滴表

面，既可防止内部水分蒸发，又可阻止外部水分浸入，使它具有非常好的抗水性能。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第107页2026/3/8⑶分类：煤矿许用乳化炸药、岩石乳化炸药和露天乳化炸药三类。⑷优点：密度可调，因而适用范围广；爆炸性能好，爆速一般可达4000~5500m/s，由于爆速与密度均较高，乳化炸药猛度比2号岩石硝铵炸药高，可达15~19㎜；可用8号雷管直接起爆；乳化炸药比浆状炸药与水胶炸药抗水性更强，生产与使用安全；不需要添加猛炸药，原料来源广。⑸缺点：炸药爆力却不比铵油炸药高，故在硬岩中使用的乳化炸药应加入热值较高的物质如铝粉、硫磺粉等。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第108页2026/3/8山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第109页2026/3/81.3.5起爆材料1.3.5.1雷管

火雷管山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第110页2026/3/8电雷管煤矿许用瞬发电雷管、煤矿许用毫秒延期电雷管山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第111页2026/3/8㈠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。起爆过程：药头式：脚线通电→桥丝在电流作用下点燃引火头→火焰通过加强帽的中心孔使起爆药起爆→猛炸药爆炸；直插式：：脚线通电→桥丝在电流作用下使起爆药起爆→猛炸药爆炸；山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第112页2026/3/82.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。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第113页2026/3/83.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：①硅铁、铅丹、硫化锑、硅藻土；②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。国产延期雷管系列见表。

山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第114页2026/3/8国产延期雷管的延期系列表

山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第115页2026/3/84．抗杂散电流电雷管抗杂散电流电雷管主要有以下几种形式：

(1)无桥丝电雷管。在电雷管的电点火元件中取消桥丝，使脚线直接插在点火药头上，点火药中加入一定导电成分，当脚线两端电压较小时，点火药电阻很大，电流很小，点火药升温小，不足以引起点火药燃烧；当电压很大时，电流很小，点火药电阻减小，电流大，点火药升温高，被点燃，雷管被引爆。这种雷管在杂散电流影响下不会被引爆。此外，还有利用电极的高压放电来点燃点火药的无桥丝电雷管。

(2)低阻率桥丝电雷管。这种雷管桥丝电阻较低，增大桥丝直径或长度，只有大电流才能引爆雷管。

(3)电磁雷管。雷管的脚线绕在一个环状磁芯上呈闭合回路，放炮时将单根导线穿过环状磁芯，用其两端接至高频发爆器，高频电流由环状磁芯产生感应电流引爆雷管。这种雷管不会受到杂散电流的影响。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第116页2026/3/8㈡电雷管主要性能参数1．电雷管电阻脚线电阻：包塑镀锌铁脚线，d=0.52mm，每米不大于0.6Ω。桥丝电阻：l=4㎜，康铜丝，d=50μm，电阻0.8±0.13Ω；镍铬丝，d=40μm，电阻3±0.4Ω。按脚线2m计算，康铜丝雷管电阻不大于4Ω，镍铬丝雷管不大于6.3Ω，《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0.25Q．山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第117页2026/3/8

2．最大安全电流和最小发火电流

电雷管引爆灼热原理：Q=I2Rt⑴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，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。⑵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。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第118页2026/3/8⑶100ms发火电流：通电100ms使雷管100%爆炸的电流。⑷6ms发火电流：通电6ms使雷管100%爆炸的电流。因为我国规定瓦斯矿井放炮的通电时间必须小于6ms，以免电路被炸断时产生火花，因而是设计放炮器必须参考的数据。3.发火冲能⑴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=I2tI—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时间（s）。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第119页2026/3/8⑵标准发火冲能：Kb=（2I100）2t把对应于两倍百毫秒发火电流的发火冲能，称为标准发火冲能，并用它来比较雷管的电发火性能，其值越小，雷管就容易引燃爆炸。⑶雷管发火感度：标准发火冲能的倒数，S=1/Kb。⑷熔断冲能：Km=I2tm，使桥丝熔断的冲能。其值大于发火冲能，保证雷管在发火之前不熔断。《煤矿安全规程规定》，不同厂家、不同品种、不同期生产的雷管不能同时使用。2I100I100IKeKb山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第120页2026/3/84．传导时间和成组雷管的准爆条件⑴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。⑵准爆条件：tmax≤tmin+θtmin——最敏感雷管的发火时间；

tmax——最钝感雷管的发火时间；

θ——传导时间。各雷管的θ值也不是一致的，为使成组雷管的爆炸可靠，应取最小值。雷管技术标准规宅，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。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第121页2026/3/85．电雷管的起爆能力

按起爆能力，工业雷管分为10个号别(1—10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。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2—32)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。山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字[2009]9号）第122页2026/3/81.3.5.2导爆索和继爆管㈠导爆索：导爆索是以猛炸药为药心，外面缠绕数层纱线、纸条，并有两层防潮层而制成的绳索状起爆材料。⑴种类：普通导爆索和安全导爆索(加裹一层食盐)两类。国产导爆索以黑索金为药心，药量不小于12g/m，普通导爆索外径不大于6.2mm，爆速不低于6500m/s．安全导爆