第九章 井巷掘进爆破.docx

第 9章 井巷掘进爆破井巷工程：为进行采矿或其他工程目的，在地下开凿的各类通道 和硐室的总称爆破是井巷掘进中通常使用的基本方法爆破效果的好坏直接影 响到井巷施工的质量、速度和成本合理地布置工作面上的炮孔和正 确确定爆破参数，是取得良好爆破效果和加快掘进速度的重要保证井巷掘进爆破包括：平巷掘进爆破、井筒（立井、斜井）掘进爆 破、隧道掘进爆破和硐库开挖爆破广泛应用于矿山、交通、水利水 电、大型油库等工程中9.1 平巷掘进爆破平巷（水平巷道 ：地下矿山，开凿在岩体或矿层中不直通地表的水平通道平硐：地下矿山，开凿在岩体或矿层中直通地表的水平巷道平巷掘进爆破的特点：只有一个自由面，且炮孔深度受到限制，一般孔深只有 1.5~3m9.1.1 工作面炮孔布置图 9-1 炮孔种类1-掏槽孔；2-辅助孔；3-周边孔炮孔的种类：平巷掘进中的炮孔，根据所处位置和作用的不同， 将其分为掏槽孔、辅助孔（崩落孔）和周边孔周边孔又分为顶孔、 帮孔和底孔（图 9-1）掏槽眼：在巷道断面的适当位置（一般在中央偏下）布置的几个 装药量较多、首先起爆的炮眼辅助眼：位于掏槽眼与周边眼之间的炮眼周边眼：布置在巷道掘进断面开挖轮廓线上的炮眼。

平巷掘进爆破时，由于只有一个自由面，四周岩石的夹制力很大， 爆破条件困难，故掏槽孔的布置极为重要各类炮孔的作用：掏槽孔的作用是在工作面上首先炸出一个槽 腔，形成第二个自由面，为其他炮孔的爆破创造有力的条件辅助孔 的作用是扩大和延伸掏槽的范围，并将岩石崩落（进一步扩大掏槽和 崩落岩石）周边孔的作用是控制巷道断面的形状和规格为了提高 其他炮孔的的爆破效果，掏槽孔比其他炮孔深0.15〜0.25m （—般取 0.2m）平巷掘进爆破的关键是掏槽眼和周边眼的爆破，掏槽眼为辅助眼 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 边眼关系到开挖边界的超欠挖和对周围围岩的影响 1 ）掏槽形式由于巷道断面、岩石性质和地质构造等条件的不同，掏槽孔的排 列形式很多，归纳起来有三种：即斜眼掏槽、直眼掏槽（平行空孔直 线掏槽）、混合掏槽1）斜眼掏槽特点：所有掏槽眼与工作面斜交分为单向掏槽、锥形掏槽和楔 形掏槽单向掏槽（图 9-2 ：掏槽孔排列成一行或两行，并朝一个方向倾 斜适用于软岩或具有层理、节理、裂隙或软弱夹层的岩石中根据 自然弱面的存在情况，可分别采用顶部掏槽、顶部掏槽、侧向掏槽或 扇形掏槽掏槽孔的倾斜角度根据岩石可爆性的不同，取50°〜70°。

ab-9-2 单向掏槽 da一顶部掏槽；b一底部掏槽；c一侧向掏槽；d一扇形掏槽锥形掏槽：各掏槽孔以相等或近似相等的角度向工作面中心轴线 倾斜，孔底趋于集中，但互相不贯通，爆破后形成锥形槽孔数为 3~6 个，通常呈三角锥形、正锥形和圆锥形（图 9-3）正锥形掏槽 在平巷掘进中使用较多，圆锥形掏槽多用于竖井掘进楔形掏槽：通常由两排或两排以上相对称的倾斜炮孔组成，爆破 后形成楔形槽两排孔为单楔形掏槽（简称楔形掏槽），两排以上为 双楔形（多楔形）掏槽楔形掏槽可分为垂直楔形和水平楔形（图9-4）楔形掏槽常用于中硬以上的均质岩石，巷道断面大于4m2当巷 道岩层有水平层理时，宜采用水平楔形掏槽，以利于钻孔和爆破当 岩石更为坚硬时，可采用双楔形掏槽楔形掏槽每对掏槽孔间距为0.2〜0.6m，掏槽孔与工作面交角为 55°~75°，孔底距离为 10~20cmP r J 1 u f f f r FrJslB 9 t r V J u u ■■■ f r f J J J ni faa/ :八Ic图 9-3 锥形掏槽三角锥形；b—正角锥形；c—圆锥形b图 9-4 楔形掏槽a—垂直楔形掏槽；b—水平楔形掏槽倾斜孔掏槽的优点：所需掏槽孔数较少，掏槽体积大，易将岩石 抛出，有利于其它炮孔的爆破。

缺点：掏槽孔深度受到巷道断面限制， 因而影响到每个掘进循环的进尺；岩石抛掷距离远，岩堆分散，影响 装岩效率2）平行空孔直线掏槽（直眼掏槽）所有掏槽眼均垂直于工作面，且相互平行，其中有几个不装药的 空孔，作为装药炮孔爆破时的辅助自由面和破碎岩石的碎胀补偿空 间直眼掏槽分为龟裂掏槽、筒形掏槽和螺旋掏槽a龟裂掏槽：有垂直龟裂和水平龟裂两种掏槽孔均布置在一条直 线上，彼此间严格平行，装药孔与空孔间隔布置，爆破后形成一条槽 缝，故又称缝形掏槽炮孔数目取决于断面大小和岩石坚固性系数 中硬以上岩石，3〜7个掏槽孔，孔间距8〜15cm空孔直径可与装药 孔直径相同，也可以是50〜100m m这种掏槽方式最适于工作面有较 大的夹层或接触带相交的情况，将掏槽布置在较软或接触带附近的部 位由于龟裂掏槽体积较小，故常被桶形掏槽所代替（图 9-5）图 9-5 龟裂掏槽和桶形掏槽 ba一龟裂掏槽；b一桶形掏槽桶形掏槽：又称角柱形掏槽各掏槽孔呈对称形式排列，由 4〜7 个炮孔组成，其中 1〜4 个空孔应用范围广，大、中、小断面均可岩石较硬时，也可采用 75~100mm 的大直径空孔（图 9-6）桶形掏槽较龟裂掏槽形成的槽腔体积大，在中硬岩石中使用较为普遍。

图 9-6 大直径空眼角柱形掏槽^—装药孔； 一空孔；1、2、3、4—起爆顺序螺旋掏槽：由桶形掏槽发展而来各装药孔至空孔距离依次递增， 呈螺旋线布置，并按由近及远的顺序起爆，形成非对称桶形空孔可 以是小直径，也可以是大直径能充分利用自由面，扩大掏槽效果， 适用于均质岩石扩槽原理如图 9-7 所示b图 9-7 螺旋掏槽原理示意图a 小直径空眼； b 大直径空眼空孔一般只用1个，遇到坚韧难爆的岩石时，可以增加1 或 2 个空孔（图中虚线所示）螺旋形掏槽孔爆破后往往在槽中存留下被压实 的岩碴，影响辅助孔的爆破效果，为了克服这一缺点，常将空孔比装 药孔加长300〜500mm,并在孔底装入200〜300g炸药，然后用充填物 堵塞约100m m,待所有掏槽孔爆破之后，紧接着反向起爆，以利于 抛碴小直径空孔螺旋掏槽（图9-8），各装药孔与空孔之间的距离，可根据炮孔直径d按以下方法确定：Li=（lT・8）d； L2=（2〜3.5） d；中（3〜4.5） d；乙厂（4〜5.5） d图 9-8 小直径空眼螺旋掏槽图 9-9 大直径空眼螺旋掏槽大直径空孔螺旋掏槽炮孔布置见图9-9直眼掏槽与倾斜孔掏槽相比，其优点是：孔深不受巷道断面限制， 可进行较深炮孔的爆破，加大掘进循环的进尺；掏槽体积里外大小较 一致，因而相邻炮孔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，其缺点 是：掏槽孔数较多，掏槽体积小，装药孔和空孔的间距不能太大且需 相互平行，要求要有较高的钻孔技术。

楔形掏槽的优点是：1）所需炮孔数量少；2）炸药单耗低；3） 爆破单位体积岩石所需的炮孔长度小直孔掏槽的优点是：1）炮孔 利用率高；2）孔深不受巷道断面限制；3）破碎块度均匀；4）钻孔 方便，准确性高楔形掏槽的缺点正是直孔掏槽的优点混合式掏槽：混合掏槽是指将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，可以采用复式楔形掏槽或桶形 与锥形混合掏槽2）辅助眼（崩落眼）和周边眼的布置原则1）布孔均匀：既要充分利用炸药能量，又要保证岩石按设计轮 廓线崩落孔间距根据岩石性质而定，一般辅助孔取0.4〜0.8m,周边 孔取0.5〜1 m,周边孔距巷道轮廓线0.1〜0.2m2）底孔布置比较困难，有积水时易产生哑炮因此：①底孔间 距一般为0.4〜0.7m,抛渣爆破时，底孔采用较小间距②底孔孔口应 比巷道底板高出0.1〜0.2m，但其孔底底应低于底板0.1〜0.2m，抛渣爆 破时，应将炮孔深度加深0.2m左右③底孔装药量介于掏槽眼和辅 助眼之间，装药长度为眼深的0.5~0.7倍，抛渣爆破时，每孔增加1~2 个药卷注意：直眼掏槽一般都采用过量装药，装药长度占全眼长的 70%~90%，如果装药长度不够，易发生“挂门帘”和“留门坎”现象。

当 眼深大于2.5m时易产生沟槽效应，应采取相应措施防止爆轰中断 必熟题 29、平巷掘进工作面炮孔布置的原则和方法是什么？ 答：(1)工作面各类炮孔布置的顺序是：首先选择适当的掏槽方式和 掏槽位置，其次是布置好周边孔，最后根据断面大小均匀布置辅助孔2) 掏槽孔的位置会影响岩石的抛掷距离和破碎块度，通常布置 在断面的中央偏下，并考虑辅助孔的布置较均匀3) 周边孔一般布置在断面轮廓线上，按光面爆破要求，各炮孔 要相互平行，孔底落在同一平面上，孔底的最小抵抗线和炮孔间距通 常与辅助孔相同为保证爆破后在巷道底板不留“根底”，底孔孔底 要超过底板轮廓线4) 布置好掏槽孔和周边孔后，再布置辅助孔辅助孔是以槽腔 为自由面层层布置，均匀地分布在被爆岩体上，并根据断面大小和形 状调整好最小抵抗线和炮孔密集系数30、试述倾斜孔掏槽和平行空孔直线掏槽的区别和适用条件是什么？ (斜眼掏槽和直眼掏槽) 答：倾斜孔掏槽是指掏槽孔方向与工作面斜交的掏槽方法，通常分为 单向掏槽、锥形掏槽和楔形掏槽平行空孔直线掏槽也称直眼掏槽，所有掏槽孔均垂直于工作面，且互相平行，通常分为龟裂掏槽、桶形掏槽和螺旋形掏槽斜眼掏槽与直眼掏槽的适用条件如下表所示。

掏槽的适用条件适用条件倾斜孔掏槽直孔掏槽开挖断面大小大断面较适用大小断面均可，小断面优先地质条件各种地质条件均适用韧性岩层不适用炮孔深度受断面大小限制，不宜太深不受断面大小限制，可以较大爆破效果抛渣远、易损坏设备爆堆较集中9.1.2 爆破参数确定（1）炮孔直径直径大小直接影响钻孔速度、炮孔数量、炸药单耗、爆落岩石块度及巷道轮廓的平整度炮孔直径过大，钻速降低，而且会因孔数减 少而影响药量均匀分布，导致岩石破碎质量较差目前，国内平巷掘进多采用手持式凿岩机和气腿式凿岩机，孔径 有普通型和小直径型两种表 9-5 两种类型的孔径类型孔径（mm）药卷直径（mm）普通型40〜4232~35小直径型34〜3527当采用重型凿岩机和凿岩台车钻孔时，炮孔直径为 45~55mm 可采用直径为 40~45mm 的药卷2）炮孔深度 炮孔深度简称孔深，至孔底到工作面的垂直距离而炮孔长度是指炮孔方向的实际长度孔深不仅影响掘进的工作量和完成各工序的时间，而且影响爆破 效果和掘进速度它是决定每班掘进循环次数的主要因素确定原则：为了实现快速掘进，在提高机械化程度、改善循环技 术和改进工作组织的前提下，应力求加大孔深并增加掘进循环次数。

普通型孔径的孔深可根据岩石坚固性和掘进断面积按表9-6 确定3）炮孔数目与掘进断面、岩石性质、炮孔直径、炮孔深度和炸药性能等因素 有关确定原则是在保证爆破效果的前提下，尽可能减少炮孔数目 估算公式：N二3.3f（4）单位炸药消耗量取决于炸药性能、岩石性质、巷道断面积、炮孔直径和炮孔深度 等因素在实际工程中，确定炸药单耗多采用经验公式或参考国家定 额标准经验公式一一修正的普氏公式：q = 1.1K 了” oY s式中，K ——炸药爆力校正系数，Ko = 525/p, p为炸药的爆力经验值与定额标准：P341表9-7、9-8确定了单位炸药炸药消耗量q之后，根据每一循环爆落的岩石体 积，可求出每循环使用的总药量：Q二qV二qSLn耳为炮孔利用率，一般可取耳二0.8 ~ 。