爆破参数设计矿大博士交流1.ppt

井巷爆破技术交流会井巷爆破技术交流会 大家好大家好! ! 中国矿业大学建工学院中国矿业大学建工学院问题的提出问题的提出 爆破参数的合理与否直接影响井巷的爆破爆破参数的合理与否直接影响井巷的爆破效果和掘进速度效果和掘进速度 我国井巷掘进爆破作业中，爆破参数的设我国井巷掘进爆破作业中，爆破参数的设计处在半经验、半理论的状态计处在半经验、半理论的状态 如何根据具体工程条件和爆破试验结果设如何根据具体工程条件和爆破试验结果设计、完善爆破参数？计、完善爆破参数？探讨内容：探讨内容：l掏槽爆破技术l光面爆破技术l微差爆破技术l中深孔爆破技术l爆破参数的确定方法（井筒与巷道）爆破基本理论爆破基本理论l爆破漏斗理论l炸药爆轰理论l装药设计原理 确定炮眼布置原则和方法，选择合适的起爆器材、炸药及装药结构，确定装药量的方法一、爆破漏斗理论W—最小抵抗线r—爆破漏斗半径R—爆破作用半径H—爆破漏斗的可见深度；n—爆破作用指数，是爆破漏斗半径与最小抵抗线的比值，即n=r/Wθ—爆破漏斗张开角，也叫顶角ü岩石弹性变形ü岩石的破碎和破裂ü岩石的抛掷ü空气冲击波和对气体作功自由面的重要性一、爆破漏斗理论m＞2，炮眼间距过大，两装药各自形成单独的爆破漏斗；m＝2，两装药各自形成的爆破漏斗刚好相连（假设为标准漏斗）；2＞m＞1，两装药合成一个爆破漏斗，但往往两装药之间底部破碎不够充分；m＝0.8～1，两装药合成一个爆破漏斗，底部平坦，此时漏斗体积最大；m＜0.8，两装药距离过近，大部分能量用于抛掷岩石，漏斗体积反而减小。

直眼掏槽斜眼掏槽优点缺点优点缺点完整坚硬岩石中，炮眼利用率高炮眼精度对掏槽效果影响相对较大在层理和裂隙发达的岩石中炮眼利用率高炮眼深度受断面大小限制断面大小不影响炮眼布置个别眼打眼和定位复杂布眼和爆出掏槽形状容易达到给定几何尺寸困难爆破循环进尺高在有塑性变形的岩石中爆破效果较低炮眼精度对掏槽效果影响相对较小巷道断面改变时必须修正爆破说明书爆堆集中用于破碎岩石的爆破能量相对较小抛掷岩石多而远，容易打坏设备自由面----掏槽二、爆轰理论l炸药爆炸对介质具有动、静两种破坏作用l动作用：冲击波或应力波形成的破坏作用；l静作用：爆炸气体产物的流体静压或膨胀功形成的破坏或抛掷作用l炸药动、静作用强度决定于炸药爆炸作用在炮孔壁上的压力变化Ø炸药爆炸作用机理-----动、静作用Ø管道效应l 孔壁初始冲击压力大、作用时间短，则动作用强，孔壁初始冲击压力大、作用时间短，则动作用强，反之则静作用强炮孔壁上的压力与炸药和岩石性质、反之则静作用强炮孔壁上的压力与炸药和岩石性质、装药结构和爆破条件等因素有关根据弹性波理论，装药结构和爆破条件等因素有关根据弹性波理论，分别得出耦合和不耦合装药情况下的孔壁初始压力与分别得出耦合和不耦合装药情况下的孔壁初始压力与炸药和介质性质、装药结构和爆破条件等的函数关系炸药和介质性质、装药结构和爆破条件等的函数关系式：式：l 式中，式中，ρ0ρ0、、D D为炸药密度和爆速；为炸药密度和爆速；ρmρm、、cpcp为介质为介质密度和弹性波速；密度和弹性波速；dcdc、、dbdb为药柱和炮孔直径；为药柱和炮孔直径；n n为爆轰为爆轰产物碰撞炮孔壁时的压力增大系数。

产物碰撞炮孔壁时的压力增大系数 ——体积应力状态下岩石抗压强度增大系数， 实践表明，不耦合系数的大小因炸药和岩层性质不同，一般取1.5～2.5l压碎区半径：l破裂区半径：l震动区半径：Ø各区破坏范围的计算 装药量计算方法装药量计算方法主要有两种，相似准则相似准则和体积法则体积法则目前比较成熟和流行的方法是体积法体积法三、装药设计原理q（单位耗药量）确定（1）查表、定额；查表、定额；（2）工程类比；工程类比；（3）标准抛掷漏斗试验标准抛掷漏斗试验没有考虑块度因素，和炮眼布置结合考虑准直眼掏槽三视图掏槽爆破—掏槽眼要保证岩石充分破碎就必须使槽孔的布置圈径满足要保证岩石充分破碎就必须使槽孔的布置圈径满足: 一般可根据炸药消耗定额确定但要增加一般可根据炸药消耗定额确定但要增加20~40%, 也可以用已有的经也可以用已有的经验公式计算验公式计算因此，槽腔破碎所消耗的炸药为：因此，槽腔破碎所消耗的炸药为： 根据应力波干涉理论根据应力波干涉理论, , 当两上装药同时起爆时当两上装药同时起爆时, , 各自产生的应力各自产生的应力波沿装药连线相向传播波沿装药连线相向传播, , 经一定时间后经一定时间后, , 孔壁处应力达峰值孔壁处应力达峰值, , 其后应其后应力波相互干涉力波相互干涉, , 装药连线中点处的应力增大。

为形成贯穿裂缝装药连线中点处的应力增大为形成贯穿裂缝, , 在相在相邻装药连线中点上产生的拉应力等于岩石的抗拉强度邻装药连线中点上产生的拉应力等于岩石的抗拉强度, , 即即另外，根据实践经验，炮眼间距一般为炮眼直径的10～20倍光面爆破—周边眼光面爆破—周边眼 光面爆破效果的好坏，除了受周边孔间距和装药结构参数影响外，更主要受最小抵抗线的影响，周边孔最小抵抗线可以由下式计算： 目前，在我国现场实际施工中，上述理论分析与计算结果仅仅作为爆破参数选择的参考，更多的采用工程类比法不同巷道尺寸、岩石性质、地质条件下，可以查阅有关数据表格来确定光面爆破—周边眼m=a/w m—装药密集系数，实践中多取m=0.8～1.0； 我国巷道光面爆破参数围岩条件巷道或峒室开挖跨度/m周边眼爆破参数炮孔直径/mm炮孔间距/mm光爆层厚度/mm密集系数线装药密度/kg.m 整体稳定性好,中硬到坚硬拱部<535～45600～700500～7001.0～1.10.20～0.30<535～45700～800700～9000.9～1.00.20～0.25侧墙35～45600～700600～7000.9～1.00.20～0.25整体稳定一般或欠佳，中硬到坚硬拱部<535～45600～700600～8000.9～1.00.20～0.25<535～45700～800800～10000.8～0.90.15～0.20侧墙35～45600～700700～8000.8～0.90.20～0.25节理、裂隙很发育，有破碎带，以岩石松软拱部<535～45400～600700～9000.6～0.80.12～0.18<535～45500～700800～10000.5～0.70.12～0.18侧墙35～45500～700700～9000.7～0.80.15～0.20微差爆破 崩落孔间、周边孔与崩落孔间的微差间隔时间可以由下式计算： 实验室模型实验研究表明，孔深在2m以下时，各段雷管的延期时间最好在50～75ms。

对于全断面一次起爆，由于《煤矿安全规程》在有瓦斯工作面对雷管延期时间的限制，周边孔与相邻崩落孔间的延期时间无法达到理想的50～100ms，这也是影响光面爆破效果的主要因素之一 实例一掏槽圈径：1200~2200mm，250~400mm掏槽间距：700~1100mm周边眼间距：400~700mm光爆层厚度：500~800mm崩落眼间距：600~1000mm实例二 实例三实例四设计经验 抓两头、带中间 （伞钻收拢半径）掏槽圈径周边眼间距（普氏系数、周长）最小抵抗线（m=a/w=0.8~1）崩落眼圈径（经验抵抗）崩落眼间距（m=a/w≈1 、周长）炮眼数目炮眼参数：炮眼参数：设计经验 抓两头、带中间 装药参数：装药参数：单耗（定额、经验）循环药量单孔药量（炮眼数目、装药比例）循环体积掏槽：崩落：周边=3：2：1根据药卷型号取整数或半数卷，调整药量装药结构：装药结构：不耦合、水柱不连续装药、（分段）复合起爆不耦合、水柱不连续装药、（分段）复合起爆二〇〇八年八月二〇〇八年八月二〇〇八年八月二〇〇八年八月。