第5章-簡單版-鑿巖爆破

第五章鑿巖爆破

主講教師：黃志安大綱提要：鑿巖：用鑿巖機(jī)具在巖石中鑿成炮眼。爆破：利用在炮眼內(nèi)裝入的炸藥瞬間釋放出巨大能量破碎礦石和巖石。

一、鑿巖

1、鑿巖機(jī)械鑿巖機(jī)械：在礦巖上鉆鑿孔眼的主要工具。按照其動作原理和巖石破碎方式，可分為：

沖擊式、沖擊—回轉(zhuǎn)式、回轉(zhuǎn)沖擊式

按照其所使用動力的不同，可分為：

風(fēng)動鑿巖機(jī)、液壓鑿巖機(jī)、電動鑿巖機(jī)

現(xiàn)階段的礦山企業(yè)主要使用風(fēng)動式鑿巖機(jī)和液壓鑿巖機(jī)。風(fēng)動鑿巖機(jī)：以壓縮空氣為動力的鑿巖機(jī)械。

風(fēng)動鑿巖機(jī)按其安設(shè)與推進(jìn)方式按配氣裝置的特點(diǎn)按活塞沖擊頻率按回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)手持式有閥(活閥、控制閥)式低頻（沖擊頻率在2000次·min-1以下）內(nèi)回轉(zhuǎn)式氣腿式向上式中頻（2000～2500次·min-1）導(dǎo)軌式無閥式外回轉(zhuǎn)式潛孔式高頻（超過2500次·min-1）牙輪式風(fēng)動鑿巖機(jī)分類：氣腿式鑿巖機(jī)：在工作過程中由氣腿產(chǎn)生的分力支撐鑿巖機(jī)本身質(zhì)量和軸向推力，減輕了作業(yè)工人的體力消耗，在井巷掘進(jìn)、采場回采和其他工程等得到廣泛應(yīng)用。向上式鑿巖機(jī)：鑿巖機(jī)與氣腿整體連接在同一軸線上的，主要用于天井的掘進(jìn)和采場回采。1—手柄；2—柄體；

3—?dú)飧祝?—消音罩；5—釬卡；6—釬桿；7—機(jī)頭；8—連接螺栓；9—?dú)馔冗B接軸；10—自動注油器；11—?dú)馔葘?dǎo)軌式鑿巖機(jī)：由軌架（或臺車）支撐鑿巖機(jī)，并配有自動推進(jìn)裝置，其質(zhì)量比較大，一般在35kg以上，屬于大功率鑿巖機(jī)，能鉆鑿孔徑45mm以上，孔深在15m左右的中深孔。

右圖所示為導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)與鑿巖支架安裝示意圖，安裝在導(dǎo)軌上的鑿巖機(jī)可在不同位置鉆鑿不同仰、俯角的中深孔。潛孔鉆機(jī)是為了不使活塞沖擊釬桿的能量隨炮孔加深和釬桿的加長而損耗而研制的一種鑿巖設(shè)備。常見的有井下潛孔鉆和露天潛孔鉆。井下潛孔鉆包括回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)、推進(jìn)調(diào)壓機(jī)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu)和鑿巖支柱等部分?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是獨(dú)立的外回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，功能是使鉆具不斷轉(zhuǎn)動。沖擊器是深入孔內(nèi)沖擊巖石的動力源。鉆頭在軸向壓力作用和連續(xù)旋轉(zhuǎn)的同時，間歇受到?jīng)_擊器的沖擊，對孔底巖石產(chǎn)生沖擊－剪切破壞作用，產(chǎn)生的巖粉在經(jīng)鉆桿送至孔底的壓縮空氣和高壓水的作用下，沿鉆桿與孔壁之間的環(huán)形空隙不斷排出。井下潛孔鉆

2、

鑿巖方式

（1）淺眼鑿巖淺眼鑿巖是指鉆鑿直徑在34~42mm、孔深在5m以內(nèi)的炮眼。鉆鑿這種炮眼，主要是采用氣腿式鑿巖機(jī)和上向式鑿巖機(jī)。

淺眼鑿巖，主要用于巷道掘進(jìn)、薄礦體回采落礦、天井掘進(jìn)以及安裝錨桿。其主要工具是鉆桿和釬頭。鉆桿，又稱釬子，是鑿巖機(jī)的破巖工具，負(fù)責(zé)向巖石傳遞鑿巖機(jī)的沖擊作用和回轉(zhuǎn)運(yùn)動，破碎巖石。鉆桿多用中空六角碳素合金鋼制作，有死頭釬子和活頭釬子兩種，前者釬頭釬桿鑄為一體，后則常用錐形連接。活頭釬桿的釬頭磨鈍后，便于更換，使用普遍。死頭釬子活頭釬子釬頭直接破碎巖石，其形狀和材質(zhì)對鑿巖速度影響很大。通常，釬頭體用優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼、合金鋼制作，刃部鑲焊片狀或柱狀硬質(zhì)合金，以提高使用壽命。一字型釬頭十字型釬頭柱齒型釬頭

（2）中深孔鑿巖

中深孔是指孔徑為45~50mm以上、孔深15m左右的炮孔。在地下開采中，為避免在井下開鑿較大的鑿巖硐室，滿足換釬的需要，在有些采礦方法（如無底柱分段崩落法等）中，多采用接桿式鑿巖法，即使用數(shù)根釬桿，隨著鑿巖加深，不斷接長，直到達(dá)到設(shè)計的鉆孔深度。

接桿式鑿巖所用的鉆頭、釬桿、釬尾等都分開制作。每根釬桿長1.0m左右，兩端車有內(nèi)螺紋或外螺紋，用作接桿連接。多使用導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)。（3）深孔鑿巖深孔是指孔徑為45~50mm以上、孔深15m以上的炮孔?，F(xiàn)階段，井下深孔鑿巖設(shè)備主要為潛孔鉆機(jī)，是中硬以上巖石中鉆鑿大直徑深孔的有效方法，除廣泛用于鉆鑿地下采礦的落礦深孔、掘進(jìn)天井和通風(fēng)井的吊罐穿繩孔外，還用于露天礦穿孔。地下深孔潛孔鑿巖以QZJ-100B、YQ-100A型潛孔鉆機(jī)使用較為廣泛。為適應(yīng)大孔徑深孔崩礦的需要，我國已正式批量生產(chǎn)大直徑、高風(fēng)壓地下潛孔鉆機(jī)，且深孔偏斜率在1％以內(nèi)。金屬礦山地下開采過程錄像.rm

二、爆破

1礦用硝銨炸藥2起爆器材及起爆方法3裝藥工藝4爆破工作

1礦用硝銨炸藥

硝銨類炸藥如銨梯炸藥和銨油炸藥逐漸取代硝化甘油炸藥。銨梯炸藥主要成分是硝酸銨和梯恩梯。硝酸銨是氧化劑；梯恩梯是還原劑加敏化劑。少量木粉起疏松作用，可阻止硝酸銨顆粒間黏結(jié)。1礦用硝銨炸藥銨油炸藥礦山爆破用量最大。主要成分是硝酸銨，配適量的柴油及木粉。硝酸銨是弱性炸藥及氧化劑，與柴油、木粉配合后可獲較好爆熱。銨油炸藥優(yōu)點(diǎn)非常突出，但具有易吸濕和結(jié)塊的缺點(diǎn)，不能直接用于水孔爆破。此外銨油炸藥易燃且燃后不易撲滅，燃燒產(chǎn)生大量有毒氣體，在密閉條件下還可轉(zhuǎn)為爆炸。1礦用硝銨炸藥銨梯炸藥和銨油炸藥所含硝酸銨易溶于水和從空氣中吸潮失效，所以限制了使用范圍。銨松蠟炸藥用憎水性物質(zhì)包覆硝酸銨顆粒，從而形成抗水性硝銨炸藥。2起爆器材與起爆方法

產(chǎn)生起爆能引爆炸藥、導(dǎo)爆索和繼爆管的器材稱為起爆器材。雷管是主要起爆器材，有火雷管、電雷管、導(dǎo)爆管雷管等。此外，導(dǎo)爆索、導(dǎo)爆管、導(dǎo)火索、繼爆管和起爆藥柱（起爆彈）也是常用起爆器材。火雷管電雷管導(dǎo)爆管雷管導(dǎo)爆索導(dǎo)爆管導(dǎo)火索繼爆管起爆藥柱（起爆彈）炸藥包的起爆方法根據(jù)使用的起爆器材不同，炸藥包的起爆方法可分為火雷管起爆法、電雷管起瀑法、導(dǎo)爆索起爆法、導(dǎo)爆管起爆法及聯(lián)合起爆法。目前火雷管起爆法、電雷管起爆法應(yīng)用逐漸減少；導(dǎo)爆索起爆法主要用于加強(qiáng)起爆；廣泛應(yīng)用的是導(dǎo)爆管起爆法?；鹄坠芷鸨ɑ鹄坠芷鸨ɡ命c(diǎn)燃的導(dǎo)火索引起火雷管爆炸進(jìn)而引爆藥包。所用的起爆器材有火雷管、導(dǎo)火索及點(diǎn)火器材。主要用于淺孔爆破。優(yōu)點(diǎn)是操作簡便、成本較低，缺點(diǎn)是需在工作面點(diǎn)火，毒氣量較大，安全性較差。電雷管起爆法電雷管起爆法利用電能引爆電雷管進(jìn)而引爆藥包。優(yōu)點(diǎn)是操作人員可撤到安全地點(diǎn)后再給電起爆；可同時起爆大量雷管；可準(zhǔn)確控制起爆時間和延期時間；可在爆破前用儀表檢測電雷管和電爆網(wǎng)路。缺點(diǎn)是操作較復(fù)雜，作業(yè)時間長，需有足夠電源和較多導(dǎo)線，易受靜、雜電影響而早爆。為安全起見，在進(jìn)行起爆網(wǎng)路連線時應(yīng)當(dāng)停電．以免雜散電流引爆雷管。導(dǎo)爆索起爆法導(dǎo)爆索起爆法利用雷管爆炸引爆導(dǎo)爆索，再經(jīng)由導(dǎo)爆索網(wǎng)路引起藥包爆炸。因不必在炮孔內(nèi)裝置起爆雷管，稱為無雷管起爆法。優(yōu)點(diǎn)是操作較簡單安全，可使成組藥包同時起爆，不受雜散電流、雷電或射頻電干擾；缺點(diǎn)是不能用儀表檢測起爆網(wǎng)路質(zhì)量，價格較貴。一般只有深孔爆破或間斷裝藥使用此法。導(dǎo)爆管起爆法在有雜散電流、靜電、射頻電或雷電干擾的地區(qū)用電雷管起瀑法可能會發(fā)生意外。這些情況下宜采用非電起爆方法。除火雷管起爆法和導(dǎo)爆索起爆法外，已廣泛應(yīng)用導(dǎo)爆管起爆法。導(dǎo)爆管起爆法導(dǎo)爆管是用高壓聚乙烯擠制的管子，內(nèi)壁涂薄層起爆藥，直徑遠(yuǎn)小于炸藥穩(wěn)定爆轟臨界直徑，按理不能產(chǎn)生穩(wěn)定爆轟。但根據(jù)管道效應(yīng)原理，導(dǎo)爆管傳播空氣沖擊波能量的衰減可由管壁內(nèi)表面加強(qiáng)藥粉的爆炸能量補(bǔ)償。沖擊波傳播后導(dǎo)爆管仍完整無損。導(dǎo)爆管起爆優(yōu)點(diǎn)是操作簡便安全，能抵抗一般雜散電流和靜電干擾；原材料為塑料，可省金屬、棉紗和起爆藥，成本較低。缺點(diǎn)是不能用儀表檢測網(wǎng)路質(zhì)量。3裝藥工藝裝藥工藝就是將炸藥裝入炮孔的過程，可以是人工裝藥或機(jī)械化裝藥。人工裝藥

人工裝藥適合裝藥量較小的小型爆破或無裝藥機(jī)械的工地。對小孔徑炮孔，常用直徑與藥卷直徑相當(dāng)?shù)哪竟鲗⒊善匪幘碇饌€裝入炮孔。炮棍比孔深略長且必須直。用炮棍送藥卷時用力要恰當(dāng)，以免損壞起爆線。向較大炮孔裝填散藥時，只能裝下向炮孔。人工裝藥技術(shù)易掌握，當(dāng)藥量較少、裝藥結(jié)構(gòu)復(fù)雜、藥量控制要求高時，應(yīng)當(dāng)考慮。但勞動強(qiáng)度大、效率低、裝藥密度小。機(jī)械化裝藥機(jī)械化裝藥采用各類裝藥機(jī)械裝藥，具有機(jī)械化程度高、生產(chǎn)效率高、裝藥密度大等優(yōu)點(diǎn)，因而被各大型礦山采用。裝藥設(shè)備為井下礦山裝藥器，有噴射式、壓入式、重力作用式。4爆破工作

一般規(guī)定1）爆破工作的一般規(guī)定（1）經(jīng)專門培訓(xùn)考試取得爆破證者，方準(zhǔn)從事爆破作業(yè)。背運(yùn)爆破材料時，禁止炸藥、雷管混合裝、背、運(yùn)。（2）鑿巖工作尚未結(jié)束，機(jī)具和無關(guān)人員尚未撤出危險地點(diǎn)，未放好爆破警戒前，禁止進(jìn)行爆破作業(yè)。（3）有冒頂危險或危及設(shè)備卻無防護(hù)措施，禁止爆破。（4）需支護(hù)無支護(hù)或支護(hù)損壞，通道阻塞，禁止爆破。（5）爆破材料不準(zhǔn)亂放。作業(yè)結(jié)束后須將剩余材料交炸藥庫，并做好交接班工作。一般規(guī)定（6）工作面禁用不同燃速的導(dǎo)火線，應(yīng)數(shù)清響炮數(shù)，最后一炮起經(jīng)15min才準(zhǔn)爆破人員進(jìn)作業(yè)地點(diǎn)，禁看回頭炮。（7）導(dǎo)爆管起爆時，連線起爆應(yīng)由一人進(jìn)行。（8）爆破作業(yè)應(yīng)有可靠照明。（9）打大塊時先檢查有無殘藥，打大錘應(yīng)注意人身安全。（10）危險地點(diǎn)須采用臨時支護(hù)或其他措施再作業(yè)，特危地點(diǎn)須經(jīng)人員檢查，采取有效措施后方可作業(yè)。一般規(guī)定（11）采場放炮，必須事先通知相鄰采場、工作面作業(yè)人員，并加強(qiáng)警戒。（12）爆破作業(yè)必須兩人以上，禁止單人作業(yè)。（13）礦山要統(tǒng)一放炮時間。（14）二次爆破處理懸頂，嚴(yán)禁進(jìn)懸拱和立槽下。爆破材料的領(lǐng)退2）爆破材料的領(lǐng)退（1）應(yīng)根據(jù)當(dāng)班的爆破作業(yè)量，填好爆破材料領(lǐng)料單，領(lǐng)取當(dāng)班爆破材料。（2）當(dāng)班剩余爆破材料應(yīng)當(dāng)班退回庫房，嚴(yán)禁自銷或私人保管。（3）領(lǐng)退爆破材料的數(shù)量必須當(dāng)面點(diǎn)清，若有遺失，應(yīng)立即追查和報告有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)。爆破材料的運(yùn)輸3）爆破材料的運(yùn)輸（1）領(lǐng)取爆破材料后，必須直接送到工作面或?qū)Ｓ信R時保管庫房，嚴(yán)禁他人代運(yùn)代管，不得在人群聚集處停留。炸藥和雷管必須分放在專用袋內(nèi)。（2）一人一次運(yùn)搬爆破材料的數(shù)量：同時運(yùn)搬炸藥和起爆材料不得超過30kg；背運(yùn)原包裝炸藥不得超過一箱；挑運(yùn)原包裝炸藥不得超過兩箱。（3）爆破材料必須用專車運(yùn)送，嚴(yán)禁炸藥雷管同車運(yùn)送。除爆破人員外，其他人員不準(zhǔn)同車乘坐。（4）汽車運(yùn)輸不得超中速行駛，寒冬地區(qū)運(yùn)輸必須采取防滑措施；遇雷雨應(yīng)停在距建筑物不小于200m空曠地方。爆破材料的運(yùn)輸（5）豎井、斜并運(yùn)送爆破材料時，爆破工必須遵守下列規(guī)定：

①事先通知卷揚(yáng)司機(jī)和信號工；

②上下班集中時間內(nèi)禁止運(yùn)送爆破材料；

③嚴(yán)禁同時運(yùn)送其他材料及設(shè)備；

④嚴(yán)禁爆破材料在井口或井底車場停放。爆破材料的運(yùn)輸（6）用電機(jī)車運(yùn)爆破材料須遵守下列規(guī)定：

①列車前后設(shè)“危險”標(biāo)志；

②運(yùn)行速度不超2m／s；

③同一列車運(yùn)送雷管、炸藥和導(dǎo)爆索時，用空車廂隔開；

④架線電機(jī)車運(yùn)送時．裝爆破材料車廂與機(jī)車必須用空車隔開；運(yùn)送雷管時必須采取可靠的絕緣措施。爆破準(zhǔn)備及信號規(guī)定4）爆破準(zhǔn)備及信號規(guī)定（1）爆破作業(yè)前應(yīng)對爆破區(qū)進(jìn)行安全檢查，有下列情況之一禁止爆破：

①有冒頂塌幫危險。

②通道不安全或阻塞三分之二，或無人行梯，爆破工不能安全撤退。

③爆破礦巖有危及設(shè)備設(shè)施等的危險，而無有效防護(hù)措施。

④爆破地點(diǎn)光線不足或無照明。

⑤危險邊界或通路上未設(shè)崗哨和標(biāo)志或人員未撤除。

⑥兩次爆破互有影響時；貫通爆破兩工作面相距15m時；達(dá)7m時一方作業(yè)未停，雙方均未警戒。

⑦爆破點(diǎn)距炸藥庫50m以內(nèi)。爆破準(zhǔn)備及信號規(guī)定（2）加工起爆藥包應(yīng)遵守下列規(guī)定：

①起爆藥包的加工只限在安全地方進(jìn)行，每次加工量不超爆破需量；雷管插入藥包前必須用銅、鋁或木錐在藥卷端中心扎孔。

②加工地點(diǎn)附近嚴(yán)禁吸煙、燒火，嚴(yán)禁用電或火烤雷管。

③設(shè)立警戒和信號規(guī)定：

井下爆破時，應(yīng)在危險區(qū)通路設(shè)警戒紅旗，區(qū)域?yàn)橹本€巷道50m，轉(zhuǎn)彎巷道30m。嚴(yán)禁以人代替警戒紅旗。全部炮響后，須經(jīng)15min方能撤除警戒；若響炮數(shù)與點(diǎn)火數(shù)不符，須經(jīng)20min方能撤除警戒。嚴(yán)禁掛永久紅旗。裝藥與點(diǎn)火爆破5）裝藥與點(diǎn)火爆破（1）裝藥前應(yīng)對炮眼進(jìn)行清理和檢查。（2）裝起爆藥包和硝化甘油炸藥時，禁止拋擲或沖擊。（3）藥壺擴(kuò)底爆破的重新裝藥時間，硝銨炸藥至少經(jīng)過15min；硝化甘油炸藥至少經(jīng)過30min。（4）深孔裝藥炮孔出現(xiàn)堵塞時，在未裝入雷管、黑梯藥柱等敏感爆炸材料前，可用銅或非金屬長桿處理。（5）使用導(dǎo)爆管起爆時，其網(wǎng)絡(luò)中不得有死結(jié)，炮孔內(nèi)的導(dǎo)爆管不得有接頭。禁止將導(dǎo)爆管對折180°、損壞管壁、異物入管、將導(dǎo)爆管拉細(xì)等影響導(dǎo)爆管爆轟波傳播的操作。（6）用雷管起爆導(dǎo)管時，導(dǎo)爆管應(yīng)均勻敷設(shè)在雷管周圍。（7）裝藥時禁止煙火、明火照明；裝電雷管起爆體只準(zhǔn)用絕緣電簡或蓄電池?zé)粽彰?。裝藥與點(diǎn)火爆破（8）禁止單人裝藥放炮，爆破工點(diǎn)完炮必須開動局扇或打開風(fēng)門。（9）裝藥時不許沖擊，禁止用鐵器，要用木棍裝。

（10）嚴(yán)禁無爆破權(quán)人進(jìn)行裝藥爆破工作。

（11）電氣爆破送電未爆時，必須先將開關(guān)拉下可進(jìn)入現(xiàn)場檢查處理。（12）炸漏斗大塊礦石時，禁止人員鉆入漏斗內(nèi)裝藥爆破。裝藥與點(diǎn)火爆破（13）炮孔堵塞處理必須遵守下列規(guī)定；

①裝藥后必須保證堵塞質(zhì)量；

②堵塞時，要防止起爆藥包引出的導(dǎo)線、導(dǎo)火線、導(dǎo)爆索被破壞；

③深孔堵塞禁在起爆藥包后直接填木楔。裝藥與點(diǎn)火爆破（14）明火起爆時應(yīng)遵守下列規(guī)定：

①必須采用一次點(diǎn)火，成組點(diǎn)火時，不超過五組；

②二次爆破單個點(diǎn)火時，必須先點(diǎn)燃信號管或記時導(dǎo)火線，其長度不超最短導(dǎo)火線的三分之一且不超0.8m；

③導(dǎo)火線長度須保證人員撤到安全地，最短不小于1m；

④堅斜井和吊罐天井工作面爆破禁止用明火爆破；

⑤點(diǎn)燃導(dǎo)火線前，切頭長度不小于5cm，一根導(dǎo)火線只準(zhǔn)切一次，禁止邊裝邊點(diǎn)或邊切邊點(diǎn)；

⑥第一聲炮響15min內(nèi)不得進(jìn)工作面，煙未排禁止進(jìn)入。裝藥與點(diǎn)火爆破（15）電力起爆必須符合下列規(guī)定：

①只用絕緣良好的專用導(dǎo)線做爆破主線、區(qū)域線或支線。露天爆破時，主線允許用架設(shè)在瓷瓶上的裸線，爆破線路不準(zhǔn)同鐵軌、鐵管、鋼絲繩和非爆破線路直接接觸。禁止用水、大地或其他導(dǎo)體做電力爆破網(wǎng)路的主要導(dǎo)線。

②裝藥前