巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類-課件

第七章巷道掘進爆破技術鉆眼爆破方法破巖，目前在國內外的巖石巷道施工中仍然占有最大比例。它是掘進施工的第一個主要工序，直接影響著整個掘進循環(huán)的成效。良好的鉆眼爆破工作應該是：

⑴爆破后所形成的巷道斷面應符合設計要求和《井巷工程施工及驗收規(guī)范》的標準，巷道的方向與坡度應符合設計規(guī)定。⑵爆下的巖石塊度應有利于提高裝巖生產(chǎn)率,巖石堆積狀況便于組織裝運、便于鉆眼與裝巖平行作業(yè)。⑶對巷道圍巖的震動和破壞要小，以利于巷道的維護。鉆眼工作量要小，炮眼利用率要達到85%以上。(5)提高機械化，改善作業(yè)條件。

巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類一、爆破工作（一）爆破器材選擇

炸藥：我國目前使用的礦用炸藥有銷銨類炸藥和含水炸藥（乳化，水膠炸藥）當穿過瓦斯地段時，應采用煤礦銷銨炸藥和煤礦含水炸藥；對于堅硬巖石可考慮采用粉狀高威力炸藥。銷銨類炸藥價格低廉，為煤礦普遍使用。起爆材料：一般用8號電雷管。其中秒延期雷管，及毫秒延其電雷管都可以滿足巷道爆破的起爆要求，但是在穿過瓦斯地層時，不能選用秒延期電雷管，且毫秒延期的秒量也不能大于130ms。巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類1．炮眼直徑炮眼直徑的大小對鉆眼效率、全斷面炮眼數(shù)目、單位炸藥消耗量和爆破巖石塊度與巖壁平整度等均有影響。因此，應根據(jù)巷道斷面大小、塊度要求、炸藥性能和鑿巖機性能等綜合考慮，進行選擇。炮眼直徑大，可減少炮眼數(shù)目，炸藥能量相對集中，也可提高爆破效率，但鉆速下降，影響爆破質量和降低圍巖穩(wěn)定性。在采用氣腿式鑿巖機的情況下，現(xiàn)場多根據(jù)約卷直徑來確定。目前國內巖巷掘進均采用32㎜、35㎜兩種藥卷。因炮眼直徑比藥卷直徑大6㎜左右，所以目前的炮眼直徑多采用39～41㎜。（二）爆破參數(shù)確定爆破參數(shù)有：藥卷直徑、炮眼深度、炮眼數(shù)目、炸藥消耗量巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類2．炮眼深度影響炮眼深度的主要因素有：巖石性質、巷道斷面大小、循環(huán)作業(yè)方式、鑿巖機類型、炸藥威力、工人技術水平等等。同時炮眼深度也影響了每茬炮的進尺量，也決定著循環(huán)的工作量及工時。炮眼深度的合理性分析：1)合理的炮眼深度必須與具體施工設備相適應：氣腿式輕型鑿巖機，較適宜的鉆眼深度一般為1.8~2.5m;采用鑿巖臺車配備重型鑿巖機，炮眼深度在3m以上則更為有利。

2)合理的炮眼深度必須保證較高的爆破效率:為了達到較高的炮眼利用率（一般根不低于８5~90%）；除了考慮巖石條件和合理的炮眼布置外，還與炮眼的質量和爆破材料、裝藥結構有密切關系。

3)合理的炮眼深度應盡可能使每班能夠完成整循環(huán):這樣每班的工作任務明確，便于組織和管理，有利于實現(xiàn)正規(guī)循環(huán)作業(yè)，眼深與循環(huán)時間的確定必須和現(xiàn)有技術裝備水平和施工條件密切結合，在合理的炮眼深度范圍內，應力爭達到每班多循環(huán)，以加快掘速度。巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類鑿巖臺車

巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類3．炮眼數(shù)目合理的炮眼數(shù)目應當保證有較高的爆破效率(炮眼利用率不小于85~90%)、爆下的巖塊、爆破后的巷道輪廓均能符合施工和設計要求。也可以按一個循環(huán)的總裝藥量平均裝入所有炮眼的原則進行估算，作為實際排列炮眼的參考。其數(shù)目確定的是否合理將直接影響鉆眼的時間和鉆眼工作量，也影響著爆破效果。

一個掘進循環(huán)所需總的裝藥量：此總的裝藥量按照一定的炮眼裝藥系數(shù)，平均裝入工作面的所有炮眼中去，那么總的裝藥量又可寫成：以上兩式相等，故得總炮眼數(shù)為:

q—單位炸藥消耗量，kg／m3；S一巷道掘進斷面積，㎡；L—炮眼平均深度，m；η—炮眼利用率；N—炮眼總數(shù)，個；a—炮眼的平均裝藥系數(shù)，一般取0.5~0.7；m——每個藥卷的長度，m；P—每個藥卷的質量，kg。

巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類4.炸藥消耗量炸藥消耗量q是爆破1m3實體巖石所需要的炸藥量，也就是工作面一次爆破所需的總炸藥量Q和工作面一次爆下的實體巖石總體積V之比，即

kg/m3影響炸藥消耗量的主要因素有以下兒點：1）炸藥性能2）巖石的物理力學性質3）自由面的大小和數(shù)目除以上因素外，還有炮眼直徑和炮眼深度等，總之，因影響因素太多，到目前為止，還沒有解決精確計算炸藥消耗量的問題。通過實踐，國家對各種巖石、不同掘進斷面的炸藥消耗量進行了統(tǒng)汁。表4-1所列為1981年頒發(fā)的《礦山井巷工程預算定額》規(guī)定的巖巷掘進炸藥消耗量定額。改用新炸藥后的q`值為：

q—采用標準炸藥時的炸藥消耗量，kg/m3。P—所用炸藥的爆力,mL。

巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類4.炸藥消耗量（續(xù)）巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類(三)工作面炮眼布置按炮眼的作用分為掏槽眼、輔助眼和周邊眼三種。影響炮眼布置的因素：主要因素是巖石性質、巷道斷面的大小、鉆眼設備、炮眼深度和炸藥性能。選擇炮眼的步驟：①選擇合理的掏槽方式；②根據(jù)光面爆破要求布置周邊眼及決定周邊眼最小抵抗線的輸助眼；③布置底眼；④在工作面其余部分均勻布置輔助眼；⑤最后根據(jù)工作面實際情況，不斷改進，使之完善。巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類1、掏槽眼掏槽眼的作用：是首先在工作面上將某一部分巖石破碎并拋出，在一個自由面的基礎上崩出第二個自由面來，為其它炮眼的爆破創(chuàng)造有利條件。掏槽效果的好壞對循環(huán)進尺起著決定性作用。掏槽眼一般布置在巷道斷面中央靠近底板處，這樣便于打眼時掌握方向，并有利于其它多數(shù)炮眼的巖石能借助于自重崩落。在掘進斷面中如果存在有顯著的軟弱巖層，一般應將掏槽眼布置在這些軟弱層中。掏槽的方法有：斜眼掏槽法、直眼掏槽法、混合式掏槽法。（1）、斜眼掏槽法巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類★單向掏槽

由數(shù)個炮眼向同一方向傾斜組成。適用于中硬（f＜4）以下具有層、節(jié)理或軟夾層的巖層中。掏槽角度在450～650，間距在30～60cm范圍內，盡量同時起爆。這種方法炸藥集中程度低，在均質堅硬的巖石中很少使用，只是在有明顯松軟夾層時才能取得良好的爆破效果。

巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類★錐形掏槽

數(shù)個共同向中心傾斜的炮眼組成，爆破后槽腔呈角錐形。錐形掏槽適用于f＞8的堅韌巖石，其掏槽效果較好，但鉆眼困難。巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類★楔形掏槽

由數(shù)對（一般為2～4對）對稱的相向傾斜的炮眼組成，爆破后形成楔形的槽腔。適用于各種巖層，特別是中硬以上的穩(wěn)定巖層。這種掏槽方法，爆力比較集中，爆破效果較好，槽腔體積較大。巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類★扇形掏槽

扇形掏槽各槽眼的角度和深度不同，主要適用于煤層、半煤巖或有軟夾層的巖石中。此種掏槽需要多段延期雷管順序起爆各掏槽眼，逐漸加深槽腔?？傊盒毖厶筒圻m用于各類巖石，其炮眼與工作面夾角為55~70度，巖石超堅硬夾角越小；每側眼間距取300~500mm，堅硬巖石取小值；眼底一般取較其他炮眼深200mm，每對眼底間距100~200mm，不能打透。掏槽眼一次起爆巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類斜眼掏槽的優(yōu)缺點優(yōu)點：適用于各種巖層并獲得較好的掏槽效果；所需掏槽眼數(shù)目較少，單位耗藥量小于直眼掏槽；槽眼位置和傾角的精確度對掏槽效果的影響較小。缺點：鉆眼方向難以掌握，要求鉆眼工具有熟練的技術水平；炮眼深度受巷道斷面的限制，尤其在小斷面巷道中更為突出；全斷面巷道爆破下巖石的拋擲距離較大，爆堆分散，容易損壞設備和支護，尤其是掏槽眼角度不對稱時。巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類（2）、直眼掏槽炮眼垂直于工作面且相互平行，距離較近。其中有一個或幾個不裝藥的空眼?？昭鄣淖饔檬墙o裝藥眼創(chuàng)造自由面和作為破碎巖石的膨脹空間。巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類★縫隙掏槽

掏槽眼布置在一條直線上且相互平行，隔眼裝藥，各眼同時起爆，爆破后，在整個炮眼深度范圍內形成一條稍大于炮眼直徑的條形槽口，為輔助眼創(chuàng)造臨空面。

適用于中硬以上或堅硬巖石和小斷面巷道巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類★螺旋掏槽

所有裝藥眼圍繞中心空眼呈螺旋狀布置，并從距空眼最近的炮眼開始順序起爆，使槽腔逐步擴大。此種掏槽方法優(yōu)點是可以用較少的炮眼和炸藥獲得較大體積的槽腔，各后續(xù)起爆的裝藥眼，易于將碎石從腔內拋出。中心空眼為小直徑的螺旋掏槽

巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類中心空眼為大直徑(d=l00~120mm)的螺旋掏槽

巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類⑶角柱式掏槽（目前應用最多的一種）三角柱掏槽菱形掏槽五星掏槽掏槽眼按各種幾何形狀布置，使形成的腔呈角柱體或圓柱體，所以又稱為桶狀掏槽，裝藥眼和空眼數(shù)目及其相互位置與間距是根據(jù)巖石性質和巷道斷面來確定的。空眼直徑可以采用等于或大于裝藥眼的直徑。巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類優(yōu)點：炮眼垂直于工作面布置，方式簡單，易于掌握和實現(xiàn)多臺鉆機同時作業(yè)和鉆眼機械化；炮眼深度不受巷道斷面限制，可以實現(xiàn)中深孔爆破；當炮眼深度改變時，掏槽布置可不變，只需調整裝藥量即可；有較高的炮眼利用率；全斷面巷道爆破，巖石的拋擲距離較近，爆堆集中，不易崩壞井筒或工作面內的設備和支架。缺點：需要較多的炮眼數(shù)目和較多的炸藥；炮眼間距和平行度的誤差對掏槽效果影響較大，必須具備熟練的鉆眼操作技術。直眼掏槽的優(yōu)缺點巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類3．混合式掏槽為了加強直眼掏槽的拋渣力和提高炮眼利用率，形成了以直眼掏槽為主并吸取斜眼掏槽優(yōu)點的混合式掏槽。斜眼布置成垂直楔形，與工作面的夾角為：75~85°，裝藥系數(shù)不要太大，以0.4~0.5為宜。其起爆順序應安排在所有垂直槽眼起爆之后，以發(fā)揮拋渣擴槽的作用。巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類㈡輔助眼輔助眼又稱崩落眼，既是大量崩落巖石和進一步擴大掏槽的炮眼。輔助眼要均勻布置在掏槽眼與周邊眼之間，其眼距一般為500~700㎜，炮眼方向一般垂直于工作面，裝藥系數(shù)（裝藥長度與炮眼長度之比）一般為0.45~0.60，如采用光面爆破，則緊鄰周邊眼的輔助眼要為周邊眼創(chuàng)造一個理想的光面層（光面層厚度要比較均勻，且等于周邊眼的最小抵抗線。）巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類㈢周邊眼周邊眼是爆落巷道周邊巖石，最后形成巷道斷面設計輪廓的炮眼。現(xiàn)在光面爆破已較成熟，一般應按光爆要求進行周邊眼布置。光面爆破周邊眼間距與其最小抵抗線存在著一定的比例關系，即

式中，K為炮眼密集系數(shù)，一般為0.6~1.0，巖石堅硬時取大值，較軟時取小值；E為周邊眼間距，一般取400~600㎜，W為最小抵抗線。巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類㈢周邊眼(續(xù))光面爆破周邊眼滿足以下要求：⑴周邊眼中心都應布置在巷道設計掘進斷面輪廓線上，而眼底應稍向輪廓線之上偏斜，一般不超過100~150mm,可使下一循環(huán)打眼時鑿巖機有足夠的工作空間，同時要盡量減少超挖量。⑵底眼負責控制標高。底眼眼口位置應比巷道底板高出150㎜，以利鉆眼和防止灌水，但眼底應低于底板標高100～200㎜，以免巷道底板欠挖。底眼眼距一般為500～700㎜，裝藥系數(shù)一般為0.5～0.7。

水溝的炮眼應與其它炮眼同時鉆眼與爆破。有時為了給鉆眼與裝巖同時作業(yè)創(chuàng)造條件，需采用拋渣爆破，則將底眼眼距縮小為400㎜左右，眼深增加200㎜左右，每個底眼增加1～2個藥卷。巷道掘進爆破技術炮眼參數(shù)和炮眼種類除合理選擇掏槽方式和爆破參數(shù)外，還需合理布置炮眼，以取得理想的爆破效果。

炮眼的布置方法和原則如下：⑴工作面上各類炮眼布置是“抓兩頭，帶中間”。即是先選擇掏槽方式和掏槽眼位置，其次是布置好周邊眼，最后根據(jù)斷面大小布置崩落眼。⑵掏槽眼通常布置在斷面的中央偏下，并考慮使崩落