第七章地下工程爆破

第一節(jié)

掏槽爆破

第二節(jié)

井巷掘進(jìn)爆破施工技術(shù)

第三節(jié)

光面爆破

第四節(jié)

預(yù)裂爆破

第五節(jié)微差爆破.第七章地下工程爆破第一節(jié)掏槽爆破.1學(xué)習(xí)重點：1、工作面炮眼種類與作用2、井巷掘進(jìn)爆破說明書及圖表編制3、光面爆破方法、機(jī)理與施工要點

4、裝藥結(jié)構(gòu)及炮孔堵塞5、微差爆破的破巖機(jī)理.學(xué)習(xí)重點：.2§7.1掏槽爆破井巷掘進(jìn)工作面特點：自由面少，而且狹窄（我們知道自由面愈多、愈大愈好）四周巖體對爆破有約束作用（夾制作用）1、炮眼的分類炮眼按其位置和作用可分為三種：掏槽眼、輔助眼和周邊眼。2、炮眼的作用①掏槽眼：順前進(jìn)方向掏出一個凹槽作為第二自由面，以便提高其它炮眼利用率。②輔助眼：擴(kuò)大和延伸掏槽范圍，③周邊眼：按設(shè)計斷面輪廓切斷巖石，形成光滑、平整的壁面。掏槽眼包括兩大類：斜眼掏槽、直眼掏槽.§7.1掏槽爆破井巷掘進(jìn)工作面特點：.3一、斜眼掏槽1、形式：單斜掏槽、錐形掏槽、楔形掏槽、扇形掏槽

（作圖表示）2、優(yōu)缺點優(yōu)點：適用于各種巖層，并能獲得好效果；

掏槽眼少，炸藥單耗低；

眼位和斜度對掏槽效果影響較小。缺點：鉆眼方向難以掌握；

眼深受巷道斷面限制；

拋擲距離大，爆堆分散，易損棚架、設(shè)備。.一、斜眼掏槽.4..5..6..7..8二、直眼掏槽1、形式：龜裂式（縫隙式）掏槽、角柱狀（筒形）掏槽、螺旋式掏槽

（作圖表示）

特點：炮眼垂直于工作面且相互平行，距離較近，

必須配合空眼使用。空孔有大孔，也有小孔。

裝藥孔與空孔間距取為（1～3）d，眼距過大易“沖炮”，過小易“擠死”相鄰炮孔。.二、直眼掏槽.9..10..11..12

2、裝藥量

瑞典蘭格福斯提出的掏槽裝藥集中度計算公式

㎏/mA

——裝藥炮孔距空孔的距離，mm；φ——空孔直徑，mm。一般對中硬巖石，用硝銨類炸藥掏槽時，炸藥單耗在1.4～2.0㎏/m3。.2、裝藥量.133、優(yōu)缺點優(yōu)點：①炮孔垂直于自由面布置，方式簡單，易于多臺鉆同時專業(yè)；

②孔深不受巷道斷面限制；

③炮孔利用率高；

④拋擲近，爆堆集中。缺點：①眼數(shù)多，裝藥量大；

②炮孔間距和平行度對掏槽效果影響較大。.3、優(yōu)缺點.14三、選擇合理掏槽方式考慮以下因素：地質(zhì)條件的適應(yīng)性；

施工技術(shù)的可行性；

爆破效果的可靠性；

經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的合理性。

（見P148表7-1直眼掏槽和斜眼掏槽的適用條件）.三、選擇合理掏槽方式.15§7.2井巷掘進(jìn)爆破施工技術(shù)一、確定爆破參數(shù)井巷掘進(jìn)爆破的效果和質(zhì)量在很大程度上決定于鉆眼爆破參數(shù)的選擇。除掏槽方式及其參數(shù)外，主要的鉆眼爆破參數(shù)還有：

單耗、孔徑、孔深、孔數(shù)、炮孔利用率等.§7.2井巷掘進(jìn)爆破施工技術(shù)一、確定爆破參數(shù).161、單耗：爆破1m3原巖所需的炸藥量，用㎏/m3表示。普氏公式：s——巷道斷面積；k0——爆力校正系數(shù)。

q——標(biāo)準(zhǔn)用單耗，㎏/m3單耗的選取，參考表（P149表7－2）每個循環(huán)應(yīng)使用藥量Q=qlsη

η——炮眼利用率，為每循環(huán)工作面進(jìn)尺與炮眼深度的比值。一般取80-95%。采用光面爆破要比普通爆破用藥量多。計算出的裝藥量的平均值，應(yīng)按眼的不同做分配。.1、單耗：爆破1m3原巖所需的炸藥量，用㎏/m3表示。.172、炮眼直徑

直徑與眼數(shù)，單耗、塊度等有關(guān)，一般用38-45mm。3、眼數(shù)根據(jù)裝藥量

和孔深計算炮眼數(shù)目，再按形狀均勻地布置炮眼，周邊眼的眼口至輪廓線的距離100-250mm周邊眼的眼口距為500-800mm底眼的間距取小值，輔助眼的間距為400-600mm。可估算如下：.2、炮眼直徑.184、眼深眼深：指炮眼底到工作面

的垂直距離。眼深和循環(huán)次數(shù)相互制約，我國目前實行有淺眼多循環(huán)和深眼少循環(huán)兩種工藝?yán)碚撋习醋顑?yōu)炮孔深度確定之。應(yīng)使每米巷道所需工時最少、成本最低，但難以做到，一般按傳統(tǒng)的經(jīng)驗方法確定。按掘進(jìn)任務(wù)要求定孔深：

式中，L——巷道全長；nm——每月工作日數(shù)；nt——每日工作班數(shù)；nc——每班循環(huán)數(shù)。

炮眼深度也可按循環(huán)組織確定。

.4、眼深.19

在我國所具備的掘進(jìn)技術(shù)和設(shè)備條件下，巷道掘進(jìn)一般取1.5～2.5m；豎井掘進(jìn)一般取

l=(0.3～0.5)D（D—井筒直徑，m）隨著新型、高效鑿巖機(jī)和先進(jìn)的裝運設(shè)備的應(yīng)用，以及爆破器材質(zhì)量的提高，炮眼深度應(yīng)向深眼發(fā)展。

5、炮眼利用率炮眼利用率是合理選擇鉆眼爆破參數(shù)的一個重要原則。分為個別炮眼利用率和井巷全斷面炮眼利用率。通常所說的炮眼利用率是井巷全斷面的炮眼利用率，即

井巷掘進(jìn)的較優(yōu)為0.85~0.95.在我國所具備的掘進(jìn)技術(shù)和設(shè)備條件下，.20二、炮眼布置

1、炮眼爆炸的要求

有較高的炮眼利用率；

先爆炮孔不會破壞后爆炮孔；

應(yīng)能保證：

爆破塊度均勻、大塊率少；

爆堆集中、飛散距離小；

爆后斷面輪廓符合設(shè)計要求。.二、炮眼布置.212、布孔方法和原則1）“抓兩頭，帶中間”；2）掏槽眼通常布置在斷面的中央偏下；并考慮崩落眼的布置較為均勻；3）周邊眼一般布置在斷面輪廓線上；4）崩落眼以槽腔為自由面層層均布在被爆巖體上，因此應(yīng)先布置周邊眼和掏槽眼后，再布置崩落眼。

對立井工作面炮眼參數(shù)選擇與布置基本上與平巷相同，掏槽眼最常用的是圓錐掏槽和筒形掏槽，后者應(yīng)用最廣泛。立井中掏槽、崩落、周邊眼，均布置在以井筒中心為圓心的同心圓上。立井的掏槽形式和炮眼布置見圖7-12和7-13。.2、布孔方法和原則.22三、裝藥結(jié)構(gòu)

指炸藥在炮孔中的裝填情況連續(xù)裝藥間隔裝藥耦合裝藥各種裝藥結(jié)構(gòu)

不耦合裝藥

正向裝藥

（作圖示意）反向裝藥有堵塞裝藥無堵塞裝藥.三、裝藥結(jié)構(gòu).23圖7-14裝藥結(jié)構(gòu)(a)偶合裝藥；(b)不偶合裝藥；(c)正向連續(xù)裝藥；(d)正向空氣間隔裝藥；(e)反向連續(xù)裝藥1-炸藥；2-炮眼壁；3-藥卷；4-雷管；5-炮泥；6-腳線；7-竹條；8-綁繩.圖7-14裝藥結(jié)構(gòu).241、連續(xù)裝藥和間隔裝藥2、耦合裝藥和不耦合裝藥

偶合裝藥[或散裝藥(bulkloading)]時，裝藥直徑即炮眼直徑；不偶合裝藥時，裝藥直徑一般指藥卷直徑。炮孔直徑與裝藥直徑之比稱為不偶合系數(shù)(decouplingindex)。散裝藥時，不偶合系數(shù)為1。

.1、連續(xù)裝藥和間隔裝藥.25

理論研究、實驗室試驗和工程實踐證明，在一定的巖石和炸藥條件下，采用不偶合裝藥或空氣間隔裝藥具有下列優(yōu)點：

1.可以增加炸藥用于破碎或拋擲巖石能量的比例，提高炸藥能量的有效利用率。2.改善巖石破碎的均勻度，降低大塊率，從而使裝巖效率得到提高。3.降低炸藥消耗量。4.能有效地保護(hù)爆破時形成的新自由面。這兩種裝藥結(jié)構(gòu),特別是不偶合裝藥結(jié)構(gòu)在光面爆破和預(yù)裂爆破中得到廣泛的應(yīng)用.理論研究、實驗室試驗和工程實踐證明，在一定.26

3、正向起爆裝藥和反向起爆裝藥起爆用的雷管或起爆藥柱在裝藥中的位置稱為起爆點。在炮眼爆破法中，根據(jù)起爆點在裝藥中的位置和數(shù)目，將起爆方式分為正向起爆、反向起爆和多點起爆。單點起爆時，如果起爆點位于裝藥靠近炮眼口的一端，爆轟波傳向眼底，稱為正向起爆。反之，當(dāng)起爆點置于裝藥靠近眼底的一端，爆轟波傳向眼口，就稱為反向起爆。當(dāng)在同一炮眼內(nèi)設(shè)置一個以上的起爆點時，稱為多點起爆。沿裝藥全長敷設(shè)導(dǎo)爆索起爆，是多點起爆的一個極端形式，相當(dāng)于無窮多個起爆點。.3、正向起爆裝藥和反向起爆裝藥.27

正向起爆：反射應(yīng)力波產(chǎn)生的裂隙使炮孔內(nèi)氣體過早逸出，眼底受力降低，減小破碎范圍，降低炮孔利用率；反向起爆：爆生產(chǎn)物在孔內(nèi)作用時間較長，加強(qiáng)破碎巖石、降低大塊率、提高炮眼利用率。無論是正向起爆，還是反向起爆，巖體內(nèi)的應(yīng)力分布都是很不均勻的，如果相鄰炮眼分別采用正、反向起爆，就能改善這種狀況。采用多點起爆，由于爆轟波發(fā)生相互碰撞，可以增大爆炸應(yīng)力波參數(shù)，包括峰值應(yīng)力，應(yīng)力波作用時間及其沖量，從而能夠提高巖石的破碎度。.正向起爆：反射應(yīng)力波產(chǎn)生的裂隙使炮孔內(nèi)氣體過早逸.284、炮孔堵塞及炮泥作用

用粘土、砂或土砂混合材料將裝好炸藥的炮眼封閉起來稱為填塞，所用的材料稱為炮泥。

作用：1）保證炸藥反應(yīng)充分，放出最大熱量和減少有毒氣體生成量；降低爆生氣體逸出自由面的溫度和壓力；2）使炮孔內(nèi)保持較高的爆轟壓力和較長的作用時間，使爆炸產(chǎn)生的能量更多地轉(zhuǎn)換成破碎巖體的機(jī)械功，提高炸藥能量的有效利用率；3）特別是在有瓦斯與煤塵爆炸危險的工作面上，炮眼必須填塞，這樣可以阻止灼熱的固體顆粒從炮眼中飛出。

.4、炮孔堵塞及炮泥作用.29

填塞炮泥的長度和質(zhì)量及材料會直接影響爆炸應(yīng)力波參數(shù)，進(jìn)而影響巖石破碎過程和炸藥能量的有效利用。合理的填塞長度應(yīng)與裝藥長度或炮眼直徑成一定的比例關(guān)系生產(chǎn)中常取0.35～0.5倍的裝藥長度。水炮泥——可以吸收部分熱量、降低噴出氣體的溫度，有利于安全，（主要應(yīng)用于瓦斯工作面）。.填塞炮泥的長度和質(zhì)量及材料會直接影響爆炸應(yīng).30下圖表示在有堵塞和無堵塞的炮孔中，壓力隨時間變化的關(guān)系。從圖中可以看出，在有堵塞和無堵塞兩種條件下，爆炸作用對炮孔壁的初始沖擊壓力雖然沒有很大的影響，但是堵塞卻明顯增大了爆轟氣體作用在孔壁上的壓力和壓力作用的時間，從而大大提高了它對巖石的破碎和拋擲作用。 不同的爆破方法所使用的堵塞材料、堵塞長度和堵塞方式不完全相同。.下圖表示在有堵塞和無堵塞的炮孔中，壓力隨時.31圖堵塞對爆破作用的影響a-有堵塞；b-無堵塞.圖堵塞對爆破作用的影響.32四、爆破說明書和爆破圖表

它是施工組織設(shè)計的一個重要組成部分，是指導(dǎo)、檢查和總結(jié)爆破工作的技術(shù)文件。編制爆破說明書和爆破圖表時，應(yīng)根據(jù)巖石性質(zhì)、地質(zhì)條件、設(shè)備能力、施工隊伍的技術(shù)水平等條件，合理選擇爆破參數(shù)，盡量采用先進(jìn)的爆破技術(shù)。

.四、爆破說明書和爆破圖表.331、說明書編制內(nèi)容

1）原始資料——井巷（隧道）的名稱、用途、位置、斷面形狀尺寸、穿過的巖層性質(zhì)、地質(zhì)及瓦斯等情況；2）選用鉆爆器材3）爆破參數(shù)計算4）爆破網(wǎng)路設(shè)計計算5）爆破安全技術(shù)措施2、爆破圖表編制

圖包括：炮眼布置圖、裝藥結(jié)構(gòu)圖、網(wǎng)路圖、柱狀圖（地面上爆破還應(yīng)有爆破環(huán)境圖、結(jié)構(gòu)圖等）。表：炮孔參數(shù)、裝藥參數(shù)表；預(yù)期的爆破效果和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表（見表7-4.7-5）。.1、說明書編制內(nèi)容.34§7.3光面爆破

.§7.3光面爆破.35一、光面爆破及特點

適用于斷面周邊一層巖石，爆后斷面符合設(shè)計要求、圍巖形狀規(guī)整。表面光滑、損傷小、保持穩(wěn)定。特點：減少超欠挖；

井巷成形規(guī)整、質(zhì)量高；

圍巖穩(wěn)定，自身承載能力強(qiáng)，減少支護(hù)及用材；

掘進(jìn)速度快、成本低、施工安全；

鉆孔質(zhì)量要求高。二、光爆原理1、光爆實質(zhì)——是在斷面設(shè)計的輪廓線上布置間距較小相互平行的炮孔，控制裝藥量及不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，選用低密度、低爆速（威力）炸藥并同時起爆，沿炮孔連線將巖石切斷崩落。.一、光面爆破及特點.362、原理

1）應(yīng)力波疊加原理——相鄰兩孔裝藥同時爆炸時，應(yīng)力波沿炮孔連線相向傳播，相互干涉疊加，當(dāng)切向拉應(yīng)力大于巖石的抗拉強(qiáng)度時，切斷巖石形成貫穿裂縫。2）應(yīng)力波與爆生氣體共同作用原理——實際爆破時，兩孔難以保證同時，故連線上應(yīng)力波疊加難以實現(xiàn)。因此，認(rèn)為貫穿裂縫的形成，是基于各裝藥爆炸所激起的應(yīng)力波先在孔壁上產(chǎn)生初始裂縫，然后，在爆生氣體靜壓作用下，形成“氣楔”使裂縫擴(kuò)展，最終貫通。.2、原理.37三、光爆參數(shù)（Kd、E、W、△t）1、不耦合系數(shù)

由不耦合裝藥炮孔壁上產(chǎn)生的沖擊壓力知

令

可求得Kb。

一般取Kb＝1.5～2.52、炮眼間距

根據(jù)不同的光爆原理有不同的確定方法。炮孔間距一般為孔眼直徑的10～20倍。在節(jié)理裂隙比較發(fā)育的巖石中應(yīng)取小值，整體性好的巖石可取大值。.三、光爆參數(shù)（Kd、E、W、△t）.383、鄰近系數(shù)（炮孔密度系數(shù)）

m過大，爆后可能在光面眼間留下巖埂，造成欠挖；m過小，則會在新巖面上造成凹坑。實踐表明，當(dāng)炮孔密集系數(shù)＝0.8～1.0時，光爆效果較好；硬巖取大值，軟巖取小值。

4、起爆時差

周邊眼最好同時起爆，周邊眼與相鄰孔，一般在50～100ms，隨孔深不同變化。

.3、鄰近系數(shù)（炮孔密度系數(shù)）.395、最小抵抗線W光面層厚度或周邊眼至相鄰輔助眼間的垂直距離是光面爆破的最小抵抗線，或稱光爆層厚度。一般應(yīng)大于光面孔眼的間距。合適的抵抗線為眼距的1~1.25倍。在爆破中，為了使保留區(qū)巖壁光滑而不致破壞，抵抗線W也不宜過大，通常取W=（1～3）m，否則爆破后不能形成光滑的巖壁，達(dá)不到光面爆破的目的。因此對于露天深孔光面爆破的抵抗線W最好采用與鉆孔直徑d有關(guān)的關(guān)系式計算，即，W=（7～20）d。.5、最小抵抗線W.40圖7-15光爆參數(shù)示意圖

.圖7-15光爆參數(shù)示意圖.416、單位裝藥量q單位裝藥量又叫線裝藥密度和裝藥集中度，它是指單位長度孔眼中裝藥量的多少(g／m或kg／m)。為了控制裂縫的發(fā)展，保持新壁面的完整穩(wěn)固，在保證沿孔眼連線破裂的前提下，應(yīng)盡可能減少裝藥量。軟巖一般用70～120g／m，中硬巖為100～150g／m，硬巖為150～25Og／m。.6、單位裝藥量q.42四、施工要點1、鉆孔質(zhì)量

做到“準(zhǔn)、平、直、齊”

2、裝藥結(jié)構(gòu)

標(biāo)準(zhǔn)藥卷空氣間隔裝藥；

多采用：

小直徑藥卷間隔裝藥；

小直徑藥卷連續(xù)裝藥。

3、起爆順序：掏槽眼→輔助眼→崩落眼→周邊眼（多適用于小斷面巷道，全斷面一次爆破）大斷面巷道和硐室掘進(jìn)，可采用預(yù)留光爆層的分次爆破。.四、施工要點.43某經(jīng)過光面爆破的巖石.某經(jīng)過光面爆破的巖石.44柳州一桂林高速公路山石質(zhì)路爆破.柳州一桂林高速公路山石質(zhì)路爆破.457.4預(yù)裂爆破一、預(yù)裂爆破原理與光面爆破一致，消滅粉碎區(qū)，控制破裂區(qū)。預(yù)裂爆破與光面爆破很相似，它是在光面爆破的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，所不同的是：光面爆破是光面眼前面的巖石都崩落后再才進(jìn)行爆破，它有最小抵抗線。而預(yù)裂爆破是在預(yù)裂眼前面的巖石都沒有爆的情況下所進(jìn)行的爆破

.7.4預(yù)裂爆破一、預(yù)裂爆破原理.46二、預(yù)裂爆破的優(yōu)點

預(yù)裂爆破首先形成裂隙后，前面的炮孔再爆破時所產(chǎn)生的應(yīng)力波遇到裂縫就會發(fā)生反射，從而減弱了對所要保護(hù)的邊坡的沖擊破壞。三、預(yù)裂爆破參數(shù)

1．炮孔直徑，一般采用潛孔鉆機(jī)，孔徑從90~150mm，也有用200mm的。一般孔徑越小，留的孔痕率越高。2．不耦合系數(shù)，根據(jù)國內(nèi)外資料，一般以2~5為宜。3．線裝藥密度—單位炮孔長度的裝藥量（不包括填塞部分）保證孔壁不損壞的線裝藥密度：Δ=2.75[σ壓]0.53r0.36保證形成貫通裂縫的線裝藥密度：Δ=0.36[σ壓]0.63a0.67.二、預(yù)裂爆破的優(yōu)點.474．孔距，一般取孔徑的10~14倍。5．預(yù)裂孔深，即要考慮不留根底，又要考慮不破壞巖石的整體結(jié)構(gòu)。四、預(yù)裂爆破的效果一般要求：①首先形成裂縫，地表裂縫寬度不應(yīng)小于1cm。②預(yù)裂面保護(hù)平整，不平整度小于15cm③壁面上孔痕百分率，硬巖中不小于80％，軟巖中不小于50％。④減震要求。.4．孔距，一般取孔徑的10~14倍。.48§7.3微差爆破

利用毫秒量級間隔，實現(xiàn)按順序起爆的方法——稱毫秒爆破或微差爆破。一、微差爆破破巖機(jī)理

有四種假說：1、應(yīng)力波干涉假說2、自由面假說3、巖塊碰撞假說4、殘余應(yīng)力假說微差爆破作用原理1．先起爆的炮孔為后起爆的炮孔提供了更多的自由面；2．補(bǔ)充破碎作用，由于前排阻擋，使爆堆集中；3．使地震波沿時間上錯開，減弱地震效應(yīng)。.§7.3微差爆破利用毫秒量級間隔，實現(xiàn)按順序起49圖微差爆破新自由面的產(chǎn)生.圖微差爆破新自由面的產(chǎn)生.50二、間隔時間波克羅夫斯基；蘭格福斯△t=3.3KW。

一般取15～75ms，自由面少、孔深時可取100ms。三、特點1、增強(qiáng)了破碎作用，減小了巖石塊度，降低了單耗；2、降低了地震效應(yīng)；3、減小了拋擲，爆堆集中；4、能實現(xiàn)全斷面一次爆破，縮短了爆破、通風(fēng)時間；5、在有瓦斯、煤塵的工作面，總延時只要不超過

130ms，可以采用微差爆破。

.二、間隔時間.51第七章地下工程爆破

第一節(jié)

掏槽爆破

第二節(jié)

井巷掘進(jìn)爆破施工技術(shù)

第三節(jié)

光面爆破

第四節(jié)

預(yù)裂爆破

第五節(jié)微差爆破.第七章地下工程爆破第一節(jié)掏槽爆破.52學(xué)習(xí)重點：1、工作面炮眼種類與作用2、井巷掘進(jìn)爆破說明書及圖表編制3、光面爆破方法、機(jī)理與施工要點

4、裝藥結(jié)構(gòu)及炮孔堵塞5、微差爆破的破巖機(jī)理.學(xué)習(xí)重點：.53§7.1掏槽爆破井巷掘進(jìn)工作面特點：自由面少，而且狹窄（我們知道自由面愈多、愈大愈好）四周巖體對爆破有約束作用（夾制作用）1、炮眼的分類炮眼按其位置和作用可分為三種：掏槽眼、輔助眼和周邊眼。2、炮眼的作用①掏槽眼：順前進(jìn)方向掏出一個凹槽作為第二自由面，以便提高其它炮眼利用率。②輔助眼：擴(kuò)大和延伸掏槽范圍，③周邊眼：按設(shè)計斷面輪廓切斷巖石，形成光滑、平整的壁面。掏槽眼包括兩大類：斜眼掏槽、直眼掏槽.§7.1掏槽爆破井巷掘進(jìn)工作面特點：.54一、斜眼掏槽1、形式：單斜掏槽、錐形掏槽、楔形掏槽、扇形掏槽

（作圖表示）2、優(yōu)缺點優(yōu)點：適用于各種巖層，并能獲得好效果；

掏槽眼少，炸藥單耗低；

眼位和斜度對掏槽效果影響較小。缺點：鉆眼方向難以掌握；

眼深受巷道斷面限制；

拋擲距離大，爆堆分散，易損棚架、設(shè)備。.一、斜眼掏槽.55..56..57..58..59二、直眼掏槽1、形式：龜裂式（縫隙式）掏槽、角柱狀（筒形）掏槽、螺旋式掏槽

（作圖表示）

特點：炮眼垂直于工作面且相互平行，距離較近，

必須配合空眼使用。空孔有大孔，也有小孔。

裝藥孔與空孔間距取為（1～3）d，眼距過大易“沖炮”，過小易“擠死”相鄰炮孔。.二、直眼掏槽.60..61..62..63

2、裝藥量

瑞典蘭格福斯提出的掏槽裝藥集中度計算公式

㎏/mA

——裝藥炮孔距空孔的距離，mm；φ——空孔直徑，mm。一般對中硬巖石，用硝銨類炸藥掏槽時，炸藥單耗在1.4～2.0㎏/m3。.2、裝藥量.643、優(yōu)缺點優(yōu)點：①炮孔垂直于自由面布置，方式簡單，易于多臺鉆同時專業(yè)；

②孔深不受巷道斷面限制；

③炮孔利用率高；

④拋擲近，爆堆集中。缺點：①眼數(shù)多，裝藥量大；

②炮孔間距和平行度對掏槽效果影響較大。.3、優(yōu)缺點.65三、選擇合理掏槽方式考慮以下因素：地質(zhì)條件的適應(yīng)性；

施工技術(shù)的可行性；

爆破效果的可靠性；

經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的合理性。

（見P148表7-1直眼掏槽和斜眼掏槽的適用條件）.三、選擇合理掏槽方式.66§7.2井巷掘進(jìn)爆破施工技術(shù)一、確定爆破參數(shù)井巷掘進(jìn)爆破的效果和質(zhì)量在很大程度上決定于鉆眼爆破參數(shù)的選擇。除掏槽方式及其參數(shù)外，主要的鉆眼爆破參數(shù)還有：

單耗、孔徑、孔深、孔數(shù)、炮孔利用率等.§7.2井巷掘進(jìn)爆破施工技術(shù)一、確定爆破參數(shù).671、單耗：爆破1m3原巖所需的炸藥量，用㎏/m3表示。普氏公式：s——巷道斷面積；k0——爆力校正系數(shù)。

q——標(biāo)準(zhǔn)用單耗，㎏/m3單耗的選取，參考表（P149表7－2）每個循環(huán)應(yīng)使用藥量Q=qlsη

η——炮眼利用率，為每循環(huán)工作面進(jìn)尺與炮眼深度的比值。一般取80-95%。采用光面爆破要比普通爆破用藥量多。計算出的裝藥量的平均值，應(yīng)按眼的不同做分配。.1、單耗：爆破1m3原巖所需的炸藥量，用㎏/m3表示。.682、炮眼直徑

直徑與眼數(shù)，單耗、塊度等有關(guān)，一般用38-45mm。3、眼數(shù)根據(jù)裝藥量

和孔深計算炮眼數(shù)目，再按形狀均勻地布置炮眼，周邊眼的眼口至輪廓線的距離100-250mm周邊眼的眼口距為500-800mm底眼的間距取小值，輔助眼的間距為400-600mm。可估算如下：.2、炮眼直徑.694、眼深眼深：指炮眼底到工作面

的垂直距離。眼深和循環(huán)次數(shù)相互制約，我國目前實行有淺眼多循環(huán)和深眼少循環(huán)兩種工藝?yán)碚撋习醋顑?yōu)炮孔深度確定之。應(yīng)使每米巷道所需工時最少、成本最低，但難以做到，一般按傳統(tǒng)的經(jīng)驗方法確定。按掘進(jìn)任務(wù)要求定孔深：

式中，L——巷道全長；nm——每月工作日數(shù)；nt——每日工作班數(shù)；nc——每班循環(huán)數(shù)。

炮眼深度也可按循環(huán)組織確定。

.4、眼深.70

在我國所具備的掘進(jìn)技術(shù)和設(shè)備條件下，巷道掘進(jìn)一般取1.5～2.5m；豎井掘進(jìn)一般取

l=(0.3～0.5)D（D—井筒直徑，m）隨著新型、高效鑿巖機(jī)和先進(jìn)的裝運設(shè)備的應(yīng)用，以及爆破器材質(zhì)量的提高，炮眼深度應(yīng)向深眼發(fā)展。

5、炮眼利用率炮眼利用率是合理選擇鉆眼爆破參數(shù)的一個重要原則。分為個別炮眼利用率和井巷全斷面炮眼利用率。通常所說的炮眼利用率是井巷全斷面的炮眼利用率，即

井巷掘進(jìn)的較優(yōu)為0.85~0.95.在我國所具備的掘進(jìn)技術(shù)和設(shè)備條件下，.71二、炮眼布置

1、炮眼爆炸的要求

有較高的炮眼利用率；

先爆炮孔不會破壞后爆炮孔；

應(yīng)能保證：

爆破塊度均勻、大塊率少；

爆堆集中、飛散距離小；

爆后斷面輪廓符合設(shè)計要求。.二、炮眼布置.722、布孔方法和原則1）“抓兩頭，帶中間”；2）掏槽眼通常布置在斷面的中央偏下；并考慮崩落眼的布置較為均勻；3）周邊眼一般布置在斷面輪廓線上；4）崩落眼以槽腔為自由面層層均布在被爆巖體上，因此應(yīng)先布置周邊眼和掏槽眼后，再布置崩落眼。

對立井工作面炮眼參數(shù)選擇與布置基本上與平巷相同，掏槽眼最常用的是圓錐掏槽和筒形掏槽，后者應(yīng)用最廣泛。立井中掏槽、崩落、周邊眼，均布置在以井筒中心為圓心的同心圓上。立井的掏槽形式和炮眼布置見圖7-12和7-13。.2、布孔方法和原則.73三、裝藥結(jié)構(gòu)

指炸藥在炮孔中的裝填情況連續(xù)裝藥間隔裝藥耦合裝藥各種裝藥結(jié)構(gòu)

不耦合裝藥

正向裝藥

（作圖示意）反向裝藥有堵塞裝藥無堵塞裝藥.三、裝藥結(jié)構(gòu).74圖7-14裝藥結(jié)構(gòu)(a)偶合裝藥；(b)不偶合裝藥；(c)正向連續(xù)裝藥；(d)正向空氣間隔裝藥；(e)反向連續(xù)裝藥1-炸藥；2-炮眼壁；3-藥卷；4-雷管；5-炮泥；6-腳線；7-竹條；8-綁繩.圖7-14裝藥結(jié)構(gòu).751、連續(xù)裝藥和間隔裝藥2、耦合裝藥和不耦合裝藥

偶合裝藥[或散裝藥(bulkloading)]時，裝藥直徑即炮眼直徑；不偶合裝藥時，裝藥直徑一般指藥卷直徑。炮孔直徑與裝藥直徑之比稱為不偶合系數(shù)(decouplingindex)。散裝藥時，不偶合系數(shù)為1。

.1、連續(xù)裝藥和間隔裝藥.76

理論研究、實驗室試驗和工程實踐證明，在一定的巖石和炸藥條件下，采用不偶合裝藥或空氣間隔裝藥具有下列優(yōu)點：

1.可以增加炸藥用于破碎或拋擲巖石能量的比例，提高炸藥能量的有效利用率。2.改善巖石破碎的均勻度，降低大塊率，從而使裝巖效率得到提高。3.降低炸藥消耗量。4.能有效地保護(hù)爆破時形成的新自由面。這兩種裝藥結(jié)構(gòu),特別是不偶合裝藥結(jié)構(gòu)在光面爆破和預(yù)裂爆破中得到廣泛的應(yīng)用.理論研究、實驗室試驗和工程實踐證明，在一定.77

3、正向起爆裝藥和反向起爆裝藥起爆用的雷管或起爆藥柱在裝藥中的位置稱為起爆點。在炮眼爆破法中，根據(jù)起爆點在裝藥中的位置和數(shù)目，將起爆方式分為正向起爆、反向起爆和多點起爆。單點起爆時，如果起爆點位于裝藥靠近炮眼口的一端，爆轟波傳向眼底，稱為正向起爆。反之，當(dāng)起爆點置于裝藥靠近眼底的一端，爆轟波傳向眼口，就稱為反向起爆。當(dāng)在同一炮眼內(nèi)設(shè)置一個以上的起爆點時，稱為多點起爆。沿裝藥全長敷設(shè)導(dǎo)爆索起爆，是多點起爆的一個極端形式，相當(dāng)于無窮多個起爆點。.3、正向起爆裝藥和反向起爆裝藥.78

正向起爆：反射應(yīng)力波產(chǎn)生的裂隙使炮孔內(nèi)氣體過早逸出，眼底受力降低，減小破碎范圍，降低炮孔利用率；反向起爆：爆生產(chǎn)物在孔內(nèi)作用時間較長，加強(qiáng)破碎巖石、降低大塊率、提高炮眼利用率。無論是正向起爆，還是反向起爆，巖體內(nèi)的應(yīng)力分布都是很不均勻的，如果相鄰炮眼分別采用正、反向起爆，就能改善這種狀況。采用多點起爆，由于爆轟波發(fā)生相互碰撞，可以增大爆炸應(yīng)力波參數(shù)，包括峰值應(yīng)力，應(yīng)力波作用時間及其沖量，從而能夠提高巖石的破碎度。.正向起爆：反射應(yīng)力波產(chǎn)生的裂隙使炮孔內(nèi)氣體過早逸.794、炮孔堵塞及炮泥作用

用粘土、砂或土砂混合材料將裝好炸藥的炮眼封閉起來稱為填塞，所用的材料稱為炮泥。

作用：1）保證炸藥反應(yīng)充分，放出最大熱量和減少有毒氣體生成量；降低爆生氣體逸出自由面的溫度和壓力；2）使炮孔內(nèi)保持較高的爆轟壓力和較長的作用時間，使爆炸產(chǎn)生的能量更多地轉(zhuǎn)換成破碎巖體的機(jī)械功，提高炸藥能量的有效利用率；3）特別是在有瓦斯與煤塵爆炸危險的工作面上，炮眼必須填塞，這樣可以阻止灼熱的固體顆粒從炮眼中飛出。

.4、炮孔堵塞及炮泥作用.80

填塞炮泥的長度和質(zhì)量及材料會直接影響爆炸應(yīng)力波參數(shù)，進(jìn)而影響巖石破碎過程和炸藥能量的有效利用。合理的填塞長度應(yīng)與裝藥長度或炮眼直徑成一定的比例關(guān)系生產(chǎn)中常取0.35～0.5倍的裝藥長度。水炮泥——可以吸收部分熱量、降低噴出氣體的溫度，有利于安全，（主要應(yīng)用于瓦斯工作面）。.填塞炮泥的長度和質(zhì)量及材料會直接影響爆炸應(yīng).81下圖表示在有堵塞和無堵塞的炮孔中，壓力隨時間變化的關(guān)系。從圖中可以看出，在有堵塞和無堵塞兩種條件下，爆炸作用對炮孔壁的初始沖擊壓力雖然沒有很大的影響，但是堵塞卻明顯增大了爆轟氣體作用在孔壁上的壓力和壓力作用的時間，從而大大提高了它對巖石的破碎和拋擲作用。 不同的爆破方法所使用的堵塞材料、堵塞長度和堵塞方式不完全相同。.下圖表示在有堵塞和無堵塞的炮孔中，壓力隨時.82圖堵塞對爆破作用的影響a-有堵塞；b-無堵塞.圖堵塞對爆破作用的影響.83四、爆破說明書和爆破圖表

它是施工組織設(shè)計的一個重要組成部分，是指導(dǎo)、檢查和總結(jié)爆破工作的技術(shù)文件。編制爆破說明書和爆破圖表時，應(yīng)根據(jù)巖石性質(zhì)、地質(zhì)條件、設(shè)備能力、施工隊伍的技術(shù)水平等條件，合理選擇爆破參數(shù)，盡量采用先進(jìn)的爆破技術(shù)。

.四、爆破說明書和爆破圖表.841、說明書編制內(nèi)容

1）原始資料——井巷（隧道）的名稱、用途、位置、斷面形狀尺寸、穿過的巖層性質(zhì)、地質(zhì)及瓦斯等情況；2）選用鉆爆器材3）爆破參數(shù)計算4）爆破網(wǎng)路設(shè)計計算5）爆破安全技術(shù)措施2、爆破圖表編制

圖包括：炮眼布置圖、裝藥結(jié)構(gòu)圖、網(wǎng)路圖、柱狀圖（地面上爆破還應(yīng)有爆破環(huán)境圖、結(jié)構(gòu)圖等）。表：炮孔參數(shù)、裝藥參數(shù)表；預(yù)期的爆破效果和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表（見表7-4.7-5）。.1、說明書編制內(nèi)容.85§7.3光面爆破

.§7.3光面爆破.86一、光面爆破及特點

適用于斷面周邊一層巖石，爆后斷面符合設(shè)計要求、圍巖形狀規(guī)整。表面光滑、損傷小、保持穩(wěn)定。特點：減少超欠挖；

井巷成形規(guī)整、質(zhì)量高；

圍巖穩(wěn)定，自身承載能力強(qiáng)，減少支護(hù)及用材；

掘進(jìn)速度快、成本低、施工安全；

鉆孔質(zhì)量要求高。二、光爆原理1、光爆實質(zhì)——是在斷面設(shè)計的輪廓線上布置間距較小相互平行的炮孔，控制裝藥量及不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，選用低密度、低爆速（威力）炸藥并同時起爆，沿炮孔連線將巖石切斷崩落。.一、光面爆破及特點.872、原理

1）應(yīng)力波疊加原理——相鄰兩孔裝藥同時爆炸時，應(yīng)力波沿炮孔連線相向傳播，相互干涉疊加，當(dāng)切向拉應(yīng)力大于巖石的抗拉強(qiáng)度時，切斷巖石形成貫穿裂縫。2）應(yīng)力波與爆生氣體共同作用原理——實際爆破時，兩孔難以保證同時，故連線上應(yīng)力波疊加難以實現(xiàn)。因此，認(rèn)為貫穿裂縫的形成，是基于各裝藥爆炸所激起的應(yīng)力波先在孔壁上產(chǎn)生初始裂縫，然后，在爆生氣體靜壓作用下，形成“氣楔”使裂縫擴(kuò)展，最終貫通。.2、原理.88三、光爆參數(shù)（Kd、E、W、△t）1、不耦合系數(shù)

由不耦合裝藥炮孔壁上產(chǎn)生的沖擊壓力知

令

可求得Kb。

一般取Kb＝1.5～2.52、炮眼間距

根據(jù)不同的光爆原理有不同的確定方法。炮孔間距一般為孔眼直徑的10～20倍。在節(jié)理裂隙比較發(fā)育的巖石中應(yīng)取小值，整體性好的巖石可取大值。.三、光爆參數(shù)（Kd、E、W、△t）.893、鄰近系數(shù)（炮孔密度系數(shù)）

m過大，爆后可能在光面眼間留下巖埂，造成欠挖；m過小，則會在新巖面上造成凹坑。實踐表明，當(dāng)炮孔密集系數(shù)＝0.8～1.0時，光爆效果較好；硬巖取大值，軟巖取小值。

4、起爆時差

周邊眼最好同時起爆，周邊眼與相鄰孔，一般在50～100ms，隨孔深不同變化。

.3、鄰近系數(shù)（炮孔密度系數(shù)）.905、最小抵抗線W光面層厚度或周邊眼至相鄰輔助眼間的垂直距離是光面爆破的最小抵抗線，或稱光爆層厚度。一般應(yīng)大于光面孔眼的間距。合適的抵抗線為眼距的1~1.25倍。在爆破中，為了使保留區(qū)巖壁光滑而不致破壞，抵抗線W也不宜過大，通常取W=（1～3）m，否則爆破后不能形成光滑的巖壁，達(dá)不到光面爆破的目的。因此對于露天深孔光面爆破的抵抗線W最好采用與鉆孔直徑d有關(guān)的關(guān)系式計算，即，W=（7～20）d。.5、最小抵抗線W.91圖7-15光爆參數(shù)示意圖

.圖7