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1、 4 2 中国矿 山工程 Ch i n a Mi ne En g i n e e r i n g 2 0 1 6年 1 0月 第 4 5卷第 5期 巷道全断面开挖法中爆破技术参数的确定 Bl a s t i n g p a r a me t e r d e t e r mi n a t i o n o f t u n n e l f u l l f a c e e x c a v a t i o n 张春智 咸阳 非 金 属 矿 研 究 设 计 院 有 限 公司 陕 西咸 阳7 1 2 0 2 1 摘 要 三桥大沟矿 区水泥用灰岩矿巷道掘进采 用全 断面 开挖 法 对爆破 方案 炮孔 布置 单
2、孔装 药量 起 爆 网络 等技 术参数 进行 了阐述和 计算 此法保 证 了整个巷道 壁稳 定 轮廓线 平顺光 滑 达到 了巷道掘进 的循环进尺要求 取得 了较好 的效 果 关键词 全断面开挖 法 爆破技 术参数 巷道 Ab s t r ac t T he f ul l f a c e e x c a v a t i o n me t h o d wa s u s e d i n r o a d wa y dr i v i ng o f S a n qi a o Da g ou l i me s t o ne mi ni ng a r e a The b l a s t i ng s c h
3、e me ho l e s a r r a ng e me nt s i n g l e ho l e c ha r g e d e t o na t i ng n e t wo r k we r e e x po un de d a nd c a l c ul a t e d Th e s e pa r a me t e r s e n s ur e d t h e t u nn e l we l l s t a b l e c o nt o u r l i ne s mo o t h T he r o a d wa y dr i v i ng me t t h e r e qu i r e
4、 me nt o f c y c l i c a dv a nc e a n d i t g o t g o o d e f f e c t Ke y wor ds f u l l f a c e e x c a v a t i o n bl a s t i ng p a r a me t e r t un ne l 1 工程概况 三 桥大 沟矿 区水 泥 用 灰 岩 矿 位 于 当 阳市 北 西 2 9 0 方 向 直距约 1 8 k m 属 当阳市玉泉办事处三 桥村管辖 矿 区地 形坡 度 3 0 一4 5 属 低 山 区 出露 地 层 为 三 迭 系 下统嘉陵江组 T 第 四系 Q 总体
5、呈平缓单斜构造 东西走 向 倾 向 8 0 1 2 0 倾 角 1 0 2 2 区内有一 条近南 北向逆断层 分布于矿区西部 断层走向 3 5 0 倾向西 倾角 8 2 8 5 未见矿体顶板 矿体底板为嘉陵江组第二段第一 层 T 主要岩性为深灰色薄层含燧石条带或燧石团块 泥晶灰岩和泥质条带灰岩 岩石硬度系数 8 工程 特点 工 程 为 三 心 拱 型 断 面 运 输 巷 道 巷 道 宽 5 6 0 m 高 4 5 7 m 墙 高 2 7 0 m 拱 高 1 8 7 m 巷 道 断 面 面积 2 3 3 4 r n 巷道周边爆破环境简单 不具 有沼气与 矿尘爆炸 的危险 仅工作 面有少量裂 隙水
6、渗透现象 该 工程工期短 要求循环进尺 2 3 0 m 巷道墙壁须达到光 面爆 破技 术质 量要 求 钻爆作业是巷道开挖的重要工序 鉴于该巷道 围岩 岩层完整 岩石较坚硬等 且 全断面开挖法具有工序少 便 于施 工管 理 和组织 施 工 速 度 快 全 断 面一 次 成 型 对 围岩的扰动次数少 利于围岩的稳定等优势 该巷道掘进 采用全断面开挖法 2 全断面开挖法爆破设计 2 1 爆破 方案 的选 择 1 掏槽形式的选择 巷道掘进掏槽的主要作用是 爆破 出新 的自由面 为其它炮孔创造有利爆破条件 其爆 破效果影 响着全断面 的爆破效果和炮孔利用率 鉴 第5 期 张春 智 巷道全断面开挖法中爆破
7、技术参数的确定 4 3 于直眼掏槽孔具有掘进速度快 多部钻机可 同时作 业 炮孑 L 利用率高 破碎块度均匀 石碴抛掷距离短 钻 眼方便 准确性高等优势 掏槽采取直眼掏槽孔形 式 2 爆破 器 材 的选择 由于该 工程 整 个 工作 面 有少量裂隙水渗透 故选用规格为 b 3 2 m m 2 0 0 m m 的 2 岩石乳化炸药卷 药卷单重 0 1 5 k g 雷管选 用 毫 秒延 期导 爆 管雷管 3 起爆 网络选择 串并联起爆网络 4 装药结构 的选 择 掏槽 孔 辅助孔 和周边 孔均采用连续不耦合装药结构 人工装药法 5 钻凿设备采用 Y T 2 8型气腿式风动凿岩机 钎 头直 径 6
8、3 4一 b 4 2 m m 2 2 爆破 技 术参 数 的确定 巷 道掘 进爆 破 的成功 与否 主要 取决 于爆 破技 术 参数 主要参数包括炮孔直径 深度 间距 排距 单 孑 L 装药量 循环进尺炮孔总数 总装药量 炸药单耗 装药结构和起爆方式 1 炮 孔直径 的确定 炮孑 L 直径 对凿 岩生 产 率 炮 眼数 目 炸药单耗 和硐壁 的平 整程度均有 影 响 加大炮孔直径 可以使炸药能量相对集 中 爆炸 效果得以改善 但炮孔直径过大将导致凿岩速度显 著下降 并影响岩石破碎质量 硐壁平整程度和围岩 稳定性 巷道钻凿选用钎头直径为 3 4 q b 4 2 mm 的气 腿式 风动 凿岩 机
9、所 有炮 孔 直径 为 4 4 0 m m 2 炮孑 L 深度的确定 合理 的炮孔深度不仅利 于提高掘进速度和炮孔利用率 而且影 响爆破效果 根据巷道掘进循环进尺 2 3 0 m的技术要求 本次爆 破 中炮 孔 深度取 2 3 0 m 中空孔 掏 槽 孔超 深 0 2 m 取 2 5 0 m 3 炮孔 间距 的确 定 炮 孔 间距 是 指 不 同类 型 炮 眼 掏槽眼 周边眼和辅助眼 相邻两孔轴线之间 的距离 掏槽 眼 一 般 布置 在 开 挖 断 面 中央 偏 下部 其作 用是先 在 开挖 面上 炸 出一个 槽 腔 为 后续 炮 眼 的爆 破创造新 的临空 面 对于井 下小直径炮孑 L 装药
10、爆 破 直眼掏槽 眼 问距 一般 为孔径 的 3 5倍 取 0 2 0m o 周边眼一般沿巷道周边布置 在不耦合装药的 情况下 周边炮孔问距与岩体的抗拉 抗压强度及炮 孔 直径 有关 实 际 工 程 中 周 边 炮 孔 间距 一 般 为 炮 孔直径的 1 0 1 8倍 取 0 4 8 m 辅助眼为位于掏槽眼与周边眼之间的炮眼 其 作 用 主要是 扩 大掏 槽 眼 炸 出 的槽 腔 为周 边 眼爆 破 创 造 临 空 面 其 问 距 根 据 岩 石 性 质 而 定 一 般 为 0 4 0 8 m 取 0 7 0 m 4 炮孔 排距 的 确定 炮孔 排 距 是 指不 同类 型 炮眼 掏槽眼 周边眼
11、和辅助眼 相邻两排炮孑 L 中心 间 的距 离 周 边孑 L 与辅 助 孔 的排 距 与 岩石 坚 硬 强度 开 挖 面积的大小关系密切 根据工程实际经验 当炮孔密 度系数 0 8 开挖轮廓表面圆顺光滑 与设计轮廓 基本一致 其 数值 一般 为周边炮 孔 间距 的 1 2 5 倍 即 0 6 0 m 当掘 进炮 孔 深 度 小 于 3 0 m 时 布 置 1个 中空孑 L 与掏槽孔的距离不大于 1 5倍 的炮 孑 L 直 径 取 0 2 0 m 辅 助孔 与 掏槽孔 及多 排辅 助孔 之 间的排距一般为辅助孔间距 的 0 6 0 8倍 取 0 5 0m 5 单孔装药量的确定 平硐掘进爆破单孔装
12、 药 量按 式 1 计 算 Q k L r 1 式 中 Q 单孔 装药 量 k g 装药 系数 通常 情 况 下 掏槽 眼为 0 6 5 0 7 0 取 0 7 0 辅助 眼为 0 5 0 0 5 5 取 0 5 0 周 边 眼为 0 3 5 0 4 0 取 0 3 5 炮孔 长度 m r 单 位长 度药 卷质 量 取 0 7 5 k g m 经计算 掏槽 眼单 孔装药量为 1 3 5 k g 辅 助眼 为 0 9 0 k g 周 边 眼为 0 6 0 k g 6 循环进尺炮孔总数 炮孑 L 总数量与掘进 断面 岩石性质 炮孔直径 深度 和炸药性能等因素 有关 在实 际施工 中 通 常按 式
13、2 计算炮 孔 的数 目 3 4 里 N 3 3 f S 2 式中 炮孑 L 数量 卜岩石坚固性系数 f 8 5 巷道 掘进 断 面面积 S 2 3 3 4 m 经计算 炮孔 总数约 为 5 4个 但根据 现场情 况 为取得 良好 的爆破效果 增加 1 个中空孔作为掏 槽孔爆破时的辅助 自由面 为掏槽孔周边岩石破碎 提供膨胀空间 同时减小周边孔与辅助孔 的炮孔 间 距 实际炮 孔 总数 为 8 7个 7 循环进尺总装药量和炸药单耗 Q q V q S L r 6 8 7 0 k g 式 中 Q 循环 总装 药量 k g q 炸药单耗 根据岩石坚固性系数f 8并 4 4 中 国矿 山工程 2 0
14、 1 6年 第4 5 卷 8 装药结构 和起爆方式 掏槽孔 辅助孑 L 和 周边孔均采用连续不耦合装药结 构 不耦合系数为 1 2 5 孔底反向起爆 导爆管雷管 聚能穴方 向朝 向 炮孔孔 口方 向 装药结构见图 1所示 装药前需对 炮 孔进 行查 验 及时 清理 炮孔 内残 渣和 积水 按照 计 算 的装药量均匀地装入炮孔内 0 7 m 导爆霄 砂子 黏土 O 3 2 m mx 2 0 0 m m药卷 导爆管宙霄 混合堵塞物 图 1 装药结构示意 图 各个炮孔采用毫秒延期非电导爆管串并联起爆 网络 孑 L 内延期 共分 6段起爆 由内向外分别选用 m s l 掏 槽 孔 ms 3 ms 5
15、ms 7 m s 9 辅 助 孔 m s l 1 周边孔 导爆管 雷管 炮孔布置和起爆顺序见 图 2 所 示 3 爆破效果 三桥大 沟矿 区水 泥用 灰岩 矿巷 道掘 进在 基建 期 即开始 应用 上述 的爆破 技术 参 数 进 行 掘 进 开挖 取 得 了良好的效果 从现场看 炮孑 L 半孔率达到 8 5 以上 超 欠挖控制在 1 0 1 5 c m之 内 整个 巷道 壁 稳定 轮廓线平顺 光滑 炮孔循环进尺达 2 4 1 n l 不 仅控制了超 欠挖工程量 且保证了巷道掘进循环进 尺要求 达到了预期 目的 图 2炮孔布置和起爆 网络 图 参 考文献 1 王海亮 铁 路工 程爆 破 M 北京 中 国铁 路 出版社 20 01 2 姜东泉 直线掏槽技 术的应用及 合理炮 眼深度 的确定 J 有色矿冶 2 0 0 5 3 3 于亚伦 工 程爆 破理论与技 术 M 北京 冶金 工业 出 版社 2 0 0 4 4 张志旭 任少 峰 张亚 文 马春 风 光面爆 破 在平 硐开 挖施工 中的应用 J 采矿技术 2 0 1 3 2 5 张德崎 田会 礼 岩巷 中深孔 爆破 合理 掏槽 型式 的确 定 J 煤矿安全 2 0 0 5 5
