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1、,第9章 井巷掘进爆破,几个概念井巷工程：为进行采矿和其他工程目的，在 地下开凿的各类通道和硐室的总称。平巷：在地下矿山，开凿在岩体或矿层中不 直通地表的水平通道，称为平巷。平硐：在地层中开凿的直通地面的水平巷 道，称为平硐。,9.1 平巷掘进爆破,平巷掘进爆破特点只有一个自由面 炮孔深度受到限制，一般只有1.53.0m,9.1.1 工作面和炮孔布置,炮孔,掏槽孔,辅助孔,周边孔,顶孔,底孔,帮孔,各炮孔的作用,1. 掏槽孔：在工作面上首先造成一个 槽腔作为第二个自由面，为其他炮孔的爆破创造有利条件。2. 辅助孔：扩大和延伸掏槽的范围，大量崩落岩石。周边孔：控制平巷断面规格形状。为了提高其他炮
2、孔的爆破效果，掏 槽孔应比其他炮孔加深0.150.25m,掏槽孔的形式,掏槽孔,倾斜孔掏槽,平行空孔直线掏槽,混合式掏槽,单向掏槽,锥形掏槽,楔形掏槽,龟裂掏槽,桶形掏槽,螺旋形掏槽,1、倾斜孔掏槽（1）单向掏槽,（2）锥形掏槽,（3）楔形掏槽,2、平行空孔直线掏槽（1）龟裂掏槽,（2）桶形掏槽,（3）螺旋形掏槽,3、混合式掏槽,辅助孔和周边孔的布置原则,1、布孔均匀：一般辅助孔取0.51.0m，周边孔取0.40.8m，周边孔距巷道轮廓线取0.10.2m。2、底孔布置注意几点：（1）间距0.40.7m，抛渣爆破时，取小值；（2）孔口高出0.10.2m，孔底低于底板0.10.2m，抛渣爆破时，孔
3、加深0.2m左右；（3）装药量介于掏槽孔和辅助孔之间，装药高度为孔深的0.50.7倍，抛渣爆破时，每孔增加12个药卷。,9.1.2 爆破参数的确定,1、炮孔直径 直径 钻 速 直径 炮孔数目 直径 炸药单耗 直径 块度质量 直径 炸药爆速,表9-5 两种类型的孔径,小直径与普通孔径相比，钻速显著提高 例如：42mm钻头 钻凿面积为 32mm钻头 钻凿面积为 钻凿面积减少了42%研究表明，钻头每减少1.0mm，单位钻速可提高3%4%“三小”光爆锚喷技术：小直径钻头、小直径药卷、小直径锚杆“三小”是提高平巷掘进速度的有效方法,2、炮孔深度炮孔深度：指孔底到工作面的垂直距离h。炮孔长度：指炮孔方向的
4、实际长度L。两者关系：炮孔长度 L炮孔深度h,L=h,h,L,垂直钻孔时L=h,倾斜钻孔时Lh,炮孔深度的选取原则：合适的炮孔深度应有助于提高掘进速度和炮孔利用率。随着凿岩、装碴运输设备的改进，目前普遍存在加长炮孔深度以减少作业循环次数的趋势。,一般根据下列因素确定炮孔深度： （1）围岩的稳定性，避免过大的超欠挖； （2）凿岩机的允许钻孔长度、操作技术条件和钻孔技术水平； （3）掘进循环安排，保证充分利用作业时间。,3 炮孔数目,影响炮孔数目的因素（1）掘进断面：掘进断面 炮孔数目（2）岩石性质：普氏系数f 炮孔数目（3）炮孔直径：炮孔直径 炮孔数目（4）炸药性能：炸药威力 炮孔数目确定炮孔数
5、目的基本原则是在保证爆破效 果的前提下，尽可能地减少炮孔数目,式中 炮孔数目，个； 岩石坚固性系数； 巷道掘进断面积，,炮孔数目的计算公式,4 单位炸药消耗量q,影响q的因素：炸药性能、岩石性质、巷道断面、炮孔直径、炮孔深度等。确定方法：在实际工程中，大多采用经验公式和参考国家定额标准来确定。,（1）修正的普氏公式,式中 单位炸药消耗量， ； 岩石坚固性系数； 巷道掘进断面积， ； 考虑炸药爆力的修正系数 ， 为爆力， 。,（2）查表,表9-8 平巷掘进单位炸药消耗量定额,每循环的总药量,式中 每循环爆破岩石体积， ； 巷道掘进断面积， ； 炮孔深度， ； 炮孔利用率，一般取0.80.95。,
6、在平巷掘进中，当孔深为35m时，广泛采用平行空 孔直线掏槽。（1）平行空孔直线掏槽的爆破过程第一阶段：是装药炮孔爆破，在爆炸冲击波的作用下岩石破碎，并向空孔方向运动；第二阶段：是由于爆炸气体的膨胀作用使破碎岩石沿槽腔向自由面方向运动、抛掷。,9.1.3 平行空孔直线掏槽的几个问题,抛掷速度：孔口部位最大，孔底部位最低，由孔口到孔底呈逐渐减小的变化。提高掏槽效果的措施：确定合理孔深；增大孔底装药量；增加空孔直径或数目等。,（2）空孔的作用,一是作为装药炮孔爆破时的辅助自由面；二是作为破碎体的补偿空间。最佳间距：空孔与装药孔之间的距离，不能过小，也不能过大。其最佳间距应能使炸药能量利用率最高、单位
7、炸药消耗量最低、槽腔内破碎的岩石抛掷率最高。,9.2 立（竖）井掘进爆破,井筒：泛指竖井、斜井、盲井。组成：井颈、井身、井窝。（1）井颈：靠近地表的一段井筒。 此井段内常开有各种孔口，如安全通道、管路通道等。井颈的深度一般为1520m。（2）井身：井颈以下至罐笼进出车水平或箕斗装载水平的井筒部分。（3）井底：井底车场水平以下部分的井筒。,9.2.1 竖井工作面和炮孔布置,断面形式：一般均采用圆形，其优点是承压性能好、通风阻力小、并且便于施工。 根据竖井断面形式，炮孔呈同心圆布置。,掏槽孔形式,（1）圆锥形掏槽 炮孔的倾角一般为：700 800 炮 孔 加 深： 0.20.3m 孔底间距不得小于
8、：0.2m（2）直孔桶形掏槽 圈径： 1.21.8m 孔数： 47个 圈距： 0.20.3m为了改善岩石破碎和抛掷效果，可在井筒中心钻凿13个空孔，并加深0.5m以上，孔底装少量炸药，最后起爆。,辅助孔布置 光爆层厚度：0.50.7m 圈 距： 0.61.0m 孔 距： 0.81.2m周边孔布置 采用深孔光面爆破，炮孔布置在井筒轮廓线上， 孔距为0.40.6m。 为了方便打孔，孔孔向外倾斜，孔底偏出轮廓线0.050.1m。,9.2.2 竖井爆破参数的确定,1、炮孔直径 采用手持式凿岩机：孔径3946mm，孔深2m 采用伞钻：孔径3550mm，孔深3.54.0m,2、炮孔深度影响炮孔深度的主要因
9、素：（1）钻孔机具（2）掏槽形式（3）炸药性能,炮孔深度的确定式中 按月进度要求的炮孔深度， ； 计划的月进度， ； 每月掘进天数； 每循环小时数； 炮孔利用率，一般取0.80.9； 循环率，一般可取0.80.9。,3、炮孔数目式中 单位炸药消耗量， ； 井筒的掘进断面积， ； 每个药包的长度， ； 每个药包的重量， ； 炮孔利用率； 炮孔平均装药系数，当药包直径为32mm 时，取0.60.72；当药包直径为35mm时，取0.60.65。,4、单位炸药消耗量,主要影响因素（1）岩石坚固性（2）岩石结构构造特性（3）炸药威力确定方法（1）查表法（2）试算法（3）类比法,9.2.3 竖井爆破的起爆
10、网路,竖井掘进爆破，大多采用电雷管起爆网路；对于大于2.5m深的炮孔，也可采用电雷管导爆索复式起爆网路。在电雷管起爆网路中，广泛采用并联和串并联，极少采用串联。并联又分为闭合反向并联、闭合正向并联和反向并联。起爆电源大多采用地面的220V或380V的交流电。在并联网路中，随着雷管并联组数的增加，起爆总电流也增大，必须采用高能量的起爆电源。,9.2.4 斜井掘进爆破,斜井掘进爆破与平巷类似，但由于斜井倾斜 100 250，甚至350，因此，各施工工序难度增 加，例如钻孔、爆破、装岩、排水等工序。斜井掘进作业的特点（1）“三大一仓”是提高斜井掘进速度的有效途径。 三大大扒斗、大箕斗、大提升机 一仓
11、大矸石仓（2）爆破工艺必须与斜井机械化配套相适应： 例如采用YT-28凿岩机、4244mm钎头，大力 推广中深孔爆破、全断面一次光面爆破、抛渣 爆破等。,9.2.5 天井反向掘进爆破,什么叫天井？天井是矿山用于连接上下两个开采水平，提升下放设备、材料、通风、行人以及勘探矿体等的一段通道。 专门用于放矿的天井，叫溜井。断面形式：一般为矩形或圆形。断面尺寸：,（1）浅孔爆破法反向掘进：自下而上掘进。搭设工作台，工作台与工作面距离2.02.5m，采用上向式凿岩机打孔炮孔深度为1.61.8m，炮孔数为2.53.5个/m2适用条件：适用于掘进短天井，不适用于掘进高天井，因为掘进高天井时，通风、提升困难，
12、工效低，并且不安全。,（2）深孔爆破法定义：用深孔钻机自上而下或自下而上沿天井全高钻凿一组平行深孔，然后分段，自下而上依次爆破，形成所需的断面和一定高度的天井。优点：掘进工程中，工人不进入天井内作业，工作安全，作业条件好，是近期行之有效的方法。炮孔布置：掏槽孔布置有两种方式以空孔为自由面的掏槽方式：小直径深孔，大直径空孔，以提高爆破效果，（图8-15)。以工作面为自由面的漏斗掏槽方式：采用大直径炮孔，每段只爆一个炮孔，装药交错布置，（图8-16)。,炮孔直径：采用潜孔钻时，孔径为90150mm； 采用FJI-700型深孔钻机时，孔径为5176mm。炮孔数目：根据类似矿山经验和试验结果确定，或按公式（8-7）计算。分段高度段高影响因素：岩石性质、天井断面、孔径大小 一般情况下，岩石易爆时，段高较大；岩石难爆时，段高较小。例如：云南某铁矿，对于天井长度25m时，分三段爆破。,9.3 隧道掘进爆破,川藏公路二郎山隧道,9.3.1 隧道爆破施工特点（1）高度大、跨度大（2）埋藏浅，岩体破碎，影响因素多（3）服务年限长，造价昂贵，必须确保工程质量（4）对钻孔质量要求高,9.3.1 隧道开挖方法（1）全断面开挖法定义：全断面开挖法系在地质条件较好隧道施工中，以凿岩台车钻孔、装药、堵塞、起爆网路连接，一次完成整个断面开挖，并以出渣、运输机械完成出渣作业的方法。,
