光面爆破与锚喷支护技术教学讲义课件.pptx

1、松宜煤业有限公司安全培训中心2022-8-11松宜煤业有限公司安全培训中心2022-8-12 锚杆支护是一门科技含量较高的工程技术，是理论知识和实践知识的完美结合。要想掌握锚杆支护技术必须加强学习与培训。1.技术人员要学习高等数学、各种力学、锚杆支护理论等基础理论知识，以提高接受、传授、现场指导锚杆支护技术的能力。2.注重理论知识与实践知识的结合，要“知其然，并知其所以然”。3.要进行现场操作实习。松宜煤业有限公司安全培训中心2022-8-13松宜煤业有限公司安全培训中心一、岩石的分级与围岩分类级别坚固性程度岩石性质坚固性系数f最坚固的岩石最坚固、最致密的石英岩及玄武岩。其它最坚固的岩石20很

2、坚固的岩石很坚固的花岗岩类：石英斑岩、很坚固的花岗岩，硅质片岩；坚固程度较级岩石稍差的石英岩；最坚固的砂岩及石灰岩15坚固的岩石花岗岩（致密的）及花岗岩类岩石；很坚固的砂岩及石灰岩；石英质矿脉，坚固的砾岩；很坚固的铁矿石10a坚固的岩石坚固的石灰岩；不坚固的花岗岩；坚固的砂岩；坚固的大理岩；白云岩；黄铁矿8相当坚固的岩石 一般的砂岩；铁矿石6a相当坚固的岩石 砂质页岩；泥质砂岩5坚固性中等的岩石坚固的页岩；不坚固的砂岩及石灰岩；软的砾岩4a坚固性中等的岩石各种（不坚固的）页岩；致密的泥灰岩3相当软的岩石软的页岩；很软的石灰岩；白垩；岩盐；石膏；冻土；无烟煤；普通泥灰岩；破碎的砂岩；胶结的卵石及

3、粗砂粒；多石块的土2a相当软的岩石碎石土；破碎的页岩；结块的卵石及碎石；坚硬的烟煤；硬化的粘土1.5软土粘土（致密的）；软的烟煤；坚固的表土层，粘土质土壤1.0a软土轻砂质粘土（黄土，细砾土）0.8壤土状土腐质土；泥炭；轻压粘土；湿砂0.6松散土砂；小的细砾土；填方土；已采下的煤0.5流动性土流砂；沼泽土；含水黄土及其它含水土壤0.31、普氏围岩分级表、普氏围岩分级表 松宜煤业有限公司安全培训中心松宜煤业有限公司安全培训中心2 2、围岩分类、围岩分类（稳定性分类）（稳定性分类）围岩类别主要工程地质特点岩体结构构造影响程度，结构面发育情况和组合 整体状及层间结合良好的厚层状结构构造影响轻微，偶有

4、小断层。结构面不发育，仅有两到三组，平均间距大于0.8m，以原生和构造节理为主，多数闭合，无泥质充填，不贯通。层间结合良好，一般不出现不稳定块体 同类围岩结构 同类围岩特征块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构 构造影响较重，有少量断层。结构面较发育，一般为三组，平均间距0.40.8m，以原生和构造节理为主，多数闭合，偶有泥质充填，贯通性较差，有少量软弱结构面。层间结合较好，偶有层间错动和层面张开现象 同类围岩结构 同类围岩特征同类围岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构 同类围岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构特征 层间结合良好的薄层和软硬岩互层结构 构造影响较重，结构面

5、发育，一般为三组，平均间距0。20。4m，以构造节理为主，节理面多数闭合，少有泥质充填。岩层为薄层或以硬岩为主的软硬岩互层，层间结合良好，少见软弱夹层、层间错动和层面张开现象 碎裂镶嵌结构 构造影响较重；结构面发育，一般为三组以上，平均间距0.20.4m，以构造节理为主，节理面多数闭合，少数有泥质充填，块体间牢固咬合 同类围岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构同类围岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构特征 散块状结构 构造影响严重，一般为风化卸荷带。结构面发育，一般为三组，平均间距0.40.8m，以构造节理、卸荷、风化裂隙为主，贯通性好，多数张开，夹泥，夹泥厚度一般大于结构面的

6、起伏高度，咬合力弱，构成较多的不稳定块体 层间结合不良的薄层、中厚层和软硬岩互层结构构造影响严重。结构面发育，一般为三组以上，平均间距0.20.4m，以构造、风化节理为主，大部分微张(0.51.0mm)，部分张开(1.0mm)，有泥质充填，层间结合不良，多数夹泥，层间错动明显 碎裂状结构 构造影响严重，多数为断层影响带或强风化带。结构面发育，一般为三组以上。平均间距0.20.4m，大部分微张(0.51.0mm)，部分张开(1.0mm)，有泥质充填，形成许多碎块体 散体状结构 构造影响很严重，多数为破碎带、全强风化带、破碎带交汇部位。构造及风化节理密集，节理面及其组合杂乱，形成大量碎块体。块体间

7、多数为泥质充填，甚至呈石夹土状或土夹石状 GBJ86-85围岩分类围岩分类松宜煤业有限公司安全培训中心3 3、围岩分类、围岩分类（松动圈分类）（松动圈分类）GBJ86-85围岩分类围岩分类围岩松动圈围岩松动圈：开挖后表层围岩随位移的发生与发展、破坏逐渐向深处扩展，使其连续性和完整性遭到破坏的部分岩石圈。对其测量的方法有声波法、多点位移计法和形变一电阻率法。松动圈理论为基础的围岩分类与支护围岩分类围岩分类松动圈范围松动圈范围支护方式支护方式稳定围岩小于400mm喷射混凝土喷射混凝土较稳定围岩4001000mm锚喷支护锚喷支护一般稳定围岩10001500mm锚喷支护锚喷支护一般不稳定围岩15002

8、000mm锚喷加网支护锚喷加网支护不稳定围岩20003000mm锚喷加网支护锚喷加网支护极不稳定围岩3000以上采用特殊支护采用特殊支护松宜煤业有限公司安全培训中心二、巷道地压二、巷道地压GBJ86-85围岩分类围岩分类1 1、巷道矿压与矿压显现巷道矿压与矿压显现 地下岩体未被开挖时，上部的岩石以本身的重量对下部岩石产生一种压力，地下岩体未被开挖时，上部的岩石以本身的重量对下部岩石产生一种压力，下部岩下部岩石对上部的压力产生对抗力，石对上部的压力产生对抗力，这种压力和抗力处于平衡状态。这种压力和抗力处于平衡状态。在这种情况下，在这种情况下，岩石一岩石一般不会发生变形和移动，般不会发生变形和移动

9、，因而岩体也不会受到破坏。因而岩体也不会受到破坏。在岩体内开掘井巷后，岩体的受力平衡状态遭到了破坏，井巷周围的岩石受力出现在岩体内开掘井巷后，岩体的受力平衡状态遭到了破坏，井巷周围的岩石受力出现了不平衡，会使周围岩石发生变形、位移乃至破坏。如井巷开挖后架设支架，上述变化了不平衡，会使周围岩石发生变形、位移乃至破坏。如井巷开挖后架设支架，上述变化产生的压力就会作用在支架上，使岩体内应力发生重新分布。产生的压力就会作用在支架上，使岩体内应力发生重新分布。这种作用在井巷周围岩体这种作用在井巷周围岩体中及支护体上重新分布的力就叫巷道矿山压力，简称中及支护体上重新分布的力就叫巷道矿山压力，简称巷道矿压。

10、巷道矿压。在矿山压力作用下，在矿山压力作用下，将引起一系列力学现象，将引起一系列力学现象，如围岩变形或挤入巷道、如围岩变形或挤入巷道、岩体离散岩体离散、移动或冒落，、移动或冒落，煤被压松、煤被压松、片帮或突然抛出，片帮或突然抛出，木材支架压裂或折断，木材支架压裂或折断，金属支架变形金属支架变形或压弯，充填物产生沉缩以及岩层和地表发生移动或塌陷等等。或压弯，充填物产生沉缩以及岩层和地表发生移动或塌陷等等。这些由于矿山压力作用这些由于矿山压力作用，使巷道围岩、煤体、，使巷道围岩、煤体、以及支护体发生缓慢的或急速的变形或破坏的现象以及支护体发生缓慢的或急速的变形或破坏的现象，叫做叫做“矿矿山压力显现

11、山压力显现”，简称简称“矿压显现矿压显现”。松宜煤业有限公司安全培训中心二、巷道地压二、巷道地压GBJ86-85围岩分类围岩分类2 2、原岩应力原岩应力 地壳中由于没有受到人类工程活动（如矿井开掘巷道等）的影响的岩体称为地壳中由于没有受到人类工程活动（如矿井开掘巷道等）的影响的岩体称为原岩体，简称原岩体，简称原岩原岩。存在于地层中未受工程扰动的天然应力为原岩应力，也称为。存在于地层中未受工程扰动的天然应力为原岩应力，也称为岩体岩体初始应力、绝对应力或地应力初始应力、绝对应力或地应力。天然存在于原岩内而与人为因素无关的应力。天然存在于原岩内而与人为因素无关的应力场称为场称为原岩应力场原岩应力场。

12、原岩应力的开成主要与地球的各种动力运动过程有关，包括：板块边界受压原岩应力的开成主要与地球的各种动力运动过程有关，包括：板块边界受压，地幔热对流，地球内应力，地心引力，地球旋转，岩浆侵入和地壳非均匀扩容，地幔热对流，地球内应力，地心引力，地球旋转，岩浆侵入和地壳非均匀扩容等。此外，原岩体内温度不均匀，水压梯度变化，地表被剥蚀或其他物理化学作等。此外，原岩体内温度不均匀，水压梯度变化，地表被剥蚀或其他物理化学作用也能影响岩体内应力的大小与分布状态。用也能影响岩体内应力的大小与分布状态。由地心引力引起的应力场称为由地心引力引起的应力场称为自重应力场自重应力场，地壳中任一点的自重应力等于单，地壳中任

13、一点的自重应力等于单位面积的上覆岩层的重量。由于地质构造运动而引起的应力场称为位面积的上覆岩层的重量。由于地质构造运动而引起的应力场称为构造应力场构造应力场，构造应力与岩体的特性，以及正在发生过程中的地质构造应力场是原岩应力场的构造应力与岩体的特性，以及正在发生过程中的地质构造应力场是原岩应力场的主要组成部分。主要组成部分。由于原岩应力场是分析开采窨周围应力重新分布的基础，研究岩体的初始应由于原岩应力场是分析开采窨周围应力重新分布的基础，研究岩体的初始应力状态，为分析开挖岩体过程中岩体内部应力变化，合理设计巷硐支护提供依据力状态，为分析开挖岩体过程中岩体内部应力变化，合理设计巷硐支护提供依据。

14、松宜煤业有限公司安全培训中心二、巷道地压二、巷道地压GBJ86-85围岩分类围岩分类3 3、地层压力地层压力 周围岩体作用于隧道和地下洞室衬砌或支护上的荷载，也称地层压力。广义地讲，围周围岩体作用于隧道和地下洞室衬砌或支护上的荷载，也称地层压力。广义地讲，围岩压力是开挖隧道后围岩变形和应力重新分布的一种物理现象。岩压力是开挖隧道后围岩变形和应力重新分布的一种物理现象。人们从开挖洞穴后围岩变形和坍塌，衬砌或支护产生变形和开裂等现象，逐步认识人们从开挖洞穴后围岩变形和坍塌，衬砌或支护产生变形和开裂等现象，逐步认识到围岩压力的存在。影响围岩压力的因素有：洞室形状或大小、地质构造、支护型式和到围岩压力

15、的存在。影响围岩压力的因素有：洞室形状或大小、地质构造、支护型式和刚度、洞室埋深，以及时间因素和施工方法等。围岩压力的性质、大小和分布规律是正刚度、洞室埋深，以及时间因素和施工方法等。围岩压力的性质、大小和分布规律是正确进行隧道和洞室支护、结构设计和选择施工方案的重要依据。洞室开挖前，岩体处在确进行隧道和洞室支护、结构设计和选择施工方案的重要依据。洞室开挖前，岩体处在相对静止状态，其中任何一点的岩土都受到周围地层的挤压，称为初始应力状态或一次相对静止状态，其中任何一点的岩土都受到周围地层的挤压，称为初始应力状态或一次应力状态。它是由上覆地层自重、地壳运动的构造应力以及地下水流动等因素所决定的应

16、力状态。它是由上覆地层自重、地壳运动的构造应力以及地下水流动等因素所决定的。洞室开挖以后，解除了部分围岩的约束，原始的应力平衡和稳定状态被破坏，围岩中。洞室开挖以后，解除了部分围岩的约束，原始的应力平衡和稳定状态被破坏，围岩中出现了应力的重分布，进入二次应力状态。围岩向洞室内部空间变形，并力图达到新的出现了应力的重分布，进入二次应力状态。围岩向洞室内部空间变形，并力图达到新的平衡。平衡。松宜煤业有限公司安全培训中心二、巷道地压二、巷道地压GBJ86-85围岩分类围岩分类4 4、围岩的成拱作用、围岩的成拱作用 巷道开掘后，顶板岩石就暴露出来，如巷道开掘后，顶板岩石就暴露出来，如不进行支护，巷道顶

17、板就如同不进行支护，巷道顶板就如同“梁梁”承受上承受上部的压力后开始弯曲下沉，部的压力后开始弯曲下沉，随后就出现一些随后就出现一些逐渐扩大、逐渐扩大、增多的纵横交错的裂缝，增多的纵横交错的裂缝，导致导致原来的整体顶板岩石破坏、原来的整体顶板岩石破坏、冒落，与此同时冒落，与此同时，上部又产生裂缝，上部又产生裂缝，这些裂缝又逐渐扩大这些裂缝又逐渐扩大，最后冒落。最后冒落。这样由下往上、这样由下往上、由低到高，由低到高，不断地破坏与冒落，不断地破坏与冒落，直到巷道形成类似拱的直到巷道形成类似拱的形状以后，形状以后，顶板岩石才处于稳定状态。顶板岩石才处于稳定状态。这这样形成的拱形叫做样形成的拱形叫做自

18、然平衡拱自然平衡拱。巷道自然平衡拱的形成巷道自然平衡拱的形成 松宜煤业有限公司安全培训中心GBJ86-85围岩分类围岩分类 自然平衡拱的大小与巷道宽度和岩石性质有自然平衡拱的大小与巷道宽度和岩石性质有关。关。巷道越宽、巷道越宽、岩石越松软，岩石越松软，顶板弯曲下沉程顶板弯曲下沉程度就越大，度就越大，拱也就越高。拱也就越高。在一般条件下形成的自在一般条件下形成的自 然平衡拱是稳定的。然平衡拱是稳定的。特殊特殊情况下，情况下，有时会出现暂时的拱平衡，有时会出现暂时的拱平衡，经一定时间经一定时间后，后，仍会向上冒落，仍会向上冒落，虽最后还会形成新的自然平虽最后还会形成新的自然平衡拱，衡拱，但是，但是

19、，在井下掘进工作面处理冒顶时，在井下掘进工作面处理冒顶时，必须清楚地认识到这一点，必须清楚地认识到这一点，应认真对待。应认真对待。自然平衡拱形成以后，自然平衡拱形成以后，支架上只承受拱内支架上只承受拱内岩石的重力，岩石的重力，并达到稳定，并达到稳定，其大小随拱的形状其大小随拱的形状和大小而变，和大小而变，称为拱形压力。称为拱形压力。拱外岩石重量由拱外岩石重量由拱承担，拱承担，拱内就成为压力降低区（或叫免压带拱内就成为压力降低区（或叫免压带），），这时拱上部的压力由巷道两侧的岩石来支这时拱上部的压力由巷道两侧的岩石来支承，承，因而在巷道两侧形成了压力升高区，因而在巷道两侧形成了压力升高区，这时这

20、时把巷道两侧所承担的压力叫支承压力（集中压把巷道两侧所承担的压力叫支承压力（集中压力），力），压力分布如图压力分布如图 巷道及围岩受压情况巷道及围岩受压情况 a 巷道支承压力分布情况；巷道支承压力分布情况；b 巷遭受顶压、巷遭受顶压、侧压、侧压、底压情况底压情况 原始应力区，原始应力区，支承压力区，支承压力区，卸压区卸压区 1 一自然平衡拱；一自然平衡拱；2 一岩壁刚露出时的支承压一岩壁刚露出时的支承压力；力；3 支承压力向深部转移；支承压力向深部转移；4 顶压；顶压；5 侧压；侧压；6 底压底压 4 4、围岩的成拱作用、围岩的成拱作用松宜煤业有限公司安全培训中心 在生产过程中，在生产过程中，

21、经常可以遇到自然平衡拱的现象，经常可以遇到自然平衡拱的现象，每每当巷道发生局部冒顶时，当巷道发生局部冒顶时，尽管落的高度和范围有大有小，尽管落的高度和范围有大有小，但冒落到一定程度，但冒落到一定程度，冒落区的顶部便形成一个自冒落区的顶部便形成一个自 然平衡拱然平衡拱，处于一个相对稳定状态。处于一个相对稳定状态。掌握了岩层的这个特性，掌握了岩层的这个特性，抓紧抓紧这个相对稳定的时间，这个相对稳定的时间，在冒顶区内进行处理，在冒顶区内进行处理，防止冒落范防止冒落范围继续扩大，围继续扩大，这对处理冒顶事故是非常重要的。这对处理冒顶事故是非常重要的。但还必须但还必须有相应的安全技术措施。有相应的安全技

22、术措施。注意松宜煤业有限公司安全培训中心 瑞典从20世纪50年代开始，率先研究一种能按设计轮廓线爆破岩体，使巷道周壁或开挖面平整，并使围岩不受明显破坏的控制爆破技术，即光面爆破技术光面爆破技术。光面爆破光面爆破 我国自1970年以来，在矿山、水利、地下工程中获得了广泛应用光面爆破技术，至今成为控制开挖轮廓线的主要爆破方法之一。特别是光面爆破与锚喷支护相结合后，已成为井巷工程中一项重大技术改进。普通爆破和光面爆破的效果普通爆破和光面爆破的效果(a)(a)普通爆破普通爆破(b)(b)光面爆破光面爆破松宜煤业有限公司安全培训中心光面爆破光面爆破光面爆破在隧道掘进建设中的应用光面爆破在隧道掘进建设中的

23、应用松宜煤业有限公司安全培训中心光面爆破光面爆破 对掘进巷道来说，爆破顺序是掏槽、崩落，最后周边眼光面爆破。光爆锚喷施工质量好，减少了围岩的位移、松动和破坏，增加了安全性。减少超挖、节约材料，降低了成本。在巷道掘进中采用光面爆破具有以下优点：松宜煤业有限公司安全培训中心光面爆破光面爆破第一节第一节 光面爆破技术的特点和基本原理光面爆破技术的特点和基本原理一、光面爆破的特点一、光面爆破的特点（1）爆破后成型规整，符合设计轮廓，特别在松软岩层中更能显示出光面爆破的作用。光面爆破后通常可在新形成的壁面上残留清晰可见的半边孔壁痕迹。（2）光面爆破可以大大减少巷道的超挖量，提高施工质量，加快施工进度，节

24、省大量的混凝土衬砌浇筑量。（3）光面爆破对围岩的破坏要轻微得多。根据声波探测表明，采用光面爆破时，围岩松弛带的范围只是常规爆破方法的1/31/2，从而提高了围岩的稳定性，减少了支护工作量；采用光面爆破，围岩的壁面平整，危石少，撬顶工作简单，减轻了表面应力集中现象，避免局部冒落，增进了采用光面爆破，围岩的壁面平整，危石少，撬顶工作简单，减轻了表面应力集中现象，避免局部冒落，增进了围岩的稳定和施工安全，并为喷锚支护的使用创造了有利条件。围岩的稳定和施工安全，并为喷锚支护的使用创造了有利条件。光面爆破的优点在完整岩体中十分明显，可以直观地感到爆破后的开挖面光洁平整，岩体完整，爆破裂隙不发光面爆破的优

25、点在完整岩体中十分明显，可以直观地感到爆破后的开挖面光洁平整，岩体完整，爆破裂隙不发育，给人以安全感。育，给人以安全感。在松软的岩石中，特别是在一些不均质的岩体和构造发育的岩体中采用光面爆破在减轻围岩的破坏，减少超挖在松软的岩石中，特别是在一些不均质的岩体和构造发育的岩体中采用光面爆破在减轻围岩的破坏，减少超挖以及避免产生冒顶等方面，仍起到很大作用。以及避免产生冒顶等方面，仍起到很大作用。松宜煤业有限公司安全培训中心光面爆破光面爆破第一节第一节 光面爆破技术的特点和基本原理光面爆破技术的特点和基本原理二、光面爆破的基本原理二、光面爆破的基本原理 光面爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题，目前仍在

26、探索之中。尽管在理论上还不甚成熟，但在定性分析方面已有共识。关于控制爆破中岩石破裂过程有3种不同的理论解释：应力波波峰干扰理论；爆生气体的膨胀作用理论；应力波与爆生气体综合作用理论。对于不同的装药结构、不同的岩石和炸药性能，上述3种理论各有其合理性。一般认为，光面爆破是周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向其四周作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，则产生应力波的叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀合裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。松宜煤业有限公司安全培训中心光面爆破光面爆破第一节第一

27、节 光面爆破技术的特点和基本原理光面爆破技术的特点和基本原理二、光面爆破的基本原理二、光面爆破的基本原理 光面爆破的实质是沿开挖轮廓线布置间距减小的平行炮眼，采用特殊的装药结构，在这些光面炮眼中进行减少药量的不耦合装药，选择合理的光爆参数，然后同时起爆。爆破时，沿这些炮眼的中心联接线破裂成平整的光面。比如在巷道掘进设计断面的轮廓线上布置加密的周边孔，减小药包直径，减少装药量，配套采用不耦合装药结构，采用低密度和低爆速的炸药，甚至专用的光面爆破炸药（小直径、低猛度、低爆速20003000m/s），以控制炸药爆炸能量及其作用，降低爆炸冲击波的峰值压力，削弱它在岩石中引起的应力波强度，避免在炮孔周围

28、产生压碎区，而使爆破作用集中到需要爆落的一侧岩体上，减弱对原岩体的破坏作用。松宜煤业有限公司安全培训中心光面爆破光面爆破第一节第一节 光面爆破技术的特点和基本原理光面爆破技术的特点和基本原理二、光面爆破的基本原理二、光面爆破的基本原理 光面爆破时由于采用不耦合装药，药包爆轰后，炮眼壁上的压力显著降低。此时药包的爆破作用为准静压作用。当炮孔压力值低于岩石动抗压强度时，在炮眼壁上就不致造成“压碎”破坏。这样爆轰波引起的应力波和凿岩时在炮眼壁上造成的应力状态相似，只能引起少量的径向细微裂隙。与普通爆破相比，光面爆破的主要优点是：岩壁面光滑平整，围岩稳定，其爆破后壁面光滑、平整。然而目前，由于对光爆的

29、认识不足，在岩巷掘进爆破中普遍存在少打眼、乱打眼、多装药、乱放炮的现象，造成的后果是炮眼利用率低、岩石碎块抛掷远，爆堆不集中，周边超挖大，巷道成形差，围岩松动破坏严重，在松软岩层中，周边很难留下半边眼痕。大大影响了掘进速度，增加了支护成本。目前对光面爆破的质量要求尚不统一，一般应要求：周边轮廓尺寸符合设计要求，壁面凸凹度不大于200mm；眼痕率：软岩55%，中硬岩石65%，坚硬岩石75%。松宜煤业有限公司安全培训中心光面爆破光面爆破第二节、光面爆破参数的选择第二节、光面爆破参数的选择 要取得理想的光面爆破效果，主要取决于：炸药、雷管、连线方式、炮眼布置、装药量、装药结构、起爆顺序等的选择。松宜

30、煤业有限公司安全培训中心光面爆破光面爆破第二节、光面爆破参数的选择第二节、光面爆破参数的选择 松宜煤业有限公司安全培训中心光面爆破光面爆破第二节、光面爆破参数的选择第二节、光面爆破参数的选择 3.炮眼布置与装药量选择松宜煤业有限公司安全培训中心光面爆破光面爆破第二节、光面爆破参数的选择第二节、光面爆破参数的选择 松宜煤业有限公司安全培训中心光面爆破光面爆破第二节、光面爆破参数的选择第二节、光面爆破参数的选择 松宜煤业有限公司安全培训中心光面爆破光面爆破第二节、光面爆破参数的选择第二节、光面爆破参数的选择（1）最小抵抗线最小抵抗线W（从装药重心到自由面的最短距离）从装药重心到自由面的最短距离）光

31、爆层光爆层是指周边炮孔与最外层主爆孔之间的一圈岩石层。光面层厚度或周边眼（光爆孔）到邻近辅助眼间的距离，是光面眼（光爆孔）起爆时的最小抵抗线，一般它应大于或等于光面眼间距。如果最小抵抗线过大，光爆层将不能很好地破碎下来，甚至产生大块或留底根；如果最小抵抗线过小，在反射波作用下，可能导致围岩破坏，影响光爆效果和围岩的稳定性，甚至产生超挖形成凹凸不平的壁面。4、其它有关参数、其它有关参数松宜煤业有限公司安全培训中心光面爆破光面爆破第二节、光面爆破参数的选择第二节、光面爆破参数的选择（1）最小抵抗线最小抵抗线W（从装药重心到自由面的最短距离）从装药重心到自由面的最短距离）把光爆层光爆层岩石看作类似露

32、天台阶爆破，可以采用以下经验公式来确定最小抵抗线WbbLSCqW 式中式中 W W光爆层厚度光爆层厚度；q qb b炮眼内的装药量炮眼内的装药量；S S炮眼间距炮眼间距；L Lb b炮眼长度炮眼长度；C C爆破系数，相当于炸药单耗值。爆破系数，相当于炸药单耗值。光爆层的厚度还与巷道开挖断面的大小有关，大断面巷道的顶拱垮度大，光爆孔光爆层的厚度还与巷道开挖断面的大小有关，大断面巷道的顶拱垮度大，光爆孔所受到的夹制作用小，岩体比较容易崩落，此时，光爆层厚度可以大一些。小断面巷道所受到的夹制作用小，岩体比较容易崩落，此时，光爆层厚度可以大一些。小断面巷道的光爆孔受到的夹制作用大，其厚度宜小一些。的光

33、爆孔受到的夹制作用大，其厚度宜小一些。光爆层的厚度还与岩石的性质和地质构造等因素有关。坚硬完整的岩石，光爆层光爆层的厚度还与岩石的性质和地质构造等因素有关。坚硬完整的岩石，光爆层宜薄一些；而松软破碎的岩石，光爆层宜厚一些。宜薄一些；而松软破碎的岩石，光爆层宜厚一些。松宜煤业有限公司安全培训中心光面爆破光面爆破第二节、光面爆破参数的选择第二节、光面爆破参数的选择（2）炮孔密集系数炮孔密集系数 光爆层厚度w与周边孔的间距a有着密切的关系，可用两者的比值Ka/W来表示，K称为周边孔（光爆孔）的密集系数。K值过大时，爆破后可能在光爆孔间留下岩埂，造成欠挖，达不到光面爆破效果；反之m值过小时，则会在新壁

34、面造成凹坑，可能出现超挖。实践中实践中多取最小抵抗线大于孔距，具有小孔距、大抵抗线的特点，尤其在多取最小抵抗线大于孔距，具有小孔距、大抵抗线的特点，尤其在坚硬岩石中密集系数皆小于坚硬岩石中密集系数皆小于1。这样，可使反射拉伸波从最小抵抗线方向折回之。这样，可使反射拉伸波从最小抵抗线方向折回之前造成贯穿裂缝，隔断反射拉伸波向围岩传播的可能，减少围岩破坏。前造成贯穿裂缝，隔断反射拉伸波向围岩传播的可能，减少围岩破坏。实践表明实践表明，当，当m=0.8l.0时，爆破后的光面效果较好，硬岩中取大值，软时，爆破后的光面效果较好，硬岩中取大值，软岩中取小值。岩中取小值。松宜煤业有限公司安全培训中心光面爆破

35、光面爆破第二节、光面爆破参数的选择第二节、光面爆破参数的选择（3）不耦合系数不耦合系数 不耦合系数K，是指炮孔直径与药包直径之比（环向空气间隔装药时）。光面爆破采用药包直径小于炮孔直径的方法，因而不耦合系数K1。不耦合系数K的取值一般介于1.13.0之间，采用最多的是不耦合系数K=1.52.5用得较多。光面爆破光面爆破炮孔装药结构炮孔装药结构1导爆索导爆索；2堵塞段堵塞段；3中间装药中间装药；4底部增强装药底部增强装药松宜煤业有限公司安全培训中心光面爆破光面爆破第二节、光面爆破参数的选择第二节、光面爆破参数的选择（3）不耦合系数不耦合系数 松宜煤业有限公司安全培训中心光面爆破光面爆破第二节、光

36、面爆破参数的选择第二节、光面爆破参数的选择（4）线装药密度线装药密度 线装药密度是指单位长度炮孔内的装药量，又称装药集中度，当采用既有环向不耦合又有轴向空气间隔的装药结构时,当光爆孔直径为3545mm时，一般将线装药密度取为0.10.3kg/m，其中软岩为0.070.12 kg/m，中硬岩为0.10.15 kg/m，硬岩则为0.150.25 kg/m。2140dq炸药密度，kg/m3；d1药卷直径，m；q0线装药密度，kg/m连续装药连续装药 22240Kdq采用环向不耦合连续装药结构时，因为K=d2/d1，这里d2为炮孔直径 松宜煤业有限公司安全培训中心光面爆破光面爆破第二节、光面爆破参数的

37、选择第二节、光面爆破参数的选择（5）孔距孔距 光爆孔的间距比主爆孔小，它与炮孔直径、岩性和装药量等参数有关。孔距过大，难以爆出平整光面；孔距过小会增加凿岩费用。通常，合理的孔距可按炮孔直径选取S=（1020）d2S孔距（实际工程设计多用类比法选取），孔距（实际工程设计多用类比法选取），m；d2炮眼直径炮眼直径，m。在节理裂隙比较发育的岩石中应取小值在节理裂隙比较发育的岩石中应取小值，整体性，整体性好的岩石中可取大值。好的岩石中可取大值。炮眼间距的确定一般是根据一个掘进循环所需要的总装药量计算出总炮眼数目后，炮眼间距的确定一般是根据一个掘进循环所需要的总装药量计算出总炮眼数目后，再按巷道断面的大

38、小及形状均匀地布置炮眼。再按巷道断面的大小及形状均匀地布置炮眼。平巷掘进中，掏槽眼有多种不同的形式，其眼间距也有所不同，周边眼的眼口至轮廓平巷掘进中，掏槽眼有多种不同的形式，其眼间距也有所不同，周边眼的眼口至轮廓线的距离一般为线的距离一般为 100250mm，在坚硬岩石中取小值；在坚硬岩石中取小值；周边眼的眼口间距则为周边眼的眼口间距则为 500800mm，底眼的间距取小值。，底眼的间距取小值。辅助眼的间距为辅助眼的间距为 400600mm。松宜煤业有限公司安全培训中心光面爆破光面爆破第二节、光面爆破参数的选择第二节、光面爆破参数的选择（6）起爆间隔时间起爆间隔时间时差越短则壁面平整效果越有保

39、证。起爆时间对起爆时间对光面爆破效果的影响光面爆破效果的影响（a）不同段秒差延期起爆）不同段秒差延期起爆；（b）齐发爆破）齐发爆破；（c）微差起爆）微差起爆 松宜煤业有限公司安全培训中心光面爆破光面爆破第二节、光面爆破参数的选择第二节、光面爆破参数的选择（7）炮眼直径炮眼直径 炮眼直径的大小直接影响钻眼速度、炮眼直径的大小直接影响钻眼速度、炮眼数目、炮眼数目、单位炸药消耗量、单位炸药消耗量、爆落岩爆落岩石的块度和井巷轮廓的平整性。石的块度和井巷轮廓的平整性。炮眼直径增加，意味着药卷直径加大，有利于提高爆炸反应的稳定性、增加炮眼直径增加，意味着药卷直径加大，有利于提高爆炸反应的稳定性、增加爆速，

40、但是炮眼直径过大，不仅使钻眼速度下降，而且因炮眼数目爆速，但是炮眼直径过大，不仅使钻眼速度下降，而且因炮眼数目 减少影响炸减少影响炸药的均匀分布，药的均匀分布，使岩石的破碎质量变差。使岩石的破碎质量变差。我国地下矿山井巷掘进中，我国地下矿山井巷掘进中，一般采用一般采用 3640mm的炮眼直径，在小断面巷道（的炮眼直径，在小断面巷道（小于小于4m2）掘进中，掘进中，采用采用 2530小直小直径炮眼，配合使用轻型高频凿岩机、压气装药和高威力炸药，也可获得良好的爆径炮眼，配合使用轻型高频凿岩机、压气装药和高威力炸药，也可获得良好的爆破效果。破效果。松宜煤业有限公司安全培训中心光面爆破光面爆破第二节、

41、光面爆破参数的选择第二节、光面爆破参数的选择（8）炮眼深度炮眼深度 炮眼深度是指炮眼底到工作面的垂直距离，而沿炮眼方向的实际深度叫炮眼长度。炮眼深度的大小，不仅影响着每个掘进工序的工作量和完成各工序的时间，而且影响爆破效果和掘进速度。它是决定每班中掘进循环次数的主要因素。为了实现快速掘进，在提高机械化程度、改进掘进技术和改善工作组织的前提下，应力求加大眼深并增多循环次数。根据快速掘进的经验，采用深眼多循环，能使工时得到充分利用，增加凿岩和装岩时间，减少装药、爆破、通风和准备工作的时间。但是，眼深和循环次数又是矛盾的两个方面，必须正确分析和处理，随着掘进机械化程度的提高和掘进技术的改进，当达到一

42、定循环指标后，适当地控制循环次数，逐步增加眼深是适宜的。但巷道断面愈小，随着眼深增加，爆破受到的夹制作用更大。目 前，在我国巷道掘进中眼深以1.5-2.5用得最多。松宜煤业有限公司安全培训中心光面爆破光面爆破第二节、光面爆破参数的选择第二节、光面爆破参数的选择（9）单位炸药消耗量单位炸药消耗量 爆破一立方米原岩所需的炸药重量称为单位炸药消耗量，通常q(kg/m3)表示 该值的大小对爆破效果、凿岩和装岩工作量、炮眼利用率、巷道轮廓的平整性和围岩的稳定性都有较大的影响。单位炸药消耗量偏低时，则可能使巷道断面达不到设计要求，岩石破碎不均匀，甚至崩落不下来。当单位炸药消耗量偏高时，不仅会增加炸药的用量

43、，而且可能造成巷道超挖、降低围岩的稳定性，甚至还会损坏支架和设备。单位炸药消耗量取决于岩石的性质、巷道断面、炮眼直径和炮眼深度等多种因素，关系复杂，尚无完善的理论计算方法。在掘进爆破工作中，常根据国家定额选取或用经验公式计算。所列为1981年颁布的矿山井巷工程预算定额规定的岩巷掘进炸药消耗量定额。表中所列定额系按 2号岩石硝铵炸药、延期电雷管制定的，若采用其它炸药时，则需根据其爆力大小加以适当修正。若 A为制定定额所用之标准炸药的爆力，B为换用炸药的爆力，则定额修正系数K为：K=A/B。改用新炸药后的 q值为：q=kxq(kg/m3)式中：q 采用标准炸药时的炸药消耗量松宜煤业有限公司安全培训

44、中心光面爆破光面爆破第二节、光面爆破参数的选择第二节、光面爆破参数的选择（9）单位炸药消耗量单位炸药消耗量 如能采用合理的掏槽方法，如能采用合理的掏槽方法，实现深眼光面爆破增大循环进尺，实现深眼光面爆破增大循环进尺，那么，那么，单位炸药消耗量还能进一步降低。单位炸药消耗量还能进一步降低。松宜煤业有限公司安全培训中心光面爆破光面爆破第二节、光面爆破参数的选择第二节、光面爆破参数的选择松宜煤业有限公司安全培训中心光面爆破光面爆破第三节、第三节、光面爆破的施工方法光面爆破的施工方法1、起爆顺序、起爆顺序 用光面爆破掘进巷道时有两种方案：用光面爆破掘进巷道时有两种方案：一种是一种是全断面一次掘进，多用

45、于掘进小断面巷道。全断面一次掘进，多用于掘进小断面巷道。全断面一次掘进方案的炮孔起爆顺序为：掏槽孔全断面一次掘进方案的炮孔起爆顺序为：掏槽孔辅助孔辅助孔周边孔（光爆孔）。周边孔（光爆孔）。此时掏槽眼、辅助眼等的参数按普通爆破来设计周边眼则按光面爆破来设计。此时掏槽眼、辅助眼等的参数按普通爆破来设计周边眼则按光面爆破来设计。常用多段毫秒电雷管或塑料导爆管起爆系统顺序起爆。（常用多段毫秒电雷管或塑料导爆管起爆系统顺序起爆。（掏槽掏槽1号，辅助号，辅助2号，三圈眼号，三圈眼3号，号，4圈眼圈眼4号，底眼帮眼及周边眼号，底眼帮眼及周边眼5号。分次爆破时，周边眼最后装药起爆）号。分次爆破时，周边眼最后装

46、药起爆）掏槽眼间、辅助眼间起爆间隔时间不应小于掏槽眼间、辅助眼间起爆间隔时间不应小于25ms。邻近周边眼的一排炮眼的药量要比其它炮眼的药量少，以控制围岩爆震裂隙的发展。邻近周边眼的一排炮眼的药量要比其它炮眼的药量少，以控制围岩爆震裂隙的发展。另一种是另一种是分次掘进，预留光面层，先进行中心掏槽眼、辅助眼的爆破，最后进行周边分次掘进，预留光面层，先进行中心掏槽眼、辅助眼的爆破，最后进行周边轮廓线的光面爆破。或者先掘进超前导硐，采用超前掘进小断面导硐，然后刷大至全断轮廓线的光面爆破。或者先掘进超前导硐，采用超前掘进小断面导硐，然后刷大至全断面，是分次爆破，多用于掘进大断面巷道或硐室。面，是分次爆破

47、，多用于掘进大断面巷道或硐室。这种方案常用来掘进大断面巷道或硐室。这种预留光面层法的特点是，在爆破周边眼这种方案常用来掘进大断面巷道或硐室。这种预留光面层法的特点是，在爆破周边眼之前可根据爆破超前导硐的情况进行参数调整或修整轮廓，以达到较好的光面爆破效果之前可根据爆破超前导硐的情况进行参数调整或修整轮廓，以达到较好的光面爆破效果。光面爆破应采用毫秒起爆方式光面爆破应采用毫秒起爆方式，当雷管分段毫秒差小，当雷管分段毫秒差小 造成震动波峰迭加时造成震动波峰迭加时 应跳段使应跳段使用，开挖工作面的岩石爆破时用，开挖工作面的岩石爆破时 周边眼应采用低密度周边眼应采用低密度 低爆速低爆速 低猛度低猛度

48、高爆力的炸药高爆力的炸药 并应采并应采用毫秒雷管或导爆索同时起爆用毫秒雷管或导爆索同时起爆 当炸药用量较多当炸药用量较多 对围岩影响较大时对围岩影响较大时 可分段起爆可分段起爆。松宜煤业有限公司安全培训中心光面爆破光面爆破第三节、第三节、光面爆破的施工方法光面爆破的施工方法2.影响光面爆破质量的因素影响光面爆破质量的因素（1）爆破参数）爆破参数 经验（2）钻眼质量）钻眼质量 准确定位（3）装药量和装药结构）装药量和装药结构严格控制严格控制（4）起爆顺序与起爆间隔时间）起爆顺序与起爆间隔时间，50100ms；（5）传爆方向）传爆方向反向起爆多反向起爆多 此外，岩石力学性质、地下硐室的深度、岩体的

49、节理数和方向、节理面的粗糙度、地下水、炸药性质等都不同程度影响光面爆破质量。松宜煤业有限公司安全培训中心光面爆破光面爆破第三节、第三节、光面爆破的施工方法光面爆破的施工方法3.光面爆破质量要求光面爆破质量要求周边眼施工应符合下列要求:1、洞轮廓线的眼距误差宜小于 50mm 2、炮眼外偏斜率不应大于 50mm/m 3、眼深误差不宜大于 100mm 周边眼宜采用小药卷连续装药结构或间隔装药结构 眼深小于 2m 时 可采用空气柱反向装药结构 在岩石较软时 亦可用导爆索束装药结构，内圈炮眼的孔深大于 2.5m 时 内圈炮眼斜率应与周边眼相同。爆破质量应符合下列要求:1 眼痕率:硬岩不应小于 80%中硬

50、岩不应小于 50%2 软岩中隧洞周边成型应符合设计轮廓 3 岩面不应有明显的爆震裂缝 4 隧洞周边不应欠挖 平均线性超挖值应小于 150mm 注:1 眼痕率为可见眼痕的炮眼个数与不包括底板的周边眼总数之比 2 当炮眼眼痕大于孔长的 70%时 算一个可见眼痕炮眼 3 平均线性超挖值为超挖横断面积与不包括洞底的设计开挖断面周长之比 松宜煤业有限公司安全培训中心2022-8-142 锚杆支护是在边坡、岩土深基坑等地表工程及隧道、采场等地下硐室施工中采用的一种加固支护方式。用金属件、木件、聚合物件或其他材料制成杆柱，打入地表岩体或硐室周围岩体预先钻好的孔中，利用其头部、杆体的特殊构造和尾部托板（亦可不