1、6.6. 井巷掘进爆破井巷掘进爆破v 6.16.1 掏槽爆破掏槽爆破v 6.26.2 井巷掘进爆破施工技术井巷掘进爆破施工技术v 6.3 6.3 超深孔一次爆破成井技术超深孔一次爆破成井技术v 6.4 6.4 地下采场爆破地下采场爆破v 6.5 6.5 隧道掘进爆破隧道掘进爆破122354689101313127711井井巷掘进工作面特点：巷掘进工作面特点：自由面少，而且狭窄（我们知道自由面愈多、愈大愈好）自由面少，而且狭窄（我们知道自由面愈多、愈大愈好）四周岩体对爆破有约束作用（夹制作用）四周岩体对爆破有约束作用（夹制作用）1 1、炮眼的分类、炮眼的分类按其位置和作用可分为三种：按其位置和作
2、用可分为三种：掏槽眼、辅助眼和周边眼掏槽眼、辅助眼和周边眼。 周边眼又可分为顶眼、底眼和帮眼周边眼又可分为顶眼、底眼和帮眼 。 井巷工程井巷工程系指为进行采矿和其他工程目的，在地下开凿的各类系指为进行采矿和其他工程目的，在地下开凿的各类 通道和硐室的通道和硐室的总称总称。各种炮眼各种炮眼图示图示 1掏槽眼； 2辅助眼；3周边眼1 掏槽眼掏槽眼用于爆出新的自由面，为其他后爆炮眼创造有利的爆破条件。 3 周边眼周边眼控制爆破后的巷道断面形状、大小和轮廓，使之符合设计要求。巷道中的周边眼按其所在位置分为顶眼、帮眼和底眼。 2辅助眼辅助眼（崩落眼）（崩落眼） 破碎岩石的主要炮眼。崩落眼利用掏槽眼爆破后
3、创造的平行于炮眼的自由面，爆破条件大大改善，故能在该自由面方向上形成较大体积的破碎漏斗 2、炮眼的作用、炮眼的作用直眼掏槽直眼掏槽 混合掏槽混合掏槽 倾眼掏槽倾眼掏槽楔形掏槽 锥形掏槽 单向掏槽 桶形掏槽 龟裂掏槽 螺旋形掏槽 渐近式螺旋 掏槽6.16.1 掏槽爆破掏槽爆破一、斜眼掏槽一、斜眼掏槽 1、形式：单斜掏槽、锥形掏槽、楔形掏槽、扇形掏槽、形式：单斜掏槽、锥形掏槽、楔形掏槽、扇形掏槽 （作图表示）（作图表示） 2、优缺点、优缺点 优点：适用于各种岩层，并能获得好效果；优点：适用于各种岩层，并能获得好效果； 掏槽眼少，炸药单耗低；掏槽眼少，炸药单耗低； 眼位和斜度对掏槽效果影响较小。眼位
4、和斜度对掏槽效果影响较小。 缺点：钻眼方向难以掌握；缺点：钻眼方向难以掌握； 眼深受巷道断面限制；眼深受巷道断面限制； 抛掷距离大，爆堆分散，易损棚架、设备。抛掷距离大，爆堆分散，易损棚架、设备。(a) 侧向掏槽(b) 顶部掏槽(c) 底部掏槽(a)垂直楔形掏槽(b) 水平楔形掏槽(c)双楔形掏槽(b) 巷道锥形掏槽(c) 竖井锥形掏槽二、直眼掏槽二、直眼掏槽 1、形式：龟裂式（缝隙式）掏槽、角柱状（筒形）掏、形式：龟裂式（缝隙式）掏槽、角柱状（筒形）掏 槽、螺旋式掏槽槽、螺旋式掏槽 （作图表示）（作图表示） 特点：炮眼垂直于工作面且相互平行，距离较近，特点：炮眼垂直于工作面且相互平行，距离较
5、近， 必须配合空眼使用必须配合空眼使用。 空孔有大孔，也有小孔。空孔有大孔，也有小孔。 装药孔与空孔间距取为（装药孔与空孔间距取为（13）d ，眼距过大易，眼距过大易“冲冲炮炮”，过小易，过小易“挤死挤死”相邻炮孔。相邻炮孔。(b) 桶形掏槽(a) 缝形掏槽12322222222222221111111111113333332413炮泥炸药300500 螺旋掏槽原理示意图螺旋掏槽原理示意图（a）小直径空眼；（b）大直径空眼渐近式螺旋掏槽图（单位：渐近式螺旋掏槽图（单位：cmcm）(a) 渐进式螺旋掏槽布孔平面图； (b) 渐进式螺旋掏槽孔剖面装药结构示意图 2、装药量、装药量 瑞典兰格福斯提出
6、的掏槽装药集中度计算公式瑞典兰格福斯提出的掏槽装药集中度计算公式 /m式中：式中： A 装药炮孔距空孔的距离，装药炮孔距空孔的距离，mm； 空孔直径，空孔直径，mm。 一般对中硬岩石，用硝铵类炸药掏槽时，炸药单耗一般对中硬岩石，用硝铵类炸药掏槽时，炸药单耗在在1.42.0/m3。)2()(105 . 1233AAq在平巷掘进中，当孔深为在平巷掘进中，当孔深为35m时，广泛采用平行空时，广泛采用平行空 孔直孔直眼掏槽。眼掏槽。（1）平行空孔直线掏槽的爆破过程）平行空孔直线掏槽的爆破过程l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，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
7、，并向空孔方向运动；并向空孔方向运动；l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。面方向运动、抛掷。抛掷速度：孔口部位最大，孔底部位最低，由孔口到孔抛掷速度：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。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；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。增加空孔直径或数目等。（2）空孔的作用）空孔的作用l一是作为装药炮孔爆破时的辅助自由面；一是作为装药炮孔爆破时的辅助自由面；l二是作为破碎体的补偿空间。二
8、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，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也不能过大。其最佳间距应能使炸药能量利用率最高、单位炸药消耗量最低、槽腔内破碎的岩石最高、单位炸药消耗量最低、槽腔内破碎的岩石抛掷率最高。抛掷率最高。6.26.2 井巷掘进爆破施工技术井巷掘进爆破施工技术 井巷掘进爆破的效果和质量在很大程度上决井巷掘进爆破的效果和质量在很大程度上决定于钻眼爆破参数的选择。除掏槽方式及其参数定于钻眼爆破参数的选择。除掏槽方式及其参数外，主要的钻眼爆破参数还有：外，主要的钻眼爆破参数还有： 单耗单耗 、孔径、孔深
9、、孔数、炮孔利用率等孔径、孔深、孔数、炮孔利用率等1 单位炸药消耗量单位炸药消耗量qu爆破爆破1m3原岩所需的炸药量，用原岩所需的炸药量，用/m3表示。表示。u影响影响q的因素：炸药性能、岩石性质、巷道断的因素：炸药性能、岩石性质、巷道断面、炮孔直径、炮孔深度等。面、炮孔直径、炮孔深度等。u确定方法：采用经验公式和参考国家定额确定方法：采用经验公式和参考国家定额（1）修正的普氏公式）修正的普氏公式式中式中 单位炸药消耗量，单位炸药消耗量， ； 岩石坚固性系数；岩石坚固性系数； 巷道掘进断面积，巷道掘进断面积， ； 考虑炸药爆力的修正系数考虑炸药爆力的修正系数 ， 为爆力，为爆力， 。Sfkq0
10、1 . 1q3/ mkgfS0kpk/5250pmL2m计算出的装药量的平均值，应按眼的不同做分配。计算出的装药量的平均值，应按眼的不同做分配。（2）查表）查表掘进断面掘进断面/ 岩石坚固性系数岩石坚固性系数23466101214152046688101012121515201.050.890.780.720.660.641.501.281.121.010.920.902.151.891.691.511.361.312.642.332.041.901.781.672.932.592.322.101.971.85f2m表表 平巷掘进单位炸药消耗量定额平巷掘进单位炸药消耗量定额u 每循环的总药量每
11、循环的总药量qSLqVQS式中式中 每循环爆破岩石体积，每循环爆破岩石体积， ； 巷道掘进断面积，巷道掘进断面积， ； 炮孔深度，炮孔深度， ； 炮孔利用率，一般取炮孔利用率，一般取0.80.95。L3m2mmV2 2、炮眼直径、炮眼直径 直径与眼数，单耗、块度等有关，一般用直径与眼数，单耗、块度等有关，一般用38-45mm。影响因素影响因素 直径直径 钻钻 速速 直径直径 炮孔数目炮孔数目 直径直径 炸药单耗炸药单耗 直径直径 块度质量块度质量 直径直径 炸药爆速炸药爆速 根据装药量 和孔深计算炮眼数目，再按形状均匀地布置炮眼，周边眼的眼口至轮廓线的距离100-250mm，周边眼的眼口距为5
12、00-800mm，底眼的间距取小值，辅助眼的间距为400-600mm。 可估算如下：323 . 3sfN3 3、眼数、眼数u 影响炮孔数目的因素影响炮孔数目的因素 （1）掘进断面：掘进断面）掘进断面：掘进断面 炮孔数目炮孔数目 （2）岩石性质：普氏系数）岩石性质：普氏系数f 炮孔数目炮孔数目 （3）炮孔直径：炮孔直径）炮孔直径：炮孔直径 炮孔数目炮孔数目 （4）炸药性能：炸药威力）炸药性能：炸药威力 炮孔数目炮孔数目 确定炮孔数目的基本原则是在保证爆破效确定炮孔数目的基本原则是在保证爆破效 果的前提下，果的前提下，尽可能地减少炮孔数目尽可能地减少炮孔数目4、炮孔深度、炮孔深度炮孔深度：指孔底到
13、工作面的垂直距离炮孔深度：指孔底到工作面的垂直距离h。炮孔长度：指炮孔方向的实际长度炮孔长度：指炮孔方向的实际长度L。两者关系：炮孔长度两者关系：炮孔长度 L炮孔深度炮孔深度h垂直钻孔时垂直钻孔时L=h倾斜钻孔时倾斜钻孔时LhL=hhL 炮孔深度的选取：应有助于提高掘进速度和炮炮孔深度的选取：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，存在孔利用率。随着凿岩、装碴运输设备的改进，存在加长炮孔深度以减少作业循环次数的趋势。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：一般根据下列因素确定炮孔深度： 1）围岩稳定性，避免过大超欠挖；）围岩稳定性，避免过大
14、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；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。）掘进循环安排，保证充分利用作业时间。 炮眼深度和循环次数相互制约，我国目前实行有浅眼多炮眼深度和循环次数相互制约，我国目前实行有浅眼多循环和深眼少循环两种工艺理论上按最优炮孔深度确定之。循环和深眼少循环两种工艺理论上按最优炮孔深度确定之。应使每米巷道所需工时最少、成本最低，但难以做到，一般应使每米巷道所需工时最少、成本最低，但难以做到，一般按传统的经验方法确定。按传统的经验方法确定。 按掘进任务要求定孔深：按掘进任务要求定孔深： 式中，
15、L 巷道全长；nm每月工作日数； nt每日工作班数；nc每班循环数。 炮眼深度也可按循环组织确定。炮眼深度也可按循环组织确定。 ctmnnntLl 在我国所具备的掘进技术和设备条件下，在我国所具备的掘进技术和设备条件下， 巷道掘进一般取巷道掘进一般取1.52.5m； 竖井掘进一般取竖井掘进一般取 l = (0.3 0.5)D（D 井筒直径，井筒直径，m ） 随着新型、高效凿岩机和先进的装运设备的应用，以及随着新型、高效凿岩机和先进的装运设备的应用，以及爆破器材质量的提高，炮眼深度应向深眼发展。爆破器材质量的提高，炮眼深度应向深眼发展。 5 5、炮眼利用率、炮眼利用率 炮眼利用率是合理选择钻眼爆
16、破参数的一个重要原则。炮眼利用率是合理选择钻眼爆破参数的一个重要原则。分为个别炮眼利用率和井巷全断面炮眼利用率分为个别炮眼利用率和井巷全断面炮眼利用率 。通常所说的。通常所说的炮眼利用率是井巷全断面的炮眼利用率，即炮眼利用率是井巷全断面的炮眼利用率，即 井巷掘进的较优井巷掘进的较优 为为0.850.95炮眼深度每循环的工作面进度二、炮眼布置二、炮眼布置 有较高的炮眼利用率；有较高的炮眼利用率； 先爆炮孔不会破坏后爆炮孔；先爆炮孔不会破坏后爆炮孔； 应能保证：应能保证： 爆破块度均匀、大块率少；爆破块度均匀、大块率少； 爆堆集中、飞散距离小；爆堆集中、飞散距离小； 爆后断面轮廓符合设计要求。爆后
17、断面轮廓符合设计要求。 1）“抓两头，带中间抓两头，带中间”； 2）掏槽眼通常布置在断面的中央偏下；并考）掏槽眼通常布置在断面的中央偏下；并考虑崩落眼的布置较为均匀；虑崩落眼的布置较为均匀； 3）周边眼一般布置在断面轮廓线上；）周边眼一般布置在断面轮廓线上； 4）崩落眼以槽腔为自由面层层均布在被爆岩）崩落眼以槽腔为自由面层层均布在被爆岩体上，因此应先布置周边眼和掏槽眼后，再布置崩体上，因此应先布置周边眼和掏槽眼后，再布置崩落眼。落眼。 对立井工作面炮眼参数选择与布置基本上与平巷相同，对立井工作面炮眼参数选择与布置基本上与平巷相同，掏槽眼最常用的是圆锥掏槽和筒形掏槽，后者应用最广泛。掏槽眼最常用
18、的是圆锥掏槽和筒形掏槽，后者应用最广泛。立井中掏槽、崩落、周边眼，均布置在以井筒中心为圆心的立井中掏槽、崩落、周边眼，均布置在以井筒中心为圆心的同心圆上。同心圆上。 立井的掏槽形式和炮眼布置见图。立井的掏槽形式和炮眼布置见图。 （a）（b）（c）（d）（e）（a）圆锥掏槽；）圆锥掏槽；（b）一级筒形掏槽；）一级筒形掏槽；（c）二级筒形掏槽；）二级筒形掏槽；（d）三级筒形掏槽；）三级筒形掏槽；（e）楔形掏槽）楔形掏槽（a）（b）（c）（d）（e） 图图 立井掘进爆破网络立井掘进爆破网络（a）闭合反向并联网络；）闭合反向并联网络；（b）闭合正向并联网络；）闭合正向并联网络；（c）反向并联；）反向并
19、联；（d）串并联网路；）串并联网路；（e）串联网路）串联网路三、装药结构三、装药结构 指炸药在炮孔中的装填情况指炸药在炮孔中的装填情况 连续装药连续装药 间隔装药间隔装药 耦合装药耦合装药 各种装药结构各种装药结构 不耦合装药不耦合装药 正向装药正向装药 （作图示意）（作图示意） 反向装药反向装药 有堵塞装药有堵塞装药 无堵塞装药无堵塞装药87(e)(d)2345623456(c)654322321(b)(a)图7-14 装药结构(a)偶合装药；(b) 不偶合装药；(c) 正向连续装药；(d) 正向空气间隔装药；(e) 反向连续装药 1-炸药；2-炮眼壁；3-药卷；4-雷管；5-炮泥； 6-脚
20、线；7-竹条；8-绑绳1、连续装药和间隔装药、连续装药和间隔装药2、耦合装药和不耦合装药、耦合装药和不耦合装药 偶合装药或散装药(bulk loading)时，装药直径即炮眼直径； 不偶合装药时，装药直径一般指药卷直径。炮孔直径与装药直径之比称为不偶合系数(decoupling index)。散装药时，不偶合系数为1。 理论研究、实验室试验和工程实践证明，在一定理论研究、实验室试验和工程实践证明，在一定的岩石和炸药条件下，采用不偶合装药或空气间隔装的岩石和炸药条件下，采用不偶合装药或空气间隔装药具有下列优点：药具有下列优点： 1.1.可以增加炸药用于破碎或抛掷岩石能量的比例，提高炸可以增加炸药
21、用于破碎或抛掷岩石能量的比例，提高炸药能量的有效利用率。药能量的有效利用率。 2.2.改善岩石破碎的均匀度，降低大块率，从而使装岩效率改善岩石破碎的均匀度，降低大块率，从而使装岩效率得到提高。得到提高。 3.3.降低炸药消耗量。降低炸药消耗量。 4.4.能有效地保护爆破时形成的新自由面。能有效地保护爆破时形成的新自由面。 这两种装药结构这两种装药结构, ,特别是不偶合装药结构在光面爆破和预特别是不偶合装药结构在光面爆破和预裂爆破中得到广泛的应用裂爆破中得到广泛的应用 3 3、正向起爆装药和反向起爆装药、正向起爆装药和反向起爆装药 起爆用的雷管或起爆药柱在装药中的位置称为起爆点。起爆用的雷管或起
22、爆药柱在装药中的位置称为起爆点。在炮眼爆破法中，根据起爆点在装药中的位置和数目，将在炮眼爆破法中，根据起爆点在装药中的位置和数目，将起起爆方式爆方式分为分为正向起爆、反向起爆和多点起爆正向起爆、反向起爆和多点起爆。 单点起爆时，如果起爆点位于装药靠近炮眼口的一端，单点起爆时，如果起爆点位于装药靠近炮眼口的一端，爆轰波传向眼底，称为爆轰波传向眼底，称为正向起爆正向起爆。反之，当起爆点置于装药。反之，当起爆点置于装药靠近眼底的一端，爆轰波传向眼口，就称为靠近眼底的一端，爆轰波传向眼口，就称为反向起爆反向起爆。当在。当在同一炮眼内设置一个以上的起爆点时，称为同一炮眼内设置一个以上的起爆点时，称为多点
23、起爆多点起爆。沿装。沿装药全长敷设导爆索起爆，是多点起爆的一个极端形式，相当药全长敷设导爆索起爆，是多点起爆的一个极端形式，相当于无穷多个起爆点。于无穷多个起爆点。 正向起爆：反射应力波产生的裂隙使炮孔内气体过早逸正向起爆：反射应力波产生的裂隙使炮孔内气体过早逸出，眼底受力降低，减小破碎范围，降低炮孔利用率；出，眼底受力降低，减小破碎范围，降低炮孔利用率； 反向起爆：爆生产物在孔内作用时间较长，加强破碎岩反向起爆：爆生产物在孔内作用时间较长，加强破碎岩石、降低大块率、提高炮眼利用率。石、降低大块率、提高炮眼利用率。 无论是正向起爆，还是反向起爆，岩体内的应力分布都无论是正向起爆，还是反向起爆，
24、岩体内的应力分布都是很不均匀的，如果相邻炮眼分别采用正、反向起爆，就能是很不均匀的，如果相邻炮眼分别采用正、反向起爆，就能改善这种状况。改善这种状况。 采用多点起爆，由于爆轰波发生相互碰撞，可以增大爆采用多点起爆，由于爆轰波发生相互碰撞，可以增大爆炸应力波参数，包括峰值应力，应力波作用时间及其冲量，炸应力波参数，包括峰值应力，应力波作用时间及其冲量，从而能够提高岩石的破碎度。从而能够提高岩石的破碎度。正向起爆正向起爆反向起爆反向起爆正向起爆正向起爆（explosionexplosion）与反向起爆与反向起爆（indirectinitiationindirectinitiation）4 4、炮孔
25、堵塞及炮泥作用、炮孔堵塞及炮泥作用 用粘土、砂或土砂混合材料将装好炸药的炮眼封闭起来称用粘土、砂或土砂混合材料将装好炸药的炮眼封闭起来称为填塞，所用的材料称为炮泥。为填塞，所用的材料称为炮泥。 作用：作用： 1 1）保证炸药反应充分，放出最大热量和减少有毒气体生）保证炸药反应充分，放出最大热量和减少有毒气体生成量；降低爆生气体逸出自由面的温度和压力；成量；降低爆生气体逸出自由面的温度和压力； 2 2）使炮孔内保持较高的爆轰压力和较长的作用时间，使）使炮孔内保持较高的爆轰压力和较长的作用时间，使爆炸产生的能量更多地转换成破碎岩体的机械功，提高炸药爆炸产生的能量更多地转换成破碎岩体的机械功，提高炸
26、药能量的有效利用率；能量的有效利用率； 3 3）特别是在有瓦斯与煤尘爆炸危险的工作面上，炮眼必）特别是在有瓦斯与煤尘爆炸危险的工作面上，炮眼必须填塞，这样可以阻止灼热的固体颗粒从炮眼中飞出。须填塞，这样可以阻止灼热的固体颗粒从炮眼中飞出。 填塞炮泥的长度和质量及材料会直接影响爆炸应填塞炮泥的长度和质量及材料会直接影响爆炸应力波参数，进而影响岩石破碎过程和炸药能量的有效力波参数，进而影响岩石破碎过程和炸药能量的有效利用。利用。 合理的填塞长度应与装药长度或炮眼直径成一定合理的填塞长度应与装药长度或炮眼直径成一定的比例关系的比例关系 生产中常取生产中常取0.350.5倍倍的装药长度。的装药长度。
27、水炮泥水炮泥可以吸收部分热量、降低喷出气体的可以吸收部分热量、降低喷出气体的温度，有利于安全，（主要应用于瓦斯工作面）。温度，有利于安全，（主要应用于瓦斯工作面）。 下图表示在有堵塞和无堵塞的炮孔中，压力随时间变化的关系。从图中可以看出，在有堵塞和无堵塞两种条件下，爆炸作用对炮孔壁的初始冲击压力虽然没有很大的影响，但是堵塞却明显增大了爆轰气体作用在孔壁上的压力和压力作用的时间，从而大大提高了它对岩石的破碎和抛掷作用。 不同的爆破方法所使用的堵塞材料、堵塞长度和堵塞方式不完全相同。 时间0b炮孔压力a图图 堵塞对爆破作用的影响堵塞对爆破作用的影响a-有堵塞；有堵塞；b-无堵塞无堵塞斜井掘进爆破与
28、平巷类似，由于倾斜斜井掘进爆破与平巷类似，由于倾斜10 25，甚至，甚至35，施工工序难度增加，例如钻孔、爆破、装岩、排，施工工序难度增加，例如钻孔、爆破、装岩、排水等工序。水等工序。斜井掘进作业的特点斜井掘进作业的特点 （1）“三大一仓三大一仓”是提高斜井掘进速度的有效途径。是提高斜井掘进速度的有效途径。 三大三大大扒斗、大箕斗、大提升机大扒斗、大箕斗、大提升机 一仓一仓大矸石仓大矸石仓 （2）爆破工艺必须与斜井机械化配套相适应：）爆破工艺必须与斜井机械化配套相适应： 例如采用例如采用YT-28凿岩机、凿岩机、4244mm钎头，大力推广中钎头，大力推广中深孔爆破、全断面一次光面爆破、抛渣爆破
29、等。深孔爆破、全断面一次光面爆破、抛渣爆破等。 什么叫天井？天井是矿山用于连接上下两个开采水平，提什么叫天井？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。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。断面形式：一般为矩形或圆形。断面尺寸：断面尺寸：)0 .30 .3()5 .15 .1 (mmmm（1）浅孔爆破法）浅孔爆破法反向掘进：自下而上掘进。搭设工作台，工作台反向掘进：自下而上掘进。搭设工作台，工作台与工作面距离与工作面距离2.02.5m，上向打孔，
30、上向打孔炮孔深度为炮孔深度为1.61.8m，炮孔数为，炮孔数为2.53.5个个/m2适用条件：适用于掘进短天井，不适用于掘进高适用条件：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，工天井，因为掘进高天井时，通风、提升困难，工效低，并且不安全。效低，并且不安全。（2）深孔爆破法）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。断面和一定高度的天井。优点：工人不进入天井，工作安全，作业条件
31、好，是行之优点：工人不进入天井，工作安全，作业条件好，是行之有效的方法。有效的方法。炮孔布置：掏槽孔布置有两种方式炮孔布置：掏槽孔布置有两种方式以空孔为自由面的掏槽方式以空孔为自由面的掏槽方式以工作面为自由面的漏斗掏槽方式以工作面为自由面的漏斗掏槽方式炮孔直径：采用潜孔钻时，孔径为炮孔直径：采用潜孔钻时，孔径为90150mm； 采用采用FJI-700型深孔钻机时，型深孔钻机时，孔径为孔径为5176mm。炮孔数目：根据类似矿山经验和试验结果确定，或按有关炮孔数目：根据类似矿山经验和试验结果确定，或按有关 公式计算。公式计算。分段高度分段高度 段高影响因素：岩石性质、天井断面、孔径大小；段高影响因
32、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，一般情况下，岩石易爆时，段高较大；岩石难爆时，段高较小。段高较小。 例如：云南某铁矿，对于天井长度例如：云南某铁矿，对于天井长度25m时，分三段爆破。时，分三段爆破。四、爆破说明书和爆破图表四、爆破说明书和爆破图表 它是施工组织设计的一个重要组成部分，是它是施工组织设计的一个重要组成部分，是指导、检查和总结爆指导、检查和总结爆 破工作的技术文件。破工作的技术文件。 编制爆破说明书和爆破图表时，应根据岩石编制爆破说明书和爆破图表时，应根据岩石性质、地质条件、设备能力、施工队伍的技术水性质、地质条件、设备能力、施工队
33、伍的技术水平等条件，合理选择爆破参数，尽量采用先进的平等条件，合理选择爆破参数，尽量采用先进的爆破技术。爆破技术。 1 1、说明书编制内容、说明书编制内容 1）原始资料）原始资料井巷（隧道）的名称、用途、位置、断井巷（隧道）的名称、用途、位置、断 面形状尺寸、穿过的岩层性质、地质及瓦斯等情况；面形状尺寸、穿过的岩层性质、地质及瓦斯等情况； 2）选用钻爆器材）选用钻爆器材 3）爆破参数计算）爆破参数计算 4）爆破网路设计计算）爆破网路设计计算 5）爆破安全技术措施）爆破安全技术措施2 2、爆破图表编制、爆破图表编制 图包括：炮眼布置图、装药结构图、网路图、柱状图图包括：炮眼布置图、装药结构图、网
34、路图、柱状图（地面上爆破还应有爆破环境图、结构图等）。（地面上爆破还应有爆破环境图、结构图等）。 表：炮孔参数、装药参数表；预期的爆破效果和技术表：炮孔参数、装药参数表；预期的爆破效果和技术经济指标表（见表经济指标表（见表7-4.7-57-4.7-5）。）。表表6-5 爆破条件和技术经济指标爆破条件和技术经济指标项目名称项目名称数量数量项目名称项目名称数量数量平巷净断面平巷净断面/ m2炸药品种炸药品种平巷掘进断面平巷掘进断面/ m2每循环雷管消耗量每循环雷管消耗量/个个岩石性质岩石性质每循环炸药消耗量每循环炸药消耗量/kg矿井瓦斯等级矿井瓦斯等级炮眼利用率炮眼利用率/%凿岩机凿岩机单位炸药消
35、耗量单位炸药消耗量/kgm-3每循环炮眼数目每循环炮眼数目/个个每循环进尺每循环进尺/ m每循环炮眼总长每循环炮眼总长/m每循环出岩量每循环出岩量/m3每米平巷炮眼总长每米平巷炮眼总长/m每米平巷雷管消耗量每米平巷雷管消耗量/个个雷管品种雷管品种每米平巷炸药消耗量每米平巷炸药消耗量/kg表表6-6 爆破参数爆破参数炮眼编号炮眼名称炮眼长度炮眼倾角/（o）每眼装药量/kg装药量小计/kg填塞长度/m起爆方向起爆顺序连线方式水平 垂直掏槽眼崩落眼帮眼顶眼底眼 超深孔一次爆破成井技术即按照溜眼断面大小，把所需要超深孔一次爆破成井技术即按照溜眼断面大小，把所需要的炮孔由上向下钻通（也有由下向上钻通的）
36、，而后由下向上的炮孔由上向下钻通（也有由下向上钻通的），而后由下向上一次爆破，全断面一次爆破成形。一次爆破，全断面一次爆破成形。 （一）超深孔一次爆破成井技术的特点（一）超深孔一次爆破成井技术的特点 超深孔一次爆破成井技术的主要优点是施工成本低，效率超深孔一次爆破成井技术的主要优点是施工成本低，效率高和工期短；由于钻孔、装药、放炮全部作业都在井筒上方进高和工期短；由于钻孔、装药、放炮全部作业都在井筒上方进行，减轻了劳动强度；施工管理简化，安全性好行，减轻了劳动强度；施工管理简化，安全性好（1）超深孔一次爆破成井技术特别要求炮孔的允许偏斜率。）超深孔一次爆破成井技术特别要求炮孔的允许偏斜率。因是
37、全深度钻孔，并一次爆破，炮孔长，所以钻孔时，炮孔的因是全深度钻孔，并一次爆破，炮孔长，所以钻孔时，炮孔的偏斜率须控制在偏斜率须控制在0.5%以内，尤其是竖井平面中心孔，其偏斜以内，尤其是竖井平面中心孔，其偏斜率的大小关系到爆破开挖的成败，更须严格控制。率的大小关系到爆破开挖的成败，更须严格控制。（2）竖井全深度一次爆破开挖，一要爆破破碎完全，二要保）竖井全深度一次爆破开挖，一要爆破破碎完全，二要保证围岩稳定和开挖质量。所以装药量和装药结构是关键。设计证围岩稳定和开挖质量。所以装药量和装药结构是关键。设计时应综合考虑岩体抗破碎能耗标准、井壁的抗震标准、设备的时应综合考虑岩体抗破碎能耗标准、井壁的
38、抗震标准、设备的抗冲击标准及有害炮烟和炽热产物的危害。抗冲击标准及有害炮烟和炽热产物的危害。（3）全深度一次爆破开挖需采用预裂爆破设计，爆破起爆顺）全深度一次爆破开挖需采用预裂爆破设计，爆破起爆顺序为周边孔先起爆，然后起爆的是掏槽孔，最后起爆崩落孔。序为周边孔先起爆，然后起爆的是掏槽孔，最后起爆崩落孔。爆破时，各段应从下向上依次起爆。每段中，掏槽孔先爆，崩爆破时，各段应从下向上依次起爆。每段中，掏槽孔先爆，崩落孔次爆。落孔次爆。（4）由于超深孔一次爆破成井技术爆破的炸药量较大，所以）由于超深孔一次爆破成井技术爆破的炸药量较大，所以对最大起爆药量、炮眼布置参数等都要进行优化设计。对最大起爆药量、
39、炮眼布置参数等都要进行优化设计。 （二）超深孔一次爆破成井技术的设计原则（二）超深孔一次爆破成井技术的设计原则 为确保成型效果和保护围岩，通常都按预裂爆破技术设为确保成型效果和保护围岩，通常都按预裂爆破技术设计。爆破设计原则一般如下：计。爆破设计原则一般如下：岩性分析：一般煤矿岩体可分为岩性分析：一般煤矿岩体可分为23种，即软弱岩：约相当于种，即软弱岩：约相当于f=25，换算成岩体抗破碎强度换算成岩体抗破碎强度fk=1.11.3；中硬岩：约相当于；中硬岩：约相当于f=410，换，换算成岩体抗破碎强度算成岩体抗破碎强度fk=1.31.6；坚硬岩：约相当于；坚硬岩：约相当于f915，换算，换算成岩
40、体抗破碎强度成岩体抗破碎强度fk=1.62.0。井壁的抗震坏速度标准：以爆破地震波的最大速度为破坏判据。初井壁的抗震坏速度标准：以爆破地震波的最大速度为破坏判据。初凝混凝土井壁为凝混凝土井壁为15cm/s；风化岩、大倾角多裂隙页岩及半凝固混；风化岩、大倾角多裂隙页岩及半凝固混凝土井壁为凝土井壁为530cm/s；钙质砂岩、矽质砂岩、石灰岩及高强混凝土；钙质砂岩、矽质砂岩、石灰岩及高强混凝土井壁为井壁为6090cm/s以上。以上。设备的抗冲击安全标准：一般以设备整体抗冲击变形或崩翻的最大设备的抗冲击安全标准：一般以设备整体抗冲击变形或崩翻的最大超压以及动量作为抗冲击安全标准。超压以及动量作为抗冲击
41、安全标准。有害炮烟和炽热产物的危害标准：以煤矿安全规程作为安全标准。有害炮烟和炽热产物的危害标准：以煤矿安全规程作为安全标准。（1）根据凿岩爆破动力学原理，只有当全孔面上投入的）根据凿岩爆破动力学原理，只有当全孔面上投入的爆破能量等于全深度的岩体抗破碎强度爆破能量等于全深度的岩体抗破碎强度fk时，其凿岩爆时，其凿岩爆破的全面效果才是理想的。破的全面效果才是理想的。（2）在立井爆破中，为防止爆破地震波对井壁的破坏，）在立井爆破中，为防止爆破地震波对井壁的破坏，设计时应注意由井中到井边逐渐降低单位装药量、装药设计时应注意由井中到井边逐渐降低单位装药量、装药相对威力和爆破作用指数。相对威力和爆破作用
42、指数。（3）掏槽爆破是影响爆破效果的重点，因此掏槽孔需要）掏槽爆破是影响爆破效果的重点，因此掏槽孔需要采用较大直径的炮孔和耦合装药结构。可以适当增大下采用较大直径的炮孔和耦合装药结构。可以适当增大下部掏槽孔集中装药的径向部掏槽孔集中装药的径向n值，以实行对称互撞的加强抛值，以实行对称互撞的加强抛掷爆破。掷爆破。（4）光面预裂爆破参数可参考下式：）光面预裂爆破参数可参考下式： 装药量：装药量： （g/孔）孔） （6-12） 孔间距：孔间距： （cm） （6-13） 抵抗线：抵抗线： （cm） （6-14）式中：式中： 炸药相对威力指数；炸药相对威力指数； d炮孔直径，炮孔直径，cm； H炮孔深度
43、，炮孔深度，cm； 岩体抗破碎强度。岩体抗破碎强度。（5）各段起爆时差应大于先响炮冲击波正压作用时间及）各段起爆时差应大于先响炮冲击波正压作用时间及先响炮地震波直达作用时间。先响炮地震波直达作用时间。（6）当齐爆药量过大时，可把扩槽孔分成两段装药延迟）当齐爆药量过大时，可把扩槽孔分成两段装药延迟25ms或或50100ms起爆，或隔孔分两段延时起爆，或隔孔分两段延时25ms起爆。起爆。20.13/kbqd Hfg0.510kadf0.520/kWdfbgkfv三、超深孔一次爆破成井实例三、超深孔一次爆破成井实例山东新汶矿业集团翟镇煤山东新汶矿业集团翟镇煤矿六采矸石仓爆破掘进矿六采矸石仓爆破掘进v
44、山东新汶矿业集团翟镇煤矿六采矸石仓垂深山东新汶矿业集团翟镇煤矿六采矸石仓垂深13.2 m，掘进直，掘进直径径5.5m，净直径为，净直径为5.0m。与矸石仓上下口相连的两条运输巷。与矸石仓上下口相连的两条运输巷均采用锚喷支护，下口净断面尺寸为均采用锚喷支护，下口净断面尺寸为4.2m3.6m（拱半径（拱半径2.1m），上口净断面尺寸为），上口净断面尺寸为3.4m3.2m（拱半径（拱半径1.7m），），为布置矸石仓将上口断面扩大为布置矸石仓将上口断面扩大2.6m2.0m。该矿为低瓦斯矿。该矿为低瓦斯矿井，通风条件良好。井，通风条件良好。v矸石仓穿过的岩层依次为：上部为矸石仓穿过的岩层依次为：上部为1
45、.0m的四灰和的四灰和1.25m的煤的煤13，中部为，中部为9.55m粉砂岩，下部为粉砂岩，下部为0.7m的泥灰岩、的泥灰岩、1.5m的煤的煤15及及1.0m的粉砂岩，岩层缓倾斜，裂隙不发育。的粉砂岩，岩层缓倾斜，裂隙不发育。v为克服传统的浅眼爆破法费工费时、通风作业及安全条件差等缺陷，为克服传统的浅眼爆破法费工费时、通风作业及安全条件差等缺陷，结合现场情况，参照国内外有关掘进天井等垂直巷道的先进经验，结合现场情况，参照国内外有关掘进天井等垂直巷道的先进经验，决定采用深孔光爆一次成井法。该方法的装药、联线、填塞等作业决定采用深孔光爆一次成井法。该方法的装药、联线、填塞等作业均在上部巷道进行，同
46、传统方法相比，具有工效高、速度快、安全均在上部巷道进行，同传统方法相比，具有工效高、速度快、安全作业条件好、节约材料等一系列优点。该方案的主要内容如下：作业条件好、节约材料等一系列优点。该方案的主要内容如下：（1）全部炮孔都用井下新型潜孔钻机在上部巷道自上而下全深度一次钻出。（2）充分利用上下巷道作为补偿空间，使矸石仓上部爆破的岩体向上抛渣，矸石仓下部爆破的岩体向下抛渣。（3）为一次爆成圆井，并使岩壁平整稳定，减小爆破地震影响，使周边眼在其他炮眼起爆后起爆，光爆成井。（4）充分利用空孔的自由面作用。掏槽方式采用以1个中心空孔和4个掏槽孔组成的菱形掏槽法，其中空孔直径110mm，掏槽孔直径75m
47、m，掏槽孔距中心空孔400500mm，以保证掏槽效果。 （5）选择合理间隔起爆时差，每个药包设置2个同段雷管，采用非电与电联合起爆网路，使每个药包准确起爆。（6）孔内淋水较多，应选择防水型炸药，根据孔径大小和炮孔作用不同，选用32 mm直径的煤矿许用水胶炸药。v爆破参数见表爆破参数见表6-13、表、表6-14和表和表6-15。炮孔布置如图。炮孔布置如图6-20。孔号炮孔名称炮孔直径(mm)装药直径(mm)上炮泥长度(m)下炮泥长度(m)段高(m)每孔装药量（kg）孔数（个）雷管段数1空孔110700013.261525掏槽孔75701.51.45.78.441610辅助孔75701.51.45
48、.78.4521117 辅助孔75701.51.45.78.4731833 周边孔75321.01.013.212.6169表表6-13 上分段爆破参数表上分段爆破参数表表表6-14 中分段爆破参数表中分段爆破参数表 孔号炮孔名称炮孔直径(mm)装药直径(mm)上炮泥长度(m)下炮泥长度(m)段高(m)每孔装药量（kg）孔数（个）雷管段数1空孔110700013.2611025掏槽孔757000.83.17.246610辅助孔757000.83.17.2571117辅助孔757000.83.17.2781833周边孔75321.01.013.2 12.6169表表6-15 下分段爆破参数表下分
49、段爆破参数表孔号炮孔名称炮孔直径(mm)装药直径(mm)上炮泥长度(m)下炮泥长度(m)段高(m)每孔装药量（kg）孔数（个）雷管段数1空孔110700013.20125掏槽孔757001.24.49.641610辅助孔757001.24.49.6521117辅助孔757001.24.49.6731833周边孔75321.01.013.212.6169图图6-20 炮孔布置示意图（单位：炮孔布置示意图（单位：mm）1吊环；吊环；2非电雷管；非电雷管；3钢管筒；钢管筒；4水胶炸药；水胶炸药；5聚能穴聚能穴v 中心空孔中心空孔 在在1号中心空孔中，自上而下装二个药包，用以抛掷掏槽孔爆破的岩石，二号
50、中心空孔中，自上而下装二个药包，用以抛掷掏槽孔爆破的岩石，二个药包的重量均为个药包的重量均为6kg。装药位置分别位于矸石仓。装药位置分别位于矸石仓8.8m和和5.7m水平位置之上。为防水平位置之上。为防止其它炮眼起爆时将其止其它炮眼起爆时将其“压死压死”产生拒爆，特制做钢管抛掷爆破筒，规格均为产生拒爆，特制做钢管抛掷爆破筒，规格均为90800mm，壁厚，壁厚4mm，底部向内凹，形成聚能穴，以加强抛掷效果。钢管抛掷，底部向内凹，形成聚能穴，以加强抛掷效果。钢管抛掷弹尺寸与装药图如图所示。弹尺寸与装药图如图所示。 装填前应检查钢管封底是否严密，然后装入水胶炸药。为使起爆可靠，每个装填前应检查钢管封
