工程爆破-资源-井巷掘进.ppt
《工程爆破-资源-井巷掘进.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《工程爆破-资源-井巷掘进.ppt(91页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、,工 程 爆 破20112012,璩世杰(Qu,Shijie)办公室:土木学院楼812电邮:电话:,中铁十三局都江堰汶上高速公路隧道工程,6 巷道(隧道)掘进爆破,定义:炮眼直径50mm,眼深在5m以内特点:设备简单、方便灵活应用:巷道掘进,硐室、隧道开挖,露天小台阶 采矿,地下浅眼崩矿,二次破碎,边坡、建筑石料,公路、铁路石方工程等,7.1 巷道掘进爆破 7.1.1 炮眼的种类和作用 7.1.2 掏槽型式和参数 7.1.3 巷道掘进爆破的参数设计7.2 巷道周边眼控制爆破 7.2.1 周边眼光面爆破 7.2.2 预裂爆破7.3 巷道掘进爆破施工 7.3.1 开挖方法 7.3.2 钻眼 7.3
2、.3 装药 7.3.4 堵塞及起爆 7.3.5 瞎炮的预防和处理 7.3.6 爆破质量检验标准,7.1 巷道掘进爆破,1顶孔;2崩落孔;3帮孔4掏槽孔;5底孔,巷道掘进爆破的工程特点:,自由面少,往往只有一个自由面 大多数炮孔的方向与自由面垂直,受岩石夹制作用,不利于破岩 自由面小,需要密布炮孔、多装药 要求严格控制巷道断面形状与尺寸,并尽量保护围岩原有的稳定性,7.1.1 炮眼的种类和作用,巷道掘进爆破的炮眼类型按其所在位置、爆破作用、布置方式和有关参数的不同可分为如下几种:1)掏槽眼(cut hole)2)辅助眼(reliever hole)3)周边眼(perimeter hole),图
3、7-1a 锥形掏槽炮眼位置及其作用范围 a-掏槽;b-扩槽;c-形成巷道规格断面;1-顶眼;2-帮眼;3-底眼,图 7-1b 常用的楔形掏槽,巷道掘进爆破的关键:,掏槽眼和周边眼各自的爆破效果是巷道掘进爆破工程效果好坏的关键掏槽眼的爆破效果是辅助眼和周边眼的爆破的条件周边眼的爆破效果表现为开挖边界的超欠挖,以及对围岩稳定性产生破坏的程度,掏槽型式和参数,根据掏槽眼与开挖面的关系、掏槽眼的布置方式、掏槽深度以及装药起爆顺序的不同,可将掏槽方式分为如下几类:(1)倾斜掏槽(incline cut)掏槽眼与开挖断面斜交(2)直眼掏槽(cylinder cut)掏槽炮眼垂直于开挖面,(1)倾斜掏槽 楔
4、形掏槽(wedge cut),又叫V型掏槽 锥形掏槽(pyramid cut),图7-2 楔形掏槽a垂直楔形掏槽;b水平楔形掏槽,楔形掏槽:,适用于各种岩层,特别是中硬以上稳定岩层。对于特别难爆或眼深超过2m时,可采用多重楔形。一般取:6075 a0.30.6m b0.10.3m,锥形掏槽:,适用条件:圆形竖井或巷(隧)道的开挖 受岩体中层理、节理、裂隙影响较大 的围岩,图7-3 锥形掏槽a-三角锥形;b-正角锥形;c-圆锥形,单向掏槽:,图7-4 单向掏槽a顶部掏槽;b底部掏槽;c侧向掏槽,适用条件 软岩;工作面有明显层理、节理或裂隙的岩层。可利用这些弱面进行掏槽。根据弱面的位置不同,又可分
5、为:顶部掏槽 底部掏槽 侧向掏槽,倾斜眼掏槽的优点:,操作简单,精度要求较直眼掏槽低,能按岩层的实际情况选择掏槽方式和掏槽角度,易把岩石抛出,掏槽眼的数量少且炸药用量小,倾斜眼掏槽的缺点:,a)钻眼方向难以掌握b)掏槽形式和参数主要凭经验c)眼深受开挖断面尺寸的限制,也不便于多 台凿岩机同时作业d)岩石爆破抛掷距离多较大,易使爆堆分散,(2)直眼掏槽,优点:1)钻孔作业简单2)掏槽深度不受围岩软硬和开挖断面大小的限 制,可以实现多台钻机同时作业、深眼爆破 和钻眼机械化3)在一定范围内,不需要随循环进尺的改变而 变化掏槽形式,仅需改变炮眼的深度4)岩石抛掷距离较倾斜掏槽的小,缺点:1)直眼掏槽的
6、炮眼数目和单位用药量大于 倾斜掏槽2)对眼距、装药等要求严格。如设计或施工不当,易使槽内的岩石不能充分破坏并抛出,因而降低炮眼利用率和循环进尺,1)直眼掏槽形式,图7-5 直眼(柱状)掏槽型式,柱状(桶形掏槽)掏槽 用大直径空孔作为最先起爆炮孔的自由面,并提供岩石爆破破碎后的膨胀空间,使爆破后能形成柱状槽口的掏槽爆破。第1个起爆装药孔到空孔的距离一般应不大于1.5倍的空孔直径。螺旋形掏槽 中心眼为空眼,邻近空眼的各装药眼至空眼之间的距离逐渐加大,其联线呈螺旋形状缝形掏槽(或称龟裂掏槽)掏槽眼布置成一条直线,各眼的轴线相互平行,眼间距一般为815cm,空眼和装药眼间隔布置,图7-6 螺旋掏槽原理
7、示意图,图7-7 缝形掏槽,2)影响直眼掏槽效果的因素,空眼眼距装药 过量装药(装药长度占全眼长的70%90%)辅助抛掷 空眼加深100200mm,并在眼底放一卷炸药,在掏槽眼全部起爆后接着起爆 钻眼质量,(3)混合掏槽 混合掏槽是指两种以上的掏槽方式的混合使用,一般在岩石特别坚硬或隧道开挖断面较大时使用。1)复式掏槽(double cut)在大断面隧道掘进中,为加大掏槽深度,可采用两层、三层或四层楔形掏槽眼,每对掏槽眼呈完全对称或近似对称,深度由浅到深,与工作面的夹角由小到大,即为复式掏槽。复式掏槽也叫多重楔形掏槽或V形掏槽(V-cut)。,图7-8 三级复式楔形掏槽,复式掏槽的爆破角(掏槽
8、眼与工作面的夹角)与掏槽眼深度的相互关系,应使从每个眼底所作的垂线恰好落在开挖断面两壁与开挖面相交的临空面上;最深掏槽眼眼底的垂直线也必须落在隧道内,即与已爆出的工作面相交;在每一掏槽眼眼底所作的垂线必须与隧道壁面相交。,2)分段掏槽 为克服深眼爆破中装药底部仅产生挤压破碎作用和弱抛掷,可将掏槽炮眼分次起爆,这样可以有利于槽腔的形成,提高掏槽腔的有效深度,便于机械化作业。关键在于装药结构,须使之满足各个药包抵抗线大小的要求。,除此之外,其它混合掏槽还有角锥与直眼、楔形与直眼(图7-10)等形式组合。这些一般用在比较坚硬的岩石中。,图7-10 其它混合掏槽一例:V型掏槽,7.1.3 巷道掘进爆破
9、的参数设计,(1)炮眼直径(bore hole diameter)(2)炮眼数量和布置(number of holes and drill pattern)(3)炮眼深度(hole depth)及角度(4)炮孔起爆顺序与微差时间(5)装药量的计算及分配,(1)炮眼直径 炮眼直径(bore hole diameter)对凿岩生产率、炮眼数目、单位耗药量和峒壁的平整程度均有影响。加大炮眼直径及装药量,可使炮孔周围的爆破破碎效果得以改善。但炮眼直径增大,凿岩速度将随之下降,且此时的炮孔布置参数应相应减小,从而降低岩石破碎的均匀程度、岩壁平整度及围岩稳定性。故须根据岩性和炸药性能等综合分析,合理选用凿
10、岩机具和炮孔直径。一般隧道的炮眼直径在3250mm之间,药卷与眼壁之间的间隙一般为炮眼直径的10%15%。,(2)炮眼数量 炮眼数量(number of holes)主要与开挖断面、炮眼直径、岩石性质和炸药性能有关,炮眼的多少直接影响凿岩工作量。炮眼数量应能装入设计的炸药量。通常可根据各炮眼平均分配炸药量的原则来计算,其公式为:式中:N炮眼数量,不包括未装药的空眼数;q单位炸药消耗量,一般取q=1.2 kg/m32.4kg/m3;S开挖断面积,m2;装药系数,装药长度与炮眼全长之比,参考表7-1;每米药卷的炸药质量(kg/m)。2号岩石铵梯炸药的每 米质量,见表7-2。,表7-1 装药系数值,
11、表7-2 2岩石铵梯炸药每米质量值,(3)炮眼深度 炮眼深度(hole depth)是指炮眼底至开挖面的垂直距离。合适的炮眼深度有助于提高掘进速度和炮眼利用率。随着凿岩、装碴运输设备的改进,目前普遍存在加长炮眼深度以减少作业循环次数的趋势。一般可参考表7-3确定炮眼深度。,表7-3 炮眼数量参考值,1)围岩的稳定性,避免过大的超欠挖;2)凿岩机的允许钻眼长度、操作技术条件和钻眼技术水平。3)掘进循环安排,保证充分利用作业时间。确定炮眼深度的常用方法有三种。一种是采用斜眼掏槽时,炮眼深度受开挖面大小的影响,如炮眼过深,周边岩石的夹制作用将相应增大,故炮眼深度不宜过大。一般最大炮眼深度取断面宽度(
12、或高度)B的0.50.7倍,即L=(0.50.7)B。当围岩条件好时,采用较小值。,另一种方法是利用每一掘进循环的进尺大小及实际的炮眼利用率来确定炮眼深度。即:式中:L 炮眼深度,m;l 每掘进循环的计划进尺数,m;炮眼利用率(efficiency of bore hole),一般要求不 低于0.85。,所确定的炮眼深度还应与装碴运输能力相适应,使每个作业班能完成整数个循环,而且使掘进每米坑道消耗的时间最少,炮眼利用率最高。目前较多采用的炮眼深度为1.2m3.5m。,(4)炮孔起爆顺序与微差时间为保证爆破过程中各个炮孔都能获得较好的瞬时自由面条件,同时尽可能充分的利用工作面这个初始自由面,隧道
13、掘进工作面炮孔的起爆顺序是:最先起爆掏槽孔(多采用瞬发雷管)。掏槽孔起爆后形成的新表面即为后继起爆扩槽孔提供了瞬时自由面,从而利于改善扩槽孔的爆破效果。扩槽孔一般采用由内向外的排间顺序起爆。最先起爆的扩槽孔一般采用1段或2段微差雷管;外侧相邻排扩槽孔使用雷管的段别顺序增加1或2段,其它排扩槽孔使用雷管的段别依此类推。最后起爆周边孔。但周边孔按其位置的不同也采用微差起爆:隧道侧墙周边孔先同时起爆,然后再同时起爆顶板周边孔,最后同时起爆底板周边孔。底板周边孔最后起爆可以改善爆堆的松散系数,利于提高后继铲装作业的效率。侧墙周边孔使用雷管道的段别低于最晚起爆扩槽孔12段;依此类推,直至底板周边孔起爆。
14、,(5)装药量的计算及分配 炮眼装药量是决定爆破效果好坏的关键因素之一。药量不足,岩石爆破破碎与松动的效果差,大块多,炮眼 利用率低;装药量过多,爆堆分散,且易出现飞石和空气冲击波现象,以及对围岩的过度破坏。同时,有害气体增加,也将相应 增加排烟时间和供风量等。,药量计算原则:炸药的性能和质量岩体爆破难易程度、地质条件开挖断面尺寸、自由面条件炮眼直径和深度爆破质量要求 目前多采取先用体积公式计算出一个循环的总用药量,然后按各种类型炮眼的爆破特性进行分配,再在爆破实践中加以检验和修正,直到取得良好的爆破效果为止的方法。,计算总用药量Q的公式为:式中:Q个爆破循环的总用药量,kg;q爆破每立方米岩
15、石所需炸药的消耗量,kg/m3,见表7-4;V一个循环进尺所爆落的岩石总体积,且V=lS,m3;l计划循环进尺,m;S开挖面积,m2。总的炸药量应分配到各个炮孔中去,由于各炮眼的作用及受到岩石夹制情况不同,装药数量亦不同,通常按装药系数进行分配,值可参考表7-1取值。,表7-4 爆破岩石所需的单位耗药量q(kg/m3)(2号岩石炸药),7.1.4 炮眼的布置 隧道内布置炮眼时,必须保证获得良好的爆破效果,并考虑钻眼的效率。一般应按下述原则布置炮眼:(1)先布置掏槽眼,其次是周边眼,最后布置辅助眼。掏槽眼一般应布置在开挖面中央偏下部位,其深度应比其它眼深15cm20cm。为爆出平整的开挖面,除掏
16、槽和底部炮眼外,所有掘进眼眼底应落在同一平面上。底部炮眼深度一般与掏槽眼相同。,(2)周边眼应严格按照设计位置布置。断面拐角处应布置炮眼。为满足机械钻眼需要和减少超欠挖,周边眼设计位置应根据设计进尺考虑适当的外插斜率。并应使前后两排炮眼的衔接台阶高度(即锯齿形的齿高)最小为佳。此高度一般要求为10cm左右,最大也不应大于15cm。(3)辅助眼的布置主要是解决炮眼间距和最小抵抗线的问题,这可以由施工经验决定,一般抵抗线W约为炮眼间距的60%80%,并在整个断面上均匀排列。当采用2号岩石铵梯炸药、眼径为40mm左右时,W值一般取0.6m0.8m。,(4)当炮眼的深度超过2.5m时,靠近周边眼的内圈
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 工程 爆破 资源 掘进
链接地址:https://www.31ppt.com/p-6468655.html