爆破工程技术人员.ppt

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1、爆破工程技术人员培训,爆破工程地质,讲：席,爆破工程地质研究对象与目的,工程地质,研究对象,地形地貌岩性地质构造水文地质特殊地质,研究目的,分析对爆破的影响针对性制定方案力争最佳爆破效果控制爆破安全,2-41,地形地貌：,地形是地物和地貌的总称。地物地面上天然或人工形成的固定物体。地貌地表面的高低起伏形态。从宏观上分，陆地地形包括高原、平原、山地、丘陵和盆地，从微形上分，这些地形又可分为水平地形、倾斜地形、上凸地形、下凹地形。其中，爆破作业点多为丘陵和山地。,丘陵定义：,200m,200m,25,25,深丘,浅丘,徒丘,缓丘,山地定义：,0.0,+3500m,0.0,+1000-3500m,+

2、1000m,0.0,高山,中山,低山,山体要素：,不同地形对爆破的影响,W,W,爆破条件相同时,落料最小，飞石最远，但飞石方向性好,落料居中，飞石较远，飞石方向性易控,落料最大，飞石较近，飞石方向性不好,凹地,平地,凸地,不同地形的台阶改造,1,2,3,4,5,6,7,地形坡度愈陡则抛掷率愈高，,岩石性质：,岩性,物理性质：密度、容重、孔隙率、碎胀性、含水率、波阻抗等,力学性质：抗压、抗拉、抗剪强度，弹性模量，泊松比等,其中：岩石结构是从微观而论，是指岩石的构成或组合岩石构造是从宏观而论，研究的是岩石构成体系 后期地质营造作用，即后期内、外力或人力作用。,岩性取决于：生成条件、矿物成份、结构与

3、构造、后期地质营造作用,2-42、3、4,岩石主要的物理物质：,密度岩石的颗粒质量与单位体积之比，单位：g/cm3。容重包括孔隙、水份在内的岩土总质量与总体积之比，单位：kg/m3。（堆积密度）孔隙率岩石内各种裂隙、孔隙的体积与岩石总体积之比，也称孔隙度。波阻抗岩石的波阻抗为岩石密度与岩石纵波传播速度的乘积，单位：kg/cm2s。风化程度-在风、水外力作用下，岩石发生破坏的疏松程度。,10-38、38-12,常见岩石的物理性质,岩石物理力学性能：,岩石物理、力学性质与凿岩、爆破的难易程度存在如下一些基本关系：岩石颗粒度组成岩石的颗粒大小。颗粒度越细，岩石越硬，越难爆破。风化程度岩石受空气、水和

4、温度作用而发生破坏、疏松的程度。风化程度越高，越易爆破。岩石硬度岩石抵抗钻凿工具的钻进的能力。岩石越硬，钻孔和爆破越难。岩石韧性岩石抵抗外力分裂成块的能力。组成岩石的颗粒越小，胶结越牢固，岩石韧性越好，钻与爆越困难。,10-38,岩石脆性岩石受外力作用时，不经过变形就突然破坏的特性。越脆的岩石，越经不起冲击而易爆破。岩性弹性外力消除后，岩石恢复原来形状和体积的能力。弹性越强的岩石，越难钻凿和爆破。岩石塑性外力消除后，岩石没能恢复原形而有一定的残余变形的性能。塑性岩石易钻，但吸能较强，有时炸药单耗反而大。岩石强度岩石抵抗外力破坏的能力，是岩石坚固性的表现，坚固性差的岩石易钻爆，反之难钻爆。10-

5、39另：弹性模量=应力/应变；泊松比=横向应变/竖向应变,衡量岩石强度的指标：,衡量标准：岩石试件在单轴静态荷载作用下承受的最大抗力。按受力性质分，岩石强度可分为抗压、抗拉、抗剪等强度：抗压强度抗剪强度抗拉强度受力状态不同时：三轴抗压强度双轴抗压强度单轴抗压强度。按加载速率分，可分为静载和动载强度：动载强度静载强度。,2-45、10-39。57-2,岩石分类：,岩石分类,按生成原因 分,沉积岩、变质岩、岩浆岩,按颗粒结晶分,晶质岩、非晶质岩、碎屑岩,按胶结程度分,泥质、钙质、硅质、铁质等,按力学性能分,硬岩、中硬岩、软岩,10-34,沉积岩覆盖了地球表面的75%，页岩、砂岩、石灰岩又占沉积岩总

6、量95%以上。,沉积岩,碎屑岩,火山碎屑岩,火山角砾岩凝灰岩,沉积碎屑岩,砂岩砾岩,粒土岩,泥岩页岩,化学岩,石灰岩白云岩石膏岩煤炭,沉积岩、变质岩、岩浆岩说明：,沉积岩：岩渣或岩屑经搬运沉积，在常态下固结而成的岩石。如页岩、砂岩、石灰岩等。变质岩：岩石在高温、高压等作用下，矿物成份重行组织或排列后而形成的岩石。如大理石，石英岩等岩浆岩：由地壳深处的熔融岩浆喷出地面或侵入地壳之内冷凝而成的岩石。如花岗岩、玄武岩等。,10-35、36、37。57-3,三种岩石的相互转换：,57-3,普氏法原理-坚固性系数f：式中 P岩石的极限抗压强度，kg/cm2。,岩石常见的三种分类分级方法：,f=p/100

7、,38-13,各种岩石的坚固性与哪些因素有关？沉积岩：与矿物颗粒成分、粒度和形状有关，还与胶结成分和颗粒胶结的强弱有关。岩浆岩：与其特性、产状、构造、结构、矿物颗粒成分、颗粒结晶有关。变质岩：与结构、变质程度、矿物的重新排列组合以及结晶状况有关。,10-35、36、37,可钻性与可爆性分级：,可钻性可用钻头未磨钝之前的钻进速度来表示，钻进速度快，可钻性就好，反之就差。级别：极易钻、易钻、难钻、极难钻。可爆性岩石在爆破作用下发生破碎的难易程度，岩石的可爆性一般可用爆破单位体积岩石所需的炸药量来表示，炸药用量越小，可爆性好，反之就差。级别：极易爆、易爆、中等、难爆、极难爆。,11-40、41,被爆

8、岩石的破坏特性邻近药包的岩石在爆破冲击荷载作用下呈塑性或熔融破坏。离药包较远的岩石，呈脆性破坏。爆炸应力抗压强度时，岩石呈粉状破坏。抗压强度爆炸应力 抗拉(或抗剪)强度时，岩石呈块状破坏。,岩石硬度决定的基本情况：,容重：1.12.7T/m3坚固系数f=1.54所需炸药量：较小可钻与可爆性：较易,容重：2.23.0T/m3坚固系数f=410所需炸药量：中等可钻与可爆性：中等,容重：2.63.3T/m3坚固系数f=1025所需炸药量：较大可钻与可爆性：难,软岩 中硬岩 硬岩,地层构造形式,水平构造：,倾斜构造：,褶皱构造：,背斜构造：,向斜构造：,水平构造,倾斜构造,倾斜构造,褶皱构造,岩体结构

9、 岩体结构特点：使岩石呈不连续性，各向异性。受到力作用时：控制着岩体的变形和破坏。,结构面：各种地质界面结构体：受结构面切割的岩块,结构面,原生结构面：岩石形成时产生的结构面 如层理构造结构面：由构造应力作用产生的断裂面 如构造裂隙次生结构面：由后期外力作用形成的结构面 如风化裂隙,层理是一组互相平行岩层的层间分界面。,节理，也叫裂隙，是一种岩石断开后相互间未发生错动或错动位移量很小的断裂。,交叉节理：,构造裂隙,破碎带：由于地质构造的运动，造成岩体的整体性遭到破坏，由于其多呈带状分布，故称破碎带。,断裂构造（小则为裂隙，大则为断层）,岩层产状,3-47,岩层的倾向确定后，走向就可以确定，岩层

10、的走向确定后，倾向不一定确定。,产状举例：如倾向130，倾角25时：方位角表示：13030意思为：倾向倾角，象限角表示：S40W/25SE 意思为：象限-走向方位角倾角-倾向,岩层结构：,结构要素,不同岩石组合成岩石结构体,两种岩石组合时的地质界面称为结构面，也称软弱面,岩石间的断裂缝或者夹层称为软弱带,结构面、软弱带对爆破影响的六种作用：1.应力集中作用。2.应力波的反射增强作用。3.能量吸收作用。4.泄能作用。5.楔入作用。6.改变破裂线的作用。,3-48、11-42、58-4,断裂与溶蚀对爆破的影响,溶蚀空隙,裂隙,3-48,不均质对爆破影响例1,预期漏斗破裂线,实际漏斗破裂线,不均质对

11、爆破影响例2,预期破岩方向,实际破岩方向,不连续岩层对爆破的影响：,连续岩层的泄能情况,不连续岩层的泄能情况,断裂严重、泥土夹层中对爆破的影响：,岩石呈孤石状的情况,炮孔钻凿在泥夹层中的情况,软弱带对爆破的影响：断裂缝导致欠挖的情况：,断裂缝,断裂缝导致超挖的情况：,断裂缝,结构面对爆破的影响,能量释放规律：,锅盖状态与压力作用的相互关系,最小抵抗线与结构面斜交情况：,爆破量可能会增或减，抛掷偏左，漏斗左大右小,爆破量可能会增或减，抛掷偏右，漏斗左小右大,结构面与最小抵抗线平行情况：,爆破量较小，漏斗较小，抛掷较远，甚至会发生冲炮,爆破量较小，漏斗较小，抛掷较远，甚至会发生冲炮,结构面与最小抵

12、抗线垂直情况：,爆能利用率较好，爆破方量较大，漏斗增大，抛掷较近,最小抵抗线为X节理钝角等分线时，爆破漏斗和爆破方量较大，抛掷较散，但较近,最小抵抗线为X节理锐角等分线时，爆破漏斗和爆破方量较小，抛掷较集中，但较远,软弱带对爆破的影响：断裂缝导致欠挖的情况：,断裂缝,断裂缝导致超挖的情况：,断裂缝,断裂缝导致泄能的后果,断裂缝,伤及边坡,泄能后无法克服抵抗线,W,断裂缝,产生冲炮,断裂缝在左下部与抵抗线大致平行时,断裂缝在右下部与抵抗线所指相反时,地下水对爆破的影响,影响方面：会增加电爆网路漏电机率、会增强爆破地震效应、会降低爆温值、会使爆破控制困难化，对非抗水药包还需要进行抗水处理。,水位较

13、高时能起爆破能传递作用,水位较低时，会导致严重泄能,地下水的处理方法之一,爆破与边坡稳定性的问题,边坡失稳分类：1、爆破振动引起的自然高边坡失稳；2、爆破开挖使工程边坡遭受破坏，之后因风化等作用引发不断的塌方失稳。边坡失稳成因：1.沿已有滑坡面滑动。2.结构面贯通而形成滑坡面而滑动，3.垂直柱状节理造成岩柱散裂而导致边坡坍塌。4.脱离母体的危石沿边坡翻滚崩塌而下。,爆破工程技术人员培训,讲：席,地下采煤爆破,煤矿井下爆破特点：,井下爆破作业环境,存在瓦斯爆炸危险,存在围岩垮塌危险,存在煤尘爆炸危险,存在有毒、有害气体,作业空间狭窄、阴暗,瓦斯也称为沼气，即甲烷，成份是CH4，是与煤伴生的可燃和

14、可爆性气体。瓦斯浓度低于4%时，不燃不爆；浓度在4-5.5%时，可燃不爆；浓度在5.5-16%时，会爆炸，浓度在9.5%时，爆炸能量最强；浓度大于16%时，因氧含量不足，也为可燃不爆情况。瓦斯爆炸是空气中的氧气与瓦斯进行剧烈氧化反应的结果，据有关资料统计，每年近50%的瓦斯爆炸是井下爆破引起的，其因主要是滥用炸药和放炮不当，,瓦斯爆炸三个条件1、浓度（5%16%）2、火源（650750时）3、氧气(不低于12%)煤尘爆炸三个条件1、浓度（300400g/m3）2、火源（700800时）3、氧气(不低于18%),爆破时引起瓦斯与煤尘爆破原因,1、被爆炸时所产生强烈的冲击波绝热压缩引燃；2、被爆炸

15、时生成的炽热固体颗粒点燃；3、被爆炸时生成的高温气体直接加热；4、被爆炸时未反应完的高温产物遇氧时的二次着火引燃。要求：1、选用的炸药级别与瓦斯等级严格对应。2、选用爆热、爆温和爆压较低的炸药。3、选用接近零氧平衡的炸药。4、选用起爆感度和传爆能力好的炸药。,6-13,煤层爆破基本要求：,必须使用与瓦斯等级相适应的煤矿许用炸药。必须使用煤矿许用雷管，延期雷管的15段总延期量不许超过130毫秒。应采用正向起爆，且用水炮泥和粘土性炮泥进行填塞。起爆网路应采用串联方式，起爆时可一次性瞬发起爆和毫秒延时起爆，但严禁分次爆破。同一炮孔中不得同时装两个起爆药包。必须使用防爆型放炮器（外壳防爆、供电时间能自

16、动控制在6毫秒以内）工作面有多个自由面时，最小抵抗线不得小于0.5米,炮采落煤时应具备的基本条件,1、爆破点附近20米以内风流中瓦斯浓度不得超过1%；2、在有煤尘爆炸危险作业点附近20米巷道内，应进行洒水降尘；3、在同一网路中，只准使用同厂、同批的煤矿许用炸药和煤矿许用雷管；4、工作面上的风量、风速应符合安全要求；5、炮孔内出现异状，工作面出现穿透水征兆等情况时，应停止爆破作业。,47-47,爆破扬尘的主要防治方法：1、采用湿式钻孔凿岩技术；2、采用爆前喷雾洒水措施；3、实施水封爆破技术；4、加强排尘与除尘；5、注重个体防护；6、制定合理的爆破作业方案，限制抛掷程度7、采用微差爆破技术，控制一

17、次起爆药量。,46-45,走向长壁采煤法：也称整层走向长壁采煤法，特点是回采工作面沿煤层倾斜方向布置，沿走向方向推进。,倾斜长壁采煤法：回采工艺与走向长壁采煤法基本相似,不同点是回采工作面沿走向布置,沿倾斜推进。,炮采落煤：,煤层爆破中炮孔分类,煤层中的炮孔分底孔、腰孔和顶孔：底孔：位于煤层底板，起掏槽作用，为腰孔创造自由面。腰孔：在煤层顶板与底板腰部，起进一步扩大底孔掏槽作用，为顶孔创造更多自由面。顶孔：位于煤层顶板，在临空效果良好情况下，剥落顶板煤层，起保护顶板作用。,布置在煤层中的三种炮孔：,顶孔,顶板,腰孔,底孔,底板,起爆顺序,1响,2响,3响,布孔的基本要求,布置时，应根据煤层的采

18、高或厚度、硬度、顶底板条件等情况来进行确定，一般情况下，为适应单体支架长度，每次煤层采深一般是控制在1米左右，所以炮孔深度宜钻凿11.5米，炮孔间距宜控制在0.81.5米范围内，炮孔水平倾斜角宜为6085度，与顶底板的仰角或府角宜控制在10度左右。,常见布孔形式：,单排布置：炮孔呈一条直线布置在煤层中间，此种布置适用于厚度在1.0m以下的软质煤层,对眼布置：炮孔呈矩形布置，上排眼与下排眼在一条垂直线上，此种布置适用于厚度为1.01.5m煤质中硬的中厚煤层,三花眼布置：炮孔呈梅花形布置，此种布置适用于厚度为1.01.5m煤质中硬的中厚煤层,三角形布置：炮孔布置成三角形，上排孔数量只为下排孔数量的

19、1/2，此种布置适用于厚度为1.01.5m煤质较软的中厚煤层,在炮孔装药量上，一般底孔的装药量最多，腰孔次之，顶孔最少。若炮孔深度为1米时，硬煤中的底孔宜装药250350克，中硬煤中的底孔宜装药200300克，软煤中的底孔宜装药150250克。布置的炮孔为双排时，装药量可按底孔：顶孔=1：0.65比例进行分配，布置的炮孔为三排时，装药量可按底孔：腰孔：顶孔=1：0.75：0.5比例进行分配。对煤层开采爆破后的基本技术安全要求有：炮孔利用应高且基本无残眼，爆后的煤面应整齐平直、顶底板上不留残煤且完整而便于支护、爆落煤的块度应均匀、爆落煤堆集中有利装运、爆破过程中不崩倒支架，设备无损坏。,水炮泥的

20、填塞方法一般有两种,一种是先装水炮泥至于炮孔的底部,接着进行装药,装药后再进行水炮泥的装填,孔口部分用一般粘结性炮泥进行封口.第二种是在炮孔的底部先装药,装成完成后再进行水炮泥的装填,孔口部分仍用一般性粘结性炮泥进行封口。,煤矿井下爆破作业中的基本工作制度：1、三人连锁放炮制：爆破作业全过程中，爆破班长、瓦斯检测员和爆破员都必须同在作业现场的一种工作配合制度。三人之间各执一张牌，班组长执命令牌，爆破员执警戒牌，瓦检员执放炮牌，爆破过程中的相互工作配合应按后图的所示要求进行。2、“一炮三检制”是：装药前、爆破前、爆破后应认真实施检查的一种工作制度。,三人连锁放炮：,放炮后三牌换回 原 主,班组长

21、,爆破员,瓦检员,警戒牌,放炮牌,命令牌,爆破工程技术人员培训,讲：席正明,地下采矿爆破,地下矿产：有用的矿物资源或矿物集合体,矿产,金属矿产：黑色金属、有色金属、稀有 金属、贵金属等。,非金属矿产：化工原料、陶瓷原料、玻璃原料、建筑材料等。,能源矿产：煤、石油、天燃气、地热等。,水气矿产：矿泉水、硫化氢气、氦气等。,地下采矿一般适用于矿体埋藏较深，且不适宜露天开采的矿床。用地下巷道工程把矿体划分为井田、阶段、矿块，以矿块作为基本开采单元进行的开采工作。,开拓布置,矿体,运输巷道,阶段巷道,平巷,地下采场特点、要求、爆破方法特点：作业场地狭窄，爆破规模小，爆破频繁，地质因素大，生产自动化程度低

22、。要求：每米炮孔崩矿量大，在块少，二次爆破量小，粉矿小，矿石贫化和损失低，材料消耗小。,爆破方法,浅孔爆破,深孔爆破,硐室爆破,72-44,地下深孔爆破,地下开采中的深孔主要用于厚矿床的崩矿,装载矿石,平巷掘进,钻凿炮孔,装药填塞,采空回填区,H,地下采场爆破深孔布置方式：深孔种类：1、水平深孔2、扇形深孔布置形式：上向布置、下向布置、水平布置扇形孔优缺点：巷道掘进工程量小，钻机移动次数少，但崩落的矿体的块度大，不均匀，炮孔利用率低。水平孔优缺点：崩落的块体均匀，炮孔利用率较高，但巷道掘进工程量大，钻机移动次数多。,深孔落矿形式：,根据落矿方式不同分为,深孔落矿形式,水平深孔落矿法,垂直深孔落

23、矿法,平行炮孔落矿,扇形炮孔落矿,垂直深孔球状药包落矿法,特点：以深孔落矿；崩落的矿石靠自重全部 溜到矿块底部运出,炮孔布置,水平钻凿的扇形孔：,由下向上的扇形孔布置,分段凿岩阶段矿房法,崩落矿石,分段凿岩巷道,矿体,运输巷道,出矿巷道,通风行人天井,围岩,炮孔布置,向上钻凿的扇形孔：,扇形布孔孔底距与孔口距说明：,a2,孔底距a1：较浅炮孔的底部至相邻较深炮孔的垂直距离孔口距a2：填塞较长的炮孔装药端至相邻炮孔的垂直距离,a1,VCR法：,定义：垂直深孔球状药包阶段矿房法特点：在矿房上部水平开掘凿岩硐室或凿岩巷道，采用大直径潜孔钻机向下钻凿相互平行，且两端敞开的深孔，直到矿块的拉底水平。装填

24、时，即从顶部平台装入长度不大于直径6倍的球形药包到预定位置后进行堵孔。崩矿时，炮孔从下端开始，自下而上遂层地向拉底空间崩矿，崩落的矿石从底部巷道运出。这种爆破方式即为倒置漏斗爆破。,42页何谓CVR采矿法，特点是什么？,炮孔布置,下向钻凿的垂直平行深孔,VCR法装药结构,单层起爆装药结构：多层同时起爆装药结构：,砂子药包起爆药包药包砂子堵孔塞,第一段装药,第二段装药,重复向上,垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法优点：（1）矿块结构简单，省去了切割天井，大大减少了矿块的采准工程量和切割工程量。（2）生产能力高，是一种高效率的采矿方法。（3）采矿成本显着降低，经济效果好。（4）球状药包爆破对矿石的破碎

25、效果好，降低了大块产出率，有利于铲运机装运。（5）工艺简单，各项作业可实现机械化。（6）作业安全可靠，可改善矿工的作业条件。凿岩工在凿岩硐室或凿岩巷道中凿岩，爆破上也可在凿岩硐室或凿岩巷道中向下装药，保证了施工的安全。,垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法缺点：（1）凿岩技术要求较高，必须采用高风压的潜孔钻机钻大直径深孔措施，才能控制钻孔的偏斜。（2）矿层中如遇到矿石破碎带。则穿过破碎带的深孔易于堵塞，处理较困难，有时需用钻机透孔或补订钻孔。（3）矿体形态变化较大时，矿石贫化损失大。（4）要求使用高密度、高爆速和高威力炸药，爆破成本较高。,深孔爆破参数：1、孔径：接杆凿岩D=5070mm 潜孔凿岩D

26、=90-120mm2、孔深：L=1030m3、最小抵抗线：坚硬岩：W=（25-30）D 中硬岩：W=（30-35）D 软岩：W=（35-40）D4、炮孔密集系数：m=aW5、炮孔孔距：a=m/W6、炸药单耗：,装药量计算：,平行深孔单孔装药量Q的计算：Q=qaWL=qmw L扇形深孔单孔装药量Q的计算：Q=qWS式中：q-炸药单耗量 kg/m2 W-最小抵抗线 m a-炮孔间距 m L-炮孔深度 m S-每排炮孔的崩矿面积 m2,2,浅孔台阶爆破,正台阶,倒台阶,浅孔布孔：,方形布孔：,三角形布孔：,浅孔爆破参数,1、孔径：D=3842mm2、孔深：薄矿体：L=1.52.0m 厚矿体：L=3.

27、04.0m3、最小抵抗线：W=（25-30）D4、炮孔间距：a=m/W5、炸药单耗：,6、装药量计算：Q=qBlL kg式中：B-采幅宽 l-一次崩矿总长度,爆破工程技术人员培训,水电站地下厂房爆破开挖,讲：席,水电站形式按主机布置方式可分为：地面式水电站和地下式水电站。地下式水电站的主要厂房设施及作用：主厂房：主要作用是安置水轮发电机组等发电动力装置。主变室：主要作用是安置变电，配电、输电设备的工作室。调压室：分引水调压和尾水调压，形式上有通地表的,也有盲井。主要作用是减小水击压力，,地下水电站硐室爆破开挖,地下的水电站是由立体交叉的硐室群组成，各种不同作用的硐室可达几十条。,主厂房,主变室

28、,尾水调压室,引水调压室,根据水利水电地下开挖工程施工技术规范SDJ212一83的隧洞断面分类:小断面:面积20m2或跨度4.5m;中断面:面积为2050m2或跨度为4.57.5m;大断面:面积为50120m2或跨度为7.512m;特大断面:面积120m2或跨度12m。,向家坝主厂房几何尺寸例：,255.4m,88.2m,33.4m,主厂房开挖顺序的基本原则：,9,1,2,3,4,5,6,7,8,由上向下,先中后边、拉槽超前、台阶崩岩、靠边控爆,提前预裂,爆破开挖结束后的情况：,顶拱层开挖顺序：,中部掏槽宜选复式楔形，掏槽后，崩落孔一层层依次向外起爆。掏槽眼、崩落眼、底眼均采用连续装药,采用孔

29、底反向起爆。,1,4,3,光爆层,2,5,11.5m,上游,33.4m,向家坝主厂房例,光面爆破参数要求,周边眼应采用不偶合间隔装药。孔径：d=38-50mm孔距：a=（8-12）d线装药密度：q=70-350 g/m,水电厂房第一层开挖,开挖举例：,3区,3区,3区,岩锚梁的爆破开挖(规程要求：浅孔爆破),岩锚吊车梁是地下厂房开挖施工中难度最大、质量要求最高的重要部位，岩台成型好坏将直接影响到厂房吊车能否安全运行。开挖时宜分四步进行：,1、上边墙预裂爆破和保护层开挖,3、岩台斜面光面和保护层开挖,2、下边墙预裂爆破和保护层开挖,4、开挖下层边墙预裂爆破,下部开挖层,上部开挖层,浅孔爆破区,保

30、护层,岩锚梁：,岩锚梁是岩壁吊车梁的简称，利用一定深度的注浆长锚杆将钢筋混凝土梁体牢牢地锚固在岩石上，它承受的荷载通过长锚杆和岩石壁面摩擦力传到岩体上。岩锚梁是厂房进行机电安装及检修时起重设备的承重结构。,长锚杆,岩锚梁,岩台,岩锚梁,高直立边墙段开挖顺序,此部分开挖段因已有自由面，故无需再进行掏槽，而采用中间拉槽两侧保护层跟进的开挖方法，保护层与中间拉槽部分采用预裂爆破隔断，边墙采用光面爆破。,中槽,光爆孔,预裂孔,例题：,平面布置,断面布置,7m,孔内外毫秒延期接力起爆网路,同一25ms,50ms,110ms,75ms,135ms,以此类推,直立高边墙开挖结果情况,疏化矿开采对爆破的影响,

31、自爆机理：外界因素作用炸药热分解速度加快热积聚达爆发点炸药自爆。炸药在常温下热分解速度很慢，但因外界因素作用温度升高时，反应放出的热量大于热传导所散失的热量，就能使分解气体产物发生热积聚，从而使热分解自动加速或分解的速度显著加快，当温度继续升高到爆发点时，热分解就可能转为燃烧、继而转为爆炸。开采疏化矿时的热来源：疏化矿氧化、地热、炸药与疏化矿发生化学反应等,高温导致炸药自爆的防范：,防范措施：1、使用安全炸药（如疏化矿用安全炸药）；2、对药包进行隔离包装；3、采用耐热爆破器材；4、加快装药时间，加快起爆时间；5、对爆破作业环境进行降温处理；6、加强检测与监测；7、炸药已自燃时，立即撤离人员。,

32、爆破工程技术人员培训,井巷掘进爆破 讲：席,矿井开拓方式,坚井开拓,平硐开拓,斜井开拓,平巷,3-58,平巷与平硐的区别：不通地表为平巷，直通地表为平硐。,巷道爆破,特点,作业环境的不同,有瓦斯和矿尘爆炸的危险围岩垮塌时的逃生希望小工作场内阴暗、狭窄、潮湿,爆破难度的不同,工作面上只有一个自由面岩石的夹制阻力大炸药和雷管的单耗高,技术要求的不同,钻孔精度要求高、循环进尺要求大、钻孔数量要求多、周边围岩要求平、爆落岩块要求小,炮孔种类：掏槽孔 辅助孔 周边孔 爆挖顺序：掏槽 崩落 光爆基本方法：,直眼掏槽,斜眼掏槽,混合掏槽,多圈扩槽,一圈扩槽,拱顶光爆,边墙光爆,掏槽的目的：创造出第二个人工自

33、由面,炮孔布置：,周边孔,掏槽孔,辅助孔,斜眼掏槽种类,斜眼掏槽,单向掏槽,顶部单向,底部单向,侧向单向,扇形单向,锥形掏槽,三角锥正角锥园角锥,楔形掏槽,水平楔形垂直楔形,直眼和混合掏槽分类,直眼掏槽,混合掏槽,龟裂掏槽 桶形掏槽 螺旋掏槽,复式楔形掏槽桶锥混合型掏槽,斜眼掏槽与形状：,斜眼掏槽：特点是所有掏槽眼与巷道断面斜交，孔口距大，孔底距小 优点：掏槽孔数量少，掏槽面积大，易将槽腔中的爆落岩抛出。缺点：循环进尺受井巷断面的限制，爆堆发散。,巷道断面,孔底,锥形掏槽：即各掏槽眼以相等或近似相等的角度向工作面中心轴线倾斜，眼口距40100厘米，眼底集中于一垂直平面上，相互保持1020厘米的

34、距离，但不贯通，炮孔数36个，炮孔倾角5570度，适用于致密均质岩石。在平面布置形状上通常有三角形、矩形、棱形、多边形等。,单向掏槽：特点是在巷道断面上选择软夹层，将掏槽眼排列成一行，并朝一个方向倾斜，炮孔倾角5070度。适用于软弱夹层。,单向掏槽,楔形掏槽：特点是由两排角度相等且构成V形状的炮孔对称布置，爆破后形成楔形槽，孔口距2060厘米，孔底距1020厘米且同落一垂直面上，炮孔倾角5575度，适用中硬以上的均质岩层。,垂直楔形,水平楔形,直眼掏槽与形状,直眼掏槽：特点是所有掏槽孔相互平行，且均垂直于巷道断面，孔口距与孔底距相等。优点：炮孔深度不受井巷断面大小的限制，可加大循环进尺，爆堆比

35、较集中。缺点：掏槽眼多，凿岩精度要求高。,巷道断面,孔底,缝形掏槽(龟裂掏槽)：特点是掏槽眼布置在一条直线上，一般为37个炮孔，装药眼与空眼间隔布置，孔距为815厘米，爆后形成一条槽缝。钻孔少、简单，但掏槽的体积较小。,桶形掏槽：特点是装药孔与空孔(分大小)间隔布置成各种角柱形。适用于中硬以上岩石层，装药孔顺序起爆，掏槽积体较大，但布孔较多，孔距多为1040厘米，大空眼成本较高，且须用不同机械钻凿。,螺旋掏槽：特点是呈螺旋线布置，各装药眼到空眼的距离依次递增，且由近及远依次起爆，能充分的利用自由面，属桶形掏槽的一种扩展形式。各装药眼到空眼的距离L和孔径d存在下列关系。L1=(11.8)d L2

36、=(23.5)d L3=(34.5)d L4=(45.5)d,空孔的作用：,设置的空孔是为掏槽孔创造出第二个人工自由面，它的作用主要是在掏槽孔中起诱导爆能释放的方向和为爆后岩体提供一个膨胀空间，设置了空孔能较大程度地改善掏槽爆破效果。,爆能作用的两个过程阶段：,猛度作用阶段：爆力作用阶段：,加压,猛击,12-49,混合掏槽：特点两是种以上的掏槽方式混合使用，较适用于岩石特别坚硬或较大的巷道断面。,桶锥混合型掏槽,复式楔形掏槽,辅助孔的作用：,辅助孔的作用主要是在已掏出的槽腔基础上，进一步崩落槽腔周边岩石，以致达到扩大槽腔的目的，所以，辅助孔有时也叫崩落孔，或叫扩槽孔。辅助孔可视巷道断面的大小来

37、决定布置的圈数，无论断面如何小，掏槽孔与周边孔之间必须布置一圈辅助孔，只有通过辅助孔的过渡爆破作用，才能有效地获爆破进尺和爆破质量。巷道断面较大时，辅助孔可布置两圈或三圈，外圈辅助孔的炮孔间距和装药量均应比内圈辅助孔小，原因是外圈辅助孔爆破时的自由面更大，相应的岩石阻力已变得更小。,周边孔的作用,掏槽孔能决定循环进尺，而周边孔则能决定巷道周边的成型质量。周边孔是沿设计开挖轮廓线布置在巷道周边轮廓上的炮孔，主要是起光爆作用。,光面爆破中的炮孔间距与光爆层厚度：,a大于w导致欠挖情况,a小于w导致超挖情况,a与w大致相等情况,进行光面爆破时，应做好以下方面的工作：1、装药量的确定应满足即能完全爆落

38、予留光爆层，又不伤及围岩的原则；2、不偶合装药系数的选择应保证爆后残痕孔边无明显的冲击破坏；3、选用爆能均布于炮孔轴线的装药结构；4、布设空孔起好爆能导向作用，尤其是一些转角处，应合理地布设空孔来引导爆能切割巷道轮廓成型,5、炮孔密集系数应满足m=aW=0.81.0的基本要求，它的重要性在于爆炸能在各个方向的合理分配。m值过大时会出现欠挖现象，m值过小时会出现超挖现象；见图6-31示意；6、确保周边光爆孔同时起爆；7、选用低爆速炸药或专用光爆药卷；8、准确地将光爆孔的孔位钻凿在设计轮廓线上；9、周边孔应相互平行，孔底应落在同一垂直面上，钻孔偏斜误差不得超过1.5%；10、周边各光爆孔的最小抵抗

39、线应大致相等；11、巷道的中、腰线要准确，确保两次爆破能衔接成一个平面。,光爆效果1,爆破效果2,爆破参数：,炮孔直径：岩巷中多采用风动凿岩机钻凿，所钻凿的炮孔直径比标准药卷3235毫米的直径稍大57毫米来确定，一般为37毫米至42毫米。也可采用小直径药卷，故选34-35mm的小直径型孔径，其优点有：1、钻进速度提高；2、炮孔数目增加后，爆能分布更均匀；3、大块少，级配好，便于装运。,44-37、75-50,炮孔深度：炮孔深度应根据每循环进尺和时间要求、炮孔利用率、经济成本等综合因素来确定，一般不超过3米为宜。炮孔数目：N=3.3 3fs2。装药量：,Q=qv=qsL,q-炸药单耗 kg/m3

40、 S-掘进断面 m2L-炮孔深度 m 炮孔利用率,q-岩石坚固性系数 kg/m3 S-掘进断面 m2可参见后表,炸药单耗：,76表3-1,岩巷掘进的炮孔数目参考数据（个）,f,s,爆破作业图表,独头巷道掘进爆破的安全要求,1、掘进工作面与新鲜风流巷道应保持畅通。2、必须使用外壳防爆、供电时间能自动控制在6毫秒以内防爆型放炮器。3、放炮前应进行安全检查、加固支护、清场撤离。4、应规定出危险范围，并设置警戒。5、起爆命令发出后，至少再等5秒，方可起爆。6、爆破后，应充分通风，用水喷洒爆堆，等待15分钟后，方准进入爆破作业点进行瓦斯、顶板、支架、盲炮等方面的检查。,18-93,地下爆破时的警戒要求：

41、,警戒距离：采煤工作面：不得30米；采煤工作面有夹石或夹矸时：不得50米；煤层巷道掘进工作面：不得75米；有一个直角弯时：不得50米；煤层巷道掘进上山工作面：不得100米；有一直角弯时：不得75米；在设有遮挡物时，岩石巷道、半煤岩巷道掘进工作面：不得200米，有一个直角弯时：不得100米。在设有遮挡物时，岩石巷道、半煤岩巷道掘进上山工作面不得250米，有一个直角弯时：不得100米。警戒时应在有关通道上设置警戒岗哨，在回风巷内设置支架路障，并悬挂警戒标志，,18-94,爆破工程技术人员培训,遂道爆破 讲：席,开挖方法,隧道是地下通道的一种，掘进时所采用的方法有矿山法、明挖法、掘进机法、盾构法、沉

42、管法、顶进法，但在山岭隧道中主要采用的方法还是矿山法，即钻爆法。由于工作断面较大，钻爆作业时，通常选用钻凿台车和装药台车，爆破开挖顺序仍然是先进行掏槽，之后进行断面扩大，最后采取周边控制爆破方法沿设计轮廓线进行光面处理。与小断面巷道相比，隧道断面上的掏槽孔的布置往往常采用双层、三层、四层复式楔形掏槽，每层掏槽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，如后图所示实例。,实例：,炮孔布置,复式楔形,装药长度为孔深的70%，且可适当进行底部加强装药，其余为填塞长度，各级掏槽延时起爆时间以相差50毫秒为宜。,炮孔种类：,1掏槽孔 2扩槽孔 3崩落孔 4内圈孔 5拱顶孔 6侧墙孔 7底

43、板孔 8二台孔,1,2,4,3,5,6,7,8,爆破开挖方法,开挖遂道方法较多，但若遇硐顶埋深浅，围岩软弱的遂道则不适用钻爆法。每一种方法均应根据隧道长度、工程地质和水文地质条件、开挖断面形式及尺寸、施工设备、工期等因素，衬砌类型以及隧道埋深等方面进行选择。遂道部分开挖方法与适用条件见左表,全断面法：在掘进断面上，按设计轮廓一次完成整个断面开挖的施工方法。台阶法：台阶法又分正台阶法和反台阶法，正台阶法是一种将整个隧道断面分为几层，由上向下分部进行开挖，每层开挖面的前后距离较小而形成几个正台阶状的开挖方法。反台阶法是一种将整个隧道断面分为几层，在隧道底层先开挖宽大的下导坑，再由下向上分部扩大开挖

44、的方法。,侧壁导坑法：此法分双侧法和单侧法，其中，双测壁导坑法是一种先开挖隧道两侧导坑，及时施作导坑四周初期或临时支护，然后再对剩余部分进行开挖的方法。中隔壁法：又称CD法，这是一种将隧道分成左右两个部分开挖，先爆破开挖隧道的一侧，并施作中隔壁墙，然后再分部开挖隧道的另一侧的施工方法。这种方法主要适用于地层较差和不稳定岩体，且地面沉降要求严格的地下工程施工。当中隔壁法不能满足要求时，还可采用交叉中隔壁法，又称CRD法，这是一种先开挖隧道一侧的一部或二部，施作部分临时中隔壁墙及临时仰拱后，再开挖隧道另一侧的一部或二部，然后再开挖最先施工一侧的最后部分，并延长中隔壁墙壁，最后开挖剩余部分的施工方法。它的最大特点是将大断面变成小断面施工，局部支护上的封闭成环时间短，有利于控制地表的早期沉降。,双侧壁导坑法,5 3 1,6 4 2,1,2,3,4,5,6,中隔壁法,中隔墙,交叉中隔壁法,题例：,4m,3.5m,2.5m,3m,掏槽布1,周边布2,靠周边布3,向外布4,响炮序1,响炮序2,响炮序4,再细分，如2-1、2-2,响炮序3,确定炮孔间距计算办法，单耗取值方法，装药结构确定方法。采用串并起爆方法,