复习一建矿业实务第5章凿岩爆破工程,这是教材上的内容

4.导爆索

导爆索是以黑索金或太安等单质猛炸药为药芯,外层用棉线、麻线或人造纤维等材料被覆,能够传播爆轰波的索状起爆器材

导爆索的主要性能参数包括爆速、起爆能力、感度、耐水性、使用环境温度、耐热性和耐冻性等

根据使用条件不同,导爆索可分为普通导爆索和安全导爆索。普通导爆索适用于露天工程爆破,安全导爆索可用于有瓦斯、矿尘爆炸危险作业点的工程爆破

5.导爆管

导爆管是内管壁均匀涂有奥克托金与铝粉混合物或黑索金与铝粉混合物的高压聚乙烯管。导爆管外径为2.8到3.1毫米,内径为1.4毫米正负0.1毫米,药量为14到16毫克/米

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导爆管具有安全可靠、轻便、经济、不易受到杂散电流干扰和便于操作等优点。导爆管可被八号雷管、普通导爆索、专用激发笔等激发,并可靠引爆。长达数千米的一根导爆管一端引爆后会以稳定的速度传播,不会出现中断现象。火焰冲击、三十千伏的直流电均不能使导爆管引爆

煤矿井下爆破作业不应使用导爆管。

5.2 凿岩爆破技术

5.2.1 爆破方法与爆破设计要求

1.井巷爆破炮眼布置及要求

按用途不同,将井巷工作面的炮眼分为掏槽眼、崩落眼和周边眼三种

1)掏槽眼

掏槽眼用于爆出新的自由面,为其他后爆炮孔创造有力的爆破条件。掏槽爆破炮眼布置有多种不同的形式,归纳起来可分为斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽三大类

斜眼掏槽的优点是易将掏槽范围内的岩石向外抛出,所需的掏槽眼数目少。

斜眼掏槽的缺点是钻孔方向难以掌握,炮眼深度受巷道宽度和高度限制,碎石抛掷距离大

直眼掏槽的优点是工作面布置方式简单,易实现钻孔机械化,炮眼利用率高,可通过调整药量实现中深孔爆破,爆堆其中。

直眼掏槽缺点是炮眼数目多,药量多,炮眼间距和平行度对掏槽效果影响大

掏槽方式的选择应根据工程条件、施工机具和施工熟练度等灵活选择适用条件及选择可参考表5.2-1

表5.2-1 直眼陶槽和斜眼陶槽的适用条件

开挖断面大小

斜眼掏槽:大断面较适用

直眼掏槽:大小断面均可以,小断面更优

地质条件

斜眼掏槽:各种地质条件均适用

直眼掏槽:韧性岩层不适用

炮眼深度

斜眼掏槽:受断面大小限制,不宜太深

直眼掏槽:不受断面大小限制,可以较深

对钻眼精度要求

斜眼掏槽:相对来说可稍差些

直眼掏槽:钻眼精度影响大

爆破材料消耗

斜眼掏槽:相对较少,

直眼掏槽:炸药、雷管用量较多

施工条件

斜眼掏槽:钻机干扰大

直眼掏槽:钻眼相互干扰小

爆破效果

斜眼掏槽:抛渣远

直眼掏槽:爆堆较集中

在巷道浅眼爆破时,较多的采用斜眼掏槽,主要包括单向、楔行、锥形掏槽,(见图,5.2-1)

但在中深孔爆破时,斜眼掏槽的应用受到了巷道断面宽度的限制,多采用直眼掏槽。直眼掏槽形式有多种较为常见的有角柱掏槽、菱形掏槽、五星掏槽等,(见图5.2—2)

立井井筒施工中,炮眼采用同心圆布置在均匀岩层中,掏槽眼可布置在井筒中心;在急倾斜岩层中,掏槽眼应布置在靠井筒中心岩层倾斜的下方。

1直眼掏槽 泡眼布置圈径一般为1.2到1.8米,眼数为4到7个。由于打直眼,容易实现机械化,岩石抛掷高度也小。

在中硬以上岩层中进行深孔爆破时,往往受岩石的夹制,难以保证良好效果。为此,除选用高威力炸药和加大药量外,可采用二阶或三阶掏槽,即布置多圈掏槽,并按圈分次爆破,相邻每圈间距为200到300毫米,由里向外逐圈扩大加深,各圈眼数分别控制在4到9个。由于分阶掏槽圈距较小,炮眼中的装药顶端应低于先爆眼底位置,并要填塞较长的炮泥,以提高爆破效果

2 斜眼锥形掏槽

斜眼锥形掏槽,炮眼布置倾角一般为70到80度,眼孔比其他眼深200到300毫米,各眼底间的距离不得小于200毫米,各炮孔严禁相交,这种掏槽方式应打斜眼而受井筒断面大小的限制,炮孔的角度不易控制,但破碎和抛掷岩石较易。为防止崩坏井内设备常常增加中心空眼,其眼深为掏槽眼的1/3到1/2,用以增加眼体碎胀补偿空间。为增加岩石破碎度及抛掷效果,可在井筒中心钻凿1到3个空眼,眼深超过最深掏槽眼500毫米以上,并在眼底装入少量炸药,最后起爆。

2) 崩落眼(辅助眼)

崩落眼是破碎岩石的主要炮孔。利用掏槽眼和辅助眼爆破后创造的平行于炮孔的自由面,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爆破漏斗

3)周边眼

周边眼的作用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

4)炮眼布置要求

(1)有较高的炮眼利用率

炮眼利用率等于炮眼循环尺寸除以炮眼深度

(2)先爆炸的炮孔不会破坏后爆炸的炮孔,或影响其内装药爆轰的稳定性

(3)爆破块都均匀,大块率少

(4)爆堆集中,飞石距离小,不会损坏支架或其他设备

(5)爆破后断面和轮廓符合设计要求,壁面平整并能保持井巷围岩本身的强度和稳定性

5)炮眼布置的方法和原则

(1)工作面上各类炮眼布置时应抓两头带中间。即首先选择适当的掏槽方式和掏槽位置。其次是布置好周边眼。最后根据断面大小布置崩落眼

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(2)掏槽眼的位置会影响岩石的抛掷距离和破碎块度。立井凿岩爆破时,均匀岩层中可布置在井筒中心,急倾斜岩层中,应布置在靠井中心岩层倾斜的下方

巷道凿岩爆破中,通常布置在断面的中央偏下,方便打眼操作的高度,并考虑崩落眼的布置较为均匀

炮眼的布置必须与打眼设备相匹配

(3)周边眼一般布置在断面轮廓线上。按光面爆破要求,各炮眼要相互平行,眼底落在同一平面上。底眼的最小抵抗线和炮眼间距通常与崩落眼相同。为保证爆破后在巷道底板不留根底,并为铺轨创造条件,底眼眼底要超过底板轮廓线

(4)布置好周边眼和掏槽眼后,再布置崩落眼,崩落眼是以槽腔为自由面层层布置,均匀的分布在被爆岩体上,并根据断面大小和形状调整好最小抵抗线和泡眼密集系数

2.爆破参数设计

在井巷掘进中,主要依据断面大小、炸药性能和钻孔速度来确定炮眼直径。在具体岩石、井巷断面、炸药、孔深、钻孔设备条件下存在最佳炮眼直径,是井巷掘进所需钻爆和装岩总工时为最小

在采用气腿式凿岩机的情况下,炮眼直径多采用42到45毫米,比药卷直径大十毫米左右。随着钻眼机械化程度的提高,眼深的加大,小直径炮眼已经不能适应需要,在立井深孔爆破中多采用50到55毫米的炮眼直径

2)炮眼深度

炮眼深度是决定掘进进度的重要因素。炮眼的深度与布置,应根据岩、性作业方式、凿岩设备等加以确定。通常情况下,立井短段掘砌混合作业的眼深应为3到5米,大段高单行作业或平行作业眼深也可为3到5米或更深;浅眼多循环作业的眼深应为1.2到2米,但究竟是采用浅孔多循环还是深孔少循环,要根据具体条件进行具体分析,以掘进每米巷道成本最低时的炮眼深度为最优炮眼深度

3)炮眼数目

炮眼数目主要同巷道断面、岩石性质及炸药性能等因素有关,通常岩石越坚硬难爆,所需炮眼数目越多,同时工时和成本增加,因此在保证爆破质量要求的前提下,应尽可能减少炮眼数目

4)单位炸药消耗量

单位炸药消耗量的确定方法一般通过普数公式计算或按单位炸药消耗量定额选取

单位炸药消耗量确定后,每一循环所使用的装药量可按每循环掘进的岩石体积计算

计算出总药量后,按炮眼数目和炮眼类别及作用范围加以分配。掏槽爆破最困难,掏槽眼单炮孔分配药量最多,崩落眼单炮孔分配药量比掏槽眼少,但比周边眼多。周边眼中眼底单泡孔分配药量最多,帮眼次之,顶眼最少

5)炮眼利用率