地下工程掘進(jìn)爆破課件

第七章地下工程爆破

第一節(jié)概述第二節(jié)掏槽爆破第三節(jié)爆破參數(shù)和爆破圖表第四節(jié)光面爆破第五節(jié)微差爆破第一節(jié)概述隧道是人們利用地下空間的一種形式，被廣泛應(yīng)用于鐵路、公路、水利、水電、礦山、市政、人防等部門，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著重要的作用。目前，鉆爆法(drillingblastmethod)由于對(duì)地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)、開挖成本低，特別適合于堅(jiān)硬巖石隧道、破碎巖石隧道及大量短隧道的施工。鉆爆法仍是隧道掘進(jìn)的主要手段。爆破開挖(excavationbyblasting)是以鉆孔、爆破工序?yàn)橹?，配以裝運(yùn)機(jī)械出碴，完成隧道施工的方法，是建設(shè)隧道的主要工序，它的成敗與好壞直接影響到圍巖的穩(wěn)定及后續(xù)工序的正常進(jìn)行和施工速度，是隧道建設(shè)非常重要的組成部分。概述隧道爆破的特點(diǎn)隧道一般采用小孔徑鉆眼爆破，有鉆眼、裝藥、連線、爆破等工序。主要特點(diǎn)：1）由于水、氣溫、噪音、粉塵、潮濕以及照明、通風(fēng)等的影響，鉆眼爆破作業(yè)條件差。2）爆破的臨空面（自由面）少，巖石的夾制作用大，耗藥量大，爆破難度大。3）對(duì)鉆眼爆破質(zhì)量要求較高。方向正確，隧道斷面達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，爆破時(shí)既要預(yù)防飛石崩壞支架及設(shè)備等，還要保證爆落巖石塊度要均勻，爆堆要集中，便于裝碴運(yùn)輸。4）要求采用光面爆破技術(shù)，盡量減少爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng)，確保圍巖完整。一、炮眼的種類和作用

隧道（或巷道）開挖爆破的炮眼類型按其所在位置、爆破作用、布置方式和有關(guān)參數(shù)的不同可分為掏槽眼、崩落眼眼和周邊眼。爆破的關(guān)鍵是掏槽眼和周邊眼的爆破，掏槽眼為崩落眼和周邊眼的爆破創(chuàng)造了有利條件，直接影響循環(huán)進(jìn)尺和掘進(jìn)效果；周邊眼關(guān)系到隧道開挖邊界的超欠挖和對(duì)周圍圍巖的影響。直接控制成型質(zhì)量。

1—頂眼；2—崩落眼；3—幫眼；4—掏槽眼；5—底眼B—掘進(jìn)寬度；H—掘進(jìn)高度；h1—拱高；h2—墻高一、炮眼的種類和作用（續(xù)）掏槽眼。針對(duì)隧道開挖爆破只有一個(gè)臨空面的特點(diǎn)，為提高爆破效果，宜先在開挖斷面的適當(dāng)位置（一般在中央偏下部)布置幾個(gè)裝藥量較多的炮眼。其作用是先在開挖面上炸出一個(gè)槽腔，為后續(xù)炮眼的爆破創(chuàng)造新的臨空面。崩落眼。位于掏槽眼與周邊眼之間的炮眼。其作用是擴(kuò)大掏槽眼炸出的槽腔，為周邊眼爆破創(chuàng)造臨空面。崩落眼又是爆破巖石的主要炮眼。周邊眼。沿隧道周邊布置的炮眼稱為周邊眼。其作用是控制爆破后隧道斷面形狀、大小和輪廓。按其所在位置的不同，又可分為幫眼、頂眼和底眼。一、炮眼的種類和作用（巷道）

1—頂眼；2—幫眼；3—底眼a—掏槽；b—擴(kuò)槽；c—形成巷道（隧道）規(guī)格斷面；一、炮眼的種類和作用（隧道）隧道斷面炮眼布置圖常用的爆破術(shù)語(yǔ)（或基本概念）不耦合裝藥：炮孔直徑大于藥卷直徑的裝藥方式，（兩者相等時(shí)為耦合裝藥）。裝藥不耦合系數(shù)：炮孔直徑和藥卷直徑的比值。炮眼密集系數(shù)：炮眼間距和該排（圈）炮眼裝藥最小抵抗線的比值。裝藥集中度：炮眼裝藥質(zhì)量和炮眼長(zhǎng)度的比值。炮眼利用率：循環(huán)進(jìn)尺和炮眼長(zhǎng)度的比值。周邊眼痕率：爆后周邊（一般指頂眼和幫眼）半邊眼痕數(shù)和周邊眼數(shù)的比值。炮頭（起爆藥包）：內(nèi)裝有起爆元件（雷管）的藥包。第一節(jié)掏槽爆破

1）定義：為了創(chuàng)造第二個(gè)自由面，可以在掘進(jìn)工作面的某一適當(dāng)位置布置少量炮眼，爆破時(shí)首先起爆，在工作面形成一個(gè)槽口狀空腔（通常稱槽腔），使周圍其他炮眼（崩落眼和周邊眼）均以此為自由面，向空腔方向爆破，以獲得較好的爆破效果，此種技術(shù)就叫掏槽爆破。這些炮眼就稱為掏槽眼。2）特點(diǎn)：為了提高其他炮眼的爆破效果，掏槽眼應(yīng)比其它炮眼加深150~200mm，裝藥量增加15%~20%。3）分類：根據(jù)隧道（巷道）斷面、巖石性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造等條件，掏槽眼的排列形式有很多種類，歸納起來(lái)可分成傾斜眼掏槽和直眼掏槽兩大類，此外還有兩者結(jié)合的混合式掏槽。4）布置原則：掏槽眼位置一般應(yīng)布置在開挖斷面的中部或中下部，有軟弱層時(shí)，布置在軟弱巖層中。炮眼方向，在巖層層理明顯時(shí)，應(yīng)盡量垂直于巖層的層理面；一、傾斜眼掏槽槽1、單向掏槽a—頂部掏槽；b—底部掏槽；c—側(cè)向掏槽；d—扇形掏槽孔口孔底2、錐形掏槽a—三角錐形b—正角錐形c—圓錐形3、楔形掏槽型式式a－垂直楔形掏槽b－水平楔形掏槽。?？卓诳椎?、楔形掏槽型式式（續(xù)）3、楔形掏槽（續(xù)續(xù)）類型：通常由兩排或三三排相對(duì)稱的傾傾斜炮眼組成，，爆破后形成楔楔形槽腔。楔形形掏槽可分為垂垂直楔形掏槽和和水平楔形掏槽槽兩種。應(yīng)用：楔形掏槽常用于于中硬以上均質(zhì)質(zhì)巖石。當(dāng)巷道道巖層有水平層層理時(shí)，宜采用用水平楔形掏槽槽，以提高掏槽槽爆破效果。特點(diǎn)：根據(jù)掏槽深度的的不同，每對(duì)掏掏槽眼眼口間距距為0.8~1.2m，眼底距離為200~300mm，相鄰炮眼排距300～400mm，掏槽眼與工作面面交角為600~750。斜眼掏槽的優(yōu)缺缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1）適用于各種巖巖石并能獲得較較好的掏槽效果果；2）所需掏槽眼數(shù)數(shù)較少，炸藥單單耗較低，但掏掏槽體積大，易易將巖石拋出，有有利于其它炮眼眼的爆破，3）掏槽眼位置和和傾角的精度對(duì)對(duì)掏槽效果影響響較小。缺點(diǎn)：1）掏槽眼深度受受到巷道斷面限限制，因而影響響到每個(gè)掘進(jìn)循循環(huán)的進(jìn)尺（隧道道斷面較大，影影響小，但小斷斷面巷道影響較大，無(wú)法進(jìn)行行深孔爆破）；；2）巖石拋擲距離離遠(yuǎn)，巖堆分散散，影響裝巖效效率；3）鉆眼方向難以以掌握。二、直眼掏槽直眼也稱直線掏掏槽特點(diǎn)：所有掏槽眼均垂垂直于工作面，，炮眼之間相距距較近且保持互互相平行，其中中有一個(gè)或數(shù)個(gè)個(gè)不裝藥的空眼眼。形式：垂直眼掏槽有龜龜裂掏槽（又稱稱縫隙掏槽或直直線掏槽）、角角柱形掏槽（圓圓柱又稱桶形掏掏槽）和螺旋形形掏槽等多種種種類型。1、龜裂掏槽裝藥孔空孔1、龜裂掏槽（續(xù)續(xù)）特點(diǎn)：1）掏槽眼布置在在一條直線上，，彼此間嚴(yán)格平平行，裝藥眼與空眼間隔布置置，爆破后形成成一條槽縫槽腔腔。2）掏槽眼數(shù)目與與巷道斷面大小小及巖石堅(jiān)固性性成正比，通常為3~7個(gè)眼。眼間距離離一般取（1~2）炮眼直徑。3）龜裂掏槽體積積較小，應(yīng)用較較少。適用：適用于中硬以上上或堅(jiān)硬巖石，，或小斷面巷道道。2、角柱形掏槽圖中數(shù)字表示起爆順序。。裝藥孔空孔2、角柱形掏槽（（續(xù)）各掏槽眼互相平平行且呈對(duì)稱形形式?？昭壑睆綇娇膳c裝藥眼相相同，也可采用用大直徑空眼，，以便增強(qiáng)自由由面的作用。大直徑空眼角柱柱形掏槽，可適適當(dāng)增加炮眼間間距。桶形掏槽較龜裂裂掏槽形成的槽槽子體積大，在在中硬巖石中使使用較為普遍。。主要形式有：三三角柱掏槽、四四角柱掏槽、菱菱形角柱掏槽、、五星角柱掏槽槽、六角柱掏槽槽、筒形掏槽、、復(fù)式三角柱掏掏槽等2、角柱形掏槽——大直徑空眼角柱柱形掏槽，3、螺旋形掏槽螺旋掏槽的特點(diǎn)點(diǎn)是各裝藥眼至至空眼的距離依依次遞增，呈螺螺旋線布置，并并由近及遠(yuǎn)順序序起爆，能充分分利用自由面，，擴(kuò)大掏槽效果果，其擴(kuò)槽原理理如圖a—小直徑空眼；b—大直徑空眼。圖中數(shù)字表示起起爆順序小直徑空眼螺旋旋掏槽1—炸藥；2—炮泥。圖中數(shù)字字表示起爆順序序半發(fā)射式掏槽超深300~500mm大直徑空眼螺旋旋形掏槽炮眼布布置圖中數(shù)字表示起起爆順序1234直眼掏槽與傾斜斜掏槽相比優(yōu)點(diǎn)：1）眼深不受巷道道斷面限制，可可進(jìn)行較深炮眼眼的爆破。2）掏槽體積里外外大小較一致，，因而相鄰炮眼眼的最小抵抗線線里外也較一致致，使爆落的礦礦巖塊度均勻，，不會(huì)拋擲太遠(yuǎn)遠(yuǎn)，爆堆集中在在工作面附近，，有利于裝巖。。3）炮眼垂直工作作面，利于多臺(tái)臺(tái)鑿巖機(jī)平行作作業(yè)。缺點(diǎn)：1）掏槽眼數(shù)較多多，掏槽體積小小，裝藥眼和空空眼的間距不能能太大且需相互互平行。2）鉆眼誤差對(duì)掏掏槽效果影響較較大，要求要有有較高的鉆眼技技術(shù)。直眼掏槽中空眼眼的作用1）是爆破輔助自自由面，改善巖巖石破碎效果。。2）作為爆后巖石石破碎的膨脹空空間。3）導(dǎo)向裂隙。因此：空眼越多、空眼眼直徑越大，對(duì)對(duì)直眼掏槽爆破破越有利。注意：直眼掏槽槽一般都是過(guò)量量裝藥，裝藥長(zhǎng)長(zhǎng)度占全眼長(zhǎng)的70%～90%，如果裝藥長(zhǎng)度度不夠，易發(fā)生生“掛門簾”和和“留門坎”現(xiàn)象象。當(dāng)眼深大于于2.5m時(shí)易產(chǎn)生溝槽效效應(yīng)，應(yīng)采取相應(yīng)措施施防止爆轟中斷斷。三、混合掏槽混合掏槽是指兩兩種以上的掏槽槽方式混合使用用。在遇到巖石石特別堅(jiān)硬或巷巷道斷面較大時(shí)時(shí)，可以采用如如圖的復(fù)式楔形形掏槽或桶形與與錐形混合掏槽槽。三層楔形掏槽眼眼示意圖H0、h1、h2均為炮孔底至自自由面的垂直線線；R0掘進(jìn)工作面（自自由面）；R1、R2分別為每層掏槽槽孔底深度（距距自由面）。自由面四層楔形掏槽眼眼示意圖（圖中0~12表示起爆順序））自由面掘進(jìn)進(jìn)尺孔底位置第二節(jié)掘進(jìn)進(jìn)爆破技術(shù)一、掘進(jìn)中爆破破參數(shù)的確定二、炮眼布置三、裝藥結(jié)構(gòu)四、爆破說(shuō)明書書和爆破圖表五、實(shí)例一、爆破參數(shù)的的確定合理確定爆破參參數(shù)是獲得良好好爆破效果、加加快掘進(jìn)速度的可靠保保證。除掏槽方方式和掏槽參數(shù)數(shù)外，主要的爆破參數(shù)還有有：?jiǎn)挝徽ㄋ幭牧浚ㄕㄋ巻螁魏模?、炮眼直徑、藥卷直直徑、炮眼深度度、炮眼?shù)目、、炮眼間距、裝藥密集系系數(shù)等。合理選擇這些爆爆破參數(shù)時(shí)，不不僅要考慮掘進(jìn)進(jìn)的條件（巖石條件和和巷道斷面條件件），還要考慮慮到這些參數(shù)之間的相互關(guān)關(guān)系及其對(duì)爆破破效果的影響（（如炮眼利用率、巖石破碎碎塊度、爆堆形形狀及尺寸等））。1、單位炸藥消耗耗量（炸藥單耗耗）1）定義：爆破一立方米原原巖所消耗的炸炸藥量稱為單位位炸藥消耗量（或稱稱炸藥單耗），，通常以q表示，單位：kg/m3。2）重要性：炸藥單耗的的大小對(duì)爆爆破效果、、鑿巖和裝裝巖工作量、炮眼眼利用率、、巷道輪廓廓的平整性性和圍巖的的穩(wěn)定性都都有較大的影響響。對(duì)爆破破效果的影影響：?jiǎn)挝晃徽ㄋ幭暮牧科蜁r(shí)時(shí)，則可能使巷巷道斷面達(dá)達(dá)不到設(shè)計(jì)計(jì)要求，巖巖石破碎不不均勻，甚甚至崩落不下來(lái)來(lái)。當(dāng)單位位炸藥消耗耗量偏高時(shí)時(shí)，不僅會(huì)會(huì)增加炸藥藥的用量，而且且可能造成成巷道超挖挖、降低圍圍巖的穩(wěn)定定性，拋擲擲量和拋擲距離離增強(qiáng)，甚甚至還會(huì)損損壞支架和和設(shè)備。3）影響因素素：?jiǎn)挝徽ㄋ幭牧咳Q決于炸藥性性質(zhì)（密度度、爆速、爆力力和猛度等等）、巖石石的性質(zhì)、、巷道斷面面、炮眼直直徑和炮眼深度度等多種因因素。1、單位炸藥藥消耗量（（炸藥單耗耗）4）確定方法法：目前尚無(wú)完完善的理論論計(jì)算方法法。在掘進(jìn)進(jìn)爆破工作中，，常根據(jù)經(jīng)經(jīng)驗(yàn)或參考考國(guó)家相關(guān)關(guān)定額。具具體有：方法一、國(guó)國(guó)家定額選選?。ń滩牟谋?-2）方法二、經(jīng)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)計(jì)算（較少少采用）經(jīng)驗(yàn)公式一一經(jīng)驗(yàn)公式二二公式符號(hào)解解釋見教材材P148。2、炮眼直徑徑影響因素：：1）炮眼直徑徑的大小影影響鉆眼速速度、炮眼眼數(shù)目、炸炸藥單耗、、爆落巖石的的塊度和井井巷輪廓的的平整性。。2）炮眼直徑徑增加，則則藥卷直徑徑加大，有有利于提高高爆炸反應(yīng)應(yīng)的穩(wěn)定性、、增加爆速速；但是炮炮眼直徑過(guò)過(guò)大，不僅僅使鉆眼速速度下降，而且因因炮眼數(shù)目目減少影響響炸藥的均均勻分布，，使巖石的的破碎質(zhì)量變差。。取值：目前我國(guó)隧隧道（或巷巷道）掘進(jìn)進(jìn)爆破一般般采用35~45mm的炮眼直徑。煤煤礦井下（（一般煤系系地層巖石石較軟）采采用28~32mm小直徑炮眼，，配合小直直徑藥卷和和小直徑錨錨桿施工，，即常稱的的“三小”3、炮眼深度度1）定義：炮眼深度是是指眼底到到工作面的的垂直距離離，而沿炮炮眼方向的實(shí)實(shí)際深度叫叫炮眼長(zhǎng)度度，例如斜斜眼掏槽中中的掏槽眼眼。2）影響：炮眼深度大大小，不僅僅影響著每每個(gè)掘進(jìn)工工序工作量和完成時(shí)時(shí)間，而且且影響爆破破效果和掘掘進(jìn)速度以以及材料消消耗等。3）取值原則則：a）炮眼深度要要和施工條條件相適應(yīng)應(yīng)。普通鑿鑿巖機(jī)一般般不超過(guò)2.5~3.0m，采用大型鑿鑿巖設(shè)備時(shí)時(shí)（鑿巖臺(tái)臺(tái)車配重型型鑿巖機(jī)）時(shí)可達(dá)達(dá)3.0~4.0m；小斷面巷道道眼宜淺，，大斷面眼眼應(yīng)深。b）炮眼深度要要和循環(huán)作作業(yè)方式相相適應(yīng)，要要保證能夠夠?qū)崿F(xiàn)正規(guī)循環(huán)作作業(yè)。采用中深孔孔爆破，能能使工時(shí)得得到充分利利用，增加加鑿巖和裝巖時(shí)間，，減少裝藥藥、爆破、、通風(fēng)和準(zhǔn)準(zhǔn)備工作和和其他輔助助作業(yè)時(shí)間的時(shí)時(shí)間。提高高掘進(jìn)工效效。4、炮眼數(shù)目目1）影響：炮眼數(shù)目多多少直接影影響著鑿巖巖工作量和和爆破效果。眼數(shù)過(guò)過(guò)少，大塊塊增多，輪輪廓不平；；眼數(shù)過(guò)多多，將增加加鑿巖工作量量。2）確定原則則：在保證爆破效果果的前提下，盡盡可能減少。3）確定方法：實(shí)踐中通常根據(jù)據(jù)巷道斷面和巖巖石條件，以及各類炮眼的爆爆破要求，以合合理的炮眼間距距和抵抗線布置置炮眼。而后得出出炮眼數(shù)目。也可用公式估算算：式中：N為炮眼數(shù)目，個(gè)個(gè)；f為巖是堅(jiān)固性系系數(shù)；S為井巷掘進(jìn)斷面面積，m2。5、炮眼間距和炮炮眼密集系數(shù)炮眼間距和炮眼眼密集系數(shù)的確確定方法：一般按巷道斷面面的大小及形狀狀、巖石性質(zhì)、、炸藥性能等均勻地布置炮炮眼。當(dāng)炮眼直直徑在35～42mm時(shí)，炮眼間距可取500～700mm，炮眼密集系數(shù)可可取0.8~1.0。對(duì)于隧道（或巷巷道）周邊光明明爆破，炮眼間間距要小。（具體光明爆破破時(shí)講授）。二、炮眼布置隧道（巷道）內(nèi)內(nèi)布置炮眼時(shí)，，必須保證獲得得良好的爆破效果，并考慮慮鉆眼的效率。。在開挖面上除除出現(xiàn)土石互層、圍巖類別不不同、節(jié)理異常常等特殊情況外外，應(yīng)按實(shí)際需需要布置炮眼，一一般應(yīng)按下述原原則和方法布置置炮眼：1）先布置掏槽眼眼，其次是周邊邊眼，最后是根根據(jù)巷道斷面大小均勻布置崩崩落眼。2）掏槽眼一般布布置在隧道（巷巷道）面中央偏偏下部位，有軟弱夾層時(shí)優(yōu)選選軟弱層。其深深度應(yīng)比其它眼眼深200mm～300cm。二、炮眼布置（（續(xù)）3）周邊眼應(yīng)嚴(yán)格格按照光面爆破破要求布置。各炮眼相互平行，深度一致。。斷面拐角處及及拱形斷面的拱拱基位置應(yīng)布置置炮眼。為滿足機(jī)械械鉆眼需要和減減少超欠挖，周周邊眼鉆眼應(yīng)考考慮0.03～0.05的外插斜率。眼眼口一般布置在在隧道或巷道斷斷面設(shè)計(jì)輪廓線上，鉆鉆眼稍向外偏斜斜，眼底落在設(shè)設(shè)計(jì)輪廓線外50～100mm，即使前后兩茬炮炮眼有一定的銜銜接鋸齒臺(tái)階高高度。4）崩落眼應(yīng)均勻勻地布置在掏槽槽眼與周邊眼之之間，鉆眼方向垂直于工作面面。同時(shí)，應(yīng)根據(jù)巷巷道斷面和巖石石條件調(diào)整好最小抵抗線W和炮眼密集系數(shù)數(shù)m（m=E/W，E為炮眼間距）通常取W＝0.6～0.8m，炮m＝0.8～1.0。注意：為爆出平平整的工作面，，除掏槽和底眼眼外，所有眼眼底應(yīng)落在同一一平面上。底眼眼深度一般與掏掏槽眼相同。二、炮眼布置（（續(xù)）隧道工作面面的的炮眼，在遵守守上述原則的基基礎(chǔ)上，可以有以下幾種布布置方式：1）直線形布眼：：將炮眼按垂直方方向或水平方向向，圍繞掏槽開口呈直線線形逐層排列，，如圖a、b所示。這種布眼眼方式，形式簡(jiǎn)單單且易掌握，同同排炮眼的最小小抵抗線一致，，間距一致，前排排眼為后排眼創(chuàng)創(chuàng)造臨空面，爆爆破效果較好。。2）多邊形布眼：：這種布眼是圍繞繞著掏槽部位，，由里向外，將炮眼逐層層布置成正方形形、長(zhǎng)方形、多多邊形等，如圖圖c所示。二、炮眼布置（（續(xù)）3）弧形布眼：順順著拱部輪廓線線，逐圈布置炮炮眼，如圖d所示。此外，還還可將開挖面上上部布置成弧形形，下部布置成成直線形，以構(gòu)成成混合型布置。。4）圓形布孔：當(dāng)當(dāng)開挖面為圓形形時(shí)，炮孔圍繞繞斷面中心逐層布置成圓形形。這種布孔方方式，多用在圓圓形隧道、泄水水洞以及引水洞等等的開挖爆破中中。豎井（立井，斷斷面為圓形）工工作面炮眼，包包括掏槽眼、崩落眼和周周邊眼，均布置置在以井筒中心心為圓心的同心心圓上。周邊眼和和掏槽眼之間所所需崩落眼圈數(shù)數(shù)和各圈內(nèi)炮眼眼間距，根據(jù)崩落落眼最小抵抗線線和炮眼密集系系數(shù)的關(guān)系來(lái)調(diào)調(diào)整。二、炮眼布置（（續(xù)）隧道斷面炮眼布布置形式二、炮眼布置（（續(xù)）隧道斷面炮眼布布置形式底眼爆破如果底眼鉆眼超超高，向下傾斜斜角度不夠，或或裝藥不足等，爆破后往往往會(huì)造成底板欠欠挖，出現(xiàn)“底底坎”。這將給給巖石的鏟裝、鋪軌軌工作及下一個(gè)個(gè)掘進(jìn)循環(huán)的鉆鉆眼工作帶來(lái)極極大困難。處理方法：為避避免欠挖、消除除底坎，要適當(dāng)當(dāng)減小底眼的間距（根據(jù)巖石石情況而定，一一般為0.5~0.6m），并使鉆眼方向朝底板下方有有一定的傾斜角角度。在軟巖中中傾角可小些，，在硬巖中傾角要要大些，眼底低低于底板標(biāo)高150~200mm。此外，底眼較其其它周邊眼要增增加裝藥量。一一般認(rèn)為底眼的最小抵抗線和和炮眼間距可與與崩落眼相近。。隧道周邊眼崩落眼掏槽眼0.2m0.1m底眼炮眼布置縱斷面面圖0.10~0.15m三、裝藥結(jié)構(gòu)裝藥結(jié)構(gòu)是指炸炸藥在炮眼內(nèi)的的裝填方式。主主要有：1、連續(xù)與間隔裝裝藥：連續(xù)裝藥——炸藥在炮眼內(nèi)連連續(xù)裝填，沒有有間隔。間隔裝藥——炸藥在炮眼內(nèi)分分段裝填，之間間用炮泥、沙子、木墊、水或或空氣等介質(zhì)隔隔開。前者操作簡(jiǎn)單，，單發(fā)雷管引爆爆，但藥量集中中，爆炸能量分布不均。后后者可克服此缺缺點(diǎn)，試驗(yàn)和工工程實(shí)踐表明：：在較深炮眼中采采用間隔裝藥可可使炸藥在炮眼眼全長(zhǎng)分布更均均勻，巖石爆破破破碎塊度均勻，，大塊率低。a——耦合裝藥b——不耦合裝藥c——正向連續(xù)裝藥d——正向間隔裝藥e——反向連續(xù)裝藥1—炸藥；2—炮眼；3—藥卷；4—雷管；5—炮泥；6—腳線；7—導(dǎo)爆索；8—綁繩三、裝藥結(jié)構(gòu)（（續(xù)）空氣間隔裝藥：：間隔中的空氣起起到緩沖作用，，使作用在炮眼眼壁上的沖擊壓力峰值降低低。從而減少對(duì)對(duì)周邊圍巖的沖沖擊壓縮作用，，對(duì)周邊眼光面爆爆破非常有利。。延長(zhǎng)了爆生氣體體在膨脹作用時(shí)時(shí)間和增加了應(yīng)應(yīng)力波的作用時(shí)間。1）由于降低了沖沖擊作用，相應(yīng)應(yīng)地增大了應(yīng)力力波的能量2）裝藥間空氣柱柱中形成空氣沖沖擊波，相向傳傳播，發(fā)生碰撞，壓力升高高，同時(shí)在眼壁壁的反射以及空空氣沖擊波在炮炮眼內(nèi)的往返傳播播、碰撞，增加加了壓力作用時(shí)時(shí)間，因而，提提高了爆炸能量的的有效利用率。。徑向空氣間隙裝裝藥結(jié)構(gòu)原理同同上。三、裝藥結(jié)構(gòu)（（續(xù)）2、耦合與不耦合合裝藥：耦合裝藥——裝藥直徑與炮眼眼直徑相同。不耦合裝藥——裝藥直徑小于炮炮眼直徑，用不不耦合系數(shù)表示不耦合程度度（炮眼直徑與與裝藥直徑的比比值）。多用空空氣不耦合或水不不耦合裝藥。光光面爆破常用。。前者爆轟波直接接作用與眼壁，，激起巖石中的的沖擊波，造成粉碎區(qū)，消消耗大量能量。。后者可克服此此缺點(diǎn)，其原理理類似于間隔裝藥藥，降低眼壁沖擊壓壓力，減少或消消除了粉碎區(qū)。延長(zhǎng)爆生氣氣體在炮眼內(nèi)存存在時(shí)間和增加加應(yīng)力波的作用用時(shí)間。提高了爆炸能能量的有效利用用率。三、裝藥結(jié)構(gòu)（（續(xù)）3、正向與反向裝裝藥（或正向與與反向起爆）：：正向裝藥——起爆藥包在眼口口，爆轟向眼底底傳播。反向裝藥——起爆藥包在眼底底，爆轟向眼口口傳播。后者優(yōu)于前者：：爆轟波傳播方方向、眼底起爆爆在巖石中形成的應(yīng)力波的的傳播方向以及及破碎巖石的運(yùn)運(yùn)動(dòng)方向都是朝朝向眼口，利于巖巖石的破碎和運(yùn)運(yùn)動(dòng)（尤其是堅(jiān)堅(jiān)硬巖石，應(yīng)力力波超前爆轟波傳傳播，能加強(qiáng)炮炮眼上部巖石的的破碎）。同時(shí)時(shí)，反向起爆也延長(zhǎng)長(zhǎng)了爆生氣體在在炮眼內(nèi)存在時(shí)時(shí)間，加強(qiáng)了應(yīng)應(yīng)力波的作用。提提高了爆炸能量量的有效利用。。在堅(jiān)硬巖石中、、中深孔爆破時(shí)時(shí)反向裝藥更為為有利。三、裝藥結(jié)構(gòu)——炮眼填塞炮泥：用于炮眼眼填塞的材料通通稱為炮泥。炮泥的作用：1）保證炸藥充分分反應(yīng)，使之放放出最大熱量和和減少有毒氣體生成量。2）延長(zhǎng)爆生氣體體在炮眼內(nèi)的存存在時(shí)間，降低低爆生氣體逸出自由面的溫溫度和壓力，使使炮眼內(nèi)保持較較高的爆轟壓力力和較長(zhǎng)的作用時(shí)時(shí)間，增強(qiáng)巖石石的破碎作用。。3）阻止熾熱的固固體顆粒從炮眼眼中飛出，保證證煤礦井下爆破安全。三、裝藥結(jié)構(gòu)——炮眼填塞（續(xù)））炮泥長(zhǎng)度：生產(chǎn)產(chǎn)中炮泥長(zhǎng)度隨隨炮眼長(zhǎng)度而變變，一般為裝藥長(zhǎng)度度的0.3~0.5倍。當(dāng)當(dāng)炮眼眼直徑徑在30～40變化時(shí)時(shí)，炮炮泥長(zhǎng)長(zhǎng)度400～600mm。還需注注意，，炮泥泥長(zhǎng)度度應(yīng)大大于該該炮眼眼裝藥藥最小抵抵抗線線此外，，眼口口炮泥泥填塞塞要實(shí)實(shí)，并并有一一定強(qiáng)強(qiáng)度，，以增增大其其與眼壁的的摩擦擦。炮泥材材料：：粘土土、砂砂子以以及兩兩者的的混合合物，，煤礦礦井下下還增加了了水炮炮泥（（水炮炮泥可可以吸吸收部部分熱熱量，，降低低噴出出氣體體的溫度度，有有利于于安全全），，可燃燃性材材料不不能作作炮泥泥。四、起起爆順順序全斷面面一次次爆破破的起起爆順順序?yàn)闉椋禾筒垩垩邸o助掏掏槽眼眼——崩落眼眼（多多圈崩崩落眼眼時(shí)按按有內(nèi)內(nèi)向外外順序序）——周邊眼眼（通通常：：幫眼眼——頂眼——底眼））（順序序起爆爆充分分利用用自由由面））五、爆爆破說(shuō)說(shuō)明書書和爆爆破圖圖表爆破說(shuō)說(shuō)明書書和爆爆破圖圖表是是工程程施工工組織織設(shè)計(jì)計(jì)的組成部部分，，是指指導(dǎo)、、檢查查和總總結(jié)鑿鑿巖爆爆破工工作的的技術(shù)文件件。應(yīng)應(yīng)當(dāng)根根據(jù)地地質(zhì)條條件、、工程程設(shè)計(jì)計(jì)要求求、施施工計(jì)劃和和實(shí)際際施工工經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)，理理論結(jié)結(jié)合實(shí)實(shí)際來(lái)來(lái)編制制，采采用先進(jìn)技技術(shù)，，合理理選擇擇爆破破參數(shù)數(shù)等。。并要要根據(jù)據(jù)施工工條件的變變化及及實(shí)際際爆破破效果果不斷斷進(jìn)行行修正正和完完善。。爆破方方案設(shè)設(shè)計(jì)的的程序序和步步驟1、熟悉悉巖石石條件件、巷巷道參參數(shù)、、炸藥藥性能能、施施工方方案等等；2、研究究確定定炮眼眼深度度；3、初步步選定定炸藥藥單耗耗（參參照相相關(guān)定定額））；4、選定定掏槽槽形式式和掏掏槽參參數(shù)；；5、選定定周邊邊光面面爆破破參數(shù)數(shù)；6、選定定崩落落眼和和底眼眼爆破破參數(shù)數(shù)；7、布置置工作作面炮炮眼；；8、選定定各類類炮眼眼的單單孔裝裝藥量量并計(jì)計(jì)算總總裝藥藥量；；9、比較實(shí)際際設(shè)計(jì)的炸炸藥單耗和和初選單耗耗比較；10、確定起爆爆順序和雷雷管段別11、確定連線線方式；12、繪制工作作面炮眼布布置圖和爆爆破參數(shù)表表。13、根據(jù)爆破破效果調(diào)整整完善。1）爆破原始始條件：包包括巷道（（隧道）名名稱、用途途、位置、、斷面的大大小和形狀狀、巖石性性質(zhì)、含水水情況以及及有無(wú)瓦斯斯和瓦斯等等級(jí)等；2）選用鑿巖巖爆破器材材：包括鑿鑿巖機(jī)具的的型號(hào)同時(shí)時(shí)工作臺(tái)數(shù)數(shù)、炸藥、、雷營(yíng)品種種和性能等等；3）確定鑿巖巖爆破綜合合工作參數(shù)數(shù)：包括炮炮眼直徑、、炮眼深度度、單位炸炸藥消耗量量、炮眼數(shù)數(shù)目等；4）確定掏槽槽形式和掏掏槽爆破參參數(shù)；5）確定光面面爆破參數(shù)數(shù)和光面爆爆破裝藥結(jié)結(jié)構(gòu)；6）確定其他他爆破參數(shù)數(shù)；爆破說(shuō)明書書的內(nèi)容爆破說(shuō)明書書的內(nèi)容（（續(xù)）7）布置炮眼眼：包括布布置掏槽眼眼、輔助眼眼和周邊眼眼；8）確定起爆爆順序、雷雷管段別；；9）進(jìn)行爆破破網(wǎng)路的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算；；10）預(yù)期爆破破效果：包包括炮眼利利用率、循循環(huán)進(jìn)尺、、破碎實(shí)體巖石體體積、循環(huán)環(huán)炮眼炮眼眼消耗、循循環(huán)炸藥消消耗、單位炸炸藥消耗、、單位雷管管消耗等；；11）爆破安全全技術(shù)措施施。炮眼布置圖圖巖石巷道掘進(jìn)斷面炮眼布置圖爆破參數(shù)表表炮眼名稱眼號(hào)眼數(shù)/個(gè)眼深/m眼距/mm圈距/mm裝藥量起爆順序連線方式卷/眼kg/眼kg分次一次一階掏槽眼1-222.44003.01.052.1ⅠⅠ串聯(lián)二階掏槽眼3-862.44003.51.2257.35ⅡⅠ輔助眼9-12，16-1872.24002503.00.8756.125ⅢⅡ崩落眼13-1532.27007002.00.702.1ⅢⅡ崩落眼19-21，28-3062.26007002.50.8755.25ⅣⅢ崩落眼22-2762.26507002.00.704.2ⅣⅢ幫眼31-40102.24005502.00.707.0ⅤⅣ頂眼41-57172.23405501.00.355.95ⅤⅤ底眼58-6582.26303.51.2259.8ⅤⅤ水溝眼6612.23.51.2251.225ⅤⅤ合計(jì)6651.1六、實(shí)例一一、中小斷斷面隧道該隧道穿過(guò)過(guò)致密、硬硬脆的石灰灰?guī)r。隧道道斷面左部部大半邊為為超前掘進(jìn)進(jìn)的導(dǎo)坑。。導(dǎo)坑掘進(jìn)進(jìn)最初采用用楔形掏槽槽，由于巖巖質(zhì)和導(dǎo)坑坑寬度的限限制，打眼眼深度只能能在1.2m左右，每循循環(huán)進(jìn)尺約約1.1m。后改用垂直直眼五梅花花式掏槽，，使每循環(huán)環(huán)進(jìn)尺增加加到1.67m。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試試驗(yàn)得知，超前導(dǎo)坑法法掘進(jìn)時(shí)的的炮眼布置置圖實(shí)例二、大大斷面隧道道掘進(jìn)某大斷面隧隧道掘進(jìn)時(shí)時(shí)采用垂直直眼雙螺旋旋掏槽及炮炮眼布置圖圖。該隧道道面積達(dá)37m2，進(jìn)尺達(dá)4.3m。炮眼數(shù)目為為50個(gè)，另加一一個(gè)中空眼眼。裝藥眼眼直徑為50mm，空眼直徑為為125mm。炮眼1～6采用1～6段毫秒雷管管，炮眼7～18采用秒差雷雷管。垂直直眼雙螺旋旋掏槽的特特點(diǎn)是，距距空眼距離離逐漸加大大的螺旋眼眼是成對(duì)布布置的，即即構(gòu)成“雙雙螺旋”掏掏槽。處于于對(duì)稱位置置的炮眼相相繼順序起起爆，有利利于把槽口口內(nèi)的巖碴碴拋出。一一些統(tǒng)計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)表明，，雙螺旋掏掏槽的進(jìn)尺尺較其它直直眼掏槽約約提高20%。大斷面隧道道炮眼布置置圖垂直眼雙螺螺旋掏槽隧道掘進(jìn)爆爆破導(dǎo)爆管管起爆連線線圖簇聯(lián)法隧道掘進(jìn)爆爆破導(dǎo)爆管管起爆連線線圖并聯(lián)法導(dǎo)爆管起爆爆網(wǎng)路圖——單式連接導(dǎo)爆管起爆爆網(wǎng)路圖——復(fù)式連接第三節(jié)光光面爆破破一、光面爆爆破特點(diǎn)二、光面爆爆破原理三、光面爆爆破參數(shù)四、影響光光面裂縫形形成的因素素五、光面爆爆破施工一、光面爆爆破及其特特點(diǎn)光面爆破：：一種它控控制爆破技技術(shù)，使爆爆后巖石新新壁面保持持平整，圍巖巖損傷小，，穩(wěn)定性高高。光面爆破特特點(diǎn)：1）周邊輪廓廓線符合設(shè)設(shè)計(jì)要求，，成型規(guī)整整，質(zhì)量高高；2）不產(chǎn)生或或很少產(chǎn)生生爆破裂隙隙，提高了了圍巖穩(wěn)定定性和自身承載能能力；3）減少超挖挖量，松軟軟巖層效果果更明顯；；4）巖面平整整，通?？煽稍诒诿嫔仙蠚埩羟逦梢姷陌氚脒吙妆诤圹E，通通風(fēng)阻力小小；5）與錨噴支支護(hù)相配合合，形成一一套多快好好省新工藝藝；6）能加快掘掘進(jìn)速度，，降低成本本，保證安安全。二、光面爆爆破原理（（自學(xué)）由于光面爆爆破周邊眼眼是同時(shí)起起爆，爆炸炸產(chǎn)生的壓壓縮應(yīng)力波波沿炮眼連連線方向相向向傳播，在在兩眼中心心連線的中中點(diǎn)相遇并并增大，由由此衍生出出的切相拉應(yīng)力力大于巖石石的抗拉強(qiáng)強(qiáng)度時(shí)，自自此處起裂裂，并向兩兩炮眼發(fā)展展。三、光面爆爆破參數(shù)1、不耦合系系數(shù)Kd2、炮孔間距E3、最小抵抗線線W和炮眼密集集系數(shù)m4、裝藥集中度度（線裝藥藥密度）qL5、起爆時(shí)差不耦合系數(shù)Kd不耦合系數(shù)：指炮孔直徑和藥卷卷直徑之比不耦合系數(shù)選取的的原則：合理的不耦合系數(shù)數(shù)應(yīng)使炮孔壓力低低于巖石抗壓強(qiáng)度而高于抗抗拉強(qiáng)度。實(shí)踐證明，Kd＝2~5時(shí)，光面效果較好好炮孔間距E合理的炮眼間距應(yīng)應(yīng)使爆后炮眼連心心線上形成貫通裂裂縫——光面爆破斷裂面一般經(jīng)驗(yàn)數(shù)值為炮炮孔直徑的10~20倍，即E=(10~20)d實(shí)際在斷面較小的的巖石巷道掘進(jìn)中中，炮眼間距應(yīng)取取較小值可?。篍=(8~15)d在節(jié)理裂隙比較發(fā)發(fā)育的巖石中應(yīng)取取小值，整體性好好的巖石中可取大值。。拱基位置取小值值，拱頂位置可取取大值。最小抵抗線W和炮眼密集系數(shù)m最小抵抗線W指光面層厚度即周周邊孔到鄰近一圈圈崩落眼間的距離。。炮眼密集系數(shù)是周周邊炮眼間距和最最小抵抗線的比值，即：m＝E/W。經(jīng)驗(yàn)表明：最小抵抵抗線應(yīng)大于或等等于炮眼間距：即：W≥E。經(jīng)驗(yàn)表明：光面爆爆破炮眼密集系數(shù)數(shù)取m＝0.8~1.0即：W＝E/m＝（1.0~1.25）E。軟巖取大值，硬巖取小值。裝藥集中度（線裝藥密度）qL裝藥集中度（或線線裝藥密度）是指指單位長(zhǎng)度炮孔中中的裝藥量（g/m，kg/m）。為了控制裂隙的發(fā)發(fā)育以保持新壁面面的完整穩(wěn)固，在在保證沿炮孔聯(lián)心線線破裂的前提下，，應(yīng)盡可能少裝藥藥量。經(jīng)驗(yàn)取值：軟巖（f<4）可取：qL＝70~120g/m中硬巖（f=4～8）可?。簈L＝120~150g/m硬巖（f>8）可?。簈L＝150~250g/m。起爆時(shí)差實(shí)驗(yàn)室爆破試驗(yàn)研研究結(jié)果表明，齊齊發(fā)起爆的裂隙表表面最平整，微差延延期起爆次之，秒秒差起爆最差。齊發(fā)起爆時(shí)，炮孔孔間貫通裂隙較長(zhǎng)長(zhǎng)，抑制了其他方方向裂隙的發(fā)育，有有利于減少炮孔周周圍的裂隙的產(chǎn)生生，可形成平整的壁面。。所以，在實(shí)施光光面爆破時(shí)，間隔隔時(shí)間愈短，壁面平整的的效果愈有保證。。應(yīng)盡可能減小周周邊孔間的起爆時(shí)差。因此，要求周邊眼眼應(yīng)采用同段毫秒秒雷管同時(shí)起爆。。四、光面爆破施工工合理布眼和精確鉆鉆眼選擇合理的裝藥結(jié)結(jié)構(gòu)嚴(yán)格按爆破圖表要要求施工合理布眼和精確鉆鉆眼周邊眼應(yīng)布置在隧隧道（巷道）斷面面設(shè)計(jì)輪廓線上（即眼口落在輪廓廓線上），鉆眼時(shí)時(shí)稍向外偏斜，眼眼底落在輪廓線外50～100mm。對(duì)鉆眼的要求是：：“平、直、齊、準(zhǔn)準(zhǔn)”平——周邊眼彼此平行直——周邊眼垂直工作作面，實(shí)際施工工時(shí)稍向外偏斜斜齊——周邊眼眼底落在在同一平面上（（和崩落眼一致致）準(zhǔn)——開眼位置準(zhǔn)確，光面爆破常用裝裝藥結(jié)構(gòu)a－標(biāo)準(zhǔn)藥卷空氣間間隔裝藥;b－小直徑藥卷徑向向、軸向不耦合合裝藥c－小直徑藥卷徑向向不耦合連續(xù)裝裝藥;1－炮泥；2－導(dǎo)爆索；3－雷管腳線；4－普通藥卷（d=32mm）；5－小直徑藥卷（d=20~25mm）；6－雷管；7－坐底藥卷（d=32mm）光面爆破的技術(shù)術(shù)措施為了獲得良好光光面爆破效果，，可采取以下技技術(shù)措施：1）使用低爆速、、低猛度、低密密度、傳爆性能能好、爆炸威力大的炸藥。。2）采用不偶合裝裝藥結(jié)構(gòu)。光面面爆破的不偶合合系數(shù)最好大于2,但藥卷直徑不應(yīng)應(yīng)小于該炸藥的的臨界直徑，以以保證穩(wěn)定傳爆。3）嚴(yán)格掌握與周周邊眼相鄰的內(nèi)內(nèi)圈炮眼的爆破破效果，為周邊眼爆破創(chuàng)造造臨空面。周邊邊眼應(yīng)盡量做到到同時(shí)起爆。4）嚴(yán)格控制裝藥藥集中度。為克克服眼底巖石的的夾制作用，通常在眼底底需加強(qiáng)裝藥。。八達(dá)嶺高速公路路

山羊洼二號(hào)號(hào)隧道光面爆破破第四節(jié)微差差爆破微差爆破優(yōu)點(diǎn)微差爆破作用原原理微差時(shí)間的確定定實(shí)現(xiàn)微差爆破的的方法一、微差爆破定定義及優(yōu)點(diǎn)微差爆破的定義義：微差爆破又稱為為毫秒爆破，是是以毫秒時(shí)間間間隔依次順序起爆多個(gè)炮孔孔或多排炮孔。。微差爆破的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：1）提高爆破質(zhì)量量，改善爆破效效果，如大塊率率低、爆堆集中、根底減少少、后沖減少等等；2）可擴(kuò)大孔網(wǎng)參參數(shù)，降低炸藥藥單耗，提高爆爆破效率；3）一次爆破量大大，故可減少爆爆破次數(shù)，裝、、運(yùn)工作效率提高；4）可降低地震效效應(yīng)，減少爆破破對(duì)圍巖的危害害；5）在有瓦斯煤塵塵的工作面，可可實(shí)現(xiàn)全斷面一一次爆破。二、微差爆破作作用原理微差爆破作用原原理大致有如下下幾種觀點(diǎn)：1、應(yīng)力波疊加作作用2、增加自由面作作用3、增加巖塊相互互碰撞作用4、減小爆破地震震作用1、應(yīng)力波疊加作作用若相鄰輛裝藥間間隔若干毫秒爆爆炸，先起爆的的裝藥在巖體內(nèi)形形成的應(yīng)力場(chǎng)尚尚未消失，而后后起爆裝藥又立即起爆爆，使兩者所產(chǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力波相相互疊加和干涉，加強(qiáng)強(qiáng)了巖石中的拉拉應(yīng)力，從而增增強(qiáng)了巖石的破碎效果果。2、增加自由面作作用在先爆炮眼破裂裂漏斗形成后，，它對(duì)后爆炮眼眼來(lái)說(shuō)相當(dāng)于新增加的自自由面，如圖所所示。后起爆孔孔的最小抵抗線線和爆破作用方向向都有所改變，，增多了入射壓壓力波和反射拉拉伸波在自由面方方向的破碎巖石石作用，并減少少夾制作用。圖中：1第一組起爆；2第二組起爆3、增加巖塊相互互碰撞作用當(dāng)?shù)谝豁懪诳妆茣r(shí)，爆破漏漏斗內(nèi)的破碎巖巖石起飛尚未回落時(shí)，相鄰鄰第二響炮孔已已經(jīng)起爆，此時(shí)時(shí)破碎的巖石也也朝剛形成的補(bǔ)充充自由面方向飛飛散，二者相互互碰撞。在密集的“巖塊塊幕中”后爆藥藥包的爆生氣體體不易逸散到大氣中，從而又又增加了補(bǔ)充破破碎機(jī)會(huì)。接著著后排第三響又又起爆，在微差適適當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)，，與第一、二響響破碎的巖石可可能再次碰撞，形形成第三次破碎碎。在碰撞破碎過(guò)程程中，巖石中的的動(dòng)能降低，導(dǎo)導(dǎo)致拋距減小，爆堆相對(duì)集集中。4、減小爆破地震震作用由于微差爆破顯顯著地減小了單單次起爆的裝藥藥量，即將原來(lái)同同時(shí)齊爆藥量在在