第7章 井巷掘进爆破.

(1)单向掏槽
• ①掏槽孔布置：排成一列，朝一个方向倾斜； 倾斜角度45º ～ 65º ，孔距:30～60cm。 • ②适用范围：有明显层理、节理或裂隙面岩层。 • ③分类：顶部掏槽、底部掏槽、侧向掏槽。 • ④特点：掏槽孔远离工作面中心,孔底不会彼此相遇。
(2)锥形掏槽 • ①掏槽孔布置：各孔以相等或近似相等的角度向槽腔 • 底集中，但 不贯通； 孔底距为10~20cm；孔口距为0.4~1.0m； 倾角为55º ～70º 。 • ②槽腔形状： 锥形槽腔，分为三角锥形、四角锥形或圆锥形。 • ③适用范围：坚固岩石，断面一般应大于4m2， 不易受层理、节理及裂隙的影响。
作用：开辟新自由面(槽腔),创造爆 破条件，是掘进工作的关键。
(2)辅助孔（眼）/崩落孔（眼） 作用：扩大槽腔,即扩大自由面，崩 落岩石,为周边孔爆破创造条件。 (3)周边孔(眼)— 顶孔、帮孔、底孔
作用：控制巷道断面的规格及形状,最终成巷。
§ 7 井巷掘进爆破
• §7.2 掏槽爆破 • 根据断面大小、围岩性质、施工条件等因素，掏槽 孔的布置形式主要有：
L3 (3 ~ 3.5)d
L4 (4 ~ 4.5)d
• 说明：遇有特别难爆的岩石，可增加1~2个空孔，以 增大自由面和补偿空间体积。
⑶ 螺旋形掏槽/非对称角柱形掏槽 • ③ 优缺点 • 优点：用同样的炮眼数可得到较大的槽腔； • 不足：可靠性较差。
3、掏槽眼装药量
• 线装药密度：
第1次起爆的炮孔：550~800g/m；
√ (2)井巷全断面的炮眼利用率 炮眼利用率 = 每循环工作面爆破进尺÷炮眼深度。
§ 7 井巷掘进爆破
• 3、孔径φ 采用气腿凿岩机 (如YT24、YT23D)：φ=38~42mm； 采用凿岩台车：φ=42~50mm。
气腿式凿岩机 四臂液压凿岩台车
§ 7 井巷掘进爆破
• 4、孔深 炮孔深度跟炮孔长度不同，它是指炮孔底到工作面的 垂直距离。 孔深与断面大小，采用的钻孔设备等因素有关。
(3)V形或楔形掏槽 • ①掏槽孔布置 由2~4对相向倾斜孔组成，炮孔参数可参考下表选取。
(3)V形或楔形掏槽 • ② 分类： 垂直楔形掏槽：打孔方便，使用广泛； 水平楔形掏槽：岩层有水平层理、节理或巷道较宽；
(3)V形或楔形掏槽 • 复式楔形掏槽：布置2或3层掏槽孔； 较小V 形掏槽孔称为内掏槽孔，较大的V 形掏槽 孔称为外掏槽孔。
• ① 根据掘进断面积 S 和岩石坚固系数 f 估算
N 3 .3
3
f S
2
• ② 根据每一循环所需装药量 Q 与每个炮孔的装药量 q单 来计算
Q N q单
§ 7 井巷掘进爆破
• §7.3.2 掘进工作面炮孔布置
• 1、周边孔布置 • (1)顶孔、帮孔布置 • ①顶孔、帮孔应布置为倾斜孔，倾角为3º ~ 5º 。 a. 孔口距轮廓线10~25cm，孔底不超出轮廓线;
斜眼掏槽：掏槽眼与工作面(自由面)斜交，倾斜成 一定角度；
直眼掏槽：掏槽眼与工作面(自由面)垂直； 混合掏槽：以上二者的结合。
§ 7 井巷掘进爆破
• 一、斜孔(眼)掏槽
• 1、斜孔掏槽的形式：
• (1)单向掏槽
• (2)锥形掏槽
• (3)V形或楔形掏槽 • (4)扇形掏槽 • 2、斜孔掏槽的优缺点
双楔形掏槽
三级复式楔形掏槽
(3)V形或楔形掏槽 • ③应用范围 常用于中硬以上断面大于4m2均质岩石的井巷。
(4) 扇形掏槽
• ①掏槽孔布置
• 炮孔排成一列，但各炮孔深度、方向都不相同。
• ②适用范围
• 适用于煤层、半煤岩或有软夹层的岩体中。
斜孔掏槽的优缺点
• (1)优点
①孔少；
②掏槽面积大；
③掏出量大。
• (2)缺点 ①孔深受断面限制，循环进尺不是很大； ②爆堆分散，容易损坏设备和支护； ③钻孔方向难掌握。
§ 7 井巷掘进爆破
• 二、直眼掏槽/直孔掏槽 • 1、直眼掏槽的特点 炮眼与工作面垂直, 炮眼之间相互平行、相距较近; 留有不装药的空眼,作为自由面和碎胀补偿空间。 • 2、直眼掏槽的形式 (1)缝形掏槽/龟裂掏槽 (2)桶形掏槽/角柱形掏槽（应用最广） (3)螺旋形掏槽 • 3、掏槽眼装药量 • 4、掏槽眼起爆顺序及延期时差 • 5、槽腔抛碴 • 6、直眼掏槽的优缺点
(2) 桶形掏槽/角柱形掏槽
• ①炮眼布置 药眼与空眼之间互相平行, 呈对称式排列。
多种空眼、药眼排列方案，见下图。
(2) 桶形掏槽/角柱形掏槽
• 说明：空眼直径可以等于或大于药孔直径; 大直径空孔可以形成较大的人工自由面和补偿空间， 使爆破效果较好； 但施工困难，需2种规格的钻具，如果风压不足，凿 岩速度慢。
§ 7 井巷掘进爆破
• §7 井巷掘进爆破
• 7.1 概述 • 地下工程: 矿山巷道、硐室；地下厂房，交通隧道， 水工隧道，等等。 • 地下工程的施工方法主要有二种: ①综合机械化施工 法（TBM）② 钻孔爆破法。 • 本章主要介绍井巷的掘进爆破。
§ 7 井巷掘进爆破
• 1、井巷掘进爆破的特点： (1)作业条件差; (2)临空面少，夹制作用大;
• ５、孔距a
• (1)掏槽孔间距
• ①直孔掏槽炮间距
• A.孔距为破碎半径的2倍，即
a 2rP db ( p1 c )
• B.按经验选取
1
查爆破设计手册等。
• 如：孔径d=35～40mm时，药孔与空孔距离可取8～ 15cm，硬岩取小值，软岩取大值。
§ 7 井巷掘进爆破
• ② 斜孔掏槽炮孔间距
(3)爆破质量要求较高：掘进方向准确，断面达到设 计标准； (4)围岩既平整又完整。
§ 7 井巷掘进爆破
• 2、掘进爆破分类 地下工程掘进爆破按炮孔深度可分为以下三类： (1)浅孔爆破
孔深≤2米；
(2)中深孔爆破
2＜孔深≤3.5米；
(3)深孔爆破 孔深＞3.5米。
§ 7 井巷掘进爆破
• 3、炮孔的种类及其作用 (1)掏槽孔（眼）
③适当增加底孔药量，减少堵塞长度。
§ 7 井巷掘进爆破
• 2、掏槽孔布置
• (1)掏槽位置 ①整个断面中最容易爆破或最容易打孔的部位。 例如掘进断面中存在显著易爆的软岩夹层时，则应考 虑将掏槽孔布置在这些软弱夹层中。
②断面中央稍偏下
适用于岩体完整，无软岩层、大的断层、节理。
§ 7 井巷掘进爆破
• (2)掏槽范围（即槽腔的大小）
(2) 桶形掏槽/角柱形掏槽 • 从图中可看出（φ=100mm）： L＜0.6φ：邻孔炸药被挤死； L =（0.6~1.4)φ：破碎抛离；
L =（ 1.4~2.3)φ：碎而不抛；
L＞2.3φ：塑性变形，出现冲炮。
• 故，眼距常取 L=(1~2)φ。
(2) 桶形掏槽/角柱形掏槽 • 例如：实践证明，空眼直径为102mm，药眼直径为 40~50mm时， • 眼距为18~20cm (1.8~2.0φ)时，掏槽爆破效果非常好； • 即使孔距稍3~5cm，只要钻孔精度有保证，也能取得 很好的掏槽爆破效果。 • ③适用范围：适用于各种硬度的岩层，但中硬以上岩 层掏槽效果更好。
①采用气腿式凿岩机(如YT24、7655)时:
孔深取1.5~2.5m。
气腿式凿岩机
§ 7 井巷掘进爆破
② 采用中小型凿岩台车（钻孔台车）时： 孔深取2~3m，有些可达3.5m。 ③ 采用大型凿岩台车（钻孔台车）时： 孔深可达5m。
四臂液压凿岩台车 CLJY12.2 全液压履带式凿岩台车
§ 7 井巷掘进掘进爆破
• (2)辅助孔间距 • 可参照台阶爆破炮孔的间距取值，一般取40～80cm。 • (3)周边孔间距 • 按光面爆破参数选取；一般取50～80cm，也有人建议 取65～80cm，其中底孔取小值； • 工程爆破中应按实际情况（如岩性、裂隙的发育程度， 等等）取值。
§ 7 井巷掘进爆破
• ６、炮孔数目
(1) 缝形掏槽或龟裂掏槽 • ① 炮眼布置 装药眼和空眼布置在一条直线上，且相互平行；一般 为3-7个炮眼； 空眼与装药间隔布置，眼距(1~2)d（d为空眼直径）； • ② 槽腔形状 爆后，掏出一条不太宽的槽子, 如同一条裂缝，故称为 缝形掏槽 。 • ③ 适用范围
适用于坚硬或中等坚硬岩 石和小断面巷道。
(2) 桶形掏槽/角柱形掏槽 • ② 眼距 • 实验表明:空眼数目、空眼直径及眼距影响掏槽效果。 • 从图中可看出（φ=50mm）： L＜0.8φ：邻孔炸药被挤死；
L =（0.8~1.5)φ：破碎抛离；
L =（ 1.5~2.1)φ：碎而不抛；
L＞2.1φ：塑性变形，出现冲炮。
• 故，眼距常取 L=(1~2)φ。
§ 7 井巷掘进爆破
• §7.3 掘进工作面爆破施工技术
• §7.3 .1 爆破参数的确定
• 1、装药量计算 • (1)单位炸药消耗量(炸药单耗)q q是指爆破每立方米原岩所需的炸药量，kg/m3。 • q的确定方法：
①按经验公式计算；
②按国家定额(炸药消耗定额)选取：查爆破设计手册;
③ 按工程类比法选取；
掏槽孔提供的自由面和空间，能满足扩大孔正常单耗 所需的合适孔距和排距（即最小抵抗线）为准。 直眼桶形掏槽的槽腔边长为1.4～1.5倍扩大孔排距， 即可满足扩大孔正常爆破的要求。
• (3)掏槽孔深度
掏槽孔应比其它孔深15～20cm左右。
§7 井巷掘进爆破
• 学习直眼掏槽方式时应注意以下几点： • (1)主要自由面不是工作面，而是空孔壁。 • (2)掏槽孔的最小抵抗线是装药孔与空孔之间的距离， 且从孔口到孔底都是一样大。 • (3)空孔所起作用：自由面，补偿空间。
• (4)直眼掏槽的技术要点（６字诀）： ①密：眼距小； ②平：炮眼相互平行； ③深：空眼比药眼超深30~50cm； ④抛：空眼底装药（300~500g）抛碴; ⑤隔：隔段起爆（延期间隔）； ⑥药：药量要适度。