井巷爆破-矿业

井巷爆破理论与技术
工业炸药—铵梯炸药（硝铵炸药）分为煤矿、岩石、露天三类。

岩石硝铵炸药、煤矿硝铵炸药一般均制成直径27㎜、32㎜、35㎜、38㎜，重100g、150g、200g的药卷。

岩石硝铵炸药有效使用期限为6个月，煤矿硝铵炸药有效使用期限为4个月。

井巷掘进的爆破作用指数一般选在0.8～1之间，掏槽眼可以稍大于1。

炮眼利用率—实际爆破深度与炮眼深度之比。

光面爆破的质量标准规定如下：
1、围岩面上留下均匀眼痕的周边眼数应不少于其总数的50%；
2、超挖尺寸不得大于150㎜，欠挖不得超过质量标准规定。

3、围岩面上不应有明显的炮震裂缝。

4、爆破单位体积岩石所需炸药和雷管的消耗量要低，炮眼利用率应达到85%以上。

炮眼布置与施工
炮眼要按照以下要求施工：
1、所有周边眼应彼此平行，其深度一般不应比其它炮眼深。

2、各炮眼均应垂直于工作面。

实际施工时，周边眼不可能完全与工作面垂直，必然有一个角度，根据炮眼深度一般此角度应取3°～5°。

3、如果工作面不齐，应按实际情况调整炮眼深度和装药量，力求所有炮眼底均落在同一个横断面上。

4、开眼位置要准确，偏差值不大于30㎜,。

对于周边眼开眼位置均应位于井巷断面的轮廓线上，不允许有偏向轮廓线里面的误差。

光爆掘进有两种施工方案，即全断面一次爆破和预留光爆层分次爆破。

全断面一次起爆破时，按起爆顺序分别装入多段毫秒电雷管，起爆顺序为：
掏槽眼→辅助眼→崩落眼→周边眼，多用于小断面巷道。

光爆层
刷大爆破
导硐
在大断面巷道和硐室掘进时，可采用预留光爆层，分次爆破
水平岩巷施工
钻眼爆破掘进工作面的炮眼，按其用途和位置可分为：掏槽眼、辅助眼、周边眼三类，其爆破顺序是必须延期起爆，即先掏槽眼→辅助眼→周边眼。

一、掏槽眼
按掏槽眼的方向可分为：斜眼掏槽、直眼掏槽和混合式掏槽。

1、斜眼掏槽可分为单向和多向两种。

○1单向掏槽如图a所示扇形掏槽，软岩中可用。

○2多向掏槽法—包括楔形掏槽和锥形掏槽，其中以楔形掏槽应用最为广泛。

在中硬岩石中，一般都采用垂直楔形掏槽，如图b所示。

掏槽眼数根据断面大小和岩石坚固程度决定，一般是6～8个，两两对称地布置在巷道断面中央偏下的位置上，各对掏槽眼应在同一个水平面上，两眼底距离为200㎜左右，眼深要比一般炮眼加深200㎜。

斜眼掏槽时，特别是楔形和锥形掏槽，每眼装药长度系数为0.4～0.6。

适用于（各种岩层）较大断面的巷道。

2、直眼掏槽分为直线掏槽、角柱式掏槽和螺旋掏槽三种。

○1直线掏槽—所有炮眼必须平行且眼底要落于同一个水平面上，适用于中硬岩石小断面巷道，尤其适用于工作面有较软夹层情况。

眼距为100～200㎜，眼深以小于2m为宜。

采用直眼掏槽时，掏槽眼均超量装药均超量装药，装药长度系数一般为0.7～0.8。

○2螺旋掏槽—围绕中眼逐步扩大掏槽腔。

中心空眼为小直径的螺旋掏槽图－a其眼距：L1为（1—2）d，L2为（2—3）d，L3为（3—4）d，L4为（4—5）d，d为空眼直径。

0～4号眼眼深相同，O1、O2眼加深200～400㎜，反向装药1～2个药卷。

适用于各种岩石，眼深可达3m。

按眼序1、2、3、4逐个分四段起爆，如O1、O2孔装药时则为第五段起爆。

中心空眼为大直径的螺旋掏槽图－b，眼深一般不宜超过2.5m，可用于坚硬岩石大、中断面巷道。

（目前常因现场雷管段数不够而使用受到限制）
○3角柱式掏槽—这种掏槽的炮眼布置方式很多，多为对称方式布置，在中硬岩石中使用效果好，采用较多。

眼深在2.5m以下时，经常采用的有三角柱掏槽、菱形掏槽和五星掏槽等。

三角柱掏槽的炮眼布置如图5－5，眼距为100～300㎜，各装药孔一般可用一段雷管同时起爆，也可分二段或三段起爆。

菱形掏槽如图5－6，一般在
f=4～6的岩石中a取150㎜，b取200㎜；
中硬岩石中a取100～130㎜，b取170～200㎜；
f>8的坚硬岩石中，可将中心空眼改为两个相距100㎜的空眼。

分两段起爆，1、2号眼为一段，3、4号眼为二段。

适用于各种岩层条件，效果很好。

五星掏槽如图5－7，各眼之间距离:
在软岩中a不大于200㎜，b取250～300㎜；
中硬岩石中a取160㎜，b取250㎜；分两段起爆，1号眼为一段，2～5号眼为二段。

3、混合式掏槽—以直眼掏槽为主并吸取斜眼掏槽优点的混合式掏槽如图5－8。

斜眼布置成垂直楔形，与工作面的夹角为75°～85°。

装药系数为0.4～0.6为宜。

安排在所有垂直槽眼起爆之后起爆。

采用直眼掏槽时，掏槽眼均超量装药均超量装药，装药长度系数一般为0.7～0.8。

二、辅助眼（崩落眼）
辅助眼要均匀布置在掏槽眼与周边眼之间，其间距一般为500～700㎜，炮眼方向一般垂直于工作面，装药系数一般为0.45～0.60。

三、周边眼
周边眼布置合理与否直接影响巷道成型是否规整。

光爆周边眼的间距与其最小抵抗线存在一定的比例关系，即
W
E K
式中，K 为炮眼密集系数，一般为0.6～1.0，岩石坚硬时取最大值，较软时取小值；E 为周边眼间距，一般取400～600；W 为最小抵抗线。

周边眼的中心都应布置在巷道设计掘进断面的轮廓线上，而眼底应稍向轮廓线外偏斜，一般不超过100～150㎜。

底眼负责控制底板标高。

底眼眼口应比巷道底板高出150～200㎜，但眼底应低于底板标高100～200㎜，以免巷道底板漂高。

底眼眼距一般为500～700㎜，装药系数一般为0.5～0.7。

为了钻眼和装岩平行作业，需采用抛渣爆破，则将底眼眼距缩小为400㎜左右，眼深加深200㎜左右，每个底眼增加1～2个药卷。

根据实践经验，煤矿岩石巷道掘进采用光面爆破时，掏槽眼、崩落眼、控制光爆层的崩落眼和周边眼（顶、帮）的每眼装药量的比例大致为4∶3∶2∶1。

四、炮眼布置方法和原则 1、工作面上各类炮眼的布置是“抓两头、带中间”。

即首先选择掏槽方式和掏槽眼位置，其次是布置好周边眼，最后根据断面大小布置崩落眼。

2、掏槽眼通常布置在断面的中央偏下，并考虑崩落眼的布置较为较为均匀和减少崩坏支护及其他设施的可能。

3、周边眼一般布置在巷道断面轮廓线上，顶眼和帮眼按光面爆破要求，各炮眼相互平行，眼底落在同一平面上。

4、崩落眼均匀地布置在掏槽眼和周边眼之间，以掏槽眼形成的槽腔为自由面层层进行布置。

爆破器材和爆破参数的确定
一、爆破器材选择
煤矿普遍使用硝铵类炸药和煤矿含水炸药，一般装成直径为32㎜、35㎜、38㎜，质量为100g 、150g 、200g 的药卷，有效使用期限为6个月。

起爆材料一般采用8号电雷管。

煤矿许用电雷管只有瞬发和总延期时间在130ms 的毫秒延期电雷管，不能选用秒延期雷管。

煤矿巷道掘进电爆网路的起爆电源，主要采用防爆型电容式发爆器。

二、爆破参数的确定
巷道掘进的爆破参数主要包括：炮眼直径、炮眼深度、炮眼数目、单位炸药消耗量等。

1、炮眼直径 炮眼直径多采用42～45㎜，药卷直径为32㎜或35㎜。

（“三小”技术—小直径药包∮25㎜和∮35㎜，炮眼直径为30㎜） 2、炮眼深度
炮眼深度取值范围见表5—2，通常掏槽眼比其他炮眼深200～400㎜。

一般以1.8～2.5为宜。

掘进断面面积/㎡ 岩石坚固性系数 f 2～4 5～7 8～10 4～6 1.8～2.1 1.6～1.9 1.4～1.6
6.1～8 2.1～2.3 1.9～2.0 1.6～1.8
8.1～10 2.3～2.4 2.0～2.2 1.8～1.9
10.1～12 2.4～2.5 2.2～2.3 1.9～2.0
12.1～14 2.4～2.5 2.2～2.3 2.0～2.1
14.1～16 2.5～2.6 2.3～2.4 2.0～2.1
16.1～18
2.5～2.6
2.3～2.4
2.1～2.2
炮眼深度取值范围 单位：m
3、炮眼数目
一般是先以岩层性质和断面大小进行初步估算，然后在设计断面图上做炮眼布置图，得出炮眼总数，并通过实践修正。

炮眼数目也可先根据单位炸药消耗量按下式估算，再按上述经验方法确定炮眼数目。

式中 N — 炮眼数目；
q — 单位炸药消耗量，㎏/m 3
； S — 巷道掘进大面积，㎡； m — 每个药卷长度，m; η— 炮眼利用率；
a — 装药系数，即装药长度与炮眼长度之比，一般取0.5～0.7； P — 每个药卷的质量，㎏。

炮眼数目取值范围 单位：个
4、单位炸药消耗量 即工作面一次爆破所需的总炸药量Q 和工作面一次爆下的实体岩石总体积V 之比：
V
Q q =
光面爆破的周边眼爆破参数表
掘进断面面积/㎡
岩石坚固性系数 f
2～4 5～7 8～10 4～6 8～11 12～16 16～20 6.1～8 12～16 17～21 21～26 8.1～10 17～21 22～27 27～32 10.1～12 22～27 28～33 33～37 12.1～14 28～33 34～38 38～42 14.1～16 34～38 39～42 43～46 16.1～18
39～42
43～46
47～50
岩层情况
岩层坚固性系数f 炮眼直径/
㎜ 炮眼间距/
㎜ 最小抵抗线/
㎜ 炮眼密集系数 装药量/
㎏·m -1
完整 、稳定、中硬以上 8～10 42～45 600～700 500～700 1.0～1.1 0.2～0.3 中硬、层节理不发育 6～8 35～42 500～600 600～800 0.8～0.9 0.15～0.2 松软、层节理发育
＜6
35～42
350～500
500～700
0.7～0.8
0.10～0.15
aP
qSm N η=
?
?
?
装药结构和起爆
平硐、平巷炸药和雷管消耗定额表5-4
表5-5 采用光面爆破掘进岩巷的炸药消耗量
巷道掘进断面/㎡岩石坚固性系数f 炸药消耗量㎏·m-3掘进掏槽法循环进尺/m
6.85
7.22 9.6
11.8
12.4 27.2 36.7 6～8（砂岩） 1.88
2.22
1.92
1.6
1.24
1.25
0.92
五星半空眼（山东）
楔形（开滦）
无星掏槽（开滦）
混合（大同）
楔形（徐州）
五星半空眼（山东）
楔形（兖州）
1.5
1.0
2.5
1.8
1.5
2.5
1.8
f <1.52～3 4～6 8～10 12～14 15～20
巷道断面/㎡普通
爆破
光面
爆破
普通
爆破
光面
爆破
普通
爆破
光面
爆破
普通
爆破
光面
爆破
普通
爆破
光面
爆破
普通
爆破
光面
爆破
< 4114
218
114
327
199
292
199
390
274
370
274
473
294
542
294
592
404
712
404
769
485
999
485
1033
< 696
169
96
303
160
273
160
351
224
357
224
385
251
492
251
526
323
627
323
667
389
825
389
848
< 891
157
91
265
144
232
144
305
202
310
202
344
224
419
224
448
298
578
298
609
354
713
354
731
< 1080
139
80
244
129
209
129
279
190
294
190
312
202
371
202
416
267
520
267
546
314
654
314
669
< 1272
128
72
235
121
208
121
272
168
265
168
295
186
354
186
391
241
472
241
472
295
589
295
613
< 1566
116
66
202
104
182
104
239
148
242
148
264
163
315
163
358
212
429
212
455
256
551
256
570
< 2059
111
59
193
96
165
96
220
135
213
135
247
145
288
145
322
192
400
192
441
232
499
232
530
注: 左上角数字为炸药消耗量，㎏/100㎡；右下角数字为雷管消耗量，个/100㎡。