爆破知识课件

三、炮眼的布置方法
1）扇形掏槽如果工作面中有软硬不同的岩石，则可在较软的岩层中采用 扇形掏槽。如图5-33所示。
三、炮眼的布置方法
2）锥形掏槽 锥形掏槽因其炮眼布置爆破后掏槽的形状呈锥形，因而得名。锥形掏槽 爆破时，岩块不会抛掷太远，且不易受岩层层理、节理或大型裂隙方向 的影响，可在不同地质条件下应用。按其炮眼数目可分为三角锥形、四 角锥形和五角锥形掏槽，在选用时应注意以下问题： （1）锥形掏槽的眼数应根据巷道断面面积和岩石条件而定。 （2）锥形掏槽必须严格掌握炮眼的方向 （3）掏槽眼两边相对眼口间距，应根据眼深和岩石坚固性而定，一般 为0.8-1.2m；上面眼口则在掏槽眼之上约0.6-0.8m；采用五角锥形掏槽 时，上下两排眼口间距约为0.6-0.8m。 3）楔形掏槽 这种掏槽方式爆破后，掏槽形状为楔形。依据楔形轴线位置不同可分为 水平楔形和垂直楔形。在水平层理发达的情况下，常采用水平楔形掏槽， 使炮眼与层理面相交，提高爆破效果；多数情况下都采用垂直楔形掏槽， 这种方法钻眼容易，底眼面对岩石负担也较轻。
三、炮眼的布置方法
2、直眼掏槽法 各掏槽眼互相平行且垂直于巷道掘进工作面，称为垂直眼掏 槽。其特点：凿岩机工作互不干扰，便于多机凿岩，且炮眼深 度不受巷道断面限制；掏槽眼之间距离比较近，其中每一个炮 眼的药包爆炸，都可以破坏位于两眼之间的岩石，掏槽较有把 握；由于掏槽眼互相平行，掏出的槽口多是平直的，呈角柱状， 故内里辅助眼自眼口到眼底距槽口自由面的距离大致相等，有 可能取得良好的爆破效果。
（3）按化学成分构成分类 按组成可分为单一炸药（又名单质炸药）和混合炸药。我国目前使用的矿用炸药 都属于混合炸药。单一炸药只用于起爆药和混合炸药中的组成部分。 上述炸药中，煤矿井下常用的炸药有：岩石铵梯炸药（包括抗水铵梯炸药）、煤 矿铵梯炸药（包括抗水铵梯炸药）、含水炸药中的水胶岩石炸药和水胶煤矿炸药、 乳化岩石炸药和乳化煤矿炸药。 此外，还有在高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井使用的被筒炸药和离子交换炸药， 以及适用与坚硬岩石的粉状高威力炸药。
二、炮眼的作用：
掏槽眼的作用是将工作面上某一部分岩石先破碎下来并抛 出，是工作面上形成第二个自由面，为其他炮眼中的炸药爆破 作用创造有利条件。掏槽眼效果的好与坏直接影响一个掘进循 环的质量和进度。 辅助眼也叫崩落眼，作用是用来爆破延伸，继续扩大掏槽 眼。 周边眼的作用是用来爆落岩石，形成符合设计要求尺寸、 轮廓整齐的巷道断面。
（2）、水胶炸药和乳化炸药 水胶炸药和乳化炸药同属含水炸药，是我国20世纪60年代研制的新型炸药。它 与粉末状炸药不同的是：在炸药中装入一定量的水，其常态成凝胶状态（水胶 炸药）和油包水型的乳脂状（乳化炸药）。由于它具有很多粉状炸药无法比拟 的优点，因此发展特别迅速。 水胶炸药和乳化炸药均分为岩石炸药和煤矿许用炸药。 ①岩石水胶炸药。它是由硝酸铵为主的水溶液作为氧化剂，以及以硝酸钾铵外 加胶凝剂、密度调节剂和交联剂等制成的含水炸药。岩石水胶炸药具有爆炸威 力高，抗水性能好，运输、保管和使用安全，有毒气体少，价格低廉等优点。 使用保证期为1年。 岩石水胶炸药为高威力炸药，适用于无瓦斯和煤尘爆炸危险的岩石工作面，尤 其适用于井下有且岩石坚硬的深孔爆破。 ②乳化岩石炸药 ③煤矿许用型水胶炸药和乳化炸药 煤矿许用型水胶炸药和乳化炸药的组成成分、加工过程与上述同类岩石炸药基 本相同，只是在组成成分加入一定量的食盐、大理石粉、氟化钙、氯化钾等消 焰剂。
第二部分 炮眼布置及其适应条件
一、炮眼的分类及其作用 掘进工作面上的炮眼，按其在爆破中起到的作用和位置的不同可分为 掏槽眼、辅助眼和周边眼。周边眼又可分为顶眼、帮眼和底眼如图5-31所 示。为提高爆破效率，各种炮眼的药包必须按顺序延期起爆，即掏槽眼药 包最先起爆，其次是辅助眼药包起爆，最后是周边眼起爆。
二、自由面与最小抵抗线
1、自由面 被爆岩体或煤体与空气接触的界面，称为自由面。 2、最小抵抗线 从装药中心到自由面的最短距离，称为最小抵抗线。 自由面和最小抵抗线是爆破工作中两个重要概念。
3、自由面对爆破的作用 炮眼装药可利用的自由面愈多，爆破效果就愈好，爆破能量的利用率就愈高， 炸药的单位消耗率就愈高，炸药的单位消耗量就愈少。如1个自由面，用单个炮眼 爆破时，只产生一个爆破漏斗ABC，如图3-4（a）所示。再两个近于垂直的自由面 用单个炮眼爆破时，如图3-4（b）所示，最小抵抗线W1≥W2时，则产生两个漏斗 ABC和AFG，漏斗间岩体，ACDG也随之崩落。蹦落得岩体为断面ABDF.
3、矿用炸药及组成特性 （1）、铵梯炸药 铵梯炸药又称硝铵炸药，它是以硝酸铵作为氧化剂和以梯恩梯作为敏感 剂为主要部分，加入可燃成分木粉，按一定配比组成混合炸药。 铵梯炸药的组成成分： 硝酸铵、梯恩梯、木粉、石蜡和沥青、食盐 上述成分中，硝酸铵、梯恩梯和木粉是铵梯炸药的必要成分，其他成分 则根据需要而定，如抗水铵梯炸药需要另加石蜡和沥青、煤矿需用炸药 需另加食盐。 铵梯炸药的种类： 铵梯炸药主要成粉状。根据适用范围，他可分为岩石铵梯炸药和煤矿许 用岩石铵梯炸药。 岩石铵梯炸药（非抗水型和抗水型） 煤矿铵梯炸药
三、矿用炸药的种类和使用范围 1、炸药及其主要特征： 炸药是在外界能量作用下，自身进行高速的化学反应， 同时产生大量的高温高压气体和热量的物质。炸药的主 要特征： （1）具有相对稳定性和化学爆炸性； （2）在微小的体积中蕴藏有大量的能量； （3）能够依靠自身的氧化实现爆炸反应。 2、矿用炸药的分类 矿用炸药一般按主要组成成分，适用范围及炸药构成进行分类。 （1）按主要组成成分分类硝酸铵类炸药是以硝酸铵为主题成分，并加 入其他成分的混合炸药。 含水炸药是由硝酸铵、硝酸钠为氧化剂的水溶液等几种成分组成的混 合炸药。 硝酸甘油类炸药是以硝酸甘油为主体成分，并加入其他成分组成的非 安全性抗水混合炸药。
三、炮眼的布置方法
1、掏槽眼： 掏槽眼一般布置在巷道断面中中央靠近底板处，这样便于打眼时 掌握方向，并有利于其他多数炮眼的岩石能借助于自重崩落。在掘进 断面中如果存在有显著易爆的软弱岩层，一般应将掏槽眼布置在这些 软岩层中。 2、目前常用的掏槽方式，按照掏槽眼的方向可分为两大类：斜眼掏 槽和直眼掏槽，见表5-10。
为了有效的进行爆破，总要设法创造自由面，合理的布置炮眼和选择合理 的爆破方式，如掘进工作面的掏槽，选用秒延期毫秒延期雷管爆破，都是为了 增加自由面。
4、《规程》对最小抵抗线的规定
《规程》规定：工作面有2个或2个以上自由面时，在煤层中最小 抵抗线不得小于0.5米，在岩层中最小抵抗线不得小于0.3米。浅眼装 药爆破大岩块时，最小抵抗线和封泥长度都不得小于0.3米。 最小抵抗线小于规定值，就威胁安全。随着自由面的个数增加， 最小抵抗线个数也相应增加。炸药爆炸时，其冲击波首先冲破抵抗线 最小自由面。爆炸生成高温高压的冲击波及火焰，容易引燃引爆瓦斯 和煤尘；同时，由于抵抗线太小，炸药达不到完全爆炸，爆炸生成的 灼热固体颗粒也容易引燃或引爆瓦斯和煤尘。因此违反《规程》关于 最小抵抗线的规定是极其危险的。
三、矿用炸药按组成成分分类
（2）按应用范围和使用条件分类 按矿用炸药是否允许在井下有瓦斯或煤尘爆炸危险的采掘工作面使用情况，可 分为煤矿许用炸药和非煤矿许用炸药（即岩石炸药和露天炸药）两类。 煤矿许用炸药又称煤矿安全炸药，简称煤矿炸药。 属于煤矿许用炸药的种类有：煤矿铵梯炸药（包括抗水煤矿铵梯炸药）、煤矿 水胶炸药、煤矿乳化炸药和离子交换型高安全炸药等。 属于非煤矿许用炸药的有：岩石铵梯炸药（包括抗水铵梯炸药）、粉状高威力 炸药、硝化甘油类炸药，以及廉价炸药和含水炸药中的非煤矿许用炸药等。
炮眼直径。炮眼直径对凿岩速度、眼数、单位炸药消耗量和巷道成型等都有影响。炮眼 直径一般都比照标准药包直径（32mm或35mm）大5mm-7mm来确定，一般为37mm42mm。 炮眼深度。确定炮眼深度，要结合钻眼效率、循环工作量和循环时间，劳动力组织，月 计划进尺和经济成本等因素来考虑。基本上有两种方式，即浅眼进度多循环方式和深进度 多循环方式。前者占用的辅助工作量和时间多，雷管炸药消耗量高；后者是实现快速掘进 的有效途径。在目前施工技术和设备等条件下，炮眼深度一般不超过4m，以0.8-2.0m居 多。 炮眼数目。根据岩石性质、断面尺寸、使用爆炸材料等，按炮眼的不同作用进行合理的 布置，排列出炮眼数，经实践验证后在做适当调整。炮眼数目过少，易出大块矸石，不利 于装岩，同事巷道周边轮廓成性较差；炮眼数目过多，导致工时和成本增加。调整后的炮 眼数目应满足有较高的爆破效率。爆破后的巷道轮廓应符合施工和设计要求。 此外，炮眼的利用率也是衡量爆破效果的主要指标。炮眼的利用率是指炮眼爆破后的实际 速度与爆破前炮眼深度的比值，即 炮眼利用率=爆破后平均进度／炮眼平均深度*100% 炮眼利用率应达到90%以上，提高炮眼利用率应采取以下措施： 1、炮眼的深度和角度，必须符合作业规程的规定，掏槽眼必须必其他眼加深200mm。 2、炮眼内的煤、岩粉必须清除干净，炸药必须装到眼底并密接，不得错装电雷管段数。 3、炮眼的封泥必须符合规定的数量和质量
一、 爆破与炸药。
二、炮眼布置及其适应条件 。
三、装药结构 。
四、控制爆破的概念及分类。 五、实例 。
第一部分 爆破与炸药
一、掘进工作面炮眼主要爆破参数 井巷掘进中，出正确选择掏槽方式和合理布置炮眼外，还应正确的确定炸 药的消耗量、炮眼直径、药包直径、抵抗线、眼距、装药系数、炮眼深度和 数目等爆破参数。 单位炸药消耗量。爆破一立方米原岩所需的炸药量（单位：千克每立方米）称为 单位炸药消耗量。单位炸药消耗量受炸药种类、品种、岩石的性质及爆破参数等影 响。单位炸药消耗量不仅影响岩石破碎程度、岩块飞散距离和爆堆形状，而且影响 炮眼的利用率，钻眼工作量，劳动生产率、材料消耗、掘进成本、巷道轮廓质量及 围岩的稳定性等。因此，合理确定单位炸药消耗量具有十分重要的意义，原煤炭部 颁发的（矿山井巷工程预算定额）中规定了井巷炸药和雷管的消耗定额，也可以作 为施工中的标准。
三、炮眼的布置方法
常见的直眼掏槽形式： 1）龟裂掏槽法：又称缝状掏槽（图5-35）他最适用于工作面有较软的夹层 或接触带相交的岩层，将掏槽眼布置在较软或接触带附近的部位。
2）菱形掏槽法：适用于各种岩石条件，炮眼深度在2m以下时效果最佳， 用毫秒雷管分两段起爆，距离小的一对先起爆，距离大的一对最后起爆。 （见下图）
三、炮眼的布置方法
3、斜眼掏槽法 斜源自文库掏槽即各掏槽眼不与巷道轴线平行，而是与工作面成一角度。这种方法在 巷道掘进中使用比较广泛。几种常见的斜眼掏槽分述如下： 4、单斜掏槽 若巷道底部岩石较软，且且岩层中有明显层理、裂隙，则使用单斜掏槽比较简 单，各掏槽眼应尽量近似垂直的穿越岩层层理、节理与裂隙，一般与工作面的 夹角为50-75度。如图5-32所示。
（3）、用于高瓦斯工作面和煤与瓦斯突出工作面的煤矿炸药 高瓦斯工作面和煤与瓦斯突出工作面使用的炸药需要安全度高的煤 矿许用炸药。常用的炸药有：被筒炸药、离子交换炸药、近年来又研制 了安全等级高、炸药威力大的水胶煤矿炸药和乳化煤矿炸药。 被筒炸药。被筒炸药是以2号煤矿铵梯炸药的药卷作药芯，装入直 径42mm的石蜡纸筒内，在药卷与纸筒间填满粉状食盐，再封口成一个 单个药卷，其销焰剂含量可高达药芯重量的50%，即提高了安全性，又 解决了加盐后降低爆炸性能和爆轰不稳定的矛盾问题。 离子交换炸药。它是以硝酸钠和氯化铵的混合物为主要成分，再加 敏化剂硝化甘油而成的煤矿许用炸药。
3）角柱状掏槽法：此法适用于中硬岩层，掏槽眼一般用两段雷管起爆。 （见下图）
4）大眼螺旋掏槽法：某矿平 硐曾采用大眼螺旋掏槽法 （见下图），在工作面掏槽 部位钻凿中心眼，直径为 100-200mm，并在其周围按 螺旋线与直角坐标轴交点上 钻凿一般孔径炮眼，中心空 眼作为其他掏槽眼的自由面。 此法效果良好，炮眼利用率 可达90%以上，爆破参数见 表5-15