爆破工程论文

爆破参数的确定

姓名：田颖泽

学号：08 号

专业：通风与安全

班级：安全11—3班

指导教师：蒲文龙

2013年10月

爆破参数的确定

摘要；井巷绝境爆破的效果和质量在很大程度上决定于钻眼爆破参数的选择。比如

炮眼直径，炮眼深度，炮眼数目，炸药消耗量等。

关键词：炮眼直径，炮眼深度，数目及炸药消耗量，炮眼布置

一、炮眼直径：

炮眼直径的大小对钻眼效率、全断面炮眼数目、炸药消耗量和爆破岩石块度与岩壁平整度均有影响，因此，应根据巷道断面大小、块度要求、炸药性能和凿岩机性能综合考虑，进行选择。炮眼直径大，可减少炮眼数目，炸药能量相对集中，也可提高爆破效率，但钻速下降，影响爆破质量和降低围岩稳定性。

在采用气腿式凿岩机的情况下，现场多根据药卷直径确定炮眼直径。目前国内岩巷掘进均采用直径32mm 、35mm 两种药卷，因炮眼直径比药卷直径大10mm ，所以目前的炮眼直径多采用42～45mm 。

二、炮眼深度：

炮眼深度是指眼底到工作面的平均垂直距离。它是一个很重要的参数，直接与成巷速度、巷道成本等指标有关。炮眼深度的确定，主要依据巷道断面、岩石性质、凿岩机具类型、装药结构、劳动组织及作业循环而定。

一般说来，炮眼加深可以使每个循环进尺增加，相对地减少了辅助作业时间，爆破材料的单位消耗量也可相应降低；但炮眼太深时，凿岩速度就会明显降低，而且爆破后岩石块度不均匀，装岩时间拖长，反而使掘进速度降低。从我国一些矿山的具体情况看，采用气腿凿岩机时，炮眼深度一般为1.８～2.0m ，采用凿岩台车时，一般为2.2～3.0m 较为合适。

此外炮眼深度也可根据月进度计划和预定的循环时间进行估算。

①按任务要求确定炮眼深度

根据在一定时期内要求完成巷道掘进任务来计算炮眼深度：

米

，η

C S M b n n tn L

l =

式中，L －巷道全长，米

t －规定完成巷道掘进任务的时间，月；

n M －每月工作日，考虑备用系数每月按25天计算； n S －每天工作班数； n C －每班循环数； η－炮眼利用率。

②按循环组织确定炮眼深度

根据完成一个掘进循环的时间和劳动工作组织，计算炮眼深度。

米

，M

M d d p b P S

V K N K t

T l ηη+

-=

式中：T －每循环时间，小时；

t －其它工序（包括交接班、装药、连线等）非平行作业时间总和，小时； K d －同时工作的凿岩机台数；

K P －钻眼与装岩的非平行作业时间系数，Kp ≤1； N －炮眼数目；

P M －装岩机生产率，米3/时； ηM －装岩机的时间利用率； V d －每台凿岩机的钻眼速度，米/时。

三、炮眼数目：

炮眼数目的多少直接影响钻眼工作量、爆破岩石的块度、巷道的形状等。炮眼数目取决于岩石性质、巷道断面尺寸、炮眼直径和炸药性能等因素。合理的炮眼数目应以保证爆破效果的实现为原则。一般是先以岩层性质和断面大小进行初步估算，然后在断面图上做出炮眼布置，得出炮眼总数，并通过实践调整修正。

炮眼数目出可根据单位炸药消耗量，按下式估算后，再按上述经验方法确定炮眼数目：

N=qSm η/aP

式中N 为炮眼数目；

q 为单位炸药消耗量，kg/m 3

；

S 为巷道掘进面积，㎡；

m 为每个炸药长度，m ； η为炮眼利用率；

a 为装药系数，即装药长度与炮眼长度之比，一般取0.5～0.7；P 为每卷炸药的质量kg

四、炸药消耗量：

炸药消耗量是指爆破1m 3

实体岩石所需的炸药量，也就是工作面一次爆破所需总炸药量和工作面一次爆下的实体岩石总体积之比，用q 表示。故每循环所使用炸药的总药量：

kg qSL qv Q ，η==

式中 q —单位炸药消耗量，kg ／m 3

；

S —巷道掘进断面积，m 2

； L —炮眼平均深度，m ； η—炮眼利用率。

表3-13 岩巷掘进炸药消耗量 (kg/m3)

上面的q和Q值是平均值，至于各个不同炮眼的具体装药量，则应根至于各个不同炮眼

的具体装药量。掏槽眼最重要，而且爆破条件最差，应分配较多的炸药，辅助眼次之，周边眼药量分配最小。周边眼中，底眼分配药量最多，帮眼次之，顶眼最少。采用光面爆破时，周边眼数目相应增加，但每眼药量适当减少。

Q是一个很重要的参数，将直接影响到岩石块度、钻眼和装岩的工作量、炮眼利用率、巷道轮廓的整齐程度、围岩的稳定性以及爆破成本等。

影响炸药消耗量的主要因素有以下几点：

1、炸药性能：对同一种岩石，采用威力大的炸药，炸药消耗量就小，反之炸药消耗量就增大。

2、岩石的物理力学性质：一般讲，岩石坚固性系数f愈大，炸药消耗量也愈大，反之则愈小，岩石的层理、节理、裂隙发育程度对炸药消耗量的影响也很大，对同一种岩石来说，如层理、节理、裂隙发达（在一定限度内），炸药消耗量就会减少。

3、自由面的大小和数目：自由面数目增多，炸药消耗量就会减少，在巷道掘进中，每爆破单位体积岩石所需克服的巷道周边阻力随断面而变化，巷道断面愈小，所需克服的周边阻力愈大，所需炸药消耗量也愈大；随着巷道断面积的增大，巷道周边并不是成正比例增大，所以爆破单位体积岩石所克服的周边助力则相对减少，故炸药消耗量也减少。

除上述因素外，还有炮眼直径和炮眼深度等，因影响因素太多，到目前为止，还没有解决精确计算炸药消耗量问题的办法，多采用定额选用。

五、炮眼利用率

炮眼利用率是合理选择钻眼爆破参数的一个重要准则。炮眼利用率分为个别炮眼利用率和井巷全断面炮眼利用率。

个别炮眼的炮眼利用率=（炮眼长度—炮窝长度）/炮眼长度

井巷全断面的炮眼利用率=每循环的工作面进度/炮眼深度

通常说的炮眼利用率指井巷全断面的炮眼利用率，实验证明，单位炸药消耗量，装药直径，炮眼数目，装药系数和炮眼深度等参数对炮眼利用率的大小产生影响。井巷掘进的较优炮眼利用率为0.85—0.95。

六、炮眼布置

要求：有较高的炮眼利用率；闲爆炸的炮眼不会破坏后爆炸的炮眼，或影响其内装药爆轰的稳定性；爆破块度均匀，大块率低；爆堆集中，飞石距离小，不会损坏设备；爆破后端面和轮廓符合设计要求，避免平整并能保持井巷围岩本身的强度和稳定性。

一般常用的炮眼布置有以下三种：1、单排眼，一般用于薄煤层或煤质软、节理发育的煤层。2、双排眼，其布置形式有对眼、三花眼和三角眼等，一般适用于采高较小的中厚煤层。煤质中硬时可用对眼，煤质软时可用三花眼，煤层上部煤质软或顶板破碎时可用三角眼。3、三排眼，亦称五花眼，用于煤质坚硬或采高较大的中厚煤层。

炮眼角度应满足下列要求：（1）、炮眼与煤壁的水平夹角一般为50度至80度，软煤取大值，硬煤取小值。为了不崩倒支架，应使水平方向的最小抵抗线朝向两柱之间的空档。（2）、顶眼在垂直面上向顶板方向仰起5度至10度，要视煤质软硬和煤层粘顶情况而定，应保证不破坏顶板的完整性；（3）、底眼在垂直面上向底板方向保持10度至20度的俯角，眼底接近底板，以不丢底煤为原则。

炮眼深度根据每次的进度而定。一般每次进度有0.8米、1米、1.2米三种。每个炮眼的装药量根据煤质软硬、炮眼位置和深度以及爆破次序而定，通常为150至600克。爆破采用串联法联线。每次起爆的炮眼数目，应根据顶板稳定性、工作面安全情况而定。条件好时，可同时起爆数十个眼；如果条件差，顶板不稳定，每次只能爆破几个眼，甚至采用留煤垛间隔爆破的办法。

2、掘进工作面的炮眼，

按其用途和位置可分为掏槽眼、辅助眼和周边眼三类。各类炮眼在工作面上的位置不同，爆破顺序不同，因而在爆破工作中所起的作用不同，布置原则也不同。

（1）掏槽眼

掏槽眼的作用是首先在工作面上将某一部分岩石破碎并抛出，在第一个自由面的基础上崩出第二个自由面，为其他炮眼的爆破创造有利条件。掏槽效果的好坏对循环进尺起

着决定性的作用。因此，掏槽眼的布置最为关键。掏槽眼一般布置在

巷道断面中央偏下靠近底板处，这样便于钻眼时掌握方向，并有利于其他多数炮眼能借助

岩石的自重崩落。在掘进断面中如果存在有

显著易爆的软弱岩层时，则应将掏槽眼布置在这些软弱岩层中。掏槽眼应比其他炮眼加深150～200mm，装药量加大15%～20%；如果是相向偏斜的炮眼，眼底间距应相距100～200mm。

（2）辅助眼

辅助眼又称崩落眼，是大量崩落岩石和继续扩大掏槽的炮眼。辅助眼要均匀布置在掏槽眼与周边眼之间，其眼距一般为500～700mm，炮眼方向一般垂直于工作面，装药系数（装药长度与炮眼深度的比值）一般为0.45～0.60。如采用光面爆破，则紧邻周边眼的辅助眼要为周边眼创造一个理想的光爆层。

(3)周边眼

周边眼是爆落巷道周边岩石最后形成巷道断面设计轮廓的炮眼。周边眼布置合理与否，直接影响巷道成型是否规整。周边眼可分为顶眼、帮眼和底眼。顶眼和帮眼应布置在设计轮廓线上，但为了便于钻眼，通常向外偏斜一定的角度，这个角度根据炮眼深度来调整，眼底落在设计轮廓线外不超过100mm。现场操作时，角度的把握以钎肩和轮廓线作为参照物，控制眼底距轮廓线的距离。

底眼的最小抵抗线和炮眼间距通常与辅助眼相同，为避免爆破后在巷道底板留下根底，并为铺轨创造有利条件，底眼眼底应底于底板150mm，为利于钻眼和避免炮眼积水，眼口应比巷道底板高150～200mm。水沟眼可同底眼一同打出。

七、总结：

爆破方法对围岩稳定性有很大影响，研究结果表明，爆破影响总厚度与岩性有关，与爆破方法有关。在坚硬完整的岩层中与在软弱破碎的岩层中爆破，前者爆破影响范围小得多，无论在坚硬完整的岩层中，还是在软弱破碎的岩层中。只有合理的运用炸药，可以帮助人们在工程实践中获得好的收益。

参考文献：

张恩强勾攀峰陈海波《井巷工程》，中国矿业大学出版社，2010

高尔新杨仁树《爆破工程》，中国矿业大学，1999

董长吉《掘进作业规程编制系统的研究，硕士论文》黑龙江科技大学，2007