掏槽爆破槽腔形成机理研究综述
渐进式大直径空孔螺旋掏槽爆破参数的研究的开题报告
渐进式大直径空孔螺旋掏槽爆破参数的研究的开题报告一、选题背景在地下工程中，空洞爆破是一种常用的方法。
然而，在开挖过程中爆破需要进行，因为具有许多优点，例如工作效率高、成本低、时间短等。
空腔的开挖也需要高效地完成，以缩短项目周期，并避免可能的安全隐患。
然而，在大直径空洞的爆破中，空洞深度、爆炸能量等因素的限制意味着正常的爆破方法可能不足以实现爆破的完美效果。
因此，本文旨在研究空洞螺旋掏槽爆破参数以提高爆破效果。
二、选题意义本文的研究将为大直径空腔的爆破提供一种新方法，这种方法注重参数的优化和控制。
优化掏槽设计，控制爆炸能量和起爆序列等因素，以降低挖掘难度和安全隐患。
此方法具有可行性，可以大幅提高爆破效果。
在实践中，将更加有效地解决石材、煤矿、岩石等深层次工程空洞的开挖问题。
三、主要研究内容本文将重点研究以下内容：1. 螺旋掏槽爆破的理论基础和工作原理。
2. 根据不同空洞特征，分析螺旋掏槽爆破的适用性，确定最佳爆破方案。
3. 设计不同爆破参数，包括起爆序列、爆破药量、爆炸能量等，以实现最佳爆破效果。
4. 通过数值模拟和实验验证，比较不同参数对爆破效果的影响。
5. 筛选出最佳参数组合，进行现场爆破试验，对结果进行分析和总结。
四、预期研究成果本研究最终将得出空洞螺旋掏槽爆破的最佳参数组合，能够提高开挖效率和安全性。
除此之外，本研究还将深入探究螺旋掏槽爆破的理论和应用，为今后类似问题的解决提供帮助。
五、研究方法和技术路线本研究采用以下研究方法：1. 文献综述：收集和阅读与空洞掏槽爆破、工程地质和矿山爆破等相关领域的文献。
2. 参数优化：在不同限制条件下，分析影响爆破效果的多种因素，如爆炸药量、起爆序列、爆炸能量等，并进行参数调整和优化。
3. 数值模拟：借助ANSYS程序进行空洞螺旋掏槽爆破过程的数值模拟，分析不同参数组合下的爆破效果。
4. 实验验证：在矿山、建筑工地等实际场地进行试验，验证模拟结果，并进行数据统计和分析。
掏槽爆破槽腔形成机理研究综述
Ｎ Ｏ．０ ２， ２０１ ３
Ｍｏ ｄ ｅ ｒ ｎ Ｂ ｕ ｓ ｉ ｎ ｅ ｓ ｓ Ｔ ｒ ａ ｄ ｅ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
２ ０ １ ３年 第 ０ ２期
掏 槽 爆 破 槽 腔 形成 机 理 研 究 综 述
江 多 琨
（ 安 徽 理 工 大 学化 学 工 程 学 院 ， 安 徽 淮南 ２ ３ ２ ０ ０ １ ） 摘 要： 掏槽 爆破广泛应 用在地 下工程的建 设 中， 槽腔 的 大小 直接 影响 掏槽 爆破 效 果 。以掏槽 爆破 理论 为基 础 ， 结 合
２ 掏槽爆 破理 论
２ ． １ 空 孔 效 应
ｒ Ｂ
式中， ｏ 为 控 制 孔 应 力 集 中后 岩 石 中 的 径 向应 力 ； ∞为 炸 药 的 爆 炸 作 用 为 应 力 波 与 高 压 爆 轰 气 体 的 综 合 作 控 制 孔 应 力 集 中后 岩 石 中 的 切 向 应 力 ； ｒ ｒ 。 为 控 制 孔 应 力 集 用， 经 过力学计算及 实验结果 可知 ： 在 高 压 爆 轰 气 体 的 准 静 中后 岩 石 中剪 应 力 ； ｒ ｚ为 控 制 孔 半 径 ， ｒ Ｂ为 岩 石 中 任 意 一 点 态应 力场 中 ， 空孔 是 应力 集 中 的地 方 ， 因此 ， 岩 石 中 最 容 易 距 控 制 孔 中 心 的 距 离 ； ０ 为 任 意 方 向 与 控 制 孔 问 连 线 的 夹
从 空孔处 发生破 裂 。随 传 播 距离 增 大 ， 冲 击 波衰 变 成 爆 炸 角 。 应 力波 ， 冲击 波 的强 度 和破 坏 性 均 有 所 减 弱 ； 与 冲 击 波 不 在 上述各 式 中， 当ｋ ＝ ｌ时 ， ｒ ｒ －０ ， ｒ ０ －０ ， 令 同， 应 力波衰减较缓 ， 作 用 时 间 较 长 。岩 石 中爆 炸 应 力 波 参 数 主要包括 应力峰值 ａ 、 作 用时间 ｔ 、 应 力波 冲量 Ｉ 。和 应 得 ， ０ － －±７ ｃ
小直径中深孔爆破直眼分段掏槽机理及参数探讨
法。但根据岩石的抗爆力随孔深的增加而增大的性
能, 掏槽底部岩石所受的夹制力大于上部, 因此上 下分段炸药量不应相同, 应按下式选定:
Q1 =
Q 1+ MQ
Q2 =
1
M +
Q
M
Q
Q
(3)
式中 M Q —— 上下分段装药量之比,M Q = Q 1 Q 2,
炮孔底部岩石夹制作用的强度 f c′< f c (f c 为单次 起爆时炮孔底部岩石夹制作用的强度)。因此在同 样炮眼深度, 同等装药量等条件下, 分段起爆的破 岩深度要大于单次起爆时的破岩深度, 故其能提高 破岩效果, 减少残孔长度。另从能量观点出发, 分段 起爆使炸药和岩石间的匹配更加合理, 使得有更多 的爆破能量由于岩石的破碎和抛移。
(2) 有较大的槽腔表面积和较高的炮眼利用 率。这样才能为后爆炮眼创造更为充分的自由面。
(3) 首爆炮眼装药应占有较多的空眼。空眼越 多、空眼直径越大对掏槽爆破越有利, 因为这样可 提供较多的辅助自由面和补偿空间。
(4) 在目前雷管段数供应不足或对使用雷管 段数有限制的情况下 (如煤矿井下只能使用总延迟 时间不超过130m s 的前5段雷管) , 应尽量减少起爆 雷管段数。
[ 4 ] 徐颖, 刘积铭. 深孔直眼分段掏槽技术研究[J ]. 阜新矿业学 院学报, 1997, 16 (4) : 495- 498.
根据模型试验结果[4 ], M Q = 0. 6～
0. 8较为合理。
5 结 语
目前, 在煤矿中普遍推广三小技术, 特别是小 直径中深孔光面爆破技术, 采用直眼分段掏槽技 术, 在配合周边光面爆破技术, 可增大槽腔体积, 提 高掏槽深度, 减少抛掷距离, 有利于爆堆集中, 利于 装岩, 同时还减少了炮眼数量和炸药消耗, 提高掘 进速度, 降低了成本。我们也曾在安徽、山东等地的 煤矿中应用, 取得了较好的爆破 效果, 建议在煤矿 岩巷掘进中大力推广小直径中深孔光面爆破技术, 特别是在掏槽中采用直眼分段掏槽技术。
中硬岩深孔直眼掏槽爆腔形成机理比较
中硬岩深孔直眼掏槽爆腔形成机理比较王泽龙【摘要】在中硬岩隧道爆破中,掏槽爆破方式对后续爆破效果起着至关重要的作用.本文从八孔直眼掏槽、五星掏槽两种掏槽方式入手,利用ANSYS/LS DYNA显式动力有限元软件,比较此两种直眼掏槽方式在爆破不同时刻、不同截面的爆腔及裂隙面积,得出五星掏槽在中硬岩深孔掏槽爆破中形成的爆腔优于直眼掏槽的结论.【期刊名称】《佳木斯大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(035)002【总页数】5页(P179-183)【关键词】直眼掏槽;中硬岩;深孔;ANSYS/LS_DYNA;爆腔【作者】王泽龙【作者单位】同济大学土木工程学院,上海200082【正文语种】中文【中图分类】TU354隧道爆破开挖建设是单自由面条件下的岩石爆破，其关键技术是掏槽，其次是周边孔的光面爆破。
直眼掏槽由于所有炮眼都垂直于工作面且相互平行，技术易于掌握，可实现多台钻机同时作业或采用凿岩台车作业,被广泛应用在隧道掏槽爆破中。
目前，关于直眼掏槽的研究主要集中在分析不同直眼掏槽爆破方式的应力水平，对不同直眼掏槽方式下的爆腔及裂隙发育情况研究较少。
黄宝龙[1] 系统研究了准直眼掏槽方式，对准直眼掏槽方式进行数值模拟及掏槽试验研究;周传波[2]模拟了深孔一次爆破成孔的九孔、单螺旋、双螺旋、双空孔菱形四种掏槽方式下应力产生、传播机理进行分析研究;罗毓等[4] 利用模拟了条形药包和集中药包起爆时爆破漏斗的形成过程和形态,对模拟结果进行了分析;文献[5]运用AUTODYNA软件分析了动力荷载作用下圆柱状岩石的破坏损伤机理;文献[6]运用LS-DYNA的自定义材料模型，通过程序编写爆破损伤模型，分析了直眼掏槽爆破损伤机理。
不同直眼掏槽方式由于炮孔布置方式以及微差起爆时间等的不同，爆腔在形成过程中有很大的不同。
文章通过分析两种常用的直眼掏槽爆破方式在不同时刻不同界面的爆腔及裂隙发育状况，对该两种直眼掏槽爆破效果进行定量对比，从而得出掏槽爆腔形成规律，以指导施工实践。
浅谈隧道爆破的掏槽技术
浅谈隧道爆破的掏槽技术摘要隧道作为一种地下专用通道，在交通工程中应用日益广泛。
本文根据隧道的特征，对半断面以及全断面深眼掏槽爆破技术进行了详细的阐述。
关键词隧道；爆破；掏槽技术影响隧道爆破开挖的质量，关键在掏槽爆破技术和周边成型控制爆破技术。
掏槽爆破的目的在于为后续炮眼爆破提供新的、足够的临空面和空间。
1 半断面开挖中深眼掏槽爆破技术半断面的开挖面积约20m2~50m2，中深炮眼深度为1.5m~3.5m。
有以下几种掏槽类型。
1）V形掏槽，适用于中硬岩、硬岩的中深眼隧道爆破。
只要钻眼精确（达到深度、保证角度），按设计装药，一般均能取得良好的效果。
（1）三级复式楔形掏槽上下排距用50cm~90cm，硬岩取小值、中硬岩取中值、软岩取大值。
硬岩爆破时最好全部采用高威力炸药；排数通常上下两排即可，十分坚硬岩石可用三排或四排。
如图1所示。
（2）二级复式楔形掏槽二级复式楔形掏槽如图2所示。
（3）几个关键技术技术①开挖断面较宽时，尽量缩小掏槽角，因而要尽量加大第一级掏槽眼的水平间距。
②掏槽炮眼深度﹥2.5m，其底部加强装药应占1/3炮眼长度，前部装药集中度可减为底部装药集中度的40％~50％，留出20％的炮眼程度不装药，并装填不少于40cm长的炮泥。
③掏槽眼应每级均尽量同时起爆，级间间隔时差以25ms~50ms为宜，以保证前段爆破的岩石破碎与抛掷。
2）大直径中空直眼掏槽由中空眼逐步扩大形成槽腔。
常用的有单螺旋、双螺旋掏槽，对称掏槽。
要求钻孔方向精确；减少眼位偏差值；使用毫秒雷管按设计起爆顺序起爆；控制掏槽眼间距，防止殉爆；控制掏槽眼的炸药用量，防止拒爆。
2 全断面深眼掏槽爆破技术在掌子面中下部钻大直径中空炮眼，周围配合一些逐渐最大间距的小炮眼进行掏槽。
一般有菱形、螺旋、对称等掏槽（如图3所示）。
设计时要考虑以下几个问题：1）影响直眼掏槽的最重要的因素是岩石特性。
主要有3个方面：（1）在塑性岩石中直眼掏槽比脆性岩石直眼掏槽困难的多；（2）岩石结构是中空直眼掏槽必须考虑的因素；（3）岩体的结构面或不均质性是设计时的特殊问题。
掏槽爆破技术在巷道掘进中的应用
2018年4月2018年第4期0引言随着中国对煤炭需求的日益增加，如何加快巷道的掘进速度是当今面临的一个重大问题。
在岩巷中采用深孔爆破是一种行之有效的方法，因为在岩石巷道中采用爆破掘进时只有一个自由面，距离自由面距离较大的岩石难以破裂，导致爆破困难，但是采用掏槽的方式进行深孔爆破不仅可以为后续的爆破提供更多的自由面，还可以为岩石提供足够的破碎空间[1]。
影响爆破掘进效率的因素有很多，而且各个因素之间也相互影响、相互制约，其中最关键的因素就是炮孔利用率，而掏槽爆破技术可以有效提高炮孔利用率。
因此，为了最大化地提高炮孔的利用率，相关专家和学者都在积极研究掏槽方式和掏槽的各项参数，以便在爆破中岩石可以完全破碎和抛出。
基于此，本文在对掏槽爆破技术机理及其影响因素进行理论分析的基础上，对斜眼掏槽和直眼掏槽的优缺点进行对比分析，为掏槽爆破作业提供理论支持。
1掏槽爆破机理岩石在爆破过程中受到强大的冲击荷载作用，其过程是一个复杂的动力学问题。
炸药在爆炸的瞬间会产生强大的冲击波和高温高压气体，将周围岩体击碎成颗粒比较小的粉粒，这个范围称之为粉碎区。
其次是冲击波在衰减以后形成应力波，在炮孔中沿径向传播，同时对炮孔内壁产生径向压力，该压力作用于切向方向形成拉应力产生拉伸变形，当拉应力大于岩石的抗拉强度时则会拉断岩石，贯通粉碎区形成径向裂隙。
在应力波的作用下形成初始裂隙，反射由于拉伸应力波和弹性变形引起的岩石移动，从而促使形成环形裂隙。
在高温高压气体的膨胀、挤压、尖劈作用下裂隙得以发育，经过延伸和扩张形成破碎区。
通常将直眼掏槽分为有空孔和无空孔两种，一般装药孔与空孔的距离不大。
由于不同的距离产生的爆炸特征不同，langefors 将爆破分为两孔贯穿、完全破碎、破碎和塑性变形四种情况。
当且仅当爆破作用与由空孔与装药孔之间的距离所形成的破碎均处于完全抛出时才能使爆破效果达到最佳。
即使现在无法弄清楚这种现象的物理本质，但是根据实验表明当炮孔达到足够深时无法完全抛出[2]。
岩石工程大空孔螺旋掏槽爆破机理研究及应用
岩石工程大空孔螺旋掏槽爆破机理研究及应用实际情况1. 应用背景随着现代工程建设的发展，对岩石的开采与破碎需求日益增加。
在岩石爆破工程中，传统的掏槽方法存在着爆破效果不理想、掏槽困难等问题。
岩石工程大空孔螺旋掏槽爆破技术因其独特的优势，逐渐引起了研究者的关注。
大空孔螺旋掏槽爆破技术不仅可以提高爆破效果，同时也能降低爆破震动和噪音，减少环境污染。
因此，该技术在城市地下空间、矿山、隧道等领域具有广泛的应用前景。
2. 应用过程大空孔螺旋掏槽爆破工程主要包括以下步骤：2.1. 空孔钻探首先需要进行空孔钻探工作，即在待爆破的岩石体内钻出空心的圆柱形掏槽孔道。
钻探时，需要根据实际工程需求确定孔道的数量、直径、长度等参数。
2.2. 线绳穿孔在空孔钻探完成后，采用线绳穿孔技术将线绳穿入空孔中，并通过旋转线绳的方式，使线绳与孔壁摩擦产生热量，使孔壁软化并破裂，形成螺旋状的掏槽孔道。
2.3. 炸药装填将炸药按照一定的装药方式填充到掏槽孔道中，通常采用聚能炸药，以获得更好的爆破效果。
2.4. 爆破引爆在炸药装填完成后，通过点火引爆炸药，产生高温、高压气体，使岩石体发生破裂、破碎和位移等变形。
2.5. 岩石破碎与挖掘经过爆破后，岩石体发生破碎与位移，通过挖掘机械等设备进行进一步的挖掘和处理。
3. 应用效果岩石工程大空孔螺旋掏槽爆破技术具有以下显著的应用效果：3.1. 提高爆破效果相比传统的爆破方法，大空孔螺旋掏槽爆破技术能够更加均匀地释放能量，使岩石体发生更为均匀的破裂与破碎，从而提高了爆破效果。
研究表明，采用大空孔螺旋掏槽爆破技术后，岩石的碎化率和爆破效果分析都有了明显的提升。
3.2. 降低环境影响大空孔螺旋掏槽爆破技术需要进行空孔钻探和线绳穿孔等操作，相较于其他爆破工程方法，其对周围环境的损坏和噪音污染较小。
这使得该技术在城市等人口密集地区的工程建设中具备较大优势。
3.3. 提高施工效率大空孔螺旋掏槽爆破技术实施简便，施工效率较高。
掏槽机工作原理(一)
掏槽机工作原理(一)掏槽机工作原理什么是掏槽机？掏槽机是一种常见于建筑工地的机械设备，用于开凿槽口以安装电缆、管道等。
工作原理概述掏槽机通过旋转的切割盘，将土壤切割并排除，以便形成槽口。
它采用的是机械切割的方式，相较于传统的手工掏槽更高效、省力。
工作原理详解掏槽机的工作原理可以分为几个步骤：1.准备工作：在开始使用掏槽机之前，需要进行一些准备工作，如检查机器是否正常运作、确认工作区域是否清晰、清理现场等。
2.定位与标记：根据实际需求，在地面上进行标记，确定掏槽机的工作范围，以便后续操作。
3.开凿槽口：将掏槽机的切割盘放置于工作范围中，通过控制机器的移动和切割盘的旋转，开始进行槽口的开凿工作。
切割盘的旋转速度和切削深度可以根据需要进行调节，以适应不同的施工环境。
4.土壤排除：在开凿槽口的同时，掏槽机还会使用一台排土机或吸尘装置来排除土壤，并确保工作区域干净整洁。
5.安全控制：在整个工作过程中，操作人员需要时刻保持警惕，并配戴必要的个人防护装备，以确保自身安全，并及时处理任何可能出现的问题。
典型应用场景掏槽机常被应用于以下场景：•建筑施工：用于开凿地面以安装电缆、管道等。
•道路维修：可用于开凿道路以进行管道维修或敷设新的管道。
•基础设施建设：可以用于开凿槽口以安装灯光、电线等基础设施。
总结掏槽机通过切割盘的旋转和土壤排除装置，以机械化的方式快速、高效地开凿槽口。
它不仅能提高工作效率，还能减轻工人的体力负担。
在使用掏槽机时，操作人员应当保持警惕，并遵守相关安全规定，以确保施工的安全性和质量。
掏槽机工作原理什么是掏槽机？掏槽机是一种常见于建筑工地的机械设备，用于开凿槽口以安装电缆、管道等。
工作原理概述掏槽机通过旋转的切割盘，将土壤切割并排除，以便形成槽口。
它采用的是机械切割的方式，相较于传统的手工掏槽更高效、省力。
工作原理详解掏槽机的工作原理可以分为几个步骤：1.准备工作：在开始使用掏槽机之前，需要进行一些准备工作，如检查机器是否正常运作、确认工作区域是否清晰、清理现场等。
岩石巷道楔形掏槽爆破参数研究_戴俊
(1)形成 2个列炮眼之间的贯通破坏面 ; (2)各炮眼装药爆炸形成的破碎圈在炮眼底相 交 , 岩石充分破碎 , 使槽腔内岩石在炮眼底面与腔外 岩石分离 ; (3)所有炮眼装药爆炸形成的垂直于掘进工作 面的作用力分量足够大 , 使槽腔两端面与槽腔外岩 石之间因剪切而破坏 , 实现槽腔内岩石与槽腔外岩 石分离 , 进而被抛出工作面 , 在工作面形成有效的爆 破槽腔 ; (4)掏槽眼水平倾斜角度合适 , 有利于后续爆 破的炮眼布置 , 以获得较高的炮眼利用率 。
则 , 是在保证掏槽效果的前提下 , 取较大值 , 炮眼深
度较大时 , 取较大值 。 在 θ值确定后 , 利用楔形掏槽
炮眼布置的几何关系 , 即可得到掏槽炮眼眼口列间
距的计算式 :
S=d+2L/tanθ
(1 2)
式中 , S为 楔形掏槽 炮眼眼口 列间间 距 ;L为炮眼
深度 。
3.4 炮眼装药长度系数的确定
图 1 楔形掏槽的炮眼布置
根据对爆破工程的实际观察 , 在此认为 , 垂直楔 形掏槽爆破槽腔的形成机理 (假说 )为 :首先 , 6个炮 眼中的偶合装药爆炸后 , 在各自炮眼周围形成破碎
＊ 收稿日期 :2010 -04 -01 作者简介 :戴 俊 (1964 -), 男 , 贵州安顺人 , 博士 , 教授 , 博士生导师 , 加拿大麦吉尔大学访问学者 , 主要 从事爆破工程 和岩土工程等方 面的研究 , Email:dxleve@。
ResearchonBlastingParametersofWedge-shaped CuttingforRockTunnelDriving DAIJun1, DUXiaoli2
立井深孔直眼分段掏槽改善爆破块度机理的分析与研究
／ ， ／
及 在岩石 中的残余应 力 改善岩 石 的破 碎效果 。 由于应 力 波在 自由 面上 的反 射 作 用 ， 分 段装 上
药 爆后生 成 的新 自由面和 在岩石 中形 成 的大量 爆生 裂 隙将岩石 中压 缩应 力 波 反 射成 拉 伸 应力 波 ， 而 从 改变 了岩石 中的应力 状 态 ， 大 了岩 石 中的 拉伸 作 增 用， 使岩 石 由原－ 压 为主变成 了受 拉为 主 ， 来受 因岩石
１ 分段掏槽改善破碎块度 机理
直眼分 段掏槽 爆破 的实 质是对 槽孔 实施 分段装 药， 中间填 隔一定 长度 的炮 泥 ， 自上而下顺 序微 差起
爆 。较多 的是上下 两分 段 ， 据微差 爆破 理论 ， 根 下分 段 装药 能充 分利用 上分段 装药 爆后创 造 的新 自由面
如表 １所示 。炮孔 直径 ６５ｍ 特 制小雷 管 引爆普 ． ｍ， 通 导爆索 ， 管规格 ： 径 ６２ｍ 内径５２ｍｍ， 雷 外 ． ｍ， ． 装 药 量 ０ ２ Ｄ Ｎ ， 硝 基 重 氮 酚 ） 导 爆 索 长 ． ４ｇ（ Ｄ Ｐ 二 。 １ ｍ， ０ｍ 当量 于 ０ １４ｇ Ｄ Ｐ（ 爆 热换 算 ） ． ６ Ｄ Ｎ 按 。炮 孔
忌 第 １１期 ４
ｄ ｉ １ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ０ ２ ９ ． ０ ０ ． １ ｏ ：０ ３ ６ ／ ．ｓ ． ０ ５— ７ ８ ２ １ ． ６ ０ ６ ｓ １
立 井 深 孔 直 眼分 段 掏 槽 改 善
爆 破 块 度 机 理 的 分 析 与 研 究
冯 书 韬
（山西 李 家楼 煤 业有 限公 司 ， 山西 太 原 ０ ００ ） ３０ ２
摘
要： 利用微差爆破破岩理论 ， 对分段掏槽 改善破碎块 度的机理 进行 了分 析 ， 后结合单孔 爆破漏 斗试 最
环向切缝装药爆破机理及其在掏槽爆破中的应用
炮眼利用率
统计炮眼的利用率，以评估装药量的合理性和炮眼布置的准确性。
环向切缝装药的爆破效果
01
提高炸药能量利用 率
环向切缝装药结构能够使炸药能 量更加集中，提高能量利用率， 增强爆破效果。
02
降低爆破震动
03
提高抛掷效果
通过优化装药结构和控制药量， 可以有效降低爆破震动速度，减 少对周围环境的破坏。
环向切缝装药结构的设计能够使炸药 爆炸时产生的能量更好地传递到岩石 上，使岩石破碎更加均匀，提高破碎 效率。
环向切缝装药爆破特点
环向切缝装药爆破具有较高的破碎效 率和较低的炸药消耗量，能够有效地 降低爆破成本。
环向切缝装药结构的设计能够减小炸 药爆炸时对周围环境的影响，降低爆 破产生的振动、飞石和噪声等有害效 应。
在掏槽爆破中，环向切缝装药能够有 效地提高炮孔利用率和掏槽效果，同 时减少对周边围岩的破坏。
环向切缝装药在掏槽爆破中的优势
提高掏槽效果
环向切缝装药能够使爆炸能量更加集中 ，提高炮孔利用率和掏槽效果，有利于
形成更大的槽形。
提高施工效率
环向切缝装药的掏槽爆破效果更好， 能够缩短隧道掘进的时间，提高施工
掏槽爆破的成功与否直接影响到隧道掘进的速度和施工安全，因此研究掏槽爆破技 术对于提高隧道施工效率具有重要意义。
环向切缝装药在掏槽爆破中的作用
环向切缝装药是一种新型的装药结构 ，其特点是装药时在药卷表面切割一 定深度的环向切缝，以控制爆炸过程 中药卷的爆速和爆炸能量。
环向切缝装药的原理是通过控制药卷 的爆速和爆炸能量，使爆炸能量更加 集中，从而提高爆破效果。
04
环向切缝装药爆破的未来发展
岩石工程大空孔螺旋掏槽爆破机理研究及应用
岩石工程大空孔螺旋掏槽爆破机理研究及应用一、研究背景和意义岩石工程中，空孔的开挖是常见的作业。
而对于大空孔的开挖，传统的爆破方法难以胜任。
因此，研究大空孔螺旋掏槽爆破机理及应用具有重要意义。
二、螺旋掏槽爆破机理1. 螺旋掏槽爆破原理螺旋掏槽爆破是指在岩体中钻出一定间距、一定角度的螺旋形钻眼，然后在钻眼内充填炸药，利用爆炸波对岩体进行掏槽和剥离的一种方法。
其原理是利用了螺旋形钻眼的特殊结构，在爆炸波作用下产生较大的剪切力和撕裂力，使得岩体快速断裂和分离。
2. 爆破参数对效果的影响（1）钻孔间距：过小会导致相邻孔洞受到干扰，过大则会影响掏槽效果。
（2）钻孔角度：角度越大，则掏槽效果越好，但过大会导致孔眼不稳定。
（3）装药量：过少会影响掏槽效果，过多则会导致浪费。
（4）装药方式：直接装药和分段装药的效果有所差异。
三、应用案例1. 案例介绍某地区一座大型隧道工程中，需要开挖直径为10m、长度为200m的大空孔。
传统的爆破方法难以胜任，因此选择了螺旋掏槽爆破方法进行开挖。
2. 爆破参数设计（1）钻孔间距：2m（2）钻孔角度：25度（3）装药量：每米长钻眼使用1.5kg TNT炸药（4）装药方式：每隔10m进行分段装药3. 爆破效果评估经过实际爆破操作后，发现螺旋掏槽爆破方法能够有效地掏槽和剥离岩体，使得空孔开挖工作顺利完成。
同时，在安全方面也取得了良好的效果。
四、结论与展望通过对螺旋掏槽爆破机理的研究和应用案例的实践，可以得出以下结论：（1）螺旋掏槽爆破方法适用于大空孔的开挖。
（2）爆破参数对效果有重要影响，需要根据具体情况进行设计和调整。
（3）螺旋掏槽爆破方法在岩石工程中具有广泛的应用前景。
展望未来，可以进一步深入研究螺旋掏槽爆破机理，并将其与其他技术相结合，为岩石工程的开挖提供更加高效、安全、环保的解决方案。
三角柱直眼掏槽爆破参数研究
三 角 柱 直 眼 掏 槽 爆 破 参 数 研 究
戴 俊 ， 永琦 杨
丁 ； · ｚ ）
｛≥ 、
中 国 矿 业 大 学 北 京 校 区 ． 京 ［０ ￣ ） 北 ０ ０ ３
摘 要 ：通 过 对 三 角 柱 直 眼 掏 槽 爆 破 进 行 试 验 研 究 ， 为 爆 破 槽 腔 的 形 成 过 程 可 分 成 两 个 阶 段 认
第 ４期
戴 俊 等 ：三 角 柱 直 眼 掏 槽 爆 破 参 数 研 究
角 柱 直 眼 掏 槽 有 三 种 基 本 形 式 （ 图 １ ， 次 适 用 坚 固性 系 数 逐 渐 增 大 的 岩 石 。 比较 得 知 ． 见 ）依 三 种 基 本 掏 槽 形 式 的 实 质 是 相 同 的 。 随 着 岩 石 坚 固 性 系 数 增 大 ， 眼 间 距 必 然 减 小 ． 保 证 后 继 炮 为
～
弓
爆 炸 与 冲 击
加 ． Ｎｏ ４
卷 第４ 期
２ ０ 年 １ 月 ００ ０
Ｅ Ｌ Ｉ Ｎ ＡＮ Ｓ ＸＰ ＯＳＯ Ｄ ＨＯＣＫ Ｗ ＡＶ Ｓ Ｅ
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文 章 编 号 ：１ ０ —４ ５ ２ Ｏ ） ４ｏ ６ — ５ ０ １ １ ５ Ｏ Ｏ ０ ． ３ ４０ ｃ
煤 炭 基 建 公 司 在 斜 井 创 新 与 陕 速 施 工 中 ， 用 三 角 柱 直 眼 掏 槽 ， 得 了 很 好 的 施 工 效 益 。 三 采 取
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图 １ 三 角 柱 直 眼 掏 槽 炮 眼 布 置 的 三 种 基 本 形 式
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煤矿岩巷掘进爆破掏槽孔超深问题探讨
２０２０ 年
煤炭科学技术
Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
１月
Ｖｏｌ ４８ Ｎｏ １
Ｊａｎ. ２０２０
杨仁树ꎬ张召冉ꎬ安 晨ꎬ等 煤矿岩巷掘进爆破掏槽孔超深问题探讨[ Ｊ] 煤炭科学技术ꎬ２０２０ꎬ４８( １) :１０－
２３.ｄｏｉ:１０ １３１９９ / ｊ ｃｎｋｉ ｃｓｔ ２０２０ ０１ ００２
３.Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１４４ꎬＣｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅ ｃｕｔｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｏｆ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ａｎｄ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｒｏｃｋ ｒｏａｄｗａｙ ｉｎ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ.Ｉｎ ｏｒｄｅｒ
(１.Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂｅｉｊｉｎｇꎬ Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ
２.Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ＆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ( Ｂｅｉｊｉｎｇ) ꎬ Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ
煤矿岩巷掘进爆破掏槽孔超深问题探讨2020年第1期0引言钻爆法是岩石井巷掘进的主要工法之一?在岩巷施工中占95以上1?而岩巷钻爆法掘进水平常年维持在7080m月23?岩巷钻爆法掘进速度处于低位水平是造成我国煤矿采掘失衡矛盾的重要因素之一?提高炮孔利用率甚至是百分之百利用一直是爆破学术界为之努力的目标?提高炮孔利用率的关键在于掏槽?掏槽孔爆破后新形成的槽腔为后续辅助孔爆破提供新自由面?所以?对于如何提高炮孔利用率?加快岩巷掘进速度?学术界围绕掏槽技术开展了大量的研究?如张文魁4比较系统地介绍了国内外直眼掏槽的各种方法?并比较了它们的技术效果?王文龙等5认为选择恰当的掏槽方法和掏槽参数是提高爆破效率的关键?并评价了8种直眼掏槽的效果?王树仁6认为毫秒雷管的出现促进了平行龟裂螺旋掏槽筒形等直眼掏槽技术的推广应用?炮眼深度能达到1518m?张奇等7研究表明?炮孔深度孔距及空孔直径是影响直眼掏槽爆破效果的主要因素?杨仁树等8将双楔形掏槽技术应用于硬岩爆破?爆破效果良好?宗琦等9探讨了影响炮孔深度的主要因素及合理确定炮孔深度的方法?并推荐了合理的掏槽形式和掏槽参数?龚敏等1研究了楔形掏槽孔角度中心孔等因素对掏槽效率的影响?单仁亮等10提出了准直眼掏槽技术?张召冉等11提出了多阶段掏槽技术?现场应用效果良好?杨国梁等12运用数值模拟对复式楔形掏槽破岩机理进行研究?从以上研究成果可以看出?学术界关注重点在于掏槽技术和掏槽参数?而对于掏槽孔超深深度掏槽孔深度与其他炮孔深度之差与其他炮孔利用率之间关系没有引起足够的重视?因此?笔者在文献检索的基础上系统分析掏槽深度与其他炮孔深度关系?探讨分析目前掏槽爆破参数存在的问题及解决思路?1数据样本及整体分析以中国知网为数据样本获取平台?检索岩巷爆破掏槽掘进等关键词?搜索期刊包括?煤炭学报??岩石力学与工程学报??煤炭科学技术??中国矿业??中国煤炭??煤炭工程??建井技术?等行业期刊?搜集有工程实际案例的论文82篇其中?文献中报道不同爆破参数案例共计91个有炮孔利用率参数的工程实例69个?具体见表1?表1中是1980年以来公开发表的有关煤矿岩巷爆破施工论文?按照文献报道时间巷道名称岩性掏槽孔深度炮孔深度掏槽形式等指标进行整理?表1岩巷样本数据table1rockroadwaysampledata矿名及文献来源炮孔深度m发表年份断面m2普氏系数掏槽方式掏槽孔深度m掏槽孔超深m炮孔利用率文献14
应用断裂力学原理探讨深孔掏槽爆破机理
应用断裂力学原理探讨深孔掏槽爆破机理
付菊根;宗琦
【期刊名称】《矿业科学技术》
【年(卷),期】1994(022)003
【摘要】本文应用断裂力学原理，对深孔掏槽爆破的单自由面下垂直炮孔柱状药包的爆破作用，爆炸压力作用下岩石脆性断裂等进行了理论探讨，并提出了深孔掏槽爆破的计算公式。
【总页数】5页(P21-24,32)
【作者】付菊根;宗琦
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TD235.33
【相关文献】
1.岩石工程大空孔螺旋掏槽爆破机理研究及应用 [J], 唐信来;黎剑华;杨伟忠;陈寿如
2.隧道深孔大直径中空直眼掏槽几个问题的探讨 [J], 刘海涛
3.中孔直眼掏槽深孔爆破技术在新义矿业的应用 [J], 李宁;王培江
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5.大直径深孔中空眼直眼掏槽爆破技术应用研究 [J], 马乐辉;李锋
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直眼掏槽爆破中大直径中空孔作用机理研究
直眼掏槽爆破中大直径中空孔作用机理研究周少颖;汪海波;宗琦【摘要】在直眼掏槽爆破中，空孔的存在有着重要意义。
通过对大直径空孔在掏槽爆破中的作用机理理论分析研究，得出其主要作用有三：一是引起空孔周边的爆炸应力集中，具有导向爆破裂隙发展的作用；二是空孔为其它装药掏槽炮孔增加了一个辅助自由面，利于孔壁应力波的反射拉伸作用，增强槽腔内岩石的破碎，并为破碎后岩块提供了运动导向和膨胀移动空间；三是造成空孔与装药槽孔间的岩石的剪切作用，进一步加强岩石破坏。
%In cut blasting, the presence of empty hole has important significance. Through the theoretical analysis of the mechanism, it is concluded that the empty hole has three main functions:first, it can cause the explosion stress concentration, lead to the orientation of blasting crack development; second, the empty hole adds a free surface to other charging cutting holes, strengthens the hole wall stress wave reflection effect, enhances groove cavity rock crushing, and provides the guidance for the broken rock and expansion mobile space;third, the shearing action between empty hole and the charging cutting hole further strengthen the rock damage.【期刊名称】《煤矿爆破》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】3页(P23-25)【关键词】掏槽爆破;大直径;空孔;作用机理【作者】周少颖;汪海波;宗琦【作者单位】安徽理工大学土木建筑学院，安徽淮南，232001;安徽理工大学土木建筑学院，安徽淮南，232001;安徽理工大学土木建筑学院，安徽淮南，232001【正文语种】中文【中图分类】TD235.4在隧道（或巷道、井筒）掘进爆破工程中，掏槽爆破是决定爆破成败的关键。
浅谈大空孔掏槽一次成井机理研究及应用
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根据现场岩 陛条件和凿岩设备 ，参考其它 矿 山一次成 井工程 实践 ，提 出９Ｌ ７掏槽 方案 。 空孔 为４ 个，直径 为１１ ｍ；装药孔为５ ，直 ３ｎ ￣ 个 径 为７ｍ ０ ｍ。炮孔设计平面 图如 图３ 所示 ，图中 大 孔为空 孔 ，１ ￣－， 为 装药孔 。１ ～５ ４－ ＆ 号装药 孔布 置在 四个大 空孔中间 。距离空孔距离约为 ２ｃ ； － 号空孔布置在断面 四周 ，距离 中间 ５ｒ ２ ４ ａ 装药 孔距离为５ｃ 。炮孔布置 图如 图４ ０ｒ ａ 所示 。 图中炮孔均 被沙 袋堵 塞 ，为了能清晰的看出炮 孔位 置，特 在图中用实心圈表明空孔位置 ，用 黑 色圈表 明炮孔位置。这种炮孔布置的扩腔原 理是先起爆 中间装药孔 ，使得中间装药孔与周 边 四个空 孔贯通 ，然后 利用贯通的补偿空间 ， 逐 个对 角起爆 炮 孔 ，最后 形成一 定断 面的 天
功能 天井 ，既为增加长大隧道施工作业面缩短 工期节约投资 又为运营通风通道之用 。 天井掘进根据是 否需要人 员进入天井 内作 业 ，可以分为井内施工和井外施工法两大类 。 井 内施 工法 人 员需要进入天井内作业 ，又可分 为普通 法掘进天井、 吊罐法掘进天井和爬罐法 掘进 天井三种。井外施工法不需要人 员进入天 井 内作 业 ，可分为爆破法掘进天井和钻进法掘 井天井 两种 。普通法 、吊罐法和爬罐法掘进天 井由于人员需要在天井内作业 ，工人劳动强度 大 ，作 业条件差安 ，安全 性不高 。钻进法一般 采用大直径 的旋转钻机在天井的全深进行全断 面钻进 ，虽然作业安全 ，工效高 ，但是投入成 本大 ，并 且对于岩石的坚固性系数还有很大的 要求（ 一般需要 ＜ ６，很难在矿 山普遍使用 。 ） 爆破法 成井避免了普通法 ，爬罐法和 吊罐法的 缺 点 ，工人 不需 要进 入井 筒 内作业 ，安 全保 障 ；在 平巷里坐着操纵钻机 ，劳动强度小 ，与 钻进法相 比 ，成本低 ，适用范围广 ，是 目前最 经济 ，研 究最多但 同时也是施工难度ｋ（ ｏ ０ ｓ １ ｋ ３ ） ｓ ＋ ） ｃ ２
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掏槽爆破槽腔形成机理研究综述
掏槽爆破广泛应用在地下工程的建设中，槽腔的大小直接影响掏槽爆破效果。
以掏槽爆破理论为基础，结合国内外的研究成果，从空孔的直径、空孔的布置、装药结构、堵塞长度和延期时间5个方面分析了影响槽腔的形成因素。
研究表明，槽腔提供的补偿自由面面积越大，掏槽爆破效果越好。
综上所述，槽腔形成机理的研究对提高掏槽爆破效率有重要的意义。
标签：
掏槽爆破；空孔；装药结构；槽腔
1前言
掏槽爆破在实际工程中的应用广泛，给地下工程的建设提供了提供了解决问题的途径。
在岩巷掘进的过程中，由于在炸药爆炸的作用方向，岩石的裂隙扩展空间受到限制，使岩石的破碎效率降低，而且巷道的掘进效率受到很大的影响。
掏槽爆破是岩巷掘进的关键技术，分析掏槽爆破的影响因素，对提高岩巷掘进速率有重要的意义。
国内外学者对槽腔形成的研究很多，从理论和实践上分析了空孔的直径、空孔的布置、装药结构、堵塞长度和延期时间对槽腔形成尺寸的影响。
2掏槽爆破理论
2.1空孔效应
炸药的爆炸作用为应力波与高压爆轰气体的综合作用，经过力学计算及实验结果可知：在高压爆轰气体的准静态应力场中，空孔是应力集中的地方，因此，岩石中最容易从空孔处发生破裂。
随传播距离增大，冲击波衰变成爆炸应力波，冲击波的强度和破坏性均有所减弱；与冲击波不同，应力波衰减较缓，作用时间较长。
岩石中爆炸应力波参数主要包括应力峰值σmax、作用时间ts、应力波冲量I0和应力波比能E0等，这些参数可要用来衡量应力波的对介质破坏能力。
如图1所示，A为装药孔，B为空孔，B孔对A孔具有应力集中效应。
A孔起爆后，在其周围激起爆炸应力波向外传播，随着距离的增加，该应力波峰值按如下规律衰减：
2.2槽腔的形成过程
掏槽爆破的效果与槽腔的形成有较大的联系，以空孔为掏槽爆破的第一自由面，为岩石中裂隙的扩展提供空间。
槽眼中的炸药爆炸后，岩石在应力波的和爆生气体的共同作用下破碎，并在爆生气体的推动下抛掷出来，形成固气二相流，
并形成第二自由面。
在第二自由面形成后，后继炮孔爆炸后，槽腔的体积继续增大，为整个断面的爆破提供更大的自由面，从而提高掏槽爆破的效率。
3影响槽腔形成的因素
3.1空孔直径对掏槽效率的影响
空孔在槽腔形成的前期，起到补偿自由面的作用，对形成第二自由面具有重要的作用。
空孔直径的增大，使自由面的面积增大，自由面的面积增大有利于岩石的破碎。
空孔的直径越大，自由面的面积越大，自由面补偿系数也越大，越利于槽腔的形成。
3.2空孔的布置对掏槽效果的影响
空孔的布置方式对槽腔的形成的影响也较大，主要是空孔螺旋掏槽和空孔直眼掏槽，空孔螺旋掏槽的效果比直眼掏槽的效果要好，但是空孔螺旋掏槽对整个断面的延期时间较长，在煤矿巷道掘进中，延期时间有限制，所以采用哪种形式布置空孔还需根据工程实际确定。
3.3堵塞长度的影响
孔内的炸药爆炸后，爆炸产生的能量将岩石破碎，能量的利用率越高，爆破效果越好。
炮孔的堵塞长度对提高能量的利用率有很大的作用。
炸药爆炸后，应力波作用于周围的岩石，使岩石中的损伤裂纹扩展，爆生气体作用于裂隙尖端，使裂纹继续扩展。
在这一过程中，炸药爆炸产生的能量作用于岩石需要一段时间，堵塞的粘土在这段时间不能冲出。
堵塞长度的大小与装药量的大小和炮孔长度有关。
堵塞长度越大，则装药量减少，不利于，炮孔长度减小，则炸药的利用率越低，不利于炸药的爆炸作用。
3.4延期时间的影响
掘进断面的延时时间对槽腔的形成的大小有直接的影响，在大断面的掏槽爆破中，先期形成自由面的大小对后期自由面的形成至关重要。
待先期爆炸的炮孔爆炸，岩石被抛掷出来后，后继炮孔再爆炸，严格控制延期时间。
在高瓦斯巷道的掘进中，考虑爆炸对安全性的影响，整个断面的延期时间小于130ms，在高瓦斯巷道的掘进中炮孔的布置难度更大。
3.5装药结构的影响
耦合系数是指药卷直径与炮孔直径的比值，研究表明耦合系数较小时，爆炸周围的应力场的峰值要明显高于耦合系数较大时的应力峰值。
在爆破后，断面岩石的块度对出渣的影响较大，对断面块度较大的岩块分析，改变炮孔的装药结构，改善岩块的爆破效果，提高爆破效率。
分段装药对炸药的能量分布起一定的作用，使能量分布均匀，减小大块率，便于爆破后岩石的清运。
分段装药在实际工程中的应用较多，经常出现后爆的炸药不完全爆炸的现象。
经分析，先爆炸的炸药产生的高温高压对后爆的炸药产生影响，使后爆的炸药的微观结构破坏，不具有雷管感度。
4结语
槽腔形成的大小对掏槽爆破的效率影响较大，合理的布置爆破参数对提高掏槽爆破效率具有重要的意义。
参考文献
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