地下采矿爆破

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• 爆破扬尘的主要防治方法：
• • • • • • • 1、采用湿式钻孔凿岩技术； 2、采用爆前喷雾洒水措施； 3、实施水封爆破技术； 4、加强排尘与除尘； 5、注重个体防护； 6、制定合理的爆破作业方案，限制抛掷程度 7、采用微差爆破技术，控制一次起爆药量。
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走向长壁采煤法：
煤矿爆破时应具备的基本条件
• 1、爆破点附近20米以内风流中瓦斯浓度不得超 过1%； • 2、在有煤尘爆炸危险作业点附近20米巷道内， 应进行洒水降尘； • 3、在同一网路中，只准使用同厂、同批的煤矿许 用炸药和煤矿许用雷管； • 4、工作面上的风量、风速应符合安全要求； • 5、炮孔内出现异状，工作面出现穿透水征兆等情 18-89、29-38、17-83 况时，应停止爆破作业。
6、装药量计算：Q=qBlL kg 式中：B-采幅宽 l-一次崩矿总长度
疏化矿开采对爆破的影响
• 自爆机理：外界因素作用—炸药热分解速 度加快—热积聚—达爆发点—炸药自爆。 • 炸药在常温下热分解速度很慢，但因外界 因素作用温度升高时，反应放出的热量大 于热传导所散失的热量，就能使分解气体 产物发生热积聚，从而使热分解自动加速 或分解的速度显著加快，当温度继续升高 到爆发点时，热分解就可能转为燃烧、继 而转为爆炸。 • 开采疏化矿时的热来源：疏化矿氧化、地 热、炸药与疏化矿发生化学反应等
• 要求：每米炮孔崩矿量大，在块少，二次爆破量 小，粉矿小，矿石贫化和损失低，材料消耗小。 浅孔爆破 爆破方法 深孔爆破 硐室爆破
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地下深孔爆破
• 地下开采中的深孔主要用于厚矿床的崩矿
装载矿石 采空回填区
H
装药填塞
钻凿炮孔
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平巷掘进
深孔落矿形式：
• 根据落矿方式不同分为 水平深孔落矿法 深孔 落矿 形式 垂直深孔落矿法 倾斜深孔落矿法 垂直深孔球状药包落矿法
• 必须使用与瓦斯等级相适应的煤矿许用炸药。 • 必须使用煤矿许用雷管，延期雷管的1～5段总延 期量不许超过130毫秒。 • 应采用正向起爆，且用水炮泥和粘土性炮泥进行 填塞。 • 起爆网路应采用串联方式，起爆时可一次性瞬发 起爆和毫秒延时起爆，但严禁分次爆破。 21-15 • 同一炮孔中不得同时装两个起爆药包。 • 必须使用防爆型放炮器（外壳防爆、供电时间能 自动控制在6毫秒以内） • 工作面有多个自由面时，最小抵抗线不得小于0.5 米
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42页何谓CVR采矿法，特点是什么？
炮孔布置
• 下向钻凿的垂直平行深孔
VCR法装药结构
• 单层起爆装药结构： 多层同时起爆装药结构：
重复向上 砂子 药包 起爆药包 药包 砂子 第一段装药
第二段装药
堵孔塞
• 垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法优点： •
（1）矿块结构简单，省去了切割天井，大大减 少了矿块的采准工程量和切割工程量。 （2）生产能力高，是一种高效率的采矿方法。 （3）采矿成本显着降低，经济效果好。 （4）球状药包爆破对矿石的破碎效果好，降 低了大块产出率，有利于铲运机装运。 （5）工艺简单，各项作业可实现机械化。 （6）作业安全可靠，可改善矿工的作业条件。 凿岩工在凿岩硐室或凿岩巷道中凿岩，爆破上也 可在凿岩硐室或凿岩巷道中向下装药，保证了施 工的安全。
浅孔台阶爆破
• 正台阶
倒台阶
浅孔布孔：
• 方形布孔：
三角形布孔：
浅孔爆破参数
• 1、孔径：D=38—42mm 2、孔深：薄矿体：L=1.5—2.0m 厚矿体：L=3.0—4.0m 3、最小抵抗线：W=（25-30）D 4、炮孔间距：a=m/W 5、炸药单耗：
f=3-5 f<8 0.2-0.35 0.25-1 f=8-10 1.0-1.6 f=10-15 f>15 1.6-2.6 >2.8
特点：以深孔落矿；崩落的矿石靠自重全部 溜到矿块底部运出
平行炮孔落矿 扇形炮孔落矿
• 地下采场爆破深孔布置方式：
• • • • • 深孔种类： 1、平行深孔：相互平行，孔口距与孔底距相等 2、扇形深孔：呈放射状，孔口距小，孔底距大 布置形式：水平布置，上向布置、下向布置 扇形孔优缺点：凿岩巷道掘进工程量小，钻机移动 次数少，但崩落的矿体的块度大，不均匀，炮孔利 用率低。 • 水平孔优缺点：崩落的块体均匀，炮孔利用率较高， 但凿岩巷道掘进工程量大，钻机移动次数多。
• 瓦斯爆炸三个条件
• 1、浓度（5%～16%） • 2、火源（650～750℃时） • 3、氧气(不低于12%)
• 煤尘爆炸三个条件
• 1、浓度（300～400g/m3 ） • 2、火源（700～800℃时） • 3、氧气(不低于18%)
爆破时引起瓦斯与煤尘爆破原因
• 1、被爆炸时所产生强烈的冲击波绝热压缩引 燃； • 2、被爆炸时生成的炽热固体颗粒点燃； • 3、被爆炸时生成的高温气体直接加热； • 4、被爆炸时未反应完的高温产物遇氧时的二 次着火引燃。 • 要求： • 1、选用的炸药级别与瓦斯等级严格对应。 • 2、选用爆热、爆温和爆压较低的炸药。 • 3、选用接近零氧平衡的炸药。 • 4、选用起爆感度和传爆能力好的炸药。
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炮孔布置
• 水平钻凿的扇形孔：
由下向上的扇形孔布置
分段凿岩巷道 通风行人天井
崩落矿石 运输巷道
围岩 矿体 分段凿岩阶段矿房法
出矿巷道
炮孔布置
• 向上钻凿的扇形孔：
扇形布孔孔底距与孔口距说明：
孔底距a1：较浅炮
• 孔的底部至相邻较深
炮孔的垂直距离
a1
孔口距a2：填塞较
长的炮孔装药端至相 邻炮孔的垂直距离
也称整层走向长壁采煤法，特点是回采工作面沿煤 层倾斜方向布置，沿走向方向推进。
• 倾斜长壁采煤法： 回采工艺与走向长壁采煤法基本相似,不 同点是回采工作面沿走向布置,沿倾斜推进。
• 炮采落煤：
煤层爆破中炮孔分类
• 煤层中的炮孔分底孔、腰孔和顶孔： • 底孔：位于煤层底板，起掏槽作用，为腰 孔创造自由面。 • 腰孔：在煤层顶板与底板腰部，起进一步 扩大底孔掏槽作用，为顶孔创造更多自由 面。 • 顶孔：位于煤层顶板，在临空效果良好情 况下，剥落顶板煤层，起保护顶板作用。
• 对煤层开采爆破后的基本技术安全要求有：炮孔利用应高 且基本无残眼，爆后的煤面应整齐平直、顶底板上不留残 煤且完整而便于支护、爆落煤的块度应均匀、爆落煤堆集 中有利装运、爆破过程中不崩倒支架，设备无损坏。
炮采落煤装药量 • 每循环装药量计算： • Q=qLMH kg
• 式中：q-炸药单耗
煤种 坚固性系数 q kg/m3 坚硬无烟煤 2-3 0.28 无烟煤、硬煤 1.5-2 0.24 烟煤 1.0-1.5 0.20 软烟煤 <1.0 0.16
三角形布置：炮孔布置成三角形，上排孔数量 只为下排孔数量的1/2，此种布置适用于厚度为 1.0～1.5m煤质较软的中厚煤层
• 在炮孔装药量上，一般底孔的装药量最多， 腰孔次之，顶孔最少。若炮孔深度为1米时， 硬煤中的底孔宜装药250～350克，中硬煤 中的底孔宜装药200～300克，软煤中的底 孔宜装药150～250克。布置的炮孔为双排 时，装药量可按底孔：顶孔=1：0.65比例 进行分配，布置的炮孔为三排时，装药量 可按底孔：腰孔：顶孔=1：0.75：0.5比例 进行分配。
• 煤矿井下爆破作业中的基本工作制度：
• 1、三人连锁放炮制：爆破作业全过程中，爆 破班长、瓦斯检测员和爆破员都必须同在作业 现场的一种工作配合制度。三人之间各执一张 牌，班组长执命令牌，爆破员执警戒牌，瓦检 员执放炮牌，爆破过程中的相互工作配合应按 后图的所示要求进行。 • 2、“一炮三检制”是：装药前、爆破前、爆 破后应认真实施检查的一种工作制度。
布置在煤层中的三种炮孔：
起爆 顺序 3响
2响 1响 顶板
顶孔 腰孔
底孔
底板
布孔的基本要求
• 布置时，应根据煤层的采高或厚度、硬度、 顶底板条件等情况来进行确定，一般情况 下，为适应单体支架长度，每次煤层采深 一般是控制在1米左右，所以炮孔深度宜钻 凿1～1.5米，炮孔间距宜控制在0.8～1.5米 范围内，炮孔水平倾斜角宜为55～85度， 与顶底板的仰角或府角宜控制在5-10度左 右。
a2
VCR法：
• 定义：垂直深孔球状药包后退式崩矿法 • 特点：在矿房上部水平开掘凿岩硐室或凿岩巷道， 采用大直径潜孔钻机向下钻凿相互平行，且两端 敞开的深孔，直到矿块的拉底水平。 • 装填时，即从顶部平台装入长度不大于直径6倍的 球形药包到预定位置后进行堵孔。 • 崩矿时，炮孔从下端开始，自下而上遂层地向拉 底空间崩矿，崩落的矿石从底部巷道运出。这种 爆破方式即为倒置漏斗爆破。
深孔爆破参数： 1、孔径：接杆凿岩D=50—70mm 潜孔凿岩D=90-120mm 2、孔深：L=10—30m 3、最小抵抗线：坚硬岩：W=（25-30）D 中硬岩：W=（30-35）D 软岩： W=（35-40）D 4、炮孔密集系数：m=aW 5、炮孔孔距：a=m/W 6、炸药单耗： f=3-5 f=5-8 f=8-12 f=12-16 f>16
爆破工程技术人员培训
地下采煤爆破
• 煤矿井下爆破特点：
井下爆破作业环境
存在瓦 斯爆炸 危险
存在煤 尘爆炸 危险
存在围 岩垮塌 危险
存在有 作业空 毒、有 间狭窄、 害气体 阴暗
• 瓦斯也称为沼气，即甲烷，成份是CH4， 是与煤伴生的可燃和可爆性气体。每年近 50%的瓦斯爆炸是井下爆破引起的。 • 瓦斯浓度低于4%时，不燃不爆； • 浓度在4-5.5%时，可燃不爆； • 浓度在5.5-16%时，会爆炸； • 浓度在9.5%时，爆炸能量最强； • 浓度大于16%时，因氧含量不足，也为可 燃不爆情况。
• 三人连锁放炮：
班组长 警戒牌
放炮后 三牌换 回原主
命令牌
爆破员
放炮牌
瓦检员
爆破工程技术人员培训
地下采矿爆破
讲：席正明
• 地下矿产：有用的矿物资源或矿物集合体
金属矿产：黑色金属、有色金属、稀有 金属、贵金属等。
矿产
非金属矿产：化工原料、陶瓷原料、玻 璃原料、建筑材料等。 能源矿产：煤、石油、天燃气、地热等。
• 常见布孔形式：
3-63
单排布置：炮孔呈一条直线布置在煤层中间， 此种布置适用于厚度在 1.0m 以下的软质煤 层
对眼布置：炮孔呈矩形布置，上排眼与下排眼 在一条垂直线上，此种布置适用于厚度为1.0～ 1.5m煤质中硬的中厚煤层
三花眼布置：炮孔呈梅花形布置，此种布置 适用于厚度为1.0～1.5m煤质中硬的中厚煤 层
0.2-0.35 0.35-0.5 0.5-0.8
0.5-1.1
1.1-1.5
装药量计算：
• 平行深孔单孔装药量Q的计算： 2 • Q=qaWL=qmw L • 扇形深孔单孔装药量Q的计算： • Q=qWS • 式中：q-炸药单耗量 kg/m2 • W-最小抵抗线 m • a-炮孔间距 m • L-炮孔深度 m • S-每排炮孔的崩矿面积 m2
• 垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法缺点： • （1）凿岩技术要求较高，必须采用高风 压的潜孔钻机钻大直径深孔措施，才能控 制钻孔的偏斜。 （2）矿层中如遇到矿石破碎带。则穿过 破碎带的深孔易于堵塞，处理较困难，有 时需用钻机透孔或补订钻孔。 （3）矿体形态变化较大时，矿石贫化损 失大。 （4）要求使用高密度、高爆速和高威力 炸药，爆破成本较高。
6-6 6-9
• 煤矿炸药特点：
其内添 加食盐
21-12.。13
总能量 受限制
煤矿许 用炸药
起爆感 度较好
传爆能 力较好
接近零 氧平衡
组分中不 含颗粒状
• 煤矿雷管特点：
炸药中 含食盐
聚能效 应较小 煤矿许 用雷管 为五芯 延期体 禁用铝 质外壳 雷管管 壁较厚 总延时 不超 130ms
煤矿爆破基本要求：
水气矿产：矿泉水、硫化氢气、氦气等。
地下采矿一般适用于矿体埋藏较深，且不适
宜露天开采的矿床。用地下巷道工程把矿体划 分为井田、阶段、矿块，以矿块作为基本开采 单元进行的开采工作。
• 开拓布置
平巷
矿体
阶段 巷道 运输 巷道
• 地下采场特点、要求、爆破方法 • 特点：作业场地狭窄，爆破规模小，爆 破频繁，地质因素大，生产自动化程度 低。
• • • •
L-工作面长度m；M-煤层厚度m；H-炮进尺m 单孔装药量: Q单=Q/n=qLMH/n kg 式中：n-工作面炮孔数目。
•
水炮泥的填塞方法一般有两种, 一种是先装水 炮泥至于炮孔的底部,接着进行装药,装药后再进行 水炮泥的装填,孔口部分用一般粘结性炮泥进行封 口.第二种是在炮孔的底部先装药,装成完成后再进 行水炮泥的装填,孔口部分仍用一般性粘结性炮泥 进行封口。