岩巷爆破法快速掘进技术.ppt

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共同研究巷道快速掘进技术！

报告题目：

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硬岩巷道爆破法快速掘进技术硬岩巷道爆破法快速掘进技术安徽理工大学安徽理工大学马教授、博导马教授、博导主要内容：

主要内容：

一一、炸药及雷管简介炸药及雷管简介二、二、岩巷掘进钻眼爆破法研究现状岩巷掘进钻眼爆破法研究现状三、硬岩巷道爆破法快速掘进爆破参设计三、硬岩巷道爆破法快速掘进爆破参设计四、岩石物理力学性质测试报告四、岩石物理力学性质测试报告五、爆破法快速掘进技术实例分析五、爆破法快速掘进技术实例分析六、经济效益报告六、经济效益报告目目标标在在岩岩巷巷掘掘进进中中，破破碎碎岩岩石石是是一一项项主主要要工工序序。

目目前前国国内内外外大大量量使使用用的的破破岩岩方方法法还还是是钻钻眼眼爆爆破破法法。

因因此此，钻钻眼眼爆爆破破工工作作的的好好坏坏，对对巷巷道道掘掘进进速速度度、规规格格质质量量、支支护护效效果果以以及及掘掘进进工工效效、成成本本等等，都都有有较较大大的的影影响响。

巷巷道道掘掘进进中中良良好好的的钻眼爆破工作应该达到以下几项要求：

钻眼爆破工作应该达到以下几项要求：

1炮眼利用率要高，炸药和雷管的消耗量要低。

炮眼利用率要高，炸药和雷管的消耗量要低。

2巷巷道道断断面面尺尺寸寸应应符符合合设设计计要要求求和和井井巷巷工工程程施施工工及及验收规范验收规范的标准，巷道的方向与坡度均应符合设计规定。

的标准，巷道的方向与坡度均应符合设计规定。

3对巷道围岩的震动和破坏要小，以利于巷道的维护。

对巷道围岩的震动和破坏要小，以利于巷道的维护。

4岩岩石石块块度度和和岩岩堆堆高高度度要要适适中中，以以利利于于提提高高装装岩岩效效率率和和钻钻眼眼与与装装岩岩工工作作的的平平行行作作业业。

为为了了获获得得良良好好的的爆爆破破效效果果，必必须须正正确确地地布布置置工工作作面面炮炮眼眼，合合理理确确定定爆爆破破参参数数，选选用用适适宜的炸药和先进爆破技术。

宜的炸药和先进爆破技术。

一、炸药与雷管一、炸药与雷管

（一）、煤矿许用炸药

（一）、煤矿许用炸药凡是允许在有瓦斯和可燃性煤尘爆炸危险的矿凡是允许在有瓦斯和可燃性煤尘爆炸危险的矿井中使用的炸药称为煤矿许用炸药。

井中使用的炸药称为煤矿许用炸药。

当当掘进巷道掘进巷道通过煤系地层时，必须根据瓦斯等通过煤系地层时，必须根据瓦斯等级使用相应安全等级的煤矿许用炸药。

级使用相应安全等级的煤矿许用炸药。

煤矿安全规程煤矿安全规程（20052005年）第年）第320320条规定，井下条规定，井下爆破作业必须使用煤矿许用炸药和煤矿许用电雷管。

爆破作业必须使用煤矿许用炸药和煤矿许用电雷管。

高高瓦斯瓦斯矿井、低矿井、低瓦斯瓦斯矿井的高矿井的高瓦斯瓦斯区必须使用安全区必须使用安全等级不低于三级的煤矿许用炸药。

等级不低于三级的煤矿许用炸药。

煤矿许用炸药的特点是对爆温、爆热、爆炸产生煤矿许用炸药的特点是对爆温、爆热、爆炸产生的火焰长度及持续时间、爆炸产物中的有害气体及灼的火焰长度及持续时间、爆炸产物中的有害气体及灼热固体颗粒等都有严格的限制。

热固体颗粒等都有严格的限制。

煤矿许用炸药主要有以下几种：

煤矿许用炸药主要有以下几种：

1.1.添加惰性消焰剂的炸药：

常用的添加惰性消焰剂的炸药：

常用的惰性消焰剂是氯化惰性消焰剂是氯化钠（食盐）和氯化铵，用来吸收热量，降低爆温，并钠（食盐）和氯化铵，用来吸收热量，降低爆温，并抑制瓦斯的链锁反应。

抑制瓦斯的链锁反应。

目前，我国使用的煤矿许用炸目前，我国使用的煤矿许用炸药主要是添加食盐的硝酸铵系列炸药。

药主要是添加食盐的硝酸铵系列炸药。

2.2.被筒炸药（被筒炸药（sheathedexplosivesheathedexplosive）:

以煤矿许用炸药为药芯，外面包有由消焰以煤矿许用炸药为药芯，外面包有由消焰剂（氯化钠、氯化钾等）做成的被筒而制成剂（氯化钠、氯化钾等）做成的被筒而制成的安全性等级比原来药芯炸药高的煤矿许用的安全性等级比原来药芯炸药高的煤矿许用炸药。

炸药。

炸药炸药的爆力与爆速的爆力与爆速常用的煤矿许用炸药：

常用的煤矿许用炸药：

2级煤矿许用水胶炸药：

级煤矿许用水胶炸药：

密度密度1.13g/cm3,药卷直径药卷直径35mm，药卷质量药卷质量333g，药卷长度药卷长度310mm，爆速爆速3200m/s。

3级煤矿许用水胶炸药级煤矿许用水胶炸药密度密度1.05g/cm3，药卷直径药卷直径29mm，药卷质量药卷质量294g，药卷长度药卷长度430mm，爆速爆速3000m/s。

（二）、

（二）、起爆器材和起爆方法起爆器材和起爆方法工业炸药必须使用起爆器材才能被安全、工业炸药必须使用起爆器材才能被安全、可靠地激发爆炸。

起爆器材包括：

导火索、导可靠地激发爆炸。

起爆器材包括：

导火索、导爆索、继爆管、导爆管、雷管、起爆药柱、起爆索、继爆管、导爆管、雷管、起爆药柱、起爆器和起爆所需的其它用品。

爆器和起爆所需的其它用品。

常用的工业炸药起爆方法可分为导火索起常用的工业炸药起爆方法可分为导火索起爆法、电力起爆法、导爆索起爆法和导爆管起爆法、电力起爆法、导爆索起爆法和导爆管起爆法。

爆法。

爆破器材爆破器材工业电雷管工业电雷管简称电雷管。

简称电雷管。

普通电雷管普通电雷管按通电后爆炸时间的不同以及是否按通电后爆炸时间的不同以及是否允许用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的工允许用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的工作面，作如下分类：

作面，作如下分类：

普通电雷管普通电雷管：

普通瞬发电雷管普通瞬发电雷管普通延期电雷管普通延期电雷管煤矿许用电雷管煤矿许用电雷管：

煤矿许用瞬发电雷管煤矿许用瞬发电雷管煤矿许用毫秒延期电雷管煤矿许用毫秒延期电雷管电雷管结构电雷管结构电雷管壳使用的材料有纸、铜、覆铜钢、铝、铁等，但煤矿许用型电雷管的管壳只允许使用纸、铜、覆铜钢等材料。

瞬发电雷管由火瞬发电雷管由火雷管和电点火元件组雷管和电点火元件组装而成，电点火元件装而成，电点火元件由聚氯乙烯绝缘镀锌由聚氯乙烯绝缘镀锌铁脚线、桥丝（直径铁脚线、桥丝（直径40m40m的镍铬合金丝）的镍铬合金丝）、引火药头和塑料塞、引火药头和塑料塞组成。

组成。

桥丝和引火头桥丝和引火头煤矿许用电雷管煤矿许用电雷管煤矿许用电雷管煤矿许用电雷管：

允许在有瓦斯和煤允许在有瓦斯和煤尘爆炸危险的环境尘爆炸危险的环境中使用的电雷管统中使用的电雷管统称煤矿许用电雷管。

称煤矿许用电雷管。

煤矿许用电雷管分煤矿许用电雷管分为瞬发和毫秒延期为瞬发和毫秒延期两种类型。

两种类型。

为确保雷管的爆炸不致引起瓦斯和煤尘的爆炸，煤矿为确保雷管的爆炸不致引起瓦斯和煤尘的爆炸，煤矿许用电雷管在普通电雷管的基础上采取了以下措施：

许用电雷管在普通电雷管的基础上采取了以下措施：

11为消除雷管爆炸时产生的高温和火焰的引燃作用，在雷管的主为消除雷管爆炸时产生的高温和火焰的引燃作用，在雷管的主装药内加入适量的消焰剂。

装药内加入适量的消焰剂。

2.2.为消除雷管爆炸飞散出的灼热碎片或残渣的引燃作用，禁止使为消除雷管爆炸飞散出的灼热碎片或残渣的引燃作用，禁止使用铝质管壳。

用铝质管壳。

3.3.采用铅质五芯延期体，减少了延期药用量，并能吸收燃烧热，采用铅质五芯延期体，减少了延期药用量，并能吸收燃烧热，同时具有抑制延期药燃烧残渣喷出的作用。

同时具有抑制延期药燃烧残渣喷出的作用。

4.4.采用燃烧温度低、气体生成量少的延期药。

加强雷管的密封性，采用燃烧温度低、气体生成量少的延期药。

加强雷管的密封性，避免延期药燃烧时，火焰喷出管体引爆瓦斯或煤尘。

避免延期药燃烧时，火焰喷出管体引爆瓦斯或煤尘。

5.5.煤矿许用毫秒延期电雷管的段别分为五段，最长延期时间不超煤矿许用毫秒延期电雷管的段别分为五段，最长延期时间不超过过130ms130ms。

串联的雷管数目越多，不爆的雷管（俗称串联的雷管数目越多，不爆的雷管（俗称“丢炮丢炮”）也越多。

如果将这些丢炮再逐个通入最小发火电）也越多。

如果将这些丢炮再逐个通入最小发火电流，则它们又单独地都爆炸了。

流，则它们又单独地都爆炸了。

产生上述现象的产生上述现象的原因在于电雷管电学性质的不均原因在于电雷管电学性质的不均匀性匀性。

就是说，即使是同一批合格产品，由于桥丝电。

就是说，即使是同一批合格产品，由于桥丝电阻、桥丝焊接质量及引火药的物理状态存在着一定的阻、桥丝焊接质量及引火药的物理状态存在着一定的差异，各雷管之间的各项电学特性参数值都不可能完差异，各雷管之间的各项电学特性参数值都不可能完全一样，因而表现为对电具有不同的敏感度。

全一样，因而表现为对电具有不同的敏感度。

在串联情况下，当电流通过时，总是最敏感的雷在串联情况下，当电流通过时，总是最敏感的雷管先得到足够的电能而爆炸，造成串联网路断路，此管先得到足够的电能而爆炸，造成串联网路断路，此时，敏感度较低的一些雷管，还没有获得足够的能量时，敏感度较低的一些雷管，还没有获得足够的能量来点燃引火药，但由于网路已断，这些雷管因不能继来点燃引火药，但由于网路已断，这些雷管因不能继续获得电能而形成丢炮被遗留下来。

续获得电能而形成丢炮被遗留下来。

试验表明：

通过串联网路的电流越大，丢炮就越试验表明：

通过串联网路的电流越大，丢炮就越少，当电流增大至某一数值时，就不再有丢炮。

少，当电流增大至某一数值时，就不再有丢炮。

能使能使规定发数的串联电雷管全部起爆的规定恒定直流电流规定发数的串联电雷管全部起爆的规定恒定直流电流称为串联准爆电流称为串联准爆电流。

国家标准规定：

对于串联连接的国家标准规定：

对于串联连接的2020发电雷管通发电雷管通以以1.2A1.2A恒定直流电流，应全部爆炸。

恒定直流电流，应全部爆炸。

其中的其中的1.2A1.2A恒恒定直流电流就是国家标准规定的串联准爆电流，它定直流电流就是国家标准规定的串联准爆电流，它是选用起爆电源以及进行电爆网路设计的重要依据。

是选用起爆电源以及进行电爆网路设计的重要依据。

爆破安全规程爆破安全规程规定：

电力起爆时，流经每规定：

电力起爆时，流经每个雷管的电流为：

一般爆破，个雷管的电流为：

一般爆破，交流电不小于交流电不小于2.5A2.5A，直流电不小于直流电不小于2A2A；大爆破，大爆破，交流电不小于交流电不小于4A4A，直流直流电不小于电不小于2.5A2.5A。

起起爆爆材材料料一一般般采采用用8号号电电雷雷管管，其其中中有有秒秒延延期期雷雷管管和和毫毫秒秒延延期期雷雷管管。

对对巷巷道道和和立立井井浅浅孔孔爆爆破破一一般般采采用用毫毫秒秒延延期期雷雷管管，对对中中深深孔孔爆爆破破应应采采用用间间隔隔时时间间较较长长的的延延期期雷雷管管，它它有有利利于于提提高高炮炮眼眼利利用用率率。

在在穿穿过过有有瓦瓦斯斯、煤煤尘尘爆爆炸炸危危险险的的地地层层时时，必必须须选选用用毫毫秒秒延延期期雷雷管管，而而且且最最后后一一段段的的总总延延期期时时间间不不得得超超过过130ms。

另另外外，所所选选用用的的电电雷雷管管的的各各电电阻阻值值差差不不得得超超过过0.2，否否则则不不能能使使用用。

严严禁禁不不同同工工厂厂、不不同同品品种种、不不同同时时期的电雷管混用。

期的电雷管混用。

岩石（或其它介质）的密度同岩石（或其它介质）岩石（或其它介质）的密度同岩石（或其它介质）纵波速度的乘积，称为该纵波速度的乘积，称为该岩石（或介质）的波阻抗岩石（或介质）的波阻抗。

它的物理意义是：

在岩石（或其它介质）中引起扰动它的物理意义是：

在岩石（或其它介质）中引起扰动使质点产生单位振动速度所必需的应力。

使质点产生单位振动速度所必需的应力。

波阻抗大，产生单位振动速度所需的应力就大；反波阻抗大，产生单位振动速度所需的应力就大；反之，波阻抗小，产生单位振动速度所需的应力就小。

之，波阻抗小，产生单位振动速度所需的应力就小。

因此，波阻抗反映了岩石（或其它介质）对波传播的因此，波阻抗反映了岩石（或其它介质）对波传播的阻尼作用。

炸药的密度与其爆速的乘积称作炸药的波阻尼作用。

炸药的密度与其爆速的乘积称作炸药的波阻抗。

阻抗。

实验表明，当炸药的波阻抗值同岩石的波实验表明，