光面爆破资料.docx

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光面爆破资料

武汉钢铁（集团）公司

先进操作法申报表

申报单位：

程潮铁矿工会（盖章）

申报时间：

2005-11-21

掘进台车光面爆破一次成型法的操作要领概述：

1、在岩壁上留下的半圆形炮眼残痕（简称半边孔）和周边眼总数的比值（简称半边孔率）如下三个等级：

A级:

周边孔15个、半边孔率80％以上、半孔长≥1200mm，半边孔达到12个为合格。

B级:

周边孔17个、半边孔率60％以上、半孔长≥1000mm，半边孔达到10

个为合格。

C级:

周边孔17～19个、半边孔率40％以上、半孔长≥500mm半边孔达到6个为合格。

2、掘进台车光面爆破一次成型法，在岩石中采用的掏槽方式是垂直眼五梅花式掏槽，在矿体中采用的是双菱形掏槽，通过增加周边眼的数目、减少周边眼的装药量来提高巷道的成型质量。

3、周边眼采用空气层间隔装药，用两个同段发导爆管起爆，根据各类围岩、矿石的主要性质调整周边眼孔底、孔口的装药量，从而达到合理装药的目的。

4、炮眼利用率可以达到95%。

先进操作法的理论与技术论证:

光面爆破（smoothblasting）：

主体工程爆破之后，利用布置在开挖轮廓线上的炮孔准确地把预留的光爆层在岩石上切下来。

其理论依据是光面爆破破岩机理。

主要采用不耦合装药结构

特征是药包和孔壁之间有环状空气间隔层，该空气间隔层的存在削减了作用在孔壁上的爆炸压力峰值。

因为岩石的动抗压强度远大于抗拉强度，因此可以控制削减后的爆压不致使孔壁产生明显的压缩破坏，但切向拉应力能使炮孔四周产生径向裂纹。

加之孔与孔间的彼此聚能作用，使孔间连线产生应力集中，孔壁连线上的初始裂纹进一步发展，而滞后的高压气体的准静态作用，使沿缝产生气刃劈裂作用，使周边孔间连线上的裂纹全部贯通成缝。

图1　相邻两周边孔的贯穿

新

旧

操

作

方

法

对

比

采用预留光爆层法掘进的缺点是：

（1）工人劳动强度大,劳动生产率低；

（2）爆破作业频繁,大大增加了爆破安全管理的工作量；

采用掘进台车光面爆破一次成型法掘进的优点是：

（1）可使掘进巷道平整光滑，巷道轮廓整齐,便于下道工

序进行喷锚网支护。

（2）可使巷道岩壁裂隙少，稳定性提高。

（3）基本消除顶板及两帮危岩，减少了二次支护，确保了施工安全。

（4）减少了巷道超欠挖量，降低了掘进费用，节省了人力。

近

期

实

绩

推

广

效

果

标

准

化

1、使用“掘进台车光面爆破一次成型”法后，比原“预留光爆层”法的效果明显。

2、“掘进台车光面爆破一次成型”法爆破进尺为比“预留光爆层”法的爆破进尺多炮眼利用率提高42%。

3、“掘进台车光面爆破一次成型”法的半边孔率为90%比原“预留光爆层”法的半边孔率提高70%。

4、“掘进台车光面爆破一次成型”法比“预留光爆层”法成本降低%，“掘进台车光面爆破一次成型”法被矿今年4月份命名为程潮铁矿先进操作法，现采矿车间掘进巷道时由原来的“预留光爆层”法全部改成“掘进台车光面爆破一次成型”法。

评单

审位

组专

评家

语

组长签字年月日

审单

批位

意推

见进

委

员

会

签字（盖章）年月日

备注

技术计划科审查意见

采矿车间：

接到你车间转来的关于“掘进台车光面爆破一次成型法”的建议后，我科组织有关人员，查阅了光面爆破的相关资料，并在-360m和水平的施工现场对光面爆破的半边孔率及爆破进尺做了实测,光面爆破的效果很好,达到了国际一流水平,这也是一个对我矿技术、经济、安全都有好处的先进操作法,值得推广,下一步需要如下具体工作:

1.技术人员根据不同的围岩和矿体结构条件,指导工人分别按照图5和图7所示的全断面炮眼布置图进行打眼,按照图6所示的装药结构图进行装药。

2.立项计划：

根据已取得的理想效果，矿决定自2004年10月8日起在采矿车间掘进工段实施该先进操作法。

3.制定光面爆破考核制度，对严格按照先进操作法施工，并且达到良好效果的掘进队，矿将给予适当的奖励。

一、光面爆破现状简述

巷道掘进合格率是地下矿山的重要技术经济指标之一，程潮铁矿采矿车间掘进工段年需掘进巷道6500m。

巷道掘进质量的好坏，直接影响到巷道的维护、设备安装以及安全生产，而且对矿石的回采指标也产生一定的影响，同时，提高巷道的合格率可以减少超挖量和二次处理量，从而节省人力、物力，降低掘进费用。

此外采准巷道合格率达到90%以上，是矿对车间的考核指标之一，由于过去采用预留光爆层法掘进，采矿车间的采准巷道累计合巷格率一直在85%左右徘徊而掘进方法的优劣是影响采准巷道合格率的重要因素,自从2002年引进先进的掘进台车，经过两年多的探索，找到了掘进台车光面爆破一次成型法，并在巷道掘进中取得了成功。

二、预留光爆层的施工介绍

1.施工方法：

①利用布置在开挖轮廓线上的炮孔准确地把主体工程进行爆破。

②沿设计开挖线布置小孔径，密间距的周边孔，采用2#岩石炸药，采用连续装药，进行弱震爆破，炸除沿洞周留下的厚度为最小抵抗线的光爆层，形成光面。

2．施工技术参数：

①炮孔直径45mm，空孔直径76mm。

②孔距（12～16）d，若轮廓线为曲线则加密20cm。

③控制装药量Q=KaWLL为炮眼长度。

④控制孔距与最小抵抗线之比a/W=～，岩石坚韧取大值，岩石松软可取小，甚至达～。

⑤周边孔要同时起爆，钻孔准确度要高。

预留光爆层的全断面炮眼布置图见图1

3.爆破效果

①爆破进尺是,半边孔率20%,炮眼利用率53%,巷道合格率85%。

注:

图1是采用预留光爆法时的全断面炮孔布置示意图

1~4号——掏槽孔；5~5号——辅助孔；26~47号孔——周边孔

图2是采用预留光爆法时的装药结构图

注：

比例1：

10，图面尺寸单位是mm。

1、泥球2、填塞物3、导爆管4、条药5、火雷管

三、掘进台车光面爆破一次成型法施工介绍

Ⅰ.光面爆破的设计

1.单位炸药消耗量

表一

岩石类别

岩石极限抗压强R（MPa）

周边眼间距a（cm）

周边孔抵抗线W（cm）

周边孔密集系数M=a/W

单位炸药消耗量q

硬岩

120-180

55-65

60-80

中硬岩

50-110

45-60

60-75

矿石

45-120

55-60

45-55

炮眼深度（L）

程潮铁矿采用的掘进设备为Boomer281掘进台车带Copo1838凿岩机,钎杆长度为米,其中掏槽眼、辅助眼和周边眼深度均为。

3.炮眼数目（N）

炮眼数目（N）可按下式计算：

N=qs/γ（3-2）

式中q—单位炸药消耗量，（㎏/m3）；S—开挖巷道断面面积（㎡）；

S=B（H+=×+×=

γ—每米炮眼长度装药量（kg）；取Yj=

N=qs/γ=×=51（个），增加周边眼的个数和空眼个数后后实为60个眼。

4.每一循环的炸药消耗量

（3-3）

=××=kg，与实际基本吻合。

5.掏槽眼的布置形式

利用掘进台车便于钻凿垂直孔的特点，因此设计时采用直眼掏槽。

（1）坚固性岩石中的掏槽方法

坚固性岩石中，岩石的可爆性不好，在掏槽时必须提供足够补偿空间，以保证掏槽的成功。

实际中采用垂直五梅花式的掏槽方式见图四。

图3坚固性岩石中的垂直眼五梅花式掏槽方式

（图中1、2、3为起爆顺序）

（2）矿石中掘进的掏槽方案

矿石同样也有较大的韧性，可爆炸性不好，夹制性较大，采用双菱形掏槽。

其原理是使用2#岩石炸药的破碎圈来破碎岩石。

当装药眼起爆后，即对这些小空眼产生强力挤压作用，致使槽控内的岩石破碎，而后借助爆性气体的余能将已破碎的岩石从槽内抛出，达到掏槽目的，不难看出，空眼的作用，有2个方面①对爆破应力和爆破方向起集中导向作用。

②使受压岩石有必要的碎胀补偿空间。

图4矿石中掘进时的双菱形掏槽眼布置形式

6.全断面的炮眼布置型式

（1）坚固性岩体中掘进时的炮眼布置及爆破参数

a、光爆层厚度W

光面爆破层厚度即最小抵抗线的大小，一般为炮孔直径的10~20倍。

取光爆层厚度W=12×45=545mm。

b、孔距A

一般为为光面爆破层的－倍岩质弱软裂隙发育者取小值。

c、周边眼间距E=+2H/N+1=545mm。

其中N为周边眼数目，H为巷道墙高，B巷道的宽度。

各孔的装药量计算如下：

每孔平均装药量qp：

qp=56=孔

d、掏槽眼装药量qt:

装药卷数：

（卷）取13卷

e、辅助眼的装药量：

装药卷数：

（卷）取11卷

f、周边眼的装药量：

（卷）取8卷

g、底板眼的装药量

为消除底板岩石夹制作用，药量稍有增加，同掏槽眼取15卷。

采用掘进台车光面爆破先进操作法后的炮孔布置图和装药结构图见图5和图6。

注:

图5是改进后在水平23#进路的坚固性岩石中布置的炮孔,但在岩石比较破碎的地段周边孔必须在17个以上,即两帮再增加相同数目的炮孔。

附图6是改进后周边孔的装药结构图

项目

单位

参数

岩石等级

VI类，f=5~11

开挖断面面积

m2

凿岩机具类型

掘进台车

炮眼深度

m

，掏槽眼

炮眼总数

个

60

炸药种类

硝铵炸药

药卷规格

mm

?

36×200（g）

雷管种类

半秒导爆管雷管起爆

单位炸药消耗量

kg/m3

每循环炸药消耗量

kg

炮眼利用率

95%

每循环进尺

m

3

炮眼总长度

m

192

掘进每米的炸药消耗量

Kg/m

掘进每米的雷管消耗量

个/m

24

坚固性岩石中巷道掘进凿岩爆破参数表

表二

炮眼名称及眼号

眼

数

炮眼深度

（mm）

爆破顺序

每眼装药量

总装药量

kg

卷数

kg

卷数

空孔

4

3200

掏槽眼1

1

3200

I（1段雷管）

3

15

3

15

掏槽眼2~5

4

3200

II（2段雷管）

14

56

掏槽眼6~9

4

3200

III（3段雷管）

13

52

辅助眼10~17

8

3200

IV（4段雷管）

11

88

辅助眼18~33

16

3200

V（5段雷管）

2

11

176

周边眼34~50

17

3200

VI（6段雷管）

8

136

底板眼51~56

6

3200

VI（6段雷管）

3

15

18

90

合计

60

612

采用先进操作法后的凿岩爆破条件和达到的效果表三

（2）矿体中掘进时的炮眼布置及爆破参数

矿体中掘进时的炮眼总数为60个，空孔为6个，采用双菱形掏槽

其余与坚固性岩体中掘进时的炮眼布置及爆破参数相同见图7。

炮眼名称

及眼号

眼数

炮眼深度

爆破顺序

每眼装药量

总装药量

kg

卷数

Kg

卷数

空孔

6

3200

掏槽眼

2

3200

Ⅰ（1段雷管）

3

15

6

30

掏槽眼

6

3200

Ⅱ（2段雷管）

3

15

18

90

辅助眼

8

3200

Ⅳ（3段雷管）

2．4

12

19．2

96

辅助眼

15

3200

Ⅳ（4段雷管）

12

36

180

底板眼

6

320