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1、适用于各种岩层，特别是中硬以上的稳定岩层，这种掏槽爆力比较集中，爆破效果较好，槽腔体积较大。炮眼底部两眼相距0.20.3m，炮眼与工作面相交角度通常为6075，水平楔形打眼比较困难，除非是在岩层的层节理比较发育时才使用。岩石特别坚硬，难爆或眼深超过2m时，可增加23对初始掏槽眼（图7-4c）形成双楔形。楔形掏槽爆破参数可按表7-1选取。表7-1楔形掏槽爆破参数f值炮眼与工作面夹角（度）相临两对槽眼间距（cm）眼底距离（cm）24758060803046708050603025686570405025208106070304020151012556520301054扇形掏槽:扇形掏槽各槽眼的角度

2、和深度不同，主要适用于煤层、半煤岩或有软夹层的岩石中（图7-5）。此种掏槽需要多段延期雷管顺序起爆各掏槽眼，逐渐加深槽腔。 斜眼掏槽的主要优点是：1适用于各种岩层并能获得较好的掏槽效果；2所需掏槽眼数目较少，单位耗药量小于直眼掏槽；3槽眼位置和倾角的精确度对掏槽效果的影响较小。斜眼掏槽具有以下缺点：1钻眼方向难以掌握，要求钻眼工具有熟练的技术水平；2炮眼深度受巷道断面的限制，尤其在小断面巷道中更为突出；3全断面巷道爆破下岩石的抛掷距离较大，爆堆分散，容易损坏设备和支护，尤其是掏槽眼角度不对称时。二、直眼掏槽其特点是所有炮眼都垂直于工作面且相互平行，距离较近。其中有一个或几个不装药的空眼。空眼的

3、作用是给装药眼创造自由面和作为破碎岩石的膨胀空间。直眼掏槽常用有以下几种形式：1缝隙掏槽或龟裂掏槽：掏槽眼布置在一条直线上且相互平行，隔眼装药，各眼同时起爆。如图（7-6）。爆破后，在整个炮眼深度范围内形成一条稍大于炮眼直径的条形槽口，为辅助眼创造临空面。适用于中硬以上或坚硬岩石和小断面巷道。炮眼间距视岩层性质，一般取（12）d（d为空眼直径），装药量一般不小于炮眼深度的90%。在大多数情况下，装药眼与空眼的直径相同。2角柱状掏槽：掏槽眼按各种几何形状布置，使形成的槽腔呈角柱体或圆柱体。所以又称为桶状掏槽。如图7-7所示。装药眼和空眼数目及其相互位置与间距是根据岩石性质和巷道断面来确定的。空眼

4、直径可以采用等于或大于装药眼的直径。大直径空眼可以形成较大的人工自由面和膨胀空间，眼的间距可以扩大。3螺旋掏槽：所有装药眼围绕中心空眼呈螺旋状布置。（如图7-8）。并从距空眼最近的炮眼开始顺序起爆，使槽腔逐步扩大。此种掏槽方法在实践中取得了较好的效果。其优点是可以用较少的炮眼和炸药获得较大体积的槽腔。各后续起爆的装药眼，易于将碎石从腔内抛出。但是，若延期雷管段数不够，就会限制这种掏槽的应用。空眼距各装药眼的距离可依次取空眼直径的11.8倍，23倍，34.5倍，44.5倍等。当遇到特别难爆的岩石时，可以增加12个空眼。为使槽腔内岩石抛出，有时将空眼加深300400mm，在底部装入适量炸药，并使之

5、最后起爆，这样可以将槽腔内的碎石抛出。装药眼的药量约为炮眼深度的90%左右。4双螺旋掏槽：当需要提高掘进速度时，可采用图7-9所示的掏槽方式，即科罗曼特掏槽。装药眼围绕中心大空眼沿相对的两条螺旋线布置。其原理与螺旋掏槽相同。中心空眼一般采用大直径钻孔，或采用两个相互贯通的小直径空眼（形成“8”字形空眼）。为了保证打眼规格，常采用布眼样板来确定眼位。此种掏槽适用于岩石坚硬、密实，无裂缝和层节理。起爆顺序如图所示。实验表明，直眼掏槽的眼距（包括装药眼到空眼间距和装药眼之间的距离）对掏槽效果影响很大。眼距是影响掏槽效果最敏感的参数，与最优眼距稍有偏离，可能就会出现掏槽失败。眼过大，爆破后岩石仅产生塑

6、性变形而出现“冲炮”现象。眼距过小，会将邻近炮眼内的炸药“挤死”，使之拒爆，或使岩石“再生”。图7-10所示为花岗岩爆破时空眼直径与眼距所表示的爆破效果。必须提出，围岩情况不同，装药眼与空眼之间的距离也不同。装药眼直径与空眼直径均为3540mm时，装药炮眼距空眼为：软的石灰岩、砂岩等，取150170mm；硬的石灰岩、砂岩等，取125150mm；软的花岗岩、火成岩，取110140mm；硬的花岗岩、火成岩，取80110mm；硬的石英岩等，取90120mm。布置平行直眼掏槽炮眼时，除考虑装药眼与空眼的间距外，还应注意起爆次序和装药量。掏槽眼的起爆次序是，距空眼最近的炮眼最先起爆，一段起爆眼数视掏槽方

7、式及空眼直径和个数而定，同时受现有雷管总段数的限制，一般先起爆14个炮眼。后续掏槽眼同样按上述原则确定其起爆次序及同一段起爆炮眼个数。段间隔时差为50100ms，掏槽效果比较好。直眼掏槽的装药量，应当保证掏槽范围内的岩石充分破碎并有足够的能量将破碎后的岩石尽可能抛掷到槽腔以外。实际设计与施工中，装药量的多少往往是采用把炮眼基本填满，浅眼一般留出1020cm，深眼一般留出2040cm的炮眼位置装填炮泥。掏槽眼装药量应结合眼间距与空眼直径来考虑。U.Langefors提出的掏槽装药集中度计算公式如下： （71）式中q直眼掏槽炮眼装药集中度，kg/m；A装药炮眼距空眼的间距，mm；空眼直径，mm。该

8、式的缺点是未考虑不同类型岩石与炸药的性质，故不能适用于所有条件。在中硬岩及硬岩中，使用硝铵类炸药进行掏槽爆破时，据统计炸药单耗为1420kg/m3。综上所述可以看出，直眼掏槽不是以工作面做为自由面，而是以空眼做为自由面并做为破碎岩石的膨胀空间。因此，空眼直径大小、数量和位置对掏槽效果起着重要作用。直眼掏槽的优点是：1炮眼垂直于工作面布置，方式简单，易于掌握和实现多台钻机同时作业和钻眼机械化；2炮眼深度不受巷道断面限制，可以实现中深孔爆破。当炮眼深度改变时，掏槽布置可不变，只需调整装药量即可；3有较高的炮眼利用率；4全断面巷道爆破下岩石的抛掷距离较近，爆堆集中，不易崩坏井筒或巷道内的设备和支架。

9、直眼掏槽的缺点是：1需要较多的炮眼数目和较多的炸药；2炮眼间距和平行度的误差对掏槽效果影响较大，因此必须具备熟练的钻眼操作技术。综上所述，在地下工程的爆破施工过程中，选择在某一施工条件下合理的掏槽形式，应考虑以下几方面的因素：地质条件的适应性、施工技术的可行性、爆破效果的可靠性和经济合理性等，以获得良好的掏槽效果。根据以上几方面的条件将上述两大类掏槽的适用条件加以对比，如表7-2。 表7-2直眼掏槽和斜眼掏槽的适用条件序号选用条件直眼掏槽斜眼掏槽开挖断面大小大小断面均可以，小断面更优大断面较适用地质条件韧性岩层不适用各种地质条件均适用炮眼深度不受断面大小限制，可以较大受断面大小限制，不易太深对

10、钻眼要求钻眼精度影响大相对来说可稍差些爆破材料消耗炸药、雷管用量较多相对较少施工条件钻眼互相干扰小钻机干扰大爆破效果爆堆较集中抛碴远，易损坏设备第二节井巷掘进爆破施工技术一、 爆破参数的确定巷道掘进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。除掏槽方式及其参数外，主要的钻眼爆破参数还有：单位炸药消耗量、炮眼深度、炮眼直径、装药直径、炮眼数目等。合理地选择这些爆破参数时，不仅要考虑掘进的条件（岩石地质和巷道断面条件等），而且还要考虑到这些参数间的相互关系及其对爆破效果和质量的影响（如炮眼利用率、岩石破碎块度、爆堆形状和尺寸等）。1单位炸药消耗量爆破每立方米原岩所消耗的炸药量称为单位炸药

11、消耗量。通常以q表示。单位炸药消耗量不仅影响岩石破碎块度、岩块飞散距离和爆堆形状，而且影响炮眼利用率、井巷轮廓质量及围岩的稳定性等。因此，合理确定单位炸药消耗量具有十分重要的意义。合理确定单位炸药消耗量决定于多种因素，其中主要包括：炸药性质（密度、爆力、猛度、可塑性）、岩石性质、井巷断面、装药直径和炮眼直径、炮眼深度等。因此，要精确计算单位炸药消耗量是很困难的。在实际施工中，选定q值可以根据经验公式或参考国家定额标准来确定。但所得出的q值还需在实践中做些调整。（1）修正的普氏公式，该公式具有下列简单的形式： （72） 式中f岩石坚固性系数，或称普氏系数； S井巷断面，m2； k0考虑炸药爆力的

12、校正系数，,p为爆力，mL。 另外，还有一种常用的经验公式如下： （73）式中 k常数，对平巷取0.250.35；Sx断面影响系数，Sx = S/5（S为井巷掘进断面，m2）；药卷直径影响系数，dx= （d为药卷直径，cm）；ex炸药爆力影响系数，ex= （e为炸药爆力，cm3）。 （2）井巷掘进的单位炸药消耗量定额如表7-3和表7-4所示。 表7-3平巷掘进炸药消耗定额（kg/m3） 掘进断面积岩石坚固性系数，f（m2）23610121415201.051.502.152.642.930.891.281.892.332.590.781.121.692.042.320.721.011.511.

13、902.1012150.660.921.361.781.970.640.901.311.671.85 74 井掘进的炸药消耗定额（kg/m3） 井形掘进断面 岩石坚固性系数，fm2圆340.420.871.411.95矩71.001.612.072.823.347122.562.9812161.382.002.402.800.741.291.87注：该表按62%硝化甘油炸药计算的。确定了单位炸药消耗量后，根据每一掘进循环爆破的岩石体积，按下式计算出每循环所使用的总药量： （74） 式中 V每循环爆破岩石体积，m3；S巷道掘进断面；m2；L炮眼深度，m;炮眼利用率，一般取0.80.95。将上式计

14、算出的总药量，按炮眼数目和各炮眼所起作用与作用范围加以分配。掏槽眼爆破条件最困难，分配较多，崩落眼较少。在周边眼中，底眼分配药量最多，邦眼次之，顶眼最少。2炮眼直径炮眼直径大小直接影响钻眼效率、全断面炮眼数目、炸药的单耗、爆破岩石块度与岩壁平整度。炮眼直径及其相应的装药直径增大时，可以减少全断面的炮眼数目，药包爆炸能量相对集中药爆速和爆轰稳定性有所提高。但过大的炮眼直径将导致凿岩速度显著下降，并影响岩石破碎质量，井巷轮廓平整度变差，甚至影响围岩的稳定性。因此，必须根据井巷断面大小，破碎块度要求，并考虑凿岩设备的能力及炸药性能等，加以综合分析和选择。在井巷掘进中主要考虑断面大小、炸药性能（即在选

15、用的直径下能保证爆轰稳定性）和钻眼速度（全断面钻眼工时）来确定炮眼直径。目前我国多用4245mm的炮眼直径。少数国家采用小直径炮眼（炮眼直径在3035mm）。在具体条件下（岩石、井巷断面、炸药、眼深、采用的钻眼设备等），存在有最佳炮眼直径，使掘进井巷所需钻眼爆破和装岩的总工时为最小（如图7-11）。3炮眼深度炮眼深度是指孔底到工作面的垂直距离。从钻眼爆破综合工作的角度说，炮眼深度在各爆破参数中居重要地位。因为，它不仅影响每一个掘进循环中各工序的工量、完成的时间和掘进速度，而且影响爆破效果和材料消耗。炮眼深度还是决定掘进循环次数的重要因素。我国目前实行有浅眼多循环和深眼少循环两种工艺。究竟采用那

16、种工艺要视具体条件而定，以掘进每米巷道所需劳动量或工时最小，成本最低的炮眼深度称为最优炮眼深度。通常是根据任务要求或循环组织来确定炮眼深度。（1）按任务要求确定炮眼深度： （75）式中L巷道全长，m;t规定完成巷道掘进任务的时间，月；nm每月工作日数；ns每日工作班数；nc每班循环数；炮眼利用率。（2）按循环组织确定炮眼深度：在一个掘进循环中包括的工序有：打眼、装药、联线、放炮、通风、装岩、铺轨、支护等。其中打眼和装岩可以有部分平行作业时间，铺轨和支护在某些条件下也可与某些工序平行进行。所以可以根据完成一个循环的时间来计算炮眼深度。 钻眼所需时间：， h （76） 式中 kd同时工作的凿岩机台

17、数； Vd凿岩机的钻眼速度，m/h。 装岩所需时间： （77）式中 P m 装岩机生产率，m 3/h； m 装岩机时间利用率； 岩石松散系数，一般取=1.11.8。 考虑钻眼与装岩的平行作业过程，则钻眼与装岩时间为： （78） 式中 Kp钻眼与装岩平行作业时间系数，Kp1。 假设其它工序的作业时间总和为t，每循环的时间为T，则 ts=T-t （7 9）将式（7-9）代入式（7-8）可得, （710） 图7-12为唐山马家沟矿在巷道掘进中得出的统计数据。 目前，根据我国所具备的掘进技术和设备条件下，巷道掘进常用炮眼深度在1.52.5m，随着新型、高效凿岩机和先进的装运设备的应用，以及爆破器材质量

18、提高，炮眼深度应向深眼发展。 4炮眼数目 炮眼数目的多少，直接影响凿岩工作量和爆破效果。孔数过少，大块增多，井巷轮廓不平整甚至出现爆不开来的情形；孔数过多，将使凿岩工作量增加。炮眼数目的选定主要同井巷断面、岩石性质及炸药性能等因素有关。确定炮眼数目的基本原则是在保证爆破效果前提下，尽可能地减少炮孔数目。通常可以按下式估算：, 个 （711） 式中 N炮眼数目； f岩石坚固性系数； S井巷掘进断面，m 2。 该式没有考虑炸药性质、装药直径、炮眼深度等因素对炮眼数目的影响。 炮眼数目也可以根据每循环所需炸药量和每个炮眼装药量来计算： N=Q/q b （7 12）式中 Q每循环所需总药量，kg； q

19、 b每个炮眼装药量，kg ; （7-13）式中 dc装药直径； 装药系数，即每米炮眼装药长度，按表（7-5）取值； l b炮眼深度； 0炸药密度。 表7-5 装药系数表 炮眼名称 岩石坚固性系数f123456810掏槽眼0.550.650.700.80崩落眼0.400.45周边眼0.75 注： 1立井穿过有沼气煤尘爆炸危险地层时，装药长度系数应按煤矿安全规程第255条规定执行。 2周边眼之数据不适用于光面爆破。 Q=qV=qSl b （7-14）式中 炮眼利用率。 所以 （7-15） 在该式中，单位炸药消耗量q与岩石坚固性系数、井巷断面、炸药性质、炮眼深度等因素有关。因此，不能从公式中直接判断

20、出这些因素对炮眼数目的影响规律。 5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。炮眼利用率区分为：个别炮眼利用率和井巷全断面炮眼利用率。前者定义为： 个别炮眼的炮眼利用率= 后者定义为： 井巷全断面的炮眼利用率=通常所说的炮眼利用率系指井巷全断面的炮眼利用率。 试验表明，单位炸药消耗量、装药直径、炮眼数目、装药系数、炮眼深度等参数对炮眼利用率的大小产生影响。井巷掘进的最优炮眼利用率一般为0.850.95。 二、 炮眼布置 1对炮眼布置的要求 除合理选择掏槽方式和爆破参数外，为保证安全，提高爆破效率和质量，还需合理布置工作面上的炮眼。 合理的炮眼布置应能保证： （1）有较高的炮眼

21、利用率；（2）先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；（3）爆破块度均匀，大块率少；（4）爆堆集中，飞石距离小，不会损坏支架或其它设备；（5）爆破后断面和轮廓符合设计要求，壁面平整并能保持井巷围岩本身的强度和稳定性。2炮眼布置的方法和原则（1）工作面上各类炮眼布置是“抓两头、带中间”。即首先选择适当的掏槽方式和掏槽位置，其次是布置好周边眼，最后根据断面大小布置崩落眼。（2）掏槽眼的位置会影响岩石的抛掷距离和破碎块度，通常布置在断面的中央偏下，并考虑崩落眼的布置较为均匀。（3）周边眼一般布置在断面轮廓线上。按光面爆破要求，各炮眼要相互平行，眼底落在同一平面上。底眼的最小抵抗

22、线和炮眼间距通常与崩落眼相同，为保证爆破后在巷道底板不留“根底”，并为铺轨创造条件，底眼眼底要超过底板轮廓线。（4）布置好周边眼、掏槽眼后，布置崩落眼。崩落眼是以槽腔为自由面层层布置，并均匀地分布在被爆岩体上。根据断面大小和形状调整好最小抵抗线和邻近系数。崩落眼最小抵抗线可按式（7-16）计算 （7-16）式中 装药系数； 0炸药密度； m炮眼邻近系数； q单位耗药量； r c装药半径； 炮眼利用率。同层内崩落眼间距为： E=mW （7-17）为避免产生大块，一般邻近系数在0.81.0之间。平巷的炮眼布置如图7-13所示。 立井工作面炮眼参数选择和布置基本上与平巷相同。在圆形井筒中，最常采用的

23、是圆锥掏槽和筒形掏槽。前者的炮眼利用率高，但岩石的抛掷高度也高，容易损坏井内设备，而且对打眼要求较高，各炮眼的倾斜角度要相同且对称。后者是应用最广泛的掏槽形式。当炮眼深度较大时，可采用二级或三级筒形掏槽，每级逐渐加深，通常后级深度为前级深度的1.51.6倍（如图7-14）。立井工作面上的炮眼，包括掏槽眼、崩落眼和周边眼，均布置在以井筒中心为圆心的同心圆周上，周边眼爆破参数应按光面爆破设计。 光爆层和掏槽圈之间所需圈数和各圈内炮眼的间距，根据崩落眼最小抵抗和邻近系数的关系来调整。井筒炮眼布置如图7-15所示。 三、 装药结构 装药结构是指炸药在炮眼内的装填情况。装药结构有： 连续装药装药在炮眼内连续装填，没有间隔； 间隔装药装药在炮眼内分段装填，装药之间有炮泥、木垫或空气使之隔开。 偶合装药装药直径与炮眼直径相同； 不偶合装药装药直径小于炮眼直径。 正向起爆装药起爆雷管在炮眼眼口处，爆轰向眼底传播； 反向起爆装药起爆雷管在炮眼眼底处，爆轰向眼口传播。另外，还有有堵塞装药结构和无堵塞装药结构。各种装药结构形式如图7-16所示。 1连续装药和间隔装药