版队长培训巷道掘进中深孔爆破技术.ppt

班队长培训巷道掘进中深孔爆破技术生产技术科李友怀,,第一章概述,,中深孔爆破的意义在目前的技术条件下，钻眼爆破方法仍是国内外井巷掘进的主要手段。目前，在现有普通凿岩施工设备及技术条件下，坚硬岩石巷道特别是煤炭行业硬岩巷道掘进中，较多的是采用浅眼爆破，其爆破技术参数相对较为成熟。加大炮眼深度，采用中深孔光面爆破技术仍是今后一段时期内岩巷掘进发展的主要方向。,中深孔爆破的意义实施中深孔爆破，可提高单循环进尺，减少辅助作业时间，充分利用工时；可充分发挥设备潜能，提高劳动生产率；可大量节省爆破器材和降低钻具消耗，从而加快巷道掘进速度和获得较大的经济效益。达到“充分发挥生产能力，充分发挥经济效益”。,中深孔爆破的定义中深孔爆破，从孔深来分（1）浅孔孔深＜1.8m。（2）中深孔1.8m≤孔深＜2.5m。（3）深孔2.5m≤孔深＜5.0m。（4）超深孔孔深≥5.0m。,中深孔爆破的要求1、循环单进高1.8m以上2、消耗低炮眼m/原岩m3；炸药Kg/原岩m3雷管个/原岩m3；钻具消耗3、块度适中，易于装载4、爆堆高度适于顶板支护，作业安全5、巷道成型规整，达到光面爆破要求6、爆破松动圈小，巷道稳定，后期维修量小。7、循环时间短。,掘得快、支得住、支得省,★坚硬岩石巷道掘进特点★浅眼爆破的特点★中深孔爆破的特点,一、坚硬岩石巷道掘进特点在煤矿井下巷道掘进过程中，一般把坚固性系数f8的石灰岩、中砂岩、粗砂岩以及一些如花岗岩、片麻岩等火成岩类岩石称为坚硬岩石，在煤矿井下较多遇到的是含石英、闪长石等坚硬成分的中砂岩、粗砂岩。如石英砂岩。,在坚硬岩石巷道中掘进爆破的显著特点是①钻眼速度慢、钻具磨损快，有资料显示，在f10的石灰岩层中，采用YT24型手持式风钻的平均钻眼速度约为0.1m/min；②岩石爆破困难，经常出现放炮“冲炮”现象，爆破效率普遍较低，有时只能达到50左右，更有的炮眼利用率仅有30～50％；③炸药消耗量大，炸药单耗有时达到3.0kg/m3以上，但爆破效果仍不太理想；④爆落岩石大块率高、装岩生产效率低。,通常坚硬岩石巷道掘进循环时间较长，严重影响掘进施工进度。为克服硬岩石的高阻抗，提高炮眼利用率，改善破碎效率，增大循环进尺，通常是增加炮眼数目，加大炮眼装药量等。但炮眼数目增加势必又增大了打眼的工作量和作业时间，使得本已困难的打眼变得更难。过大装药量有时也只能造成炮眼前段岩石破碎和大量抛掷，不能从根本上解决炮眼利用率低的问题。,二、坚硬岩石巷道掘进浅眼爆破的特点目前，在采用普通气腿式凿岩机钻眼的施工条件下，浅眼爆破较为多用，一般炮眼深度1.6m～1.8m，循环进尺1.4m～1.5m，有的爆破效率较差时仅1.0m左右。优点在普通中硬（f6左右）岩石中掘进爆破，浅眼循环通常都能获得较高的炮眼利用率，且易保证一班一个作业循环，即实现正规循环。,缺点①循环转换过程中工艺重复多，相对增加了辅助作业时间，如放炮通风时间、倒矸次数及排矸时间、工作面清理及各工序准备时间等。②材料消耗量大，成本高，工效低等，而且增加了工人的劳动强度。③班内一个循环，工时利用率又低，若组织班内两个甚至更多循环，难度较大。④单进水平仍很难进一步提高。,三、巷道掘进中深孔爆破的特点岩巷掘进中深孔掘进爆破技术可减少辅助作业时间，提高单循环进尺，能大量节省爆破器材和钎具消耗，从而加快巷道掘进速度和获得较大的经济效益。因而被认为是加快掘进速度最为有效的技术手段之一，也是目前岩巷掘进爆破的发展方向，特别是大型钻眼台车配备重型凿岩机具的使用，中深孔乃至深孔爆破更是显现出其不可替代的优越性。,第二章坚硬岩石巷道中深孔爆破参数理论分析,2.1炮眼直径和装药直径2.2炮眼深度2.3炮眼数目2.4掏槽爆破2.5周边光面控制爆破,结合实践，重点对坚硬岩石巷道中深孔光面爆破技术进行分析。探讨包括炮眼深度、炮眼数目、炮眼直径、炮眼布置、掏槽形式和掏槽参数、光面爆破参数、崩落爆破参数、底眼爆破参数、装药结构、起爆顺序起爆延迟时间等技术参数的合理设计取值，以及钻眼机具和爆破材料的合理选用等。,炮眼直径大小直接影响到钻眼速度、全断面炮眼数目、炸药单耗、岩石破碎块度及爆破效率等。炮眼直径较大时，对应可采用较大直径的药卷，炸药的爆速高，爆轰稳定性较高，爆炸能量相对集中，利于岩石的爆破破碎，特别对于坚硬岩石，较大的装药直径能增强岩石的爆破破碎作用，提高爆破效率，同时增大炮眼直径，还可以减少工作面炮眼数目。但较大的炮眼直径增加了打眼的难度，与小直径炮眼相比，其钻眼速度明显降低。,2.1炮眼直径和装药直径,φ32mm钎头和φ40mm钎头钻眼速度比较,岩石条件火成岩f1012,采用φ32mm小钎头钻眼时有较高的钻眼速度，实测的平均钻眼速度为0.310m/min，而采用φ40mm大钎头钻眼时，钻眼速度相对较低，实测的平均钻眼速度为0.216m/min。前者较后者提高了0.094m/min，即平均每钻凿一个2.0m的炮眼要节省时间1.88分钟。,◆炮眼直径和装药直径的选择可根据巷道岩石的实际情况选用炮眼直径和装药直径。例如，掏槽眼可采用较大直径的炮眼和药卷（φ40mm钎头，φ35mm药卷），以增强掏槽眼爆破的能力，加大槽腔内岩石的破碎和抛掷，提高掏槽效率。而对于其他炮眼，则可采用较小直径的炮眼和装药（φ32mm钎头，φ2729mm药卷），以提高钻眼速度。,2.2炮眼深度,◆定义炮眼深度是指眼底到工作面的垂直距离，而沿炮眼方向的实际深度叫炮眼长度，例如斜眼掏槽中的掏槽眼。炮眼深度是巷道掘进爆破中最基本的技术参数，影响炮眼深度的因素主要有煤岩性质、钻眼机械、循环作业方式、炸药威力等、要求的任务等，在选择炮眼深度时应综合考虑。其中，重点是钻眼机械和循环作业方式,2.2.1炮眼深度要和施工条件相适应,合理的炮眼深度应与钻眼机械相适应，即合理的炮眼深度要保证钻眼时有较高的钻眼速度。普通气腿式凿岩机（YT-24，YT-27或YT-28等）一般不超过2.52.8m，若采用大型凿岩设备时（凿岩台车配重型凿岩机）时，眼深可达2.53.5m；注意小断面巷道眼宜浅，大断面眼应深。,我们曾在井下进行坚硬岩石巷道掘进平均钻眼速度实测。具体分别对三个作业班、两种型式凿岩机、粗砂岩测试自开钻钻眼记起至提钻止的纯钻进时间。从以上实测结果看，在个人操作水平相当的情况下，较重型的YT-28型凿岩机有较高的钻眼速度，平均为0.52m/min，老式7655型凿岩机的钻眼速度平均0.39m/min，前者较后者提高了0.13m/min。,实测时发现钻眼深度较浅时钻眼速度较高，钻眼深度较深时钻眼速度较低，特别是超过2.0m时明显降低。主要影响是钎杆与孔壁的摩擦随眼深而增大。由此也验证了普通气腿式凿岩机钻眼深度不宜超过3m。,我们还对采用的凿岩台车钻眼速度进行了实测，结果是在f810坚硬岩石中钻眼，钻眼深度小于2.5m时，钻眼速度可达1.2～1.5m/min，是普通气腿试凿岩机的2～3倍甚至更多，同时可不换钎子一次推进行程3.0m4.0m，对巷道掘进中深孔乃至深孔爆破是非常有利的。,2.2.1炮眼深度要和循环作业方式相适应,合理的炮眼深度应与所采用的循环作业方式相适应，即合理的炮眼深度要保证当班完成一个循环，实现正规循环作业。这样，当班工作任务明确，便于组织和管理，同时配合锚喷支护（合理的锚杆排距），确定合理的炮眼深度，力求最高掘进工效。注意不可执意为中深孔爆破而加深炮眼，由此增加了钻眼时间，不能保证正规循环作业，反而会降低掘进速度。,除此以外，在确定炮眼深度时，还需考虑任务要求、巷道断面的大小、岩石的坚硬程度、所用炸药的爆炸威力等。巷道断面小、岩石的坚固性高、炮眼底部岩石夹制作用强，掏槽难度大；装药直径大、爆炸威力高，而能获得较高的掏槽效果。总之，要在综合考虑钻眼机械，作业方式，确定合理的循环作业时间，保证较高的钻眼速度抓好正规循环率，尽可能增加炮眼深度。,2.3炮眼数目,1）影响炮眼数目多少直接影响着凿岩工作量和爆破效果。眼数过少，大块增多，轮廓不平并影响装岩效率；眼数过多，将增加凿岩工作量。2）确定原则在保证爆破效果的前提下，尽可能减少。3）确定方法实践中通常根据巷道断面和岩石条件，以及各类炮眼的爆破要求，以合理的炮眼间距和抵抗线布置炮眼。而后得出炮眼数目。,选定合理的炮眼间距、最小抵抗线、炮眼密集系数等分别布置掏槽眼、周边眼及崩落眼，同时还应坚持在保证有较好爆破效果的前提下，从缩短作业时间、提高掘进速度和降低成巷成本出发，尽可能减少工作面的炮眼数目。在施工中根据实际爆破效果不断调整改进，制定符合现场实际的爆破图表，严格按爆破图表施工，这样才能获得较好的爆破效果和较高的经济效益。,2.4掏槽爆破,★定义为了创造第二个自由面，可以在掘进工作面的某一适当位置布置少量炮眼，爆破时首先起爆，在工作面形成一个槽口状空腔（通常称槽腔），使周围其他炮眼（崩落眼和周边眼）均以此为自由面，向空腔方向爆破，以获得较好的爆破效果，此种技术就叫掏槽爆破。这些炮眼就称为掏槽眼。而后得出炮眼数目。,巷道断面炮眼布置图,,,S21.8㎡,★特点和要求掏槽爆破是影响循环进尺的关键，在坚硬岩石中掘进巷道，掏槽爆破显得更为重要。为了提高其他炮眼的爆破效果，掏槽眼应比其它炮眼加深150200mm，坚硬岩石中还应增加到300mm，掏槽眼的装药量较其他炮眼增加1530。,★形式掏槽形式有斜眼掏槽和直眼掏槽两大类，此外还有两者结合的混合式掏槽。垂直楔形掏槽是最常采用的斜眼掏槽方式，它可以充分利用工作面这一唯一的自由面，使用较少的炮眼消耗和炸药消耗，却能够获得较大的掏槽面积和槽腔体积。,垂直楔形掏槽,斜眼掏槽的优缺点,●优点1）适用于各种岩石并能获得较好的掏槽效果；2）所需掏槽眼数较少，炸药单耗较低，但掏槽体积大，易将岩石抛出，有利于其它炮眼的爆破;3）掏槽眼位置和倾角精度对掏槽效果影响较小。,斜眼掏槽的优缺点,●缺点1）掏槽眼深度受到巷道断面限制，因而影响到每个掘进循环的进尺（巷道断面较大，影响小，但小断面巷道影响较大，无法进行中深孔、深孔爆破）；2）岩石抛掷距离远，岩堆分散，影响装岩效率；3）钻眼方向难以掌握。,★形式直眼掏槽的形式有多种，较为常见的有菱形掏槽、角柱掏槽、螺旋掏槽等多种。各种掏槽形式的共同特点是利用数量不等的平行空眼作为首爆装药眼的辅助自由面和破碎岩石的膨胀补偿空间。目前较为有效的中深孔爆破直眼掏槽方式是菱形直眼掏槽。,直眼角柱形掏槽,大直径空眼角柱形掏槽,螺旋形掏槽,图中数字表示起爆顺序,★形式超过2.5m深的炮眼，更为有效的是阶段直眼掏槽和孔内分段直眼掏槽。前者是将掏槽眼深度分成若干段（多为两段），不同掏槽眼的眼底位于不同的平面上，按由浅入深的顺序分阶段进行掏槽。后者则是在掏槽装药炮眼内实施前后两分段，分段装药间以一定长度的炮泥相隔，由外向内顺序起爆（如图所示）。,,两种直眼掏槽方式的掏槽机理是一样的，前分段掏槽（或前分段装药）爆破后，在应力波和爆轰气体的综合作用下，槽腔内岩石被破碎并向工作面方向推移，形成漏斗形槽腔，为后分段掏槽（或下分段装药）创造了一个新自由面，并由此减小了深部岩石所受的夹制作用，同时还造成下分段岩石中的残余应力和大量的爆生裂隙以增强岩石的破碎。分段间装药微差起爆，也改善了炸药爆炸能量与岩石破碎的匹配关系，使更多的能量用于岩石破裂破碎和更少的能量用于碎块的抛掷。研究结果表明这两种掏槽方式可增大槽腔体积，提高掏槽深度。,直眼掏槽优缺点,◆优点1）眼深不受巷道断面限制，可进行中深孔和深孔炮眼的爆破。2）掏槽体积里外大小较一致，因而相邻炮眼的最小抵抗线里外也较一致，使爆落的岩石块度均匀，不会抛掷太远，爆堆集中在工作面附近，有利于装岩。3）炮眼垂直工作面，利于多台凿岩机平行作业。,直眼掏槽的优缺点,◆缺点1）掏槽眼数较多，掏槽体积小，装药眼和空眼的间距不能太大且需相互平行。2）钻眼误差对掏槽效果影响较大，要求要有较高的钻眼技术。,直眼掏槽中空眼的作用,1）是爆破辅助自由面，改善岩石破碎效果。2）作为爆后岩石破碎的膨胀空间。3）导向裂隙。空眼越多、空眼直径越大，对直眼掏槽爆破越有利。注意直眼掏槽一般都是过量装药，装药长度占全眼长的60～80。,对于坚固性较高（f810）的坚硬岩石，当巷道断面较大时，还可采用楔形斜眼掏槽、直眼和斜眼复合式掏槽（线形和垂直楔形、菱形和垂直楔形复合）、双楔形掏槽等混合掏槽方式。,内直眼外斜眼（楔形）复合掏槽,混合掏槽,混合掏槽是指两种以上的掏槽方式混合使用。在遇到岩石特别坚硬或巷道断面较大时，可以采用如图的复式楔形掏槽或桶形与锥形混合掏槽。,三层楔形掏槽眼示意图,H0、h1、h2均为炮孔底至自由面的垂直线；R0掘进工作面（自由面）；R1、R2分别为每层掏槽孔底深度（距自由面）。,自由面,,四层楔形掏槽眼示意图,（图中012表示起爆顺序）,自由面,,掘进进尺,,孔底位置,,（1）掏槽形式越简单越好。巷道断面较大时可采用楔形掏槽；而直眼掏槽中菱形掏槽、三角柱和四角柱掏槽等虽然在理论上不及螺旋掏槽，但其结构简单，易掌握，且只用1～2段雷管。（2）掏槽形式要能保证获得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。楔形斜眼掏槽具有此优点。,坚硬岩石巷道掘进采用的掏槽方式应考虑如下原则,（3）直眼掏槽时，先爆炮眼应有较多的空眼辅助自由面。空眼越多、空眼直径越大，对掏槽效果越有利，既能提供更多的辅助自由面，又能为破碎岩石提供更多的补偿空间。（4）因煤矿井下对使用雷管总的延迟时间限制的情况下（总的延迟时间不超过130ms），可用雷管只有5段。因此，掏槽爆破不能占用较多的雷管段别。,坚硬岩石巷道掘进采用的掏槽方式应考虑如下原则,推荐掏槽方式,较大断面巷道施工，楔形掏槽可获得较大掏槽体积，应优先采用，为增加槽眼底部的炸药集中度、增强槽腔中岩石的爆破作用和破碎效果、加强底部岩石破碎、提高掏槽效率和避免形成岩石大块，楔形掏槽中布置2～4个直眼（与其他掏槽眼同深为好，同样装药，同段雷管起爆），即构成楔形斜眼和中心直眼复合的混合掏槽方式。,2.5光面爆破,光面爆破光面爆破（简称光爆）是近几十年发展起来的一项爆破技术。应用光爆可使掘出的巷道轮廓基本符合设计要求，表面光滑，成形规整，便于进行锚喷支护；由于岩帮基本不受破坏，故裂隙少，稳定性高，有利于巷道的维护。所以，光爆是一种成本低、质量好的爆破方法。光面爆破的标准一般规定为岩壁上留下的半圆形炮眼残痕应占周边眼数的50﹪以上；岩壁超挖尺寸应不大于150mm，欠挖尺寸不得超过质量标准规定；岩面上不应有明显的炮震裂缝。,1.光面爆破的优点（1）由于光爆成形规整，消除围岩突出处的应力集中，最大限度地保持了围岩自身和强度，从而增强了围岩自身的支撑力，为锚喷支护奠定了基础。（2）由于光爆大大地减少了掘进超挖量（一般普通爆破超挖量为20﹪～30﹪，而光爆的超挖量只有4﹪～6﹪），因此可以减少材料（支护材料和炸药等）消耗，从而降低了成本，加快了掘进速度。（3）光爆可有效地减少顶帮上的危岩，使井巷围岩较稳定，这有利于施工和安全。同时也减少了井巷的维修量，降低了井巷的失修率。（4）光爆消除了围岩的凸凹不平，从而减少了通风阻力和瓦斯聚集。,2.光面爆破的标准（1）眼痕率。硬岩不小于80﹪，中硬岩不小于60﹪。（2）软岩巷道。周边成形应符合设计轮廓。（3）两炮的衔接台阶尺寸。眼深小于3m时，不得大于150mm；眼深为5m时，不得大于250mm。（4）岩面不应有明显的炮震裂缝。（5）巷道周边不应欠挖，平均线性超挖值应小于200mm。,2.5光面爆破参数,1、不耦合系数Kd2、炮孔间距E3、最小抵抗线W和炮眼密集系数m4、装药集中度（线装药密度）qL5、起爆时差,不耦合系数Kd,不耦合系数Kd指炮孔直径和药卷直径之比不耦合系数选取的原则合理的不耦合系数应使炮孔压力低于岩石抗压强度而高于抗拉强度。实践证明，Kd＝1.12时，光面效果较好,炮孔间距E,合理的炮眼间距应使爆后炮眼连心线上形成贯通裂缝光面爆破断裂面一般经验数值为炮孔直径d的1015倍，即E1015d实际在断面较小的岩石巷道掘进中，炮眼间距应取较小值可取E812d在松散岩石中应取较小值，整体性好的岩石中适当增大炮眼间距。拱基、腮颊位置取较小值，（岩石破碎时，采用隔眼装药，空眼装水炮泥，）拱顶位置可取较大值。目前，E300～500mm,最小抵抗线W和炮眼密集系数m,最小抵抗线W指光面层厚度即周边孔到邻近一圈崩落眼间的距离。炮眼密集系数m是周边炮眼间距和最小抵抗线的比值，即m＝E/W。经验表明最小抵抗线应大于或等于炮眼间距即W≥E。经验表明光面爆破炮眼密集系数取m＝0.71.0即W＝E/m＝（1.01.35）E。软岩取大值，硬岩取小值。目前，现场可取W＝500～600mm,光面爆破参数,装药集中度（线装药密度）qL,装药集中度（或线装药密度）是指单位长度炮孔中的装药量（g/m，kg/m）。为了控制裂隙的发育以保持新壁面的完整稳固，在保证沿炮孔联心线破裂的前提下，应尽可能少装药量。经验取值软岩（f8）可取qL＝200300g/m。,周边眼装药起爆时差,实验室爆破试验研究结果表明，齐发起爆的裂隙表面最平整，微差延期起爆次之，秒差起爆最差。齐发起爆时，炮孔间贯通裂隙较长，抑制了其他方向裂隙的发育，有利于减少炮孔周围的裂隙的产生，可形成平整的壁面。所以，在实施光面爆破时，间隔时间愈短，壁面平整的效果愈有保证。应尽可能减小周边孔间的起爆时差。因此，要求周边眼应采用同段毫秒雷管同时起爆。,八达岭高速公路山羊洼二号巷道光面爆破,,井下石灰岩爆破的孔壁效果,底眼爆破,如果底眼向下倾斜角度不够，或装药不足等，爆破后往往会造成底板欠挖，出现“飘底”。处理方法为避免欠挖、消除“飘底”，要适当减小底眼的间距（根据岩石情况而定，一般为0.50.6m），并使钻眼方向朝底板下方有一定的倾斜角度。在软岩中倾角可小些，在硬岩中倾角要大些，眼底低于底板标高150200mm。此外，底眼较其它周边眼要增加药量。通常底眼的最小抵抗线和炮眼间距可与崩落眼相近。,巷道,周边眼,崩落眼,掏槽眼,0.1m,0.1m,,,,,,,,底眼,,炮眼布置纵断面图,0.100.15m,,工作面,炸药分类,第一类煤矿许用炸药,第二类岩石炸药,第三类露天炸药,,煤矿水胶炸药,岩石铵梯炸药,离子交换炸药,煤矿乳化炸药,,煤矿铵梯炸药,岩石水胶炸药,2.6装药结构,我国煤矿炸药的分级、种类和使用范围,煤矿水胶炸药水胶炸药是一种含水炸药，是由氧化剂硝酸铵、水溶液，采用化学交联技术使其呈凝胶状态组成的饱和水溶液，敏化剂硝酸甲铵，表面活性剂十二烷基磺酸钠，稳定剂尿素等组成。煤矿许用水胶炸药分SM-Ⅰ、SM-Ⅱ（1～4）、SM-Ⅲ（1～3）三种。号数越小威力越大，号数越大安全性越好。其中SM-Ⅰ型适用于低瓦斯矿井，SM-Ⅱ型适用于高瓦斯矿井SM-Ⅲ型适用于煤与瓦斯突出矿井。,2.6装药结构,装药结构是指炸药在炮眼内的装填方式。（1）连续与间隔装药连续装药炸药在炮眼内连续装填，没有间隔。间隔装药炸药在炮眼内分段装填，之间用炮泥、沙子、木垫、水或空气等介质隔开。前者操作简单，单发雷管引爆，但药量集中，爆炸能量分布不均。后者可克服此缺点，试验和工程实践表明在较深炮眼中采用间隔装药可使炸药在炮眼全长分布更均匀，岩石爆破破碎块度均匀，大块率低。,★空气间隔装药间隔中的空气起到缓冲作用，使作用在炮眼壁上的冲击压力峰值降低。从而减少对周边围岩的冲击压缩作用，对周边眼光面爆破非常有利。延长了爆生气体在膨胀作用时间和增加了应力波的作用时间。原因是1）由于降低了冲击作用，相应地增大了应力波的能量2）装药间空气柱中形成空气冲击波，相向传播，发生碰撞，压力升高，同时在眼壁的反射以及空气冲击波在炮眼内的往返传播、碰撞，增加了压力作用时间，因而，提高了爆炸能量的有效利用率。径向空气间隙装药结构原理同上。,（2）耦合与不耦合装药耦合装药装药直径与炮眼直径相同。不耦合装药装药直径小于炮眼直径，用不耦合系数表示不耦合程度（炮眼直径与装药直径的比值）。多用空气不耦合或水不耦合装药。光面爆破常用。前者爆轰波直接作用与眼壁，激起岩石中的冲击波，造成粉碎区，消耗大量能量。后者可克服此缺点，其原理类似于间隔装药，降低眼壁冲击压力，减少或消除了粉碎区。延长爆生气体在炮眼内存在时间和增加应力波的作用时间。提高了爆炸能量的有效利用率。,（3）正向与反向装药（或正向与反向起爆）正向装药起爆药包在眼口，爆轰波向眼底传播。反向装药起爆药包在眼底，爆轰波向眼口传播。,装药结构a正向装药；b反向装药,反向装药优于正向装药眼底起爆产生的爆轰波在岩石中形成的应力波以及破碎岩石的运动方向都是朝向眼口，利于岩石的破碎和运动（尤其是坚硬岩石，应力波超前爆轰波传播，能加强炮眼上部岩石的破碎）。同时，反向起爆也延长了爆生气体在炮眼内存在时间，加强了应力波的作用。提高了爆炸能量的有效利用。在坚硬岩石中、中深孔爆破时、特别是掏槽爆破炮眼反向装药更为有利。,煤矿安全规程（2006版）第三百二十二条在高瓦斯矿井、低瓦斯矿井的高瓦斯区域的采掘工作面采用毫秒爆破时，若采用反向起爆，必须制定安全技术措施。由于反向起爆时，炸药的爆轰波和固体颗粒的传递与飞散方向是向着眼口的，当这些微粒飞过预先被气态爆炸产物加热的瓦斯时，就很容易引爆瓦斯，所以制定该条。瓦斯巷道臼炮发射试验表明，在无封泥充填时，正向爆破对引爆瓦斯煤尘的安全性比反向爆破高一些。但在同样的试验条件下，只要充填50g，长度10mm的封泥，反向爆破的安全性会有较大提高。,所以，在高瓦斯矿井、低瓦斯矿井的高瓦斯区域的采掘工作面采用毫秒爆破时，若采用反向起爆，必须制定安全技术措施，报矿总工程师批准后才能实施，而不能随意采用。安全技术措施应包括以下内容1、严格执行“一炮三检制”。2、必须全断面一次爆破，在采煤工作面可采用分组装药，但一组装药必须一次起爆，且每次爆破前，必须检查瓦斯浓度，当瓦斯浓度小于1（0.8）时，才能进行爆破。3、必须使用安全等级不低于三级的煤矿许用炸药以及煤矿许用毫秒雷管，且最末一段的延期时间不得超过130ms。,4、毫秒雷管不准跳段使用，相邻两段的间隔时间不得大于50ms。5、炮眼封泥必须按煤矿安全规程第三百二十八条的规定执行。6、炮眼布置方式、炮眼深度、装药量、起爆顺序，必须严格按爆破说明书进行施工。7、雷管出库前，必须事先进行导通试验，并逐个测定电阻，排除断路、短路、电阻特大或特小的电雷管，使同一网路的电雷管电阻差不得超过0.25～0.3Ω。8、爆破前，爆破工必须做电爆网路全电阻检查。,装药结构炮眼填塞,◇炮泥的作用1）保证炸药充分反应，使之放出最大热量和减少有毒气体生成量。2）延长爆生气体在炮眼内的存留时间，降低爆生气体逸出自由面的温度和压力，使炮眼内保持较高的爆轰压力和较长的作用时间，增强岩石的破碎作用。3）阻止炽热的固体颗粒从炮眼中飞出，保证煤矿井下爆破安全。,炮眼填塞（续）,炮泥长度生产中炮泥长度随炮眼长度而变，一般为装药长度的0.30.5倍。当炮眼直径在30～40变化时，炮泥长度500～600mm。还需注意，炮泥长度应大于该炮眼装药最小抵抗线此外，眼口炮泥填塞要实，并有一定强度，以增大其与眼壁的摩擦。炮泥材料粘土、砂子以及两者的混合物，煤矿井下还增加了水炮泥（水炮泥可以吸收部分热量，降低喷出气体的温度，有利于安全），可燃性材料不能作炮泥。,周边眼装药结构图,掏槽眼装药结构图,底眼、崩落眼装药结构图,煤矿安全规程关于炮眼封泥的规定。第三百二十七条装药前，首先必须清除炮眼内的煤粉或岩粉，再用木质或竹质炮棍将药卷轻轻推入，不得冲撞或捣实。炮眼内的各药卷必须彼此密接。有水的炮眼，应使用抗水型炸药。装药后，必须把电雷管脚线悬空，严禁电雷管脚线、爆破母线与运输设备、电气设备以及采掘机械等导电体相接触。第三百二十八条炮眼封泥应用水炮泥，水炮泥外剩余的炮眼部分应用粘土炮泥或用不燃性的、可塑性松散材料制成的炮泥封实。严禁用煤粉、块状材料或其他可燃性材料作炮眼封泥。无封泥、封泥不足或不实的炮眼严禁爆破。严禁裸露爆破。,第三百二十九条炮眼深度和炮眼的封泥长度应符合下列要求（一）炮眼深度小于0.6m时，不得装药、爆破；在特殊条件下，如挖底、刷帮、挑顶确需浅眼爆破时，必须制定安全措施，炮眼深度可以小于0.6m，但必须封满炮泥。（二）炮眼深度为0.6～1m时，封泥长度不得小于炮眼深度的1/2。（三）炮眼深度超过1m时，封泥长度不得小于0.5m。（四）炮眼深度超过2.5m时，封泥长度不得小于1m。（五）光面爆破时，周边光爆炮眼应用炮泥封实，且封泥长度不得小于0.3m。（六）工作面有2个或2个以上自由面时，在煤层中最小抵抗线不得小于0.5m，在岩层中最小抵抗线不得小于0.3m。浅眼装药爆破大岩块时，最小抵抗线和封泥长度都不得小于0.3m。,2.7炮眼布置,巷道内布置炮眼时，必须保证获得良好的爆破效果，并考虑钻眼的效率。在开挖面上除出现土石互层、围岩类别不同、节理异常等特殊情况外，应按实际需要布置炮眼，一般应按下述原则和方法布置炮眼1）先布置掏槽眼，其次是周边眼，最后是根据巷道断面大小均匀布置崩落眼。2）掏槽眼一般布置在巷道工作面中央偏下部位，有软弱夹层时优选软弱层。其深度应比其它眼深200mm～300mm。,3）周边眼应严格按照光明爆破要求布置。各炮眼相互平行，深度一致。断面拐角处及拱形断面的拱基位置应布置炮眼。为满足机械钻眼需要和减少超欠挖，周边眼钻眼应考虑0.03～0.05的外插斜率。眼口一般布置在巷道或巷道断面设计轮廓线上，钻眼稍向外偏斜，眼底落在设计轮廓线外50～100mm，即使前后两茬炮眼有一定的衔接锯齿台阶高度。4）辅助眼应均匀地布置在掏槽眼与周边眼之间，钻眼方向垂直于工作面。同时，应根据巷道断面和岩石条件调整好最小抵抗线W和炮眼密集系数m（mE/W，E为炮眼间距）通常取W＝0.5～0.7m，炮眼密集系数m＝0.8～1.0。,5）底眼开眼可高出巷道底板100～150mm，适当下扎，眼底可落在巷道底板外150mm～200mm。对于下山或斜巷施工，要注意斜巷的倾斜角度，下山施工时，底眼应布置两排，上面的一排类似于崩落眼布置，下一排大倾角下扎。注意为爆出平整的工作面，除掏槽和底眼外，所有眼眼底应落在同一平面上。底眼深度一般与掏槽眼相同。,巷道工作面的炮眼，在遵守上述原则的基础上，可以有以下几种布置方式1）直线形布眼将炮眼按垂直方向或水平方向，围绕掏槽开口呈直线形逐层排列（巷道下部），这种布眼方式，形式简单且易掌握，同排炮眼的最小抵抗线一致，间距一致，前排眼为后排眼创造临空面，爆破效果较好。2）弧形布眼这种布眼是围绕着掏槽部位，里向外，将炮眼逐层弧形布置（拱形巷道）。,3）混合形布眼顺着拱部轮廓线，逐圈布置炮眼成弧形，而下部布置成直线形，以构成混合型布置，这是目前直墙拱形巷道最常采用的布眼方式。4）圆形布孔当开挖面为圆形时，炮孔围绕断面中心逐层布置成圆形。这种布孔方式，多用在圆形巷道、泄水洞以及引水洞等的开挖爆破中。,2.8起爆顺序,全断面一次爆破的起爆顺序为掏槽眼辅助掏槽眼崩落眼（多圈崩落眼时按由内向外顺序）周边眼（通常帮眼顶眼底眼）（顺序起爆充分利用自由面）,集团公司关于中深孔爆破技术及安全高效炸药试验攻关的通知集办[2008]35号文矿用安全高效水胶炸药试验必须同时满足以下适应条件和范围1、距突出煤层法距≥10米的岩巷；2、井筒、石门揭穿突出煤层前、后10米范围外的岩巷；3、岩石巷道处于非地质构造带、非瓦斯异常带、非应力集中区；4、前探钻孔及炮孔内瓦斯无异常。,集团公司关于中深孔爆破技术及安全高效炸药试验攻关的通知集办[2008]35号文现场管理1、加强瓦斯和地质前探工作，准确控制岩层和煤层层位，摸清构造影响程度和范围，根据预测和控制情况，及时修订爆破作业规程，并严格执行。2、采用中深孔爆破技术时，原则上掏槽眼眼深不小于2.5m，其它眼深不小于2.3m.,集团公司关于中深孔爆破技术及安全高效炸药试验攻关的通知集办[2008]35号文3、装药结构原则上采用正向装药，采用反向装药时必须编制专项安全措施。4、起爆方式原则上采用全断面一次起爆，分次爆破必须在专项安全措施中明确规定。5、底眼采用彩带标识，防止拒爆、残炮的漏检。,第三章坚硬岩石巷道中深孔爆破现场施工注意的技术问题,几点技术建议,（1）充分利用现有的施工设备、爆破材料，在爆破参数上进行改进，以便今后推广应用。（2）采用先进的液压钻车配置重型导轨式凿岩机钻眼，配球齿型钎头，钎头直径38mm～40mm，钎杆长的2.6～3.5mm，可现实现钻眼深度2.0～3.0m。即可进行中深孔和深孔爆破。没有钻车，应选用较重型的自动配气的YT-28（或YT-27）型气腿式凿岩机，配耐磨性较好的球齿（或柱齿型）型钎头，钎头直径φ32～40mm，配用钎杆长度2.5～3.0m，可进行2.5m以下的中深孔爆破,CMJ2-27型煤矿用全液压掘进钻车,（3）按煤矿安全规程规定，应采用三级煤矿水胶炸药。规格有φ35mm和φ29mm。坚硬岩石，掏槽眼、崩落眼、帮眼和底眼都应采用φ35mm药卷，周边眼可采用φ29mm药卷。但三级煤矿水胶炸药的爆破威力较低，其破岩能力弱、效果不理想，实际上不适用于坚硬岩石爆破。因此，建议在制定严格的安全技术措施并经相关部门审批后、同时加强地质构造、瓦斯的探测和监控，保证安全的前提下，试用二级煤矿水胶炸药。这样，既可减少炮眼数目，又能提高炮眼利用率和循环进尺,（4）应综合考虑钻眼设备和机具的钻眼能力、炸药的爆炸威力、循环作业时间和当班所能完成的工作量，结合现场巷道的坚硬岩石条件和施工条件，再参考对钻眼速度和循环钻眼时间等的实测结果等，炮眼深度以2.0～2.5m为宜（台车钻眼可试验2.8～3.0m的深孔）。,（5）掏槽眼深度（垂直深度）应较其它炮眼加深0.2～0.3m。为增大槽腔内岩石的破碎和加大槽腔底部岩石的破碎和运动，可采用楔形、双楔形斜眼掏槽，菱形直眼、楔形和菱形直眼混合掏槽方式。单楔形掏槽时，可在槽腔中心布置两个与其他掏槽眼同深的直眼，对称的眼口间距1.2～1.4m，眼底间距控制在200mm～300mm。楔形掏槽时，为确保掏槽眼钻眼角度的准确性，建议做一个三角定向木尺（根据掏槽眼角度用三根木条固定在一起做成）进行定向。,（6）周边眼采用光面爆破技术，炮眼应布置在巷道掘进轮廓线上，钻眼时向外偏斜，眼底落在轮廓线外50mm～100mm，炮眼相互平行，深度一致。为保证巷道成型，严格控制周边眼（特别是顶眼）间距，设计顶眼眼距300mm～400mm，帮眼眼距400mm，拱基位置还应适当加密，同时减小装药量。,（7）周边眼采用水垫层装药结构，先将炸药装至眼底，紧跟着充填5～6卷水炮泥，最后炮泥封堵严实。其他炮眼连续装药，孔口炮泥封堵长度不得小于500mm，并封堵密实。,（8）楔形斜眼掏槽时，紧挨掏槽眼的崩落眼（也称辅助眼）与掏槽眼眼口间距应控制在250mm～300mm，否则，眼底抵抗线太大难以崩落。其他崩落眼间距和排距控制在450mm～700mm，拱基以上部分，炮眼数目可适当减少，崩落眼尽可能的均匀布置，炮眼密集系数控制在m＝0.8～1.2。,（9）底眼开眼可高出巷道底板100～150mm，适当下扎，眼底可落在巷道底板外150mm～200mm。对于下山或斜巷施工，要注意斜巷的倾斜角度，下山施工时，底眼应布置两排，上面的一排类似于崩落眼布置，下一排大倾角下扎。,（10）各类炮眼均采用连续装药，在安全允许的情况下，可试用反向装药起爆，即先装炮头，后连续装填药卷，最后装入适量水炮泥，药卷间不得夹有碎矸或其它杂物，以保证可靠传爆。装药前，必须将炮孔内的岩渣、泥水吹扫干净，保证连续装药到孔底。,（11）全断面一次爆破，严格按设计的雷管段别和起爆顺序制作起爆药包，起爆顺序为掏槽眼崩落眼周边眼。在发爆器起爆能力不足的情况下，可采用分次起爆，按照炮眼布置图，先起爆掏槽眼、部分崩落眼、帮眼和底眼，二次起爆二圈眼（即拱顶紧邻周边眼的一圈崩落眼）和周边眼。,（12）采用串联连线方式，雷管数目多时可采用串并联或并串联，注意要连接牢固，连线前，施工人员应洗去手上的泥沙，以保证接头有较大的接触面积，避免出现大的接头电阻。,（13）打眼操作要求打孔时要掌握“准、平、直、齐”，即点孔要准确、钎要平、孔要直、孔底要落在一个垂直面上，使爆后工作面整齐。做到定人、定位，能熟练掌握各炮眼的操作方位。,谢谢,