巖石爆破專業(yè)技術(shù)及方案

(巖土爆破)工程爆破理論與技術(shù)系列培訓(xùn)之

第九章井巷施工一.概述

工程爆破（巖石爆破理論）巖土拆除水下特種井巷掘進(jìn)臺(tái)階硐室藥壺平巷井筒隧道硐庫巖石爆破二.井巷掘進(jìn)爆破1、平巷掘進(jìn)爆破（1）工作面及炮眼布置工作面：平巷（導(dǎo)坑）尺寸大小，由鉆孔機(jī)具及用途確定。炮眼掏槽輔助周邊頂板幫底板巖石爆破導(dǎo)坑中心炮眼cbaabca–

掏槽眼b–

輔助眼c–

周邊眼井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破井巷掘進(jìn)爆破掏槽眼的形狀斜眼單向錐形楔形單向掏槽錐形掏槽巖石爆破楔形掏槽井巷掘進(jìn)爆破垂直楔形掏槽水平楔形掏槽巖石爆破井巷掘進(jìn)爆破雙楔形掏槽巖石爆破井巷掘進(jìn)爆破錐形掏槽眼主要參數(shù)巖石堅(jiān)固性系數(shù)f炮眼傾角（°）相鄰炮眼間隔（m）眼口間隔眼底間隔2~675~701.00~0.900.46~870~680.90~0.850.38~1068~650.85~0.800.210~1365~630.80~0.700.213~1663~600.70~0.600.1516~1860~580.60~0.500.1018~2058~550.50~0.400.10巖石爆破井巷掘進(jìn)爆破楔形掏槽眼主要參數(shù)巖石堅(jiān)固性系數(shù)f炮眼與工作面夾角（°）雙排炮眼眼口間距炮眼個(gè)數(shù)2~675~700.6~0.546~870~650.5~0.44~68~1065~630.4~0.35610~1263~600.35~0.30612~1660~580.30~0.20616~2058~550.206~8巖石爆破井巷掘進(jìn)爆破直眼掏槽龜裂（一字形）垂直龜裂掏槽水平龜裂掏槽裝藥眼空眼巖石爆破井巷掘進(jìn)爆破桶形裝藥眼空眼巖石爆破井巷掘進(jìn)爆破螺旋形203140231小直徑空眼大直徑空眼巖石爆破井巷掘進(jìn)爆破楔形和直眼掏槽的爆破參數(shù)和效果比較參數(shù)直眼掏槽楔形掏槽兩者的比較%備注掘進(jìn)斷面積m21.912.21-15.7最大炮孔深度m1.51.50循環(huán)炮眼數(shù)342433.32個(gè)直眼掘進(jìn)眼數(shù)221441.6不含周邊眼循環(huán)裝藥量kg14~168~1023.5總裝藥量掘進(jìn)藥量kg104.258不含周邊眼掏槽/掘進(jìn)面積%37.944-16鉆眼方便與準(zhǔn)確性高低炮眼利用率%756020單位炸藥消耗量kg·m32.121.7616.68單位體積炮眼長(zhǎng)m·m38.997.9311.8破碎程度均勻不均勻巖石爆破井巷掘進(jìn)爆破混合式掏槽楔形：耗藥量少（眼少）。直眼：斷面利用率高。巖石爆破井巷掘進(jìn)爆破（2）輔助眼及周邊眼的布置原則充分利用主要能量，炮眼間距還應(yīng)根據(jù)巖石性質(zhì)而定。周邊眼應(yīng)考慮巷道輪廓。底板眼應(yīng)向下超過輪廓線0.1~0.2m。巖石爆破井巷掘進(jìn)爆破3X3m斷面的巷道炮眼布置及起爆順序頂眼輔助眼幫眼掏槽眼11002233444434555556666677776666888888巖石爆破井巷掘進(jìn)爆破（3）爆破參數(shù)的確定導(dǎo)坑的參數(shù)炮眼直徑炮眼深度炮眼數(shù)量斷面巖性炮眼直徑炮眼深度炸藥性能巖石爆破井巷掘進(jìn)爆破炮眼直徑常用于導(dǎo)坑的兩種類型的孔徑種類眼徑mm藥徑mm普通型40~4232~35小直徑型34~3527與常用的機(jī)具，工作斷面、巖面塊度有關(guān)。巖石爆破炮眼深度井巷掘進(jìn)爆破由每一循環(huán)的進(jìn)度相關(guān)（機(jī)具、人工）。常用的炮孔深度巖石堅(jiān)固系數(shù)

f掘進(jìn)斷面面積m2<12>121.6~32~32.5~3.54~61.5~22.2~2.57~201.2~1.81.5~2.2巖石爆破炮眼數(shù)目井巷掘進(jìn)爆破經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式N=3.3(fS2)1/3N---炮眼個(gè)數(shù)；f---巖石堅(jiān)固系數(shù)；S---導(dǎo)坑斷面面積m2另外，炸藥藥性、直徑、深度對(duì)炮眼數(shù)目也有影響。巖石爆破井巷掘進(jìn)爆破單位炸藥的消耗量普氏公式（修正）q=1.1k0(f/S)1/2q---巖石單位體積消耗量，kg/m3；f---巖石堅(jiān)固系數(shù)；S---巷道斷面面積m2；k0---校正系數(shù)，k0=525/p，p為爆力,mL。巖石爆破井巷掘進(jìn)爆破平巷掘進(jìn)單位炸藥消耗量常見定額kg/m3掘進(jìn)斷面面積m2巖石堅(jiān)固系數(shù)f2~34~66~1012~1415~204~61.051.502.152.642.936~80.891.281.892.332.598~100.781.121.692.042.3210~120.721.011.511.902.1012~150.660.921.361.781.9715~200.640.901.311.671.85巖石爆破確定了單位炸藥消耗量后，根據(jù)每一掘進(jìn)循環(huán)爆破的巖石體積，按下面公式計(jì)算出每一循環(huán)所使用的總藥量。井巷掘進(jìn)爆破Q=qV=qSLηV---每循環(huán)爆破巖石體積，m3；L---炮孔深度，m；S---巷道掘進(jìn)斷面，m2；η

---炮眼利用率，一般取0.8~0.95。巖石爆破井巷掘進(jìn)爆破2、隧道掘進(jìn)爆破鐵路隧道公路隧道山嶺隧道、縮短線路、降低坡度方法鉆爆法（礦山法）盾構(gòu)法掘進(jìn)機(jī)法沉管法巖石爆破井巷掘進(jìn)爆破管片外徑盾構(gòu)外徑盾構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)圖切口環(huán)切口管片活動(dòng)平臺(tái)巖石爆破巖石爆破井巷掘進(jìn)爆破支腿刀具驅(qū)動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)切削頭井巷掘進(jìn)爆破1)隧道爆破施工特點(diǎn)（1）大斷面，保護(hù)圍巖。（2）注意地質(zhì)變化的影響。（3）使用年限長(zhǎng)。（4）控制超欠挖好。巖石爆破關(guān)于鉆爆法（礦山法）井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破2)隧道開挖方法A、全斷面法B、臺(tái)階法C、漏斗棚架法D、上下導(dǎo)坑法E、側(cè)導(dǎo)坑法井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破全斷面法剖面圖臺(tái)階法井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破剖面圖井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破側(cè)導(dǎo)坑法剖面圖井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破上下導(dǎo)坑法剖面圖井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破3、隧道爆破技術(shù)1）掏槽爆破技術(shù)進(jìn)度要求成本要求a、布掏槽眼的原則開挖斷面中部，炮眼方向與巖層層現(xiàn)面垂直。（4~6裝藥，2~4空眼----只對(duì)直眼掏槽。）井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破b、布掏槽眼的形式斜眼掏槽（楔形掏槽、復(fù)式掏槽）L0L1LnR0R1Rnh1h0hn井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破

在使用楔形掏槽進(jìn)行鐵路隧道爆破施工中，應(yīng)注意以下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題：一是大斷面隧道采用楔形掏槽時(shí)，應(yīng)充分利用原有的唯一自由面，盡量加大第一級(jí)掏眼之間的水平距離，縮小掏槽角。二是當(dāng)楔形掏槽角炮眼大于2.5m時(shí)，可采用復(fù)合裝藥結(jié)構(gòu)，其底部炮眼長(zhǎng)度的1/3處裝高威力炸藥或加強(qiáng)裝藥,上部可換成低威力炸藥或降低裝藥集中度，頂部應(yīng)保留20%長(zhǎng)度進(jìn)行堵塞，一般堵塞長(zhǎng)度為40cm。三是楔形掏槽應(yīng)采用毫秒爆破，每級(jí)掏槽眼盡量做到同時(shí)起爆，各級(jí)之間延期時(shí)間以50ms為宜。井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破直眼掏槽種類很多，有龜裂掏槽，梅花形小直徑中空眼掏槽，螺旋結(jié)構(gòu)槽，菱形槽，兩孔擠壓掏槽，大直徑中空眼掏槽等等。直眼掏槽分類井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破小直徑中空直眼掏槽在軟巖、中硬、節(jié)理裂隙較發(fā)育的巖層中，大多采用小直徑中空直眼掏槽。

裝藥量60%~80%井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破五梅花小直徑中空直眼掏槽在硬巖層中，大多采用五梅花小直徑中空直眼掏槽。

裝藥量90%井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破大直徑中空直眼掏槽中心空眼，一般是用鑿巖車鑿較大直徑的中空眼，由此逐漸擴(kuò)大成型槽腔。常用的大直徑中空直眼掏槽的形式有：菱形掏槽、單螺旋掏槽、雙螺旋掏槽、對(duì)稱掏槽等。

DL2L1菱形大直徑中空直眼掏槽L1=(1~1.5)DL2=(1.5~1.8)D井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破DL1L2

螺旋形大直徑中空直眼掏槽L4L3L1=(1~1.5)DL2=(1.5~2.0)DL3=(2.5~3.0)DL2=(3.5~4.0)D井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破WabW=1.2D(一個(gè)空眼)W=1.2X2D(兩個(gè)空眼)b=0.7a

對(duì)稱形大直徑中空直眼掏槽井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破直眼掏槽的主要參數(shù)各掏槽炮眼abcd與中心炮眼的中心距（1.0~1.2）D100~130（1.2~1.3）D13.~200（1.3~1.4）D200~300（1.4~1.5）D300~400炮眼單位長(zhǎng)度裝藥量0.520.520.520.52

單螺旋形掏槽中空直徑、各掏槽眼與中空孔的中心距以及掏炮眼單位長(zhǎng)度裝藥量關(guān)系井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破

單螺旋形掏槽中空直徑、各掏槽眼與中空孔的中心距以及掏炮眼單位長(zhǎng)度裝藥量關(guān)系中空孔直徑7585100110125150200各掏槽炮眼與中空孔眼中心距a110120130140160190250b130140160170190230310c160175195210240290380d270290325350400455575第一圈掏槽炮眼單位長(zhǎng)度裝藥量0.300.350.400.450.500.600.80第二圈掏槽炮眼單位長(zhǎng)度裝藥量0.650.750.850.901.101.301.30井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破

對(duì)稱掏槽中空直徑、各掏槽眼與中空孔的中心距以及掏槽眼單位長(zhǎng)度裝藥量關(guān)系中空孔直徑502X5775851002X57110125150200掏槽眼與中空眼中心距90100130145175200190220250330掏槽眼單位長(zhǎng)度裝藥量kgm-1d=32(mm)0.200.300.300.400.450.450.450.500.600.80d=37(mm)0.250.350.350.400.450.530.530.600.700.80d=45(mm)0.300.420.420.500.550.630.650.700.851.10井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破4、隧道光面和預(yù)裂爆破技術(shù)穩(wěn)定圍巖，控制超欠挖。光面爆破：沿開挖邊界加密炮眼，用低威力炸藥或利用不耦合裝藥，在主爆區(qū)之后起爆。預(yù)裂爆破：沿開挖邊界加密炮眼，用低威力炸藥或利用不耦合裝藥，在主爆區(qū)之前起爆。井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破光面和預(yù)裂爆破的質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)項(xiàng)目硬巖中硬巖軟巖1平均線性超挖量cm16~1818~2020~252最大線性超挖量cm2025253兩炮銜接臺(tái)階最大尺寸cm1520204炮眼痕跡保存率%≥80≥70≥505局部欠挖量cm5556炮眼利用率%909095光面爆破的質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破光面爆破的質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不平整度超欠挖量平均線性超挖量最大線性超挖量炮眼痕跡保存率兩炮銜接臺(tái)階備注原煤炭部51、巷道圍巖不破壞，肉眼觀察無炮振裂紋2、圍巖破壞不超過炮眼直徑大小>10小斷面原冶金部≤±51、破壞輕微無炮振裂縫2、軟巖爆后無大浮石，硬巖無浮石>8010~15預(yù)留光面層西安礦院±10巖面上用肉眼看不見明顯裂縫>80小斷面原國家建委二局炮眼痕跡無縱向裂縫圍巖破壞總深度V0比V降低不大于400m/s≤10≤20>60大硐室堅(jiān)硬巖石彈性波速井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破5、隧道爆破設(shè)計(jì)1）設(shè)計(jì)程序a）準(zhǔn)備階段：了解設(shè)計(jì)和工程情況，熟悉施工組織設(shè)計(jì)。b）設(shè)計(jì)階段：確定開挖方案炮眼直徑循環(huán)進(jìn)尺通過試驗(yàn)調(diào)整后執(zhí)行。井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破2）設(shè)計(jì)內(nèi)容炮眼布置圖：開挖斷面炮眼布置圖。裝藥參數(shù)表：對(duì)應(yīng)炮眼、裝藥量、段落裝量、雷管號(hào)。綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)：鉛爆參數(shù)、工程量、材料消耗、其它數(shù)據(jù)指標(biāo)。編制說明：設(shè)計(jì)依據(jù)、適用條件、施工要求、機(jī)具材料。安全事項(xiàng)說明、裝藥結(jié)構(gòu)圖、爆破網(wǎng)絡(luò)圖、鉆眼分工順序。關(guān)鍵：不斷調(diào)整完善。井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破全斷面直眼掏槽環(huán)狀布置

井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破上臺(tái)階起爆順序和網(wǎng)絡(luò)火雷管井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破隧道預(yù)裂爆破的炮眼布置井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破炮眼直徑(mm)炮眼間距E(cm)抵抗線W(cm)密度系數(shù)(K=E/W)裝藥集中度(Kg/m)38~4640~7050~800.65~1.000.15~0.3552~6480~100110~1300.70~0.800.25~0.40光面爆破參數(shù)值也與裝藥量、長(zhǎng)度、裝藥結(jié)構(gòu)和引爆方法有關(guān)。井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破炸藥種類L(m)E(m)W(m)E/W裝藥結(jié)構(gòu)每個(gè)周邊眼的裝藥量（kg）周邊眼的單位裝藥量(kg/m)坑壁圍巖的情況二號(hào)硝銨炸藥1.50.70.80.88連續(xù)裝藥1.050.70炮眼全部崩光頂幫帶下200mm0.70.71.00連續(xù)裝藥0.750.50可以看見部分炮眼痕跡0.60.61.00連續(xù)裝藥0.450.30炮眼痕跡可見裝藥處眼壁周圍裂縫較多0.60.51.20空氣間隔裝藥(間隔100mm)0.450.30炮眼痕跡可見，眼壁周圍裂縫少。某隧道光面爆破試驗(yàn)情況井巷掘進(jìn)爆破巖石爆破隧道爆破巖石單位體積耗藥量（kg/m3）斷面面積（