[井巷工程]第二章-钻眼爆破-ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,能源科学与工程学院,郜进海博士、教授,井巷工程2,第二章钻眼爆破,能源科学与工程学院井巷工程2第二章钻眼爆破,1,第二章钻眼爆破,破岩方法爆破破岩和机械破岩,爆破破岩的优缺点,机械破岩的优缺点,第二章钻眼爆破破岩方法爆破破岩和机械破岩,2,2.1,钻眼机具,中硬以上岩石中采用冲击式钻眼机具,软岩及煤层中采用旋转式钻眼机具,按使用动力类型：,电动凿岩机,风动凿岩机,液压凿岩机,第三章巷道破岩,2.1 钻眼机具第三章巷道破岩,3,一、风动凿岩机,1,破岩原理与类型,第三章巷道破岩,按支架方式分：,手持式,气腿式,向上式,导轨式,按冲击频率分：,低频 ,2000t/min,中频,2000,2500t/min,高频 ,2500t/min,各种类型凿岩机适用条件,一、风动凿岩机第三章巷道破岩按支架方式分：按冲击频率分：各,4,2,风动凿岩机构造及工作原理（,YT-23,）,凿岩机的组成：柄体、缸体和机头组成,工作原理：,冲击机构：气缸、活塞、配气系统。通过配气系统使活塞前后运动，完成冲程和回程。,转钎机构：由棘轮、螺旋棒、活塞、转动套和钎套筒组成。冲程时棘轮转动，活塞不转，因此钎子不转，能量集中；回程时棘轮不转，活塞旋转，通过转动套及钎套筒带动钎子转动，完成钎子的旋转过程。,排粉系统：轴向供水系统 风水联动装置、水针、内空钎子、钻头,润滑系统：注油器,3,架支机构,气腿、凿岩台车、伞形钻架,第三章巷道破岩,配气方式：,控制阀配气,无阀配气,2风动凿岩机构造及工作原理（YT-23）第三章巷道破岩配,5,1,张家口宣化华泰公司的,CMJ17HT,B/C,煤矿用全液压掘进钻车,1张家口宣化华泰公司的CMJ17HTB/C 煤矿用全液压,6,2,石家庄煤矿机械有限责任公司生产的,CMJ17,型煤矿用全液压掘进钻车,2石家庄煤矿机械有限责任公司生产的CMJ17型煤矿用全液压,7,二、,液压凿岩机,以液压为动力的凿岩机，利用液体的不可压缩性，压力比压缩空气高，因此凿岩效率高。,机构由冲击机构、转钎机构、排粉机构，不需要润滑机构。,与风动凿岩机相比，液压凿岩机一般均为高频凿岩机，钻速提高,2,3,倍以上，噪声降低,10,15dB,，消除了油雾水汽，工作环境改善，可钻较深和大直径的炮眼。,机体较重，需要专门的架支系统如凿岩台车伞形钻架、投资大，技术和维修要求高等。,第三章巷道破岩,二、液压凿岩机以液压为动力的凿岩机，利用液体的不可压缩性，压,8,三、电动凿岩设备,-,煤电钻和岩石电钻,（,1,）破岩原理,-,通过旋转切削式破岩,（,2,）构造：煤电钻由电动机、减速器、散热风扇、开关、手柄和外壳等组成。电压,127V,，功率,1.2kW,。,优点是动力直接，能耗低，重量轻，构造简单，使用和维修方便，在较软的煤岩层中打眼速度快。不适用于中硬以上的岩层。,第三章巷道破岩,三、电动凿岩设备-煤电钻和岩石电钻第三章巷道破岩,9,四、钻眼工具,1,钎子,风动和液压凿岩机采用的钎子由钎头、钎杆、钎肩和钎尾组成。,钎杆材料为中孔六角钢，其作用是传递冲击功，钎杆的长短和直径对转速有较大影响。,钎头：目前常用的是一字型和球齿型,煤电钻采用麻花钻杆，岩石电钻采用,传递的是扭矩。,第三章巷道破岩,四、钻眼工具第三章巷道破岩,10,井巷工程第二章-钻眼爆破-ppt课件,11,井巷工程第二章-钻眼爆破-ppt课件,12,2.2,炸药爆炸概论,爆炸现象：物质内部能量的急骤释放，并造成对周围介质作功的现象称为爆炸。一般伴随有声、光热产生。,爆炸三种形式：,物理爆炸,化学爆炸,核爆炸,第三章巷道破岩,2.2炸药爆炸概论爆炸现象：物质内部能量的急骤释放，并造成,13,2.2.1,炸药爆炸的三要素,炸药是在一定条件下能发生快速化学反应，放出能量，生成气体产物，并产生爆炸效应的化合物或混合物。,放出大量热,生成大量气体,化学反应高速进行,第三章巷道破岩,2.2.1 炸药爆炸的三要素炸药是在一定条件下能发生快速化学,14,2.2.2,炸药的氧平衡和爆热,炸药的化学组成：,C,、,H,、,O,、,N,分子通式：,CxHyOzNw,化学反应方程式,CxHyOzNw,CO,2,H,2,O,N,2,氧平衡计算,第三章巷道破岩,2.2.2 炸药的氧平衡和爆热炸药的化学组成：C、H、O、,15,零氧平衡,正氧平衡,负氧平衡,第三章巷道破岩,零氧平衡第三章巷道破岩,16,爆热,单位质量炸药在定容条件下爆炸时放出的热量称为爆热,盖斯三角形,爆热单位质量炸药在定容条件下爆炸时放出的热量称为爆热,17,2.2.4,炸药的爆轰,炸药化学变化的三种形式,爆速：爆轰波在炸药中的传播速度,影响爆速的因素：,装药直径,装药密度,装药外壳,炸药粒度,起爆冲能,间隙效应,2.2.4炸药的爆轰炸药化学变化的三种形式,18,2.2.5,炸药的猛度和爆力,炸药爆炸时形成的爆轰波和高温、高压的爆轰产物，对周围介质产生强烈的冲击和压缩作用，使之发生变形、破坏、运动或抛掷，称之为炸药的爆炸作用。,动作用：炸药爆炸瞬间产生的爆轰波和爆轰产物对周围固体介质破碎能力。用猛度表示，单位,mm,静作用：爆生气体在高温高压下体积膨胀作功对周围介质的破碎能力。用爆力表示，单位,ml,第三章巷道破岩,2.2.5 炸药的猛度和爆力炸药爆炸时形成的爆轰波和高温、,19,井巷工程第二章-钻眼爆破-ppt课件,20,炸药的感度：,热敏感度加热敏感度和火焰敏感度,机械敏感度冲击、挤压、摩擦、针刺,爆轰敏感度对爆轰波的敏感程度,单质炸药用最小起爆药量表示，混合炸药用殉爆距离表示。,殉爆：当主动药包发生爆炸引起邻近的同一种被动炸药也产生爆炸的现象。,第三章巷道破岩,2.2.6,炸药的敏感度,炸药的感度：第三章巷道破岩2.2.6炸药的敏感度,21,2.3,矿用工业炸药,按化学成份分类,单质炸药和混合炸药,按炸药用途分类,起爆药,猛炸药,火药（发射药）,第三章巷道破岩,2.3矿用工业炸药按化学成份分类第三章巷道破岩,22,混合炸药,氧化剂、敏化剂、可燃剂、防潮剂、疏松剂,主要成份：,硝酸铵（,NH,4,NO,3,）,TNT (C,6,H,2,（,NO,2,）,3,CH,3,),黑索金（,C,3,H,6,N,3,（,NO,2,）,3,）,防潮和疏松成分,第三章巷道破岩,混合炸药第三章巷道破岩,23,矿用工业炸药简介,（,1,）铵梯炸药,成份：硝酸铵、,TNT,、木粉、松香、石蜡,硝酸铵为主要成份，提供爆炸所需氧元素，氧化剂。,TNT,为敏化剂，改善炸药爆炸性能，提高炸药感度。,木粉为疏松剂，可燃剂,沥青、石蜡为防潮剂，也是可燃剂。,煤矿安全硝铵炸药需加食盐作为消焰剂。,铵梯炸药规格：直径,27,、,32,、,35,、,38mm,，重量,100,、,150,、,200g,。,第三章巷道破岩,矿用工业炸药简介（1）铵梯炸药第三章巷道破岩,24,（,2,）铵油炸药廉价炸药,主要成分为硝酸铵和柴油,（,3,）高威力硝铵炸药,铵梯黑、铵梯铝、铵梯黑铝等,（,4,）水胶炸药煤矿井下目前最常用的一类炸药，由氧化剂、敏化剂、胶凝剂、交联剂等组成。氧化剂为硝酸铵水溶液，,TNT,和甲基硝酸盐为敏化剂，胶凝剂、交联剂使炸药混合均匀，保持稳定，提高炸药的抗水性能。,第三章巷道破岩,（2）铵油炸药廉价炸药第三章巷道破岩,25,（,5,）乳化炸药,由硝酸铵、硝酸钠过饱和水溶液、燃料油、乳化剂和敏化剂组成。油包水型抗水炸药。,对煤矿许用炸药的要求：,煤矿许用炸药的爆炸能量要有一定的限制，其爆热、爆温、爆压和爆速都要求低一些，使爆炸后不致引起矿井大气的局部高温，降低引爆瓦斯煤尘的可能性。,煤矿许用炸药应有较高的起爆感度和传爆能力，以保证爆炸的完全性和传爆的稳定性。,煤矿许用炸药的有毒气体生成量应符合国家规定，其氧平衡值应接近于零。,煤矿许用炸药组分中不能含有金属粉末，以防爆炸后生成炽热的固体颗粒。,第三章巷道破岩,（5）乳化炸药第三章巷道破岩,26,2.4,起爆器材,炸药是一种亚稳态的物质，不使用时可保持相对稳定，而在需要爆炸时，在一定的能量激发下可产生爆炸，而能引起炸药爆炸的就是起爆装置。,起爆材料可分为传爆和起爆两类：,导火索、导爆索、导爆管为传爆材料,各种雷管、导爆索为起爆材料,导火索传导的是火焰，导爆索和导爆管传导的是爆轰波。,第三章巷道破岩,2.4 起爆器材炸药是一种亚稳态的物质，不使用时可保持相对,27,2.4.1,雷管,雷管可分为火雷管、电雷管及非电雷管。而目前最常用的是电雷管。,电雷管又有瞬发电雷管、秒延期电雷管和毫秒延期电雷管。,第三章巷道破岩,2.4.1 雷管雷管可分为火雷管、电雷管及非电雷管。而目前,28,电雷管构造,第三章巷道破岩,普通瞬发电雷管,a,直插式；,b,引火头式,1,脚线；,2,管壳；,3,密封塞；,4,纸垫；,5,桥丝；,6,引火头；,7,加强帽；,8,、,9,起爆药；,10,猛炸药,电雷管构造第三章巷道破岩 普通瞬发电雷管,29,第三章巷道破岩,秒延期电雷管,1,一排气孔；,2,一引火头；,3,一精制导火索段,普通毫秒电雷管,1,一塑料塞；,2,一延期内管；,3,一延期药；,4,一加强帽,秒延期雷管是通过导火索的长短来控制延期时间，虽然能起到延期的作用，但不能精确控制时间，而毫秒延期电雷管是通过爆轰稳定的延期炸药来控制延期时间，由于延期药的爆速稳定，可通过延期药量的多少来精确控制延期时间。,第三章巷道破岩 秒延期电雷管 普通毫秒电雷管秒延期雷管是通,30,电雷管的性能参数,电雷管电阻,最大安全电流,和最小发火电流,发火冲能,传导时间与成组电雷管的准爆条件,雷管的起爆能力,第三章巷道破岩,电雷管的起爆能力采用铅板穿孔试验,电雷管的性能参数电雷管电阻第三章巷道破岩电雷管的起爆能力采,31,2.4.2,导爆索和继爆管：,导爆索是以猛炸药为药芯，外面缠绕数层纱布、纸条并夹数层防潮层制成的索状起爆材料。需用雷管起爆，可直接引爆炸药，传导的是爆轰波。可确保所有的炸药同时爆炸。可以是单独的导爆索网路，也可说是电雷管导爆索双回路网络。,若想采用延期爆破，可在导爆索中间加继爆管调节延期时间。,第三章巷道破岩,2.4.2 导爆索和继爆管：第三章巷道破岩,32,2.5,电雷管起爆法,1,）起爆电源,发爆器,照明电源或动力电源,2,）电爆网路联结方式及其计算,串联、并联、串并联、并串联等,煤矿井下巷道掘进时均采用大串联，立井施工时采用闭合反向分段并联。,3,）电爆网路的安全,每次爆破时必须采用同厂、同类型、同批生产的电雷管。且电阻不能超过规定值。,第三章巷道破岩,2.5 电雷管起爆法1）起爆电源第三章巷道破岩,33,2.5.4,爆破事故的防治,巷道掘进工作面的爆破事故主要有瞎炮（拒爆）和早爆,3.1.5.1,拒爆的处理,拒爆,:,通电起爆后,工作面的电雷管全部或部分不爆的现象称为是拒爆或瞎炮。处理时应针对不同的原因采用不同的方法。,（,煤矿安全规程,规定）,3.1.5.2,早爆的处理,早爆是在工作人员还未完全撤出工作面时发生的爆炸。,引进早爆有许多原因，也要针对不同的原因采用不同的处理方法。（炸药雷管质量原因、冲击摩擦等到机械作用、杂散电流等。）,第三章巷道破岩,2.5.4 爆破事故的防治巷道掘进工作面的爆破事故主要有瞎,34,2.6,爆破破岩原理,自由面：相对于岩石中的集中药包，岩石与空气接触的界面为自由面。,最小抵抗线：集中药包中心到自由面的垂直距离。,最小抵抗线的方向就是煤岩体在药卷爆破后的移动或抛掷的主要方向。,第三章巷道破岩,2.6 爆破破岩原理自由面：相对于岩石中的集中药包，岩石与,35,第三章巷道破岩,第三章巷道破岩,36,内部爆破作用,（距自由面较远，只能在岩石内部显示爆炸效应）,粉碎区,裂隙区,