钻眼爆破(井巷掘进与支护)概要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,采,矿通,论,课程,第三篇,井巷掘进与支护,第,6,章 钻眼爆破,本章主要内容,第,6,章 钻眼爆破,第一节,岩石的性质及分级,第二节,钻眼工作,第三节,爆破工作,第一节 岩石的性质与分级,井巷掘进是煤矿生产一项经常而重要的工作。不论开掘何种井巷，其主要工作都是破岩和支护。破岩和支护的主要对象是各种不同的岩石，其物理力学性质各异。因而，了解岩石的性质，对于合理的确定破岩方法和支护方式，选用适当的凿岩机械、爆破器材和掘进机械，以及正确确定工作定额，具有重要的意义。,第一节 岩石的性质与分级,一般认为：,岩块,是从地壳岩层中切取出来的小块体；,岩体,是指地下工程周围较大范围内的自然地质体；,岩石,则是不分岩块和岩体的泛称。,“,坚固性系数,f,”,：表示岩石破坏的难易程度。,式中：,Rc,岩石的单轴抗压强度，,MPa,或,kg/cm3,1kg/cm2,约等于,0.098,MPa,，工程上近似为,0.1MPa,。,。,级别,坚固性程度,岩石,坚固性系数,f,I,最坚固的岩石,最坚固、最致密的石英岩及玄武岩，其它最坚固的岩石,20,II,很坚固的岩石,很坚固的花岗岩类：石英斑岩，很坚固的花岗岩，硅质片岩；坚固程度较,I,级岩石稍差的石英岩；最坚固的砂岩及石灰岩,15,III,坚固的岩石,致密的花岗岩及花岗岩类岩石，很坚固的砂岩及石灰岩，石英质矿脉，坚固的砾岩，很坚固的铁矿石,10,IIIa,坚固的岩石,坚固的石灰岩，不坚固的花岗岩，坚固的砂岩，坚固的大理岩，白云岩，黄铁矿,8,IV,相当坚固的岩石,一般的砂岩，铁矿石,6,IVa,相当坚固的岩石,砂质页岩，泥质砂岩,5,V,坚固性中等的岩石,坚固的页岩，不坚固的砂岩及石灰岩，软的砾岩,4,Va,坚固性中等的岩石,各种不坚固的页岩，致密的泥灰岩，,3,VI,相当软的岩石,软的页岩，很软的石灰岩，白垩，岩盐，石膏，冻土，无烟煤，普通泥灰岩，破碎的砂岩，胶结的卵石及粗沙砾，多石块的土,2,VIa,相当软的岩石,碎石土，破碎页岩，结块的卵石及碎石，坚硬的烟煤，硬化的粘土,1.5,VII,软岩,致密的粘土，软的烟煤，坚固的表土层,1.0,VIIa,软岩,微砂质粘土，黄土，细砾石,0.8,VIII,土质岩石,腐植土，泥煤，微砂质粘土，湿砂,0.6,IX,松散岩石,砂，细砾，松土，采下的煤,0.5,X,流沙状岩石,流砂，沼泽土壤，包含水的黄土既包含水的土壤,0.3,表,6-1,岩石强度分级表,第二节 钻眼工作,井巷施工首先要破碎岩石，常用的破岩方法有,机械破岩,和,爆破破岩,两种。,进行爆破破岩，就是要在采掘的煤岩中用钻研工具钻凿炮眼，其深度一般不超过,3,4m,，直径,35,75mm,。然后在炮眼中安放一定数量的炸药，炮眼口直至炸药间的一段炮眼放置以不燃的惰性物质（一般为粘土与砂子混合物）做得炮泥，再用一定的方法是炸药在炮眼内起爆，从而产生巨大压力使煤和岩石从其整体中分离出来，并破碎成便于装运的块度。,因此，钻眼爆破可分为两项主要工作：,钻眼工作,和,爆破工作,。,第二节 钻眼工作,一、钻眼机械与机具,岩石的切削,钻眼（又称凿岩）机具按,能源,分，有电动、风动、液压、内燃四种。,按,破岩机理,来分，有,冲击式、旋转式,两种。,1,电钻,用旋转式钻眼法破岩，用电力为动力。,煤矿常用的有煤电钻和岩石电钻。,第二节 钻眼工作,2,、凿岩机,(,风钻,),矿山一般常用的有：手持式、气腿式、伸缩式和导轨式几种。,3,全液压钻机,液压凿岩机是以液压为动力的凿岩机，它和风动凿岩机一样，也由冲击机构、转钎机构及排粉系统等组成。,YT-23,型风钻外形,十字钎子头原理,钻眼工具,1,、凿岩机,钎子,：钎头的形状较多，但最常用的是一字形和十字形钎头。,2,、,电钻钻具,组合钎子,活动钎头,煤电钻钻具,第二节 钻眼工作,二、掘进机械设备,一种组合的装备及自动化配置。,掘进凿岩台车,目前最广泛采用的掘进凿岩台车，是在可自行的车体上，安立钻臂，钻臂上端安设推进器。凿岩机在推进器的导轨上，因推进机械的作用而前后移动，完成钻进和退钻的动作。钻臂可上下、左右摆动，以便将凿岩机安置在所需钻眼的位置。,台车行走机构有轨轮、履带及轮胎三种形式。国产台车目前以轨轮式为主。,CGJ220.2,型掘进凿岩台车,凿岩台车,大型的凿岩台车,第三节 爆破工作,一、爆破作用的原理,岩石与空气相接触的表面称为,自由面,。,药包中心到自由面的垂直距离叫,最小抵抗线。,不同最小抵抗线时的集中药包爆破现象,三、炮眼的布置,三、炮眼的种类和作用,掏槽眼,：首先爆炸的炮眼，其作用在于产生自由面。,辅助眼,：在掏槽眼的外围，除崩落岩石外，还能扩大所掏的槽，提高周边眼的爆破效果。,周边眼,：靠近巷道的周边，其作用在于使巷道获得一定的形状和规格。,炮眼的布置,第三节 爆破工作,二、矿用炸药,炸药是一种固体或液体的化合物或混合物。当这种物质受到一定的外界能量作用时,(,遇热、机械冲撞力、其它炸药爆炸的影响,),，就能迅速分解，同时产生大量的气体和热量。,在炸药迅速分解的过程中，由于气体的膨胀作用对周围介质产生突然的冲击压力，致使介质破坏，同时发生巨大的音响和振动，这种现象称为爆炸。,爆炸与燃烧的区别：爆炸与燃烧的共同点均是散发气体和热量，但燃烧的反应速度很慢，所以热量不能聚积，气体产生随即溢散。爆炸则反应速度很快，每秒钟达几百乃至几千米，而且产生很高的温度,(1500,4500),和大量的气体。,第三节 爆破工作,1,硝甘炸药,硝甘炸药的优点是爆炸力强，并具有良好的抗水性，所以特别适用于爆破含水较多的坚硬岩石或矿石。例如多在开凿水量较大的井筒时使用。,硝甘炸药的缺点是敏感性很强，受到撞击或摩擦就可能引起爆炸。而且还易于冻结、失效和出现汗渍。价格昂贵。,2,硝铵炸药,是我国煤矿中广泛采用的炸药,【,安全炸药,】,。,它的主要成分是硝酸铵,(NH,4,NO,3,),，此外，还含有三硝基甲苯,(T.N.T),、锯末、炭粉和,食盐,等。（食盐,=,消火焰作用）,适用于有瓦斯和煤尘爆炸危险矿井中的硝铵炸药称为安全炸药。在爆炸时它产生短而温度较低的火焰，可避免引起瓦斯或煤尘爆炸。,(,缺点：粘结性和潮解性,),【,650,750,、瓦斯浓度,5-16%,时，瓦斯爆炸的感应期为,0.02s,（最大值）,】,一要爆炸力强，二要安全可靠，三要按照人的要求随时爆炸。诺贝尔制成了硝甘安全炸药、无烟火药，又制成了引爆用的雷管，很好地解决了这三大难题。,安全性较差、货源难寻煤矿很少使用。,硝酸铵水溶液与油相溶液及消焰剂在乳化剂的作用下形成乳胶体，经敏化剂敏化混合而成。抗水性强，威力较大。,三、起爆器材,起爆器材就是供给炸药能量使其爆炸的器材。起爆器材在煤矿中包括,导爆索、雷管及发爆器,。,1,导爆索,又称导爆线，是用来传递爆炸波，并直接引爆炸药的。但它本身需要雷管引爆。,应用于深孔、分段装药的爆破中；缺点成本高，不能在,有瓦斯和煤尘,的矿井中使用。,煤矿许用导爆索,这种导爆索与普通导爆索的区别是在芯药和包覆层内加入消焰剂,起到了类似于煤矿安全炸药和被筒炸药的作用。,三、起爆器材,2,雷管（电雷管）,用来起爆炸药和导爆索。它是最常用的起爆器材。,雷管呈圆柱形，管壳用纸、铜和铝制成，内盛起爆炸药，直径为,6,8mm,，长约,40,50mm,。,国产毫秒延期电雷管各段的微差时间从,25ms,到,300ms,，最大延期可达,2000ms,。段数可达,20,段。,3,发爆器,发爆器是电雷管起爆的电源，目前我国矿山中普遍得到推广使用的是,晶体管,-,电容式发爆器,。,根据是否防爆，发爆器可分为防爆型及非防爆型两种。在有瓦斯或煤尘爆炸危险的矿井中，必须使用防爆型发爆器。,第三节 爆破工作,四、装药,1,炮眼装药量的计算,每爆破一次的炸药总消耗量,(,Q,),，根据下式计算：,Q,=,q V,kg,式中：,q,每爆破,1m,岩石所需之炸药消耗量，,kg/m,3,；,V,岩石爆破量，,m,3,。,每,个炮眼的平均炸药消耗量,(r),：,r=Q/N,kg/,个,式中：,N,炮眼数目，个。,第三节 爆破工作,2,装填方法,楔形掏槽两边炮眼的角度对称，装药量也要一致，否则，爆破力量偏向一边，易打倒支架。周边眼最好多,些，装药量则少些，这样，有利于巷道轮廓面的规整和围岩的稳定。,起爆药卷在炮眼里的位置应靠近眼口，作为最外面一个,(,或第二个,),药卷，使雷管有聚能穴的一端朝向眼底，并堵上炮泥。,煤矿安全规程,规定：封泥应用水炮泥，也可用不燃性的、可塑性的松散材料制成，如砂子、粘土和砂子混合物等。禁止使用块状材料或可燃性材料作封泥。无封泥的炮眼，严禁放炮。,封泥多用粘塑性好的砂、土混合而成；也有用水炮泥的,(,塑料套装水,),。,水炮泥既起堵孔的作用，又起消尘和减少有害气体的作用。,第三节 爆破工作,3,联线方式,井巷掘进爆破中，可有三种雷管联线方式，即串联、并联和混联,(,串并联及并串联,),。,采用串联时，联线简单，而且通过每个雷管的电流相等，故串联法在煤矿的巷道掘进爆破中使用最广，缺点是只要一个雷管断路则整个串联组拒爆。,并联方法可靠，但所需起爆电流较大。,在井下大爆破中，一般炮孔的数目都比较多，因此多采用混联。,巷道掘进断面,(m2),岩石坚固性系,数,f,1.5,23,46,810,1214,1520,6,8,10,12,15,20,0.78,0.65,0.56,0.52,0.47,0.44,0.40,1.05,0.89,0.78,0.72,0.66,0.64,0.60,1.50,1.28,1.12,1.01,0.92,0.90,0.86,2.15,1.89,1.69,1.51,1.36,1.31,1.26,2.64,2.33,2.09,1.90,1.78,1.67,1.62,2.93,2.59,2.32,2.10,1.97,1.85,1.80,表,6-9,岩巷掘进炸药消耗量定额,炮眼的布置及装药量设计,装药结构,联线方式,第三节 爆破工作,五、毫秒爆破,利用毫秒雷管或其它设备,控制放炮的顺序,，使每段之间只有几十毫秒的间隔，叫做,毫秒爆破或微差爆破,。,光面爆破,光面爆破技术约在,1950,年发源于瑞典，,1952,年在加拿大首次应用。光面爆破是一种控制岩体开挖轮廓的爆破技术，是通过一系列措施对开挖工程周边部位实行正确的钻孔和爆破，并使周边眼最后起爆的爆破技术。,沿开挖边界布置密集炮孔，采取不耦合装药或装填低威力炸药，在主爆区之后起爆，以形成平整的轮廓面的爆破作业。,思考题,1,岩石分级的目的是什么？举出两种常用的岩石分级方法，并说明其特点？,2,炮眼的种类和作用？,3.,矿用炸药的种类和特点？,4.,简述钻眼爆破常用的起爆器材及其工作原理？,5.,什么是毫秒爆破？其爆破效果有何特点？,6.,分析光面爆破的机理？,