第七章安全爆破技术.doc

第七章安全爆破技术第一节 起爆技术矿井开采时，旺旺需要一次通电起爆若干个电雷管，这就需要预先将这些电雷管的脚线与脚线、脚线与母线链接号，组成爆破网路，通电后使每个电雷管都能获得足够的电流二爆炸。爆破网路的连线方式包括：串联、并联和混联等。1、串联串联是依次将相邻的两个电雷管的脚线各一根互相连接起来，最后将两端剩余两根脚线接到母线上，再将母线接入电源。串联电雷管群的准爆条件是：必须使通入网路的电流值大于串联电雷管的最小准爆电流。2、并联并联是将所有的电雷管的两根脚线分别接到网路的两个母线上，通过母线与电源连接。并联方式可分段并联和并簇两种方式。3、混联混联是上述两种方法的结合，可分为串并联和并串联。当依次起爆炮眼数目较多时，则需采用串并联和并串联。串并联是先将电雷管分组，魅族串联接线，然后各组剩余的两根脚线都分别接到爆破母线上。并串联是将各组电雷管并联，然后将各组串联起来，并串联在现场很少采用。二、起爆方法利用起爆器材，并辅以一定的工艺方法引爆炸药的过程成为起爆。起爆所采用的工艺、操作和技术的总和成为起爆方法。现行的起爆方法主要分为两大类：一类是电力起爆法；另一类是非电力起爆法。(一)电力起爆法利用电雷管通电后起爆产生的爆炸能力引爆炸药的方法成为电力起爆法。它是通过电雷管、导线和起爆电源三部分组成的起爆网络来实施的。为了保证有良好的接线质量应注意以下三点：（1）接线人员开始应先擦干净手上的泥污，刮净线头的氧化物、绝缘物，露出金属光泽，以保证线头接触良好；作业人员不准穿化纤衣服。（2）接头牢固扭紧，线头应有较大接触面积。（3）各个裸露接头彼此应相距足够距离，不允许相互接触，形成短路，为防止接触岩石、矿石或落入水中，可用绝缘胶布缠裹。整条线路连接好后，应有专人按设计进行复核。(二)非电力起爆法1、导爆线起爆法，是指利用一种导爆索爆炸时产生的能量去引爆炸药的一种方法，但导爆索本身需要先用雷管将其引爆。导爆索的爆破网路连接方法包括：串联、分段并联和串并联等。2、导爆管起爆法，的主体是塑料导爆管。起爆网路由击发元件、传爆元件、连接元件和起爆元件组成。起爆时首先引爆导爆管，经传爆元件、再引爆各分支导爆管，最后经起爆雷管引爆炸药、引爆导爆管、，可以用起爆枪、撞针击发火帽、雷管等。3、导火索起爆法，它是利用到后所的燃烧产生的火花来引爆火雷管，再由火雷管的爆炸能击发工业炸药爆炸。主要用于露天矿、隧道工程和无瓦斯、煤尘爆炸危险的非煤矿山爆破。(一)起爆操作注意事项1、选用同厂痛批生产的电雷管，并用爆破电桥或爆破欧姆表检查雷管的电阻。2、检查电雷管电阻要在有防护的专门场所进行，不得离贮存炸药和起爆药包的地点太近。3、必须按设计的爆破网路接线，接线钳要切断工作电源。4、正规爆破网路必须从工作面向爆破站方向敷设。5、接线头牢固、悬空，接头间保持一定距离。6、加强炸药联系的组织工作。第二节 井巷爆破技术井巷掘进施工目前主要有两种方法，一是综合机械化施工法，二是钻眼爆破法。尽管综合机械化施工法作业连续、机械化程度高、安全高效，但目前还没有解决刀具磨损快、寿命短的问题，故其使用范围受到一定的限制。因此，钻眼爆破法仍是目前井巷掘进施工的最主要的方法。（一）掘进爆破炮眼的种类和作用掘进爆破炮眼的种类按其用途和位置不同，可分为掏槽眼、辅助眼和周边眼三种。1、掏槽眼。一般布置在掘进工作面的中下部，最先起爆。它的作用是给辅助眼增加自由面，为辅助眼的爆破创造有利条件。2、辅助眼。位于掏槽眼与周边眼之间。在掏槽眼之后起爆，它的作业是使自由面扩大，保证周边眼的爆破效果。3、周边眼。位于巷道的四周，巷道中的周边眼按其位置不同可分为定眼、帮眼和底眼。周边眼最后起爆，它的作用是爆破形成巷道轮廓，保证巷道断面形状、尺寸、方向和坡度等符合设计要求。（二）井巷工作面炮眼的布置1、巷道工作面炮眼的布置合理的炮眼布置应能满足以下要求：（1）有较高的炮眼利用率。（2）炮眼的布置必须有利于爆堆集中，飞石距离小。不损坏支架和其他设备。（3）掏槽眼应比其他炮眼加深200mm，保证掏槽的效果。（4）炮眼布置应能保证爆破后断面和轮廓尺寸符合设计要求，不发生超挖或欠挖；壁面平整并能保持巷道本身的强度和稳定性。（5）先爆炸的炮眼不会影响后爆炸炮眼的起爆，不会发生后起爆的炸药被钝化的情况。（6）爆破块度均匀，大小符合装岩要求，大块率小。（7）便于打眼工打眼操作，并尽可能减少钻眼机械和设备的移动。（8）在保证爆破安全与效果的前提下尽可能减少布眼数量。2、立井工作面炮眼的布置立井工作面炮眼布置的要求和原则基本与巷道炮眼相同，但需考虑到立井的井形和钻眼方向。一般井筒为圆形，其掏槽眼的布置形式为圆锥掏槽和筒形直眼掏槽。受岩层角度较大的地点也可采用楔形掏槽。（三）井巷掘进的掏槽方式井巷掘进常用的掏槽方式，根据掏槽眼的方向不同，可分为斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽三种。1、斜眼掏槽斜眼掏槽是目前井巷掘进中常见的掏槽方法，它适用于各种岩石条件中。常用的斜眼掏槽方式有单斜掏槽。扇形掏槽、锥形掏槽和楔形掏槽。其中楔形掏槽使用范围广泛。适用于岩石和中等以上断面。2、直眼掏槽直眼掏槽，是指所有掏槽眼都垂直于巷道工作面，各槽眼之间保持平行，且槽眼距离较小，留有不装药的空眼。直眼掏槽适用于坚硬或中等坚硬的岩石、断面较小的巷道中掏槽，特别是在立井井筒。但有空眼的直眼掏槽不能再由瓦斯或煤尘爆炸危险的地点使用。目前广泛使用的直眼掏槽方式有直线掏槽、菱形掏槽、角柱掏槽、五星掏槽和螺旋掏槽。二、井巷控制爆破技术现在推广使用毫秒爆破、光面爆破和定向爆破等控制爆破技术。（一）毫秒爆破毫秒爆破又称微差爆破，即把炮眼分组，以毫秒级的时间间隔控制炮眼按预定顺心先后分组起爆的一种延期爆破方法。其延期间隔时间一般为几毫秒到几十毫秒。1、毫秒参数的确定毫秒爆破参数确定方法与一般爆破相同。毫秒爆破能减少岩石破碎块度。2、采掘工作面实行毫秒爆破应采取的安全措施在有瓦斯的采掘工作面采用毫秒爆破，为了确保安全生产，次序制定切实可行的安全措施。（1）加强采掘工作面的瓦斯检查，严格执行“一炮三检制”，瓦斯浓度达到1%时不准装药、爆破。（2）煤矿许用毫秒延期电雷管总延期时间必须控制在130ms以内。（3）毫秒爆破，无论是正向起爆还是反向起爆都应装填水泡泥，封泥质量和长度必须符合煤矿安全规程的要求，严防“打筒”、炮眼喷火。（4）电雷管使用前必须导通，测试全电阻值。（5）采用毫秒爆破时，掘进工作面应全断面一次起爆。不能全断面一次起爆的，必须采取安全措施；在采煤工作面，可分组装药，但一组装药必须一次起爆。（6）相邻两炮眼的距离不得少于0.4m；一次爆破的雷管数应根据通风、顶板、运输能力等情况确定。（二）光面爆破光面爆破，简称光爆，是指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，在主爆区之前或之后起爆，以形成平整的轮廓面得一种控制爆破技术。1、光面爆破的种类光面爆破根据施工方法不同可分为轮廓线光爆法、预裂光爆法和普通光爆法三类。（1） 轮廊线光爆法。（2） 预裂光爆法。（3） 普通光爆法。2、光面爆破法炮眼的布置（1）炮眼布置的顺序。一般是首先选择掏槽眼方法，确定掏槽眼的位置；其次是根据岩石条件，选择周边眼参数，布置周边眼及控制光面层厚度的二圈位置；最后是安排辅助眼及底眼的位置。（2）布置原则。由于套曹艳和周边眼已固定，所以主要考虑辅助眼和底眼的布置。总的原则是使炮眼均匀布置爱被爆岩体中，同时光面厚度要均匀。3、光面爆破的质量要求（1）眼痕率，硬岩不应小于80%，中硬岩不应小于60%。（2）软岩中的巷道，周边成形应符合设计轮廓。（3）两炮衔接台阶尺寸，眼深小于3 m时，不得大于150mm。眼深为5m，不得大于250mm.（4）围岩面上不应有明显的炮震裂缝。（5）巷道周边部应欠挖，平均线性超挖值应小于200mm。欠挖的具体数据包括：1) 净宽2) 净高3) 井筒半径（6）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。4、光面爆破的注意事项（1）当工作面有软岩石（煤）层或容易冒落破碎的岩石时，可根据实际情况在周边加打空眼，或适当将周边眼加密。（2）光面爆破的眼位、眼深及其方向应力求准确。在硬岩中，周边眼口应在轮廊线上，眼底不宜超过轮廊线100m；在软岩中，眼口应在轮廊线内100m处，眼底应正好落在轮廊线上，当工作面处在易冒落破碎的软岩夹层时，可在软岩夹层上加打空眼，起导向作用。（3）光爆应采用反向不耦合与空气柱结构装药，若在高瓦斯矿井，必须制定安全技术措施，经矿总工程师批准后实施。5、深孔光爆施工技术深孔光面爆破，是指一次爆破的炮眼深度大于2.5m的光面爆破，在静好掘进中，深孔挂念爆破已成为今天的发展方向。（1） 深孔掏槽方法。在有限井巷掘进工作面上，实现深孔光面爆破的主要关键性技术，是如何实现深孔掏槽，并达到光面爆破效果的问题。由于受巷道断面的限制，要实现深孔掏槽，就必须实行直眼掏槽法。在深孔条件下，必须采用强力抛渣式直眼掏槽法。 （2）深孔光爆材料和装药结构。（三）定向断裂爆破定向断裂爆破，是指在岩巷周边眼爆破时，利用切缝管对炮眼内的爆炸能量释放方向进行定向控制，使切缝方向集中释放能量来形成最大应力，作用于岩面并产生裂缝，裂缝在应力波河爆生气体的共同作用下定向扩展，最终形成控制精确断裂的一种控制性爆破。一、影响爆破效果的主要因素爆破是目前采掘过程中破碎岩石的主要手段。（一）炸药的性能影响爆破效果的炸药性能参数主要有：炸药爆速、爆炸气体生成量及装药密度等。（二）装药结果不同的装药结构可改变炸药的爆炸性能，从而因引起爆炸作用的变化。1、药包形状常用药包有延长药包和集中药包两类。2、空气间隔装药A、轴向空气间隔装药。B、环向空气间隔装药。3、起爆药卷的位置（三）岩石性质及地质构造不同的岩石，其硬度是不同的，一般而言，岩石的坚固性系数越大，炸药消耗量也越大，反之则越小；弹性大，岩石的炸药消耗量大，而脆性岩石则较小。（四）爆破参数和爆破工艺1、爆破参数，主要是指炸药消耗量、装药量、炮眼直径、炮眼深度、炮眼数目以及最小抵抗线等。（1）炸药的消耗量。爆破1立方米原岩所需要的炸药消耗量，简称炸药消耗量，单位千克/立方米。（2）炮眼直径。炮眼直径对凿岩速度、眼数、单位炸药消耗量和巷道成形等都有影响。（3）炮眼深度。炮眼深度决定着每个循环的进尺。量，也就是决定着掘进中钻眼和装岩等主要工序的工作量和完成该工序所需要的时间。（4）炮眼数目。炮眼数目和炮眼布置是密切相关的，必须根据工作面的岩石性质、巷道断面形状和尺寸以及所用的爆炸材料，对不同作用的各类炮眼，分别进行合理布置，最终排列出的炮眼就是一次爆破的总炮眼数目。（5）最小抵抗线。炮眼眼距与最小抵抗线间的相对比值有着非常重要的作用。2、爆破工艺爆破参数确定后，爆破施工工艺也是影响爆破效果的一个关键环节，如炮孔装药、填塞等。（五）间隙效应间隙效应是指在炮眼内，如果装药柱也炮眼孔壁之间存在空隙，常常会发生爆轰中断或炮轰转变为燃烧的现象，又称为管道效应或沟槽效应。1、间隙效应的危害不仅减低了爆破效果，而且在瓦斯矿井中进行爆破时，若炸药发生燃烧，就有引发是事故的可能。因此，在爆破作业中应尽可能地消除间隙效应。2、消除间隙效应的措施A、装药前，炮眼内的煤、岩粉应认真清扫，保证药卷之间密接。B、采用耦合散装炸药的方法来消除径向间隙。C、采用临界直径小、爆轰性能好、对间隙效应抵抗力大的炸药。D、加大药包直径或缩小炮眼直径。E、采用高威力炸药，或改变雷管位置等。第三节 炮采工作面爆破技术一、炮采工作面炮眼的种类及作用炮采工作面的炮眼，按位置可分为底眼、腰眼和顶眼。1、底眼及其作用底眼位于工作面的底部，它的作用是先将煤层的煤崩出，起到掏槽作用，为腰眼和顶眼爆破创造自由面，不留底煤，不破底板，为装煤、移溜和支柱创造良好条件。2、腰眼及其作用腰眼位于煤层顶板与底板之间的腰部，它的条件是进一步扩大底眼掏槽，为顶眼爆破增加自由面，为落煤创造条件。3、顶眼及其作用顶眼位于腰眼与顶板之间，它的作用是在不留顶煤并保持顶板稳定或减少顶板被震动的情况下落煤。二、炮采工作面炮眼的布置炮采工作面的炮眼排列应根据工作面的采高、煤的硬度、顶底板岩性和煤层节理、层理等条件决定。一般常用的炮眼布置有三种形式：1、单排眼2、双排眼3、五花眼三、炮采工作面间隔分组爆破煤矿安全规程规定，在采煤工作面，可分组装药，但一组装药必须一次起爆。所以，采煤工作面严禁一次装药，分次起爆。采用间隔分组装药爆破时应采取以下技术措施：1、在地质条件好、顶板比较稳定的工作面，如果合理选择好发爆器容量，加大炮眼水平角度，适当缩小相邻炮眼的间距（0.8米左右）和严格控制每个炮眼的装药量，且工作面倾斜长度较短时，可以适当加长一次爆破长度，采用大串联一组装药一次起爆；如果工作面倾斜长度较长，可以分组视顶板稳定情况，确定分组长度，实现分组装药，一组装药一次起爆。2、在顶板教不稳定、比较破碎的工作面，采取减少定眼和加大定眼与顶板的距离，并在分组间留煤柱（煤垛）的情况下，视顶板情况适当缩小分组长度，实行一组装药一次起爆。3、采用在刮板输送机溜槽上加盖板的方法，避免煤压死输送机导致输送机难以启动，影响正常生产。4、采取留有一定炮道和加大底眼俯角，以及在刮板输送机一侧加压点柱或挤住溜槽的办法，方针爆破崩翻溜槽。5、使用毫秒雷管爆破，可以一次多爆破，爆破效果好，又利于顶板管理。6、如果采煤工作面对分次装药，一组装药起爆确有困难时，可以一次打眼，间隔分组装药起爆。分组装药的间隔距离不得小于2m。为防止间隔区间的未装药炮眼被爆破挤压变形可以在炮眼中插上炮棍，最后视分组爆破情况，再把纤细区间的炮眼装上药卷进行爆破。7、装药钱和爆破前有下列情况之一的，演技装药、爆破：1) 采掘工作面的空顶距离不符合作业规程的规定，或支架有损坏，或伞檐超过规定。2) 爆破地点附近20内米风流中瓦斯浓度达到1%。3) 在爆破地点20内，矿车，未清除的煤、矸或其他物体堵塞巷道断面1/3以上。4) 炮眼内发现异状、温度聚高聚低，有显著瓦斯涌出、煤岩松散、透老空等情况。1、 严禁在一个采煤工作面使用2台发爆器同时进行爆破。2、 炮采工作面应采取湿式打眼，使用水泡泥；爆破前后应冲洗煤壁，爆破时应喷雾降尘，出煤时洒水。四、炮采工作面的毫秒爆破采用毫秒爆破应采取以下技术措施1、炮孔间必须采用串联，不得并联或串并联。2、爆破前，用光电导通表或数字欧姆表检查网络。3、使用发爆器要保证网络实际起爆电流不小于1.52.0A。4、对于顶板破碎、煤质松软、煤壁矿压较大的工作面，应适当减少炮眼数目与装药量，减低顶眼数目或减少定眼数目。5、工作面分茬爆破，一次爆破长度为530米，每隔515米留有一煤垛，长3米以上。6、加强工作面瓦斯检查，瓦斯浓度超过1%不得装药爆破。7、工作面要有足够风量，设好防尘水管，爆破前、后都必须洒水降尘。8、过断层、破碎带时，断层、破碎带上、下2米内不准放大炮。第 10 页