周边爆破与地下工程掘进爆破.pptx

《周边爆破与地下工程掘进爆破.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《周边爆破与地下工程掘进爆破.pptx（38页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、一、周边爆破1.1周边爆破的定义、分类、发展1.2周边爆破的理论1.3光面、预裂爆破的原理1.4光面、预裂爆破的参数确定1.5光面、预裂爆破的设计与施工第1页/共38页1.1周边爆破的定义、分类、发展定义：用于爆破开挖范围周边的爆破方法与技术，统称为岩石周边爆破。分类：根据周边炮孔与其他炮孔的起爆先后，周边爆破可分为光面爆破和预裂爆破。根据形成炮孔间贯通裂纹的本质，周边爆破可分为普通爆破和定向断裂爆破。第2页/共38页周边爆破的发展：普通周边爆破是在密集钻孔爆破法、龟裂爆破法、缓冲爆破法等的基础上发展起来的。第3页/共38页 密集钻孔爆破法是沿着设计轮廓线钻一排密集的钻孔，形成一条防震孔，孔内

2、不装炸药，防震抗能起到一定的减震作用。第4页/共38页 龟裂爆破法是沿着开挖轮廓线布置一排间距很小的钻孔，每隔数孔装填少量的炸药作为爆破孔,其余的空孔为导向孔，利用空孔应力集中原理，爆破时岩石沿钻孔连心线方向裂开。第5页/共38页 缓冲爆破与龟裂爆破相似，但是，装药采用不耦合间断装药方法，药卷四周填充惰性填塞物.第6页/共38页1.2周边爆破的理论以材料抗拉强度理论为基础的发展阶段 强调相邻炮孔产生爆炸载荷的共同作用（如应力波的叠加），但未考虑岩石中固有缺陷的影响。以Griffith强度理论为基础的发展阶段 充分考虑了岩石固有各种缺陷的影响，但对相邻炮孔载荷的共同作用重视不够。第7页/共38页

3、1.3光面、预裂爆破的原理应力波叠加原理爆炸高压气体作用原理应力波与气体压力共同作用原理 应力波的主要作用是在炮孔周围产生一些初始的径向裂缝，随后，爆炸高压气体准静态应力的作用使初始径向裂缝进一步扩展。（当相邻的两个炮孔爆炸时，由于应力集中，沿炮孔的连心线方向最先出现裂缝，并且发展最快。在爆炸气体压力的作用下，由于最长的径向裂隙扩展所需的能量最小，所以该处的裂缝优先扩展。）第8页/共38页1.4光面、预裂爆破的参数确定1.炮孔装药量的计算装药不耦合系数 为了实现光面裂隙面，要求只出现拉裂，不出现压碎，即：p2Kbc 式中，p2 爆炸作用于炮孔壁上的压力（MPa）Kb体积应力状态下的岩石强度提高

4、系数，Kb=10 c 岩石的抗压强度第9页/共38页对于沿炮孔全长的不耦合装药，p2=0D2(dc/db)6n/8式中，0 炸药密度（kg/m3）D 炸药爆速(m/s)dc和db装药直径和炮孔直径（cm）n 爆炸冲击波撞击炮孔壁引起的压力增大系数，一般取n=811第10页/共38页由上两式得到装药不耦合系数kd为 kd=dc/db 第11页/共38页装药系数（当采用空气柱间隔装药时，炮孔装药量由装药系数决定）取空气柱间隔装药作用于炮孔壁上压力为 p2=0D2(dc/db)6lc/(lc+la)n/8 式中，lc和la 装药长度和空气柱长度 lc+la=lb，lb为炮孔长度 则：装药系数lL=l

5、c/lb (db/dc)6 因而，炮孔装药线密度q1=0db2kd2lL 第12页/共38页2.炮孔间距 按应力波叠加原理，max=brmax 其中，b=rmax =2-第13页/共38页式中，比距离 r 应力计算点到炮孔中心的距离 rb 炮孔半径则：第14页/共38页 相邻炮孔同时起爆，则在炮孔连心线中点处产生的最大拉应力为：取r=a/2,=t(a为炮孔间距)，可得：第15页/共38页 按照应力波与爆炸气体共同作用理论，则炮孔间距为：其中，p为爆生气体充满炮孔的静压力（pa）第16页/共38页式中，pk 爆生气体膨胀过程中的临界压 力，一般取pk=100kpa pc 爆轰压 k1 高压状态下

6、爆生气体的等熵指数，可取k1=3 k2 低压状态下爆生气体的等熵指数，可取k2=1.4 vb、vc 炮孔体积、装药体积第17页/共38页3.最小抵抗线 最小抵抗线指周边爆孔到临近一圈崩落爆孔的垂直距离。最小抵抗线W可利用装药的密集系数确定，有：式中，m 装药密集系数，一般取m=0.81.0第18页/共38页1.5光面、预裂爆破的设计与施工（光面爆破多用于地下工程，预裂爆破多用于路堑等边坡开挖）1.光面爆破的设计步骤收集基本资料确定光面爆破的施工顺序选择合理的光爆参数确定炮孔装药结构（常用的装药结构有：耦合空气柱间隔装药、不耦合空气柱间隔装药、不耦合连续装药、不耦合孔底集中装药）确定起爆方法及网

7、路的连接形式第19页/共38页2.光面爆破的施工 为保证光面爆破的良好效果，除根据岩层条件、工程要求正确选择光爆参数外，精确钻孔极为重要。对炮孔的要求是“平、直、齐、准”第20页/共38页3.欲裂爆破的设计收集基本资料确定钻孔直径确定炮孔间距计算药量确定装药结构确定起爆网络第21页/共38页4.预裂爆破的施工施工准备钻孔药包加工装药、堵塞和起爆第22页/共38页二、地下工程掘进爆破2.1概述2.2掏槽爆破2.3掏槽孔装药量的计算2.4掘进爆破炮孔直径的确定2.5隧道工作面的炮孔布置2.6装药结构与填塞2.7钻孔施工的要点第23页/共38页2.1概述 目前，隧道掘进施工主要有综合机械化施工法（采

8、用大型巷道或隧道掘进机开挖）和钻孔爆破法（也称矿山法）两种方法。第24页/共38页2.2掏槽爆破 为了克服围岩的夹制作用、改善岩石破碎条件、控制隧洞开挖轮廓以及提高掘进效率，在进行地下洞室的爆破开挖时，按作用原理、布置方式及有关参数的不同，开挖断面上布置的炮孔往往分成：掏槽孔；崩落孔；周边孔。第25页/共38页 掏槽孔通常布置在开挖断面的中下部。掏槽孔是整个断面炮孔中必须首先起爆的炮孔，由于其密集的布孔和装药，先在开挖面（只有一个自由面）上炸出一个槽腔，为后续炮孔的爆破创造新的自由面。周边孔是沿断面设计边线布置的炮孔，一般在断面炮孔中最后起爆。其作用是爆出较为平整的洞室开挖开挖轮廓。崩落孔布置

9、在掏槽孔与周边孔之间。在掏槽孔起爆后，崩落孔由中心往周边逐层顺序起爆。其作用是扩大掏槽孔炸出的槽腔，崩落开挖面上的大部分岩石，同时也为周边孔创造自由面。这三类炮孔可以通过微差网路实现毫秒延迟间隔的顺序起爆，先起爆的炮孔为后起爆的炮孔减小岩石的夹制作用，并增大自由面。第26页/共38页 掏槽孔按其布置方式的不同，形式分为斜孔掏槽和直孔掏槽。常用的掏槽方式有锥形掏槽、楔形掏槽、单向掏槽、平行龟裂掏槽、角柱式掏槽、螺旋式掏槽、大孔掏槽、漏斗形掏槽、分阶掏槽与分段掏槽。第27页/共38页2.3掏槽孔装药量的计算1.斜孔掏槽的装药量计算式中，q 掏槽爆破岩石单位体积炸药消耗量（kg/m3）V 槽腔体积（

10、m3）n 斜孔掏槽炮眼数第28页/共38页2.平行直孔掏槽的装药量计算式中，q1 平行直孔掏槽炮孔线装药密度（kg/m2）a1 装药炮孔与空孔的中心距（m）d1 空孔直径（m）第29页/共38页3.按装药系数确定的直孔掏槽炮孔装药量 式中，Q 每个炮孔的装药量 炮孔装药系数 L 炮孔深度（m）第30页/共38页4.直孔掏槽的炮孔装药长度 式中，Q 集中装药药量（kg）qk 掏槽孔装药量系数（kg/m3）n 爆破作用指数 W 集中装药抵抗线（m）第31页/共38页2.4掘进爆破炮孔直径的确定 合理的孔径是在相同条件下，能使掘进速度快、爆破质量好、费用低。采用不耦合装药时，孔径一般比药卷大57mm

11、.目前，国内的药卷直径有32mm、35mm、45mm等几种，其中32mm和35mm的使用较多，故炮眼直径多为3842mm.第32页/共38页2.5隧道工作面炮孔布置1.对炮孔布置的要求：有较高的炮孔利用率先爆破的炮孔不会破坏后爆破的炮孔爆破块度均匀，大小符合装岩要求，大块率小爆堆集中，爆堆高度和宽度符合要求，飞石距离小，不会损坏支架或其他设备爆破后断面和轮廓符合设计要求便于打孔，并尽量减少钻孔机械和设备的移动第33页/共38页2.炮孔布置的方法周边孔按光面爆破参数布置选择适合的掏槽方式和掏槽位置布置好周边孔、掏槽孔后，布置崩落孔底孔孔口应高出地板水平150mm左右第34页/共38页2.6装药结构与填塞 不耦合装药时，药卷直径要比炮孔直径小。间隔装药时，药卷之间用炮泥或空气隔开。在炮孔孔口一段应填塞炮泥。第35页/共38页2.7钻孔施工的要点 钻孔质量对爆破效果有重要影响，因此，施工中必须认真操作，要求达到“快（快速定位，快速打孔，快速换钎接杆，快速拔钎移杆，加快钻孔速度）、准（准确按设计优选的参数尽量减少钻孔误差）、直（钻孔轴线尽量成一直线）、齐（尽量使爆破出来的工作面整齐）”。第36页/共38页 谢谢观赏！第37页/共38页谢谢您的观看！第38页/共38页