隧道掘进爆破技术与安全ppt课件.pptx
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1、认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫精准扶贫”项目项目 武武 汉汉 理理 工工 大大 学学认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫精准扶贫”项目项目2023/1/17第七章 井巷掘进爆破 2武汉理工大学 资源与环境工程学院 认识到了贫困户贫困的根本
2、原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫精准扶贫”项目项目2023/1/17第七章 井巷掘进爆破 3主要内容主要内容隧道掘进爆破技术与安全隧道掘进爆破技术与安全一、一、隧道掘进爆破隧道掘进爆破 二、二、掘进爆破基本理论掘进爆破基本理论:三、隧道爆破安全技术三、隧道爆破安全技术认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家
3、对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫精准扶贫”项目项目2023/1/17第七章 井巷掘进爆破 4第一节第一节 隧道掘进爆破隧道掘进爆破 平巷平巷井巷工程井巷工程系指为进行采矿和其他工程目的,在地下开凿的各类通道和硐室的系指为进行采矿和其他工程目的,在地下开凿的各类通道和硐室的总称总称。在地下矿山,开凿在岩体或矿层中不直通地表的水平通道,称在地下矿山,开凿在岩体或矿层中不直通地表的水平通道,称为为平巷平巷(水平巷道)。(水平巷道)。平硐平硐在地层中开凿的直通地面的水平巷道称为在地层中开凿的直通地面的水平巷道称为平硐平硐。在交通工程等,开凿的穿越岩体或水体的水平通道,一般断面在交通工程等,开凿
4、的穿越岩体或水体的水平通道,一般断面较大称为较大称为隧道隧道。井巷工程井巷工程系指为进行采矿和其他工程目的,在地下开凿的各类通道和硐室的系指为进行采矿和其他工程目的,在地下开凿的各类通道和硐室的总称总称。隧道隧道井巷工程井巷工程系指为进行采矿和其他工程目的,在地下开凿的各类通道和硐室的系指为进行采矿和其他工程目的,在地下开凿的各类通道和硐室的总称总称。认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫精准扶贫”项目项目2023/1/
5、17第七章 井巷掘进爆破 5工作面和炮眼布置工作面和炮眼布置 平巷掘进中的炮眼,按其位置和作用的不同,分为平巷掘进中的炮眼,按其位置和作用的不同,分为掏槽眼掏槽眼、辅助眼辅助眼和和周边眼周边眼。1 掏槽眼掏槽眼用于爆出新的自由面,为其他后爆炮眼创造有利的爆破条件。3 周边眼周边眼控制爆破后的巷道断面形状、大小和轮廓,使之符合设计要求。巷道中的周边眼按其所在位置分为顶眼、帮眼和底眼。2辅助眼辅助眼(崩落眼)(崩落眼)是破碎岩石的主要炮眼。崩落眼利用掏槽眼爆破后创造的平行于炮眼的自由面,爆破条件大大改善,故能在该自由面方向上形成较大体积的破碎漏斗 周边眼周边眼又可分为又可分为顶眼顶眼、底眼底眼和和
6、帮眼帮眼。认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫精准扶贫”项目项目2023/1/17第七章 井巷掘进爆破 6各种炮眼各种炮眼 各各 种种 炮炮 眼眼 图图 示示 1掏槽眼;2辅助眼;3周边眼认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫精准扶贫”项目项目2
7、023/1/17第七章 井巷掘进爆破 7掏槽眼的形式掏槽眼的形式 掏槽眼形式掏槽眼形式平行空眼直线掏槽平行空眼直线掏槽 混合式掏槽混合式掏槽 倾斜眼掏槽倾斜眼掏槽楔形掏槽 锥形掏槽 单向掏槽 桶形掏槽 龟裂掏槽 螺旋形掏槽 渐近式螺旋 掏槽认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫精准扶贫”项目项目2023/1/17第七章 井巷掘进爆破 8各种掏槽眼图例(各种掏槽眼图例(1)单单 向向 掏掏 槽槽 锥锥 形形 掏掏 槽槽(a
8、)三角形;(b)四边形认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫精准扶贫”项目项目2023/1/17第七章 井巷掘进爆破 9 各种掏槽眼图例(各种掏槽眼图例(2)龟龟 裂裂 掏掏 槽槽(a)垂直龟裂掏槽(b)水平龟裂掏槽 桶桶 形形 掏掏 槽槽装药眼;空眼 认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来
9、国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫精准扶贫”项目项目2023/1/17第七章 井巷掘进爆破 10 各种掏槽眼图例(各种掏槽眼图例(3)螺旋掏槽原理示意图螺旋掏槽原理示意图(a)小直径空眼;(b)大直径空眼认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫精准扶贫”项目项目2023/1/17第七章 井巷掘进爆破 11 各种掏槽眼图例(各种掏槽眼图例(4)(a)渐进式螺旋掏槽布孔平面图 (b)渐进式螺旋掏槽孔剖面装药结构示意图
10、 渐近式螺旋掏槽图(单位:渐近式螺旋掏槽图(单位:cm)认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫精准扶贫”项目项目2023/1/17第七章 井巷掘进爆破 12爆破参数的确定爆破参数的确定 AABB2)炮眼深度)炮眼深度(hole depth)C CDD1)炮眼直径炮眼直径(borehole diameter)3)炮眼数目)炮眼数目(embrasure number)4)单位炸药消耗量)单位炸药消耗量(explodes co
11、nsumption)认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫精准扶贫”项目项目2023/1/17第七章 井巷掘进爆破 13二、二、掘进爆破基本理论掘进爆破基本理论毫秒爆破作用理论毫秒爆破作用理论自由面在爆破中的作用自由面在爆破中的作用群药包的单位耗药量群药包的单位耗药量最小抵抗线原理最小抵抗线原理光面与预裂爆破技术光面与预裂爆破技术定向断裂爆破新技术简介定向断裂爆破新技术简介认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,
12、然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫精准扶贫”项目项目2023/1/17第七章 井巷掘进爆破 14毫秒爆破作用理论毫秒爆破作用理论 它是利用毫秒雷管(millIseconcond MS)或其他毫秒延期引爆装置,将同一网路的装药分组,以毫秒级的时间间隔进行顺序起爆的方法。毫秒爆毫秒爆破破(MS blasting)毫秒爆破又称微差爆破或毫秒微差爆破.认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了认识到了贫困户贫困的
13、根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫精准扶贫”项目项目2023/1/17第七章 井巷掘进爆破 15毫秒爆破作用机理毫秒爆破作用机理CBA3.剩余应力叠加剩余应力叠加2.形成新的自由面形成新的自由面 1.应力波相互干涉应力波相互干涉DE4.岩块碰撞辅助破碎岩块碰撞辅助破碎 5.毫秒爆破的减振作用毫秒爆破的减振作用 认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫精准扶贫”项目项
14、目2023/1/17第七章 井巷掘进爆破 161)我国长沙矿冶研我国长沙矿冶研究院提出的公式:究院提出的公式:t=(2040)Wo/f2)U.Langefors(兰格弗斯)等人的(兰格弗斯)等人的瑞典经验公式瑞典经验公式:t=3.3KW3)前苏联矿山部门前苏联矿山部门的公式:的公式:t=KW(24 f)毫秒间隔时间计算原理毫秒间隔时间计算原理AA按应力波干涉计算按应力波干涉计算 BB按形成新的自由面计算按形成新的自由面计算 C C按地震效应最小的原则确定按地震效应最小的原则确定 DD依经验公式计算依经验公式计算认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高
15、度重视,已经展开了认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫精准扶贫”项目项目2023/1/17第七章 井巷掘进爆破 17 自由面在爆破中的作用自由面在爆破中的作用 反射应力波。反射应力波。当爆炸应力波遇到自由面时发生反射,压缩应力波变为拉伸波,引起当爆炸应力波遇到自由面时发生反射,压缩应力波变为拉伸波,引起 岩的片落和径向裂隙的延伸。岩的片落和径向裂隙的延伸。改变岩石应力状态及强度极限。改变岩石应力状态及强度极限。在无限介质中,岩石处于三向应力状态,而自由面附近的岩石则处于在无限介质中,岩石处于三向应力状态,而自由面附近的
16、岩石则处于 单向或双向应力状态。故自由面附近的岩石强度接近岩石单轴抗拉或抗压单向或双向应力状态。故自由面附近的岩石强度接近岩石单轴抗拉或抗压 强度强度,比在无限介质中承受爆破作用时相应的强度减少几倍甚至十几倍。比在无限介质中承受爆破作用时相应的强度减少几倍甚至十几倍。自由面是最小抵抗线方向,应力波低达自由面后,在自由面附近的介质运自由面是最小抵抗线方向,应力波低达自由面后,在自由面附近的介质运 动因阻力减小而加速,随后而到的爆炸气体进一步向自由面方向运动,形动因阻力减小而加速,随后而到的爆炸气体进一步向自由面方向运动,形 成鼓成鼓 包包,最后破碎、抛掷。最后破碎、抛掷。认识到了贫困户贫困的根本
17、原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫精准扶贫”项目项目2023/1/17第七章 井巷掘进爆破 18自由面大小方向和位置对爆破作用的影响自由面大小方向和位置对爆破作用的影响 自自 由由 面面 数数 对对 爆爆 破破 效效 果果 的的 影影 响响炮炮 孔孔 与与 自自 由由 面面 相相 关关 位位 置置 对对 爆爆 破破 的的 影影 响响(a)垂直布置炮眼(b)倾斜布置炮眼(c)自由面在炮孔下方(d)自由面在炮孔上方认识到了贫困户贫困的根本原因,
18、才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫精准扶贫”项目项目2023/1/17第七章 井巷掘进爆破 19群药包的单位耗药量群药包的单位耗药量 上页所提到的上页所提到的 Kb 与与 Ks都只是单个集中药包爆破时装药量与所爆落岩体都只是单个集中药包爆破时装药量与所爆落岩体体积之间的一个关系系数。体积之间的一个关系系数。当群药包共同作用时,群药包的总装药量与群药包一次爆落的岩体当群药包共同作用时,群药包的总装药量与群药包一次爆落的岩体总体积的比值称为总体积的比
19、值称为单位耗药量单位耗药量,简称,简称炸药单耗炸药单耗,用字母,用字母q来表示,即:来表示,即:炸药单炸药单耗耗认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫精准扶贫”项目项目2023/1/17第七章 井巷掘进爆破 20 最小抵抗线原理(最小抵抗线原理(1)最小抵抗线方向最小抵抗线方向 最小抵抗线原理最小抵抗线原理 破碎和抛掷、堆积的主导方向。抛掷、堆积同最小抵抗线的关系。各各 种种 爆爆 破破 方方 法法 的的 最最 小小 抵
20、抵 抗抗 线线 认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫精准扶贫”项目项目2023/1/17第七章 井巷掘进爆破 21 最小抵抗线原理(最小抵抗线原理(2)适于集中抛掷堆积的凹形地形适于集中抛掷堆积的凹形地形 改变最小抵抗线的辅助药包改变最小抵抗线的辅助药包认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年
21、来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫精准扶贫”项目项目2023/1/17第七章 井巷掘进爆破 22 最小抵抗线原理(最小抵抗线原理(3)药包位置与起爆顺序对最小抵抗线方向的影响药包位置与起爆顺序对最小抵抗线方向的影响 最小抵抗线的指向是岩石破最小抵抗线的指向是岩石破碎、抛掷和产生飞石的主导碎、抛掷和产生飞石的主导方向方向.应特别注意该方向的选择和应特别注意该方向的选择和安全防护。施工时应认真测安全防护。施工时应认真测量核实最小抵抗线量核实最小抵抗线 W 的大的大小和指向。小和指向。由于装药量由于装药量 Q与与W 的的3次幂次幂有关有关,W 值的错误测算往往值的错误测算往往会导致严重的
22、爆破事故。会导致严重的爆破事故。认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫精准扶贫”项目项目2023/1/17第七章 井巷掘进爆破 23光面、预裂爆破机理光面、预裂爆破机理 当相邻两药包齐发爆破时,当相邻两药包齐发爆破时,在沿炮孔连心线上在沿炮孔连心线上的应力得到加强,的应力得到加强,而在而在炮孔连心线中段两侧附近炮孔连心线中段两侧附近则出现应力降低区。则出现应力降低区。相邻炮孔应力波相遇叠加相邻炮孔应力波相遇叠加 相邻炮孔
23、中心连线上准静态拉应力分析相邻炮孔中心连线上准静态拉应力分析 (a)单个A孔产生的切向伴生拉应力 (b)单个B孔产生的切向伴生拉应力(c)两孔合成的切向伴生拉应力认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫精准扶贫”项目项目2023/1/17第七章 井巷掘进爆破 24应力降低的分析应力降低的分析多排成组药包的齐发爆破效果不好,得不到实际使用。多排成组药包的齐发爆破效果不好,得不到实际使用。应应 力力 降降 低低 的的 分分 析
24、析 图图认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫精准扶贫”项目项目2023/1/17第七章 井巷掘进爆破 25光面与光面与预裂爆破技术预裂爆破技术(presplitting preshearing)预裂爆预裂爆破破 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,在主爆区之前起爆,从而在爆区与保留区之间形成预裂缝,以减弱主爆区爆破爆区之前起爆,从而在爆区与
25、保留区之间形成预裂缝,以减弱主爆区爆破时对保留岩体的破坏并形成平整轮廓面的爆破技术,称为时对保留岩体的破坏并形成平整轮廓面的爆破技术,称为预裂爆破预裂爆破。爆破开挖都是在有限的范围内需要解决两个同等重要的问题:爆破开挖都是在有限的范围内需要解决两个同等重要的问题:用最有效的方法将既定范围内的岩石进行适度破碎,必要时,再将用最有效的方法将既定范围内的岩石进行适度破碎,必要时,再将 破碎后的岩石进行抛掷,以达到一定的工程目的;破碎后的岩石进行抛掷,以达到一定的工程目的;降低爆破对爆破范围以外岩石的破坏(损伤),最大限度地保持岩降低爆破对爆破范围以外岩石的破坏(损伤),最大限度地保持岩 石原有的强度
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