天井深孔爆破设计及探讨--《云南冶金》1984年03期
天井深孔爆破设计及探讨
【摘要】：正 深孔法掘进天井根据爆破原理和掏槽方式的不同,可将其分为以空孔为自由面的平行炮孔掏槽、预裂拋碴爆破掏槽、分段拉槽和球状药包漏斗爆破等几种类型;因平行炮孔掏槽具有很多优越性且被我国广泛使用,故本文仅以空孔为自由面的平行炮
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深孔法掘进天井根据爆破原理和掏槽方式的不同,可将其分为以空孔为自由面的平行炮孔掏槽、预裂抛碴爆破掏槽、分段拉槽和球状药包漏斗爆破等几种类型,因平行炮孔掏槽具有很多优越性且被我国广泛使用,故本文仅以空孔为自由面的平行炮孔掏槽深孔爆破,如何根据具体的炮孔孔位制
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& 竖井爆破参数的确定
竖井爆破参数的确定
核心提示：1炮孔直径 炮孔直径在很大程度上取决于使用的钻孔机具和炸药性能。 采用手持式凿岩机，在软岩和中硬岩石中孔径为39 - 46mm，孔深2m。随着钻机机械化程度的提高，1&炮孔直径
&&& 炮孔直径在很大程度上取决于使用的钻孔机具和炸药性能。
&&& 采用手持式凿岩机，在软岩和中硬岩石中孔径为39 - 46mm，孔深2m。随着钻机机械化程度的提高，孔径和孔深都有增大的趋势。例如，采用伞式钻架（由钻架和重型高频凿岩机组成的风液联动导轨式凿岩机具），钻头直径为35 - 50mm，孔深3.5-4.0m。
2&炮孔深度
&&& 影响炮孔深度的主要因素有：
&&& (1)钻孔机具。手持式凿岩机孔深以2m为宜，伞式钻架孔深以3.5-4. 0m效果最佳。
&&& (2)掏槽形式。目前大多采用直孔掏槽，最大孔深是4.4- 5m;当孔深超过6m以后，钻速显著下降，孔底岩石破碎不充分，岩块大小不均，岩帮也难以平整。
&&& (3)炸药性能。对于药卷直径为32mm的岩石铵梯炸药，一个雷管只能引爆6-7个药卷，最大传爆长度为1.5 -2.0m（相当于2.5m左右的孔深）。若药卷过长，必然引起爆轰不稳定甚至拒爆，因此，进行中深孔和深孔爆破时，应改善炸药的爆炸性能或采用电力起爆和导爆索起爆的复式起爆网路。
&&& (4)井简直径。一般来讲，井简直径越大，掏槽效果越好，炮孔深度可取大值。
&&& 炮孔深度的确定，可在充分考虑上述影响因素的同时，按计划要求的月进度，根据式(8-4)进行计算。
&&& &&& （8-4）
式中I-按月进度要求的炮孔深度，m;
&&& L-计划的月进度，m；
&&& n1-每循环小时数；
&&& n-每月掘井天数，根据掘砌作业方式而定，平行作业可取30天，单行作业在采用喷锚支护时为27天，在采用混凝土或料石永久支护时为18 -20天；
&&& &-炮孔利用率，一般为0.8 -0.9；
&&& &1-循环率，一般可取80% - 90%。
3&炮孔数目
&&& 炮孔数目(N)的确定通常先根据单位炸药消耗量进行初算，再根据实际统计资料用工程类比法初步确定炮孔数目，作为布置炮孔时的依据，然后再根据炮孔布置情况适当加以调整，最后予以确定。
&&& 根据单位炸药消耗量进行估算时，可按式(8-5)进行计算。
&&& && (8-5)
式中q-单位炸药消耗量，kg/m3；
&&& S-井筒的掘进断面，m2；
&-炮孔利用率；
&&& m-每个药包的长度，m；
&&& G-每个药包的质量，kg；
&&& &-炮孔平均装药系数，当药包直径为32mm时取0.6-0.72，当药包直径为35mm时取
&&& 0.6 -0.65。
4&单位炸药消耗量
&&& 影响单位炸药消耗量的主要因素有岩石坚固性、岩石结构构造特性、炸药威力等。井筒断面越大，单位炸药消耗量越低。
&&& 单位炸药消耗量的确定方法有：
&&& (1)参照国家颁布的预算定额选定（见表8-5）。
表8-5竖井掘进炸药单耗&&& (kg/m3)
&&& 掘进断面
&&& 岩石的坚固性系数，值
&&& 面积/m2
&&& (2)试算法。根据以往经验，先布置炮孔并选择各类炮孔的装药系数，依次求出各炮孔的装药量、每循环的炸药量和单位炸药消耗量。
&&& (3)类比法。参照类似工程选取（见表8-6）。
表8-6部分井筒的爆破参数
5&竖井爆破掏槽方法
&&& 竖井一般为圆形、椭圆形断面，炮孔呈同心圆分布，同心圆数目为2-3圈。开挖的掏槽方法一种是圆锥形掏槽，掏槽孔与工作面的夹角一般为70。- 80。，比其他炮孔要深0.2-0.3m，其间距不小于0. 2m;-种是直孔桶形掏槽，直径通常为1.2 -1.8m，孔数为4-7个；还有一种是台阶式单项掏槽（如图8-14所示）。
&图8-14 竖井常用掏槽方式（单位：mm）
(a)圆锥形掏槽；(b)直孔桶形掏槽；(c)台阶式单项掏槽
&&& 在坚硬岩石中，可布置多圈（2-3圈）掏槽，相邻间距为0.2-0.3m，由里向外逐圈扩大加深，孔数在4-9个之间。
6&竖井爆破炮孔布置
&&& 在圆形竖井中，炮孔通常采用同心圆布置。布置的方法是，首先确定掏槽孔形式及其数目，其次布置周边孔，再次确定辅助孔的圈数、圈径及孔距。
&&& 掏槽孔的布置是决定爆破效果、控制飞石的关键，一般布置在最易爆破和最易钻凿炮孔的井筒中心。掏槽形式有：(1)斜孔掏槽。孔数为4-6个，呈圆锥形布置，倾角一般为70&- 80&，掏槽孔比其他孔深200 - 300mm，各孔底间距不得小于200mm。采用这种掏槽形式，打斜孔不易掌握角度，一般在井筒中心打一个空孔，孔深为掏槽孔的1/2 - 1/3，借以增加岩石碎胀的补偿空间。(2)直孔掏槽。圈径为1.2-1.8m，孔数为6-8个，打直孔方向易掌握，也便于机械化施工。但由于打直孔，特别是较深炮孔时，往往受岩石的夹制作用而使爆破效果不佳，为此，可采用多阶（2-3阶）复式掏槽。后一阶的槽孑L要依次比前一阶的槽孔深，各掏槽孔圈间距也较小，一般为250 - 360mm，分次顺序起爆，但后爆孔装药顶端不宜高出先爆孔底位置，孔内未装药部分宜用炮泥填塞密实。为改善掏槽效果，要求提高炮泥的堵塞质量以增加封口阻力，而且必须使用高威力炸药。周边孔布置，一般距井壁100 - 200mm，孔距为500 - 700mm，最小抵抗线为700mm左右。
&&& 辅助孔布置，辅助孔圈数视岩石性质和掏槽孔至周边孔间距而定，一般控制各圈圈距为600 - 1000mm，硬岩取小值，软岩取大值，孔距为800 -1000mm。图8-15所示是某竖井施工炮孔布置图实例。
图8-15 竖井炮孔布置
7&竖井爆破的起爆网路
&&& 竖井掘进爆破，大多采用电雷管起爆网路或导爆管雷管起爆网路；对于深孔（孔深大于2. 5m），也可采用电雷管一导爆索复式起爆网路。
&&& 在电雷管起爆网路中，广泛采用并联网路和串并联网路，而串联网路由于工作条件差易发生拒爆现象，在竖井掘进中极少采用。
&&& 起爆电源大多采用地面的220V或380V的交流电流。在并联网路中，随着雷管并联组数目的增加，起爆总电流也增大，必须采用高能量的起爆电源。
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二0一四十一八Pt1d2）片岩，下盘为东岔沟组下亚组片岩层（Pt1d11）、大理岩层（Pt1d12）及上亚组（Pt1d2），岩石硬度系数f≥8。
工程特点：该工程为全断面竖井掘进直径3m，长20m，7.065O。。
1钻孔直径d＝42mm；
2钻孔倾角；掏槽孔75°，辅助孔、周边孔90°；
3钻孔深度H＝2m，超深L＝0.3W 180mm；
4最小抵抗线:掏槽孔W 300-（0.3/tan75°） 220m 辅助孔W 600m：；周边孔W 600m
5钻孔间距a＝400mm；
6钻孔排距b
7堵塞长度L1取500mm
8 炸药单耗q＝3.6K/m3，根据试爆后确定；
9 装药量 本次爆破共36孔，装药量共计43.2kg
三 布孔方式、爆破方式、装药结构及起爆网络
布孔方式： 炮孔布置图
2.爆破方式：多排孔微差爆破
3.装药结构：连续装药 装药结构图
4、起爆网络
起爆网络图
四、爆破器材参数及装药量计算 1、爆破器材 爆破器材表
序号 名称 规格 数量
1 2#岩石乳化炸药 Φ32卷药 43.2kg
2 电雷管 电子雷管 2枚
导爆管雷管 1段 8枚
2、装药量计算
炮孔排列及装药量
序号 孔号 名称 炮孔深度（m） 数目 装药量 段位 卷/孔 kg/孔 小计（kg）
2 1--8 掏槽眼 2 8 6 1.2 9.6 1
3 9--20 辅助眼 2 12 6 1.2 14.4 3
4 21--36 周边眼 2 16 6 1.2 19.2 5
合计 　 72 36
　 43.2 五、 爆破安全距离计算
1 、 爆破振动速度计算
V K×（Q1/3/R）￡
式中：K---振动传播系数； Q---微差爆破最大一段装药量，为200Kg； R---爆源中心到被保护建筑物的距离，取500m； ￡---爆破衰减系数；
①、k和￡取上限值，即k取250，￡取1.8
计算得：V 250×（）1.8 0.083 cm/s
②、k和￡取下限值，即k取150，￡取
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