(巖土爆破)工程爆破理論與技術系列培訓之

第九章井巷施工一.概述

工程爆破（巖石爆破理論）巖土拆除水下特種井巷掘進臺階硐室藥壺平巷井筒隧道硐庫巖石爆破二.井巷掘進爆破1、平巷掘進爆破（1）工作面及炮眼布置工作面：平巷（導坑）尺寸大小，由鉆孔機具及用途確定。炮眼掏槽輔助周邊頂板幫底板巖石爆破導坑中心炮眼cbaabca–

掏槽眼b–

輔助眼c–

周邊眼井巷掘進爆破巖石爆破井巷掘進爆破掏槽眼的形狀斜眼單向錐形楔形單向掏槽錐形掏槽巖石爆破楔形掏槽井巷掘進爆破垂直楔形掏槽水平楔形掏槽巖石爆破井巷掘進爆破雙楔形掏槽巖石爆破井巷掘進爆破錐形掏槽眼主要參數巖石堅固性系數f炮眼傾角（°）相鄰炮眼間隔（m）眼口間隔眼底間隔2~675~701.00~0.900.46~870~680.90~0.850.38~1068~650.85~0.800.210~1365~630.80~0.700.213~1663~600.70~0.600.1516~1860~580.60~0.500.1018~2058~550.50~0.400.10巖石爆破井巷掘進爆破楔形掏槽眼主要參數巖石堅固性系數f炮眼與工作面夾角（°）雙排炮眼眼口間距炮眼個數2~675~700.6~0.546~870~650.5~0.44~68~1065~630.4~0.35610~1263~600.35~0.30612~1660~580.30~0.20616~2058~550.206~8巖石爆破井巷掘進爆破直眼掏槽龜裂（一字形）垂直龜裂掏槽水平龜裂掏槽裝藥眼空眼巖石爆破井巷掘進爆破桶形裝藥眼空眼巖石爆破井巷掘進爆破螺旋形203140231小直徑空眼大直徑空眼巖石爆破井巷掘進爆破楔形和直眼掏槽的爆破參數和效果比較參數直眼掏槽楔形掏槽兩者的比較%備注掘進斷面積m21.912.21-15.7最大炮孔深度m1.51.50循環炮眼數342433.32個直眼掘進眼數221441.6不含周邊眼循環裝藥量kg14~168~1023.5總裝藥量掘進藥量kg104.258不含周邊眼掏槽/掘進面積%37.944-16鉆眼方便與準確性高低炮眼利用率%756020單位炸藥消耗量kg·m32.121.7616.68單位體積炮眼長m·m38.997.9311.8破碎程度均勻不均勻巖石爆破井巷掘進爆破混合式掏槽楔形：耗藥量少（眼少）。直眼：斷面利用率高。巖石爆破井巷掘進爆破（2）輔助眼及周邊眼的布置原則充分利用主要能量，炮眼間距還應根據巖石性質而定。周邊眼應考慮巷道輪廓。底板眼應向下超過輪廓線0.1~0.2m。巖石爆破井巷掘進爆破3X3m斷面的巷道炮眼布置及起爆順序頂眼輔助眼幫眼掏槽眼11002233444434555556666677776666888888巖石爆破井巷掘進爆破（3）爆破參數的確定導坑的參數炮眼直徑炮眼深度炮眼數量斷面巖性炮眼直徑炮眼深度炸藥性能巖石爆破井巷掘進爆破炮眼直徑常用于導坑的兩種類型的孔徑種類眼徑mm藥徑mm普通型40~4232~35小直徑型34~3527與常用的機具，工作斷面、巖面塊度有關。巖石爆破炮眼深度井巷掘進爆破由每一循環的進度相關（機具、人工）。常用的炮孔深度巖石堅固系數

f掘進斷面面積m2<12>121.6~32~32.5~3.54~61.5~22.2~2.57~201.2~1.81.5~2.2巖石爆破炮眼數目井巷掘進爆破經驗計算公式N=3.3(fS2)1/3N---炮眼個數；f---巖石堅固系數；S---導坑斷面面積m2另外，炸藥藥性、直徑、深度對炮眼數目也有影響。巖石爆破井巷掘進爆破單位炸藥的消耗量普氏公式（修正）q=1.1k0(f/S)1/2q---巖石單位體積消耗量，kg/m3；f---巖石堅固系數；S---巷道斷面面積m2；k0---校正系數，k0=525/p，p為爆力,mL。巖石爆破井巷掘進爆破平巷掘進單位炸藥消耗量常見定額kg/m3掘進斷面面積m2巖石堅固系數f2~34~66~1012~1415~204~61.051.502.152.642.936~80.891.281.892.332.598~100.781.121.692.042.3210~120.721.011.511.902.1012~150.660.921.361.781.9715~200.640.901.311.671.85巖石爆破確定了單位炸藥消耗量后，根據每一掘進循環爆破的巖石體積，按下面公式計算出每一循環所使用的總藥量。井巷掘進爆破Q=qV=qSLηV---每循環爆破巖石體積，m3；L---炮孔深度，m；S---巷道掘進斷面，m2；η

---炮眼利用率，一般取0.8~0.95。巖石爆破井巷掘進爆破2、隧道掘進爆破鐵路隧道公路隧道山嶺隧道、縮短線路、降低坡度方法鉆爆法（礦山法）盾構法掘進機法沉管法巖石爆破井巷掘進爆破管片外徑盾構外徑盾構構造簡圖切口環切口管片活動平臺巖石爆破巖石爆破井巷掘進爆破支腿刀具驅動馬達旋轉切削頭井巷掘進爆破1)隧道爆破施工特點（1）大斷面，保護圍巖。（2）注意地質變化的影響。（3）使用年限長。（4）控制超欠挖好。巖石爆破關于鉆爆法（礦山法）井巷掘進爆破巖石爆破2)隧道開挖方法A、全斷面法B、臺階法C、漏斗棚架法D、上下導坑法E、側導坑法井巷掘進爆破巖石爆破全斷面法剖面圖臺階法井巷掘進爆破巖石爆破剖面圖井巷掘進爆破巖石爆破側導坑法剖面圖井巷掘進爆破巖石爆破上下導坑法剖面圖井巷掘進爆破巖石爆破3、隧道爆破技術1）掏槽爆破技術進度要求成本要求a、布掏槽眼的原則開挖斷面中部，炮眼方向與巖層層現面垂直。（4~6裝藥，2~4空眼----只對直眼掏槽。）井巷掘進爆破巖石爆破b、布掏槽眼的形式斜眼掏槽（楔形掏槽、復式掏槽）L0L1LnR0R1Rnh1h0hn井巷掘進爆破巖石爆破

在使用楔形掏槽進行鐵路隧道爆破施工中，應注意以下幾個關鍵技術問題：一是大斷面隧道采用楔形掏槽時，應充分利用原有的唯一自由面，盡量加大第一級掏眼之間的水平距離，縮小掏槽角。二是當楔形掏槽角炮眼大于2.5m時，可采用復合裝藥結構，其底部炮眼長度的1/3處裝高威力炸藥或加強裝藥,上部可換成低威力炸藥或降低裝藥集中度，頂部應保留20%長度進行堵塞，一般堵塞長度為40cm。三是楔形掏槽應采用毫秒爆破，每級掏槽眼盡量做到同時起爆，各級之間延期時間以50ms為宜。井巷掘進爆破巖石爆破直眼掏槽種類很多，有龜裂掏槽，梅花形小直徑中空眼掏槽，螺旋結構槽，菱形槽，兩孔擠壓掏槽，大直徑中空眼掏槽等等。直眼掏槽分類井巷掘進爆破巖石爆破小直徑中空直眼掏槽在軟巖、中硬、節理裂隙較發育的巖層中，大多采用小直徑中空直眼掏槽。

裝藥量60%~80%井巷掘進爆破巖石爆破五梅花小直徑中空直眼掏槽在硬巖層中，大多采用五梅花小直徑中空直眼掏槽。

裝藥量90%井巷掘進爆破巖石爆破大直徑中空直眼掏槽中心空眼，一般是用鑿巖車鑿較大直徑的中空眼，由此逐漸擴大成型槽腔。常用的大直徑中空直眼掏槽的形式有：菱形掏槽、單螺旋掏槽、雙螺旋掏槽、對稱掏槽等。

DL2L1菱形大直徑中空直眼掏槽L1=(1~1.5)DL2=(1.5~1.8)D井巷掘進爆破巖石爆破DL1L2

螺旋形大直徑中空直眼掏槽L4L3L1=(1~1.5)DL2=(1.5~2.0)DL3=(2.5~3.0)DL2=(3.5~4.0)D井巷掘進爆破巖石爆破WabW=1.2D(一個空眼)W=1.2X2D(兩個空眼)b=0.7a

對稱形大直徑中空直眼掏槽井巷掘進爆破巖石爆破直眼掏槽的主要參數各掏槽炮眼abcd與中心炮眼的中心距（1.0~1.2）D100~130（1.2~1.3）D13.~200（1.3~1.4）D200~300（1.4~1.5）D300~400炮眼單位長度裝藥量0.520.520.520.52

單螺旋形掏槽中空直徑、各掏槽眼與中空孔的中心距以及掏炮眼單位長度裝藥量關系井巷掘進爆破巖石爆破

單螺旋形掏槽中空直徑、各掏槽眼與中空孔的中心距以及掏炮眼單位長度裝藥量關系中空孔直徑7585100110125150200各掏槽炮眼與中空孔眼中心距a110120130140160190250b130140160170190230310c160175195210240290380d270290325350400455575第一圈掏槽炮眼單位長度裝藥量0.300.350.400.450.500.600.80第二圈掏槽炮眼單位長度裝藥量0.650.750.850.901.101.301.30井巷掘進爆破巖石爆破

對稱掏槽中空直徑、各掏槽眼與中空孔的中心距以及掏槽眼單位長度裝藥量關系中空孔直徑502X5775851002X57110125150200掏槽眼與中空眼中心距90100130145175200190220250330掏槽眼單位長度裝藥量kgm-1d=32(mm)0.200.300.300.400.450.450.450.500.600.80d=37(mm)0.250.350.350.400.450.530.530.600.700.80d=45(mm)0.300.420.420.500.550.630.650.700.851.10井巷掘進爆破巖石爆破4、隧道光面和預裂爆破技術穩定圍巖，控制超欠挖。光面爆破：沿開挖邊界加密炮眼，用低威力炸藥或利用不耦合裝藥，在主爆區之后起爆。預裂爆破：沿開挖邊界加密炮眼，用低威力炸藥或利用不耦合裝藥，在主爆區之前起爆。井巷掘進爆破巖石爆破光面和預裂爆破的質量評定標準序號項目硬巖中硬巖軟巖1平均線性超挖量cm16~1818~2020~252最大線性超挖量cm2025253兩炮銜接臺階最大尺寸cm1520204炮眼痕跡保存率%≥80≥70≥505局部欠挖量cm5556炮眼利用率%909095光面爆破的質量評定標準井巷掘進爆破巖石爆破光面爆破的質量評定標準不平整度超欠挖量平均線性超挖量最大線性超挖量炮眼痕跡保存率兩炮銜接臺階備注原煤炭部51、巷道圍巖不破壞，肉眼觀察無炮振裂紋2、圍巖破壞不超過炮眼直徑大小>10小斷面原冶金部≤±51、破壞輕微無炮振裂縫2、軟巖爆后無大浮石，硬巖無浮石>8010~15預留光面層西安礦院±10巖面上用肉眼看不見明顯裂縫>80小斷面原國家建委二局炮眼痕跡無縱向裂縫圍巖破壞總深度V0比V降低不大于400m/s≤10≤20>60大硐室堅硬巖石彈性波速井巷掘進爆破巖石爆破5、隧道爆破設計1）設計程序a）準備階段：了解設計和工程情況，熟悉施工組織設計。b）設計階段：確定開挖方案炮眼直徑循環進尺通過試驗調整后執行。井巷掘進爆破巖石爆破2）設計內容炮眼布置圖：開挖斷面炮眼布置圖。裝藥參數表：對應炮眼、裝藥量、段落裝量、雷管號。綜合經濟技術指標：鉛爆參數、工程量、材料消耗、其它數據指標。編制說明：設計依據、適用條件、施工要求、機具材料。安全事項說明、裝藥結構圖、爆破網絡圖、鉆眼分工順序。關鍵：不斷調整完善。井巷掘進爆破巖石爆破全斷面直眼掏槽環狀布置

井巷掘進爆破巖石爆破上臺階起爆順序和網絡火雷管井巷掘進爆破巖石爆破隧道預裂爆破的炮眼布置井巷掘進爆破巖石爆破炮眼直徑(mm)炮眼間距E(cm)抵抗線W(cm)密度系數(K=E/W)裝藥集中度(Kg/m)38~4640~7050~800.65~1.000.15~0.3552~6480~100110~1300.70~0.800.25~0.40光面爆破參數值也與裝藥量、長度、裝藥結構和引爆方法有關。井巷掘進爆破巖石爆破炸藥種類L(m)E(m)W(m)E/W裝藥結構每個周邊眼的裝藥量（kg）周邊眼的單位裝藥量(kg/m)坑壁圍巖的情況二號硝銨炸藥1.50.70.80.88連續裝藥1.050.70炮眼全部崩光頂幫帶下200mm0.70.71.00連續裝藥0.750.50可以看見部分炮眼痕跡0.60.61.00連續裝藥0.450.30炮眼痕跡可見裝藥處眼壁周圍裂縫較多0.60.51.20空氣間隔裝藥(間隔100mm)0.450.30炮眼痕跡可見，眼壁周圍裂縫少。某隧道光面爆破試驗情況井巷掘進爆破巖石爆破隧道爆破巖石單位體積耗藥量（kg/m3）斷面面積（