隧道爆破施工技术课件.ppt

1、爆轰气体爆轰气体与应力波与应力波共同作用共同作用学说学说气体产物若P足够大，则推动破碎岩块作径向抛掷运动此时继续压缩楔入应力波作用下的破碎岩块使破碎岩块向前延伸并进一步张开药包爆炸爆轰波作用于岩壁产生冲击波衰减为应力波继续衰减产生压碎区域径向裂隙环向裂隙内部作用内部作用外部作用外部作用粉碎区粉碎区破裂破裂区区震动区震动区 1 粉碎区粉碎区 岩体中药包爆炸时，爆轰压力在数微秒内急岩体中药包爆炸时，爆轰压力在数微秒内急剧增高到数万兆帕，并在药包周围的岩石中激发剧增高到数万兆帕，并在药包周围的岩石中激发冲击波，强度远远超过岩石的动态抗压强度。冲击波，强度远远超过岩石的动态抗压强度。 冲击波的作用下，

2、坚硬岩石，受到粉碎性破冲击波的作用下，坚硬岩石，受到粉碎性破坏，形成坏，形成粉碎区粉碎区；对于松软岩石（如页岩、土壤；对于松软岩石（如页岩、土壤等），被压缩形成空腔，空腔表面形成较为坚实等），被压缩形成空腔，空腔表面形成较为坚实的压实层，这种情况下的粉碎区又称为的压实层，这种情况下的粉碎区又称为压缩区压缩区。R0R2R1R0-药包半径；R1-粉碎区半径；R2-破裂区半径 2 2 破裂区破裂区 在粉碎区形成的同时，岩石中的冲击波衰减成在粉碎区形成的同时，岩石中的冲击波衰减成压应力波。在应力波的作用下，岩石在径向产生压应力波。在应力波的作用下，岩石在径向产生压应力和压缩变形，切向方向将产生拉应力和

3、拉压应力和压缩变形，切向方向将产生拉应力和拉伸变形。当切向拉应力大于岩石的抗拉强度时，伸变形。当切向拉应力大于岩石的抗拉强度时，该处岩石被拉断，形成与粉碎区贯通的该处岩石被拉断，形成与粉碎区贯通的径向裂隙径向裂隙。 径向裂隙形成后，作用在岩石上的压力迅速下径向裂隙形成后，作用在岩石上的压力迅速下降，药室周围的岩石随即释放出在压缩过程中积蓄降，药室周围的岩石随即释放出在压缩过程中积蓄的弹性变形能，形成与压应力波作用方向相反的拉的弹性变形能，形成与压应力波作用方向相反的拉应力，使岩石质点产生反方向的径向运动。应力，使岩石质点产生反方向的径向运动。 当径向当径向拉应力大于岩石的抗拉强度时，该处岩石被

4、拉断，拉应力大于岩石的抗拉强度时，该处岩石被拉断，形成形成环向裂隙环向裂隙。 3 震动区震动区 在破裂区外围的岩体中，应力波和爆轰气体在破裂区外围的岩体中，应力波和爆轰气体的能量已不足以对岩石造成破坏，应力波的能的能量已不足以对岩石造成破坏，应力波的能量只能引起该区域内岩石质点发生量只能引起该区域内岩石质点发生弹性振动弹性振动，这个区域称为震动区。这个区域称为震动区。 在震动区，由于地震波的作用，有可能引起在震动区，由于地震波的作用，有可能引起地面或地下建筑物、构筑物的破裂、倒塌，或地面或地下建筑物、构筑物的破裂、倒塌，或导致路堑边坡滑坡、隧道冒顶片帮等灾害。导致路堑边坡滑坡、隧道冒顶片帮等灾

5、害。爆破漏斗爆破漏斗HhRWrnrW 1.标准抛掷爆破漏斗标准抛掷爆破漏斗(n=1) 2.加强抛掷爆破漏斗加强抛掷爆破漏斗 (n1 ) 3.减弱抛掷爆破漏斗减弱抛掷爆破漏斗 (0.75n1 ) 4.松动爆破漏斗松动爆破漏斗 (0n0.75 ) (c)(a)rWW4545rW(d)(b)rWr爆破漏斗分类 炸药的性能指标：炸药的性能指标： 在外界能量作用下，炸药发生爆炸的难易程度。在外界能量作用下，炸药发生爆炸的难易程度。 热感度：热感度：在热的作用下，炸药发生爆炸的难易在热的作用下，炸药发生爆炸的难易程度。程度。 1. 1.感度感度 炸药的热感度通常用炸药的热感度通常用爆发点爆发点来来表示。炸

6、药爆炸的最低温度。表示。炸药爆炸的最低温度。 热感度热感度：均匀加热时炸药的感度。均匀加热时炸药的感度。v 火焰感度用火焰感度用上限距离上限距离和和下限距离下限距离表示。用导火表示。用导火索点燃装入加强帽中的索点燃装入加强帽中的0.05g0.05g炸药，上限距离是炸药，上限距离是100%100%发火的最大距离，下限距离是发火的最大距离，下限距离是100%100%不发火的不发火的最小距离。最小距离。 在机械作用下，炸药发生在机械作用下，炸药发生爆炸的难易程度爆炸的难易程度, ,常见形式有：常见形式有：a.a.撞击感度撞击感度测定过程录像测定过程录像定义：定义：猛炸药猛炸药：图16 立式落锤仪落锤

7、；撞击器； 3钢砧； 4水泥基础； 5上击柱； 6炸药；7导向套； 8下击柱； 9底座128956734 机械摩擦下炸药的感度机械摩擦下炸药的感度, ,炸药摩擦感度的测炸药摩擦感度的测定采用定采用摆式摩擦仪摆式摩擦仪。b.b.摩擦感度摩擦感度GFF(b)(a)987442265314测定过程录像测定过程录像 在其他炸药（起爆药、起爆具等）的引爆下，在其他炸药（起爆药、起爆具等）的引爆下，猛炸药发生爆轰的难易程度。猛炸药发生爆轰的难易程度。a.a.定义定义 习惯上用习惯上用雷管感度雷管感度来区分工业炸药的起爆感度。来区分工业炸药的起爆感度。 凡能用凡能用1 1发发8 8号工业雷管可靠起爆的炸药称

8、其具号工业雷管可靠起爆的炸药称其具有雷管感度，凡不能用有雷管感度，凡不能用1 1发发8 8号工业雷管可靠起爆号工业雷管可靠起爆的炸药称其不具有雷管感度。的炸药称其不具有雷管感度。 b.b.表示方法表示方法v 最小起爆药量最小起爆药量v 起爆药柱的最小质量起爆药柱的最小质量 2. 2.爆速爆速影响因素：影响因素：DDdddDHkkLc图1-11 爆速与药柱直径的关系cHdaDD1DDH H为理想爆速：为理想爆速：临界直径临界直径临界爆速临界爆速DDdddDHkkLc图1-11 爆速与药柱直径的关系对于单质炸药：对于单质炸药：对于混合炸药：对于混合炸药：3300320031000.981.001.

9、021.041.06图1-12 2号岩石铵梯炸药装药密度与爆速的关系最佳密度最佳密度临界密度临界密度南京理工大学机械学院研制测时仪南京理工大学机械学院研制测时仪测定过程录像测定过程录像3.作功能力作功能力25125200200(a)(b)(c)4.猛度猛度录像录像5.殉爆距离殉爆距离L123录像录像6. 管道效应管道效应 12345678图119 炮孔中作用于未反应药卷上的等离子体效应炸药受等离子体作用的区域爆轰波爆轰产物炮孔等离子体冲击波普通导爆索普通导爆索7.安定性安定性TNTNH4NO3 在无瓦斯坑道中使用的铵梯炸药，简称岩石在无瓦斯坑道中使用的铵梯炸药，简称岩石炸药，其中炸药，其中2

10、2号岩石铵梯炸药最为常用；在有瓦号岩石铵梯炸药最为常用；在有瓦斯坑道中使用的炸药，简称煤矿炸药，它是在岩斯坑道中使用的炸药，简称煤矿炸药，它是在岩石炸药的基础上外加一定比例的氯化钠作为消焰石炸药的基础上外加一定比例的氯化钠作为消焰剂的煤矿用安全炸药。剂的煤矿用安全炸药。1. 铵梯类炸药铵梯类炸药2 2号岩石铵梯炸药号岩石铵梯炸药 煤矿许用炸药煤矿许用炸药 铵梯炸药是指以铵梯炸药是指以硝酸铵硝酸铵和和梯恩梯梯恩梯为主，加入可为主，加入可燃剂（如木粉）等组成的混合炸药。燃剂（如木粉）等组成的混合炸药。铵梯类炸药包括铵梯类炸药包括铵梯炸药铵梯炸药和和粉状铵梯油炸药粉状铵梯油炸药 铵梯油炸药是以硝酸铵

11、为主要铵梯油炸药是以硝酸铵为主要成分，加入梯恩梯、木粉、复合油成分，加入梯恩梯、木粉、复合油相以及复合添加剂（或改性剂）等相以及复合添加剂（或改性剂）等原材料制成的工业混合炸药。原材料制成的工业混合炸药。铵梯油炸药铵梯油炸药 铵梯油炸药是一种新型的工业铵梯油炸药是一种新型的工业炸药，是铵梯炸药向无梯化过渡的炸药，是铵梯炸药向无梯化过渡的一个重要品种。一个重要品种。 (1)浆状炸药浆状炸药是由是由可燃剂可燃剂和和敏化剂敏化剂分散在氧化剂分散在氧化剂（以硝酸铵为主，通常可加入其它硝酸盐等）的饱（以硝酸铵为主，通常可加入其它硝酸盐等）的饱和水溶液中，经稠化或再经交联后制成的一种和水溶液中，经稠化或再

12、经交联后制成的一种水包水包油型（油型（O/W）凝胶状炸药。凝胶状炸药。2. 含水炸药含水炸药 含水炸药包括乳化炸药、水胶炸药和浆状炸药含水炸药包括乳化炸药、水胶炸药和浆状炸药 (2)水胶炸药水胶炸药则是指以则是指以硝酸甲胺硝酸甲胺为主要敏化剂的浆为主要敏化剂的浆状炸药。水胶炸药是浆状炸药发展和改进的产物。两状炸药。水胶炸药是浆状炸药发展和改进的产物。两种炸药的组分基本相同，主要区别在于种炸药的组分基本相同，主要区别在于敏化剂敏化剂的不同。的不同。水胶炸药水胶炸药优质水胶炸药优质水胶炸药火烧不炸火烧不炸 (3)乳化炸药乳化炸药是通过乳化剂的作用，使氧化剂水溶是通过乳化剂的作用，使氧化剂水溶液的微

13、滴均匀地分散在含有空气泡或空心微球等多孔液的微滴均匀地分散在含有空气泡或空心微球等多孔性物质的油相连续介质中而成的一种性物质的油相连续介质中而成的一种油包水型（油包水型（W/O）的乳胶状炸药。的乳胶状炸药。乳化炸药乳化炸药(4)(4)含水炸药的特点含水炸药的特点 a.抗水性强、密度高、体积威力大。抗水性强、密度高、体积威力大。适用于含水爆适用于含水爆破环境，易沉入有水炮孔孔底。破环境，易沉入有水炮孔孔底。 b.摩擦、撞击、枪击感度和热感度大大低于铵梯炸摩擦、撞击、枪击感度和热感度大大低于铵梯炸药，可塑性好；使用安全。药，可塑性好；使用安全。适合于现场混装机械化适合于现场混装机械化施工。施工。

14、c.除浆状炸药外，乳化炸药和水胶炸药都具有较好除浆状炸药外，乳化炸药和水胶炸药都具有较好的爆轰感度的爆轰感度 。可以用。可以用1发发8号雷管直接起爆。号雷管直接起爆。e.炸药成分、炸药密度及炸药的形态可在较大范围炸药成分、炸药密度及炸药的形态可在较大范围内进行调节内进行调节 具有沟槽具有沟槽效应小和传爆距离长的特点。效应小和传爆距离长的特点。 f. 硝化甘油炸药是指硝化甘油炸药是指硝化甘油硝化甘油被被氧化剂和可燃剂氧化剂和可燃剂等等吸收后组成的炸药。硝化甘油炸药分为粉状硝化甘吸收后组成的炸药。硝化甘油炸药分为粉状硝化甘油炸药和胶质硝化甘油炸药油炸药和胶质硝化甘油炸药(胶质炸药胶质炸药)两个系列

15、。两个系列。3.硝化甘油炸药硝化甘油炸药(胶质炸药胶质炸药) 硝化甘油炸药具有硝化甘油炸药具有爆炸威力大爆炸威力大、起爆感度高起爆感度高、传传爆性能好爆性能好和和抗水性能强抗水性能强等优点，因此自其诞生之日等优点，因此自其诞生之日起就统治工业炸药长达一个世纪。起就统治工业炸药长达一个世纪。 硝化甘油炸药硝化甘油炸药机械感度高机械感度高、加工和使用不安全加工和使用不安全、抗冻性差抗冻性差、易渗油和老化易渗油和老化、生产成本高等生产成本高等缺点。一缺点。一般只在水下爆破中使用。般只在水下爆破中使用。 随着工业炸药的发展，特别是本世纪随着工业炸药的发展，特别是本世纪60年代含年代含水炸药的出现，硝化

16、甘油炸药正逐渐被取代。水炸药的出现，硝化甘油炸药正逐渐被取代。 隧道爆破中使用的炸药一般均由厂家或现场加工隧道爆破中使用的炸药一般均由厂家或现场加工成药卷形式，药卷直径有成药卷形式，药卷直径有22mm、25、 32、 35 、40 等，长度为等，长度为165500mm。注意：注意：三大索类器材：导火索、导爆索和导爆管。三大索类器材：导火索、导爆索和导爆管。 起爆药柱起爆药柱 起爆器起爆器 雷管雷管1. 导火索起爆法导火索起爆法 导火索起爆法导火索起爆法是指利用导是指利用导火索燃烧时产生的火焰，先火索燃烧时产生的火焰，先引爆火雷管，再由火雷管激引爆火雷管，再由火雷管激发炸药爆炸的起爆方法。发炸药

17、爆炸的起爆方法。1导火索；2绑绳；3火雷管；4药卷工业导火索结构工业导火索结构1 1芯线；芯线；2 2芯药；芯药；3 3内线层；内线层；4 4中线层；中线层；5 5沥青层；沥青层； 6 6纸条层；纸条层；7 7外线层；外线层；8 8涂料层涂料层黑火药黑火药普通型导火索普通型导火索缓燃型导火索缓燃型导火索 由管壳、主装药、由管壳、主装药、副装药和加强帽组成，副装药和加强帽组成，分为分为6 6号和号和8 8号号两种规两种规格。管壳材料分为钢、格。管壳材料分为钢、铝、铜、纸几种，管铝、铜、纸几种，管壳内径为壳内径为6.2mm6.2mm。 1 1纸壳；纸壳；2 2加强帽；加强帽；3 3传火孔；传火孔；

18、4 4副装药；副装药；5 5二遍主装药；二遍主装药；6 6头遍主装药；头遍主装药；7 7聚能穴聚能穴 2、导爆索起爆法、导爆索起爆法棉线普通导爆索结构棉线普通导爆索结构1-1-芯线；芯线；2-2-黑索今或太安；黑索今或太安；3-3-内线层；内线层；4-4-中线层；中线层；5-5-沥青；沥青；6-6-纸条层；纸条层；7-7-外线层；外线层；8-8-涂料层；涂料层；9-9-防潮帽或防潮层防潮帽或防潮层“细长而连续细长而连续的小号雷管的小号雷管” 普通普通导爆索是目前生产和使用较多的一种，具有导爆索是目前生产和使用较多的一种，具有一定的防水性能和耐热性能，一定的防水性能和耐热性能， 导爆索的联接方法

19、导爆索的联接方法(a)搭结；搭结；(b)水手结；水手结；(c)、(d)、(e)套结；套结；(f)三角结三角结v 联接方法联接方法图 导爆索与药包的联接（a）导爆索与药卷；（b）导爆索结1-导爆索；2-药卷；3-胶布；4-起爆体v 导爆索与药包的联接导爆索与药包的联接v 网路网路继爆管继爆管继爆管继爆管延期元件延期元件3、导爆管起爆法、导爆管起爆法塑料导爆管塑料导爆管 塑料导爆管塑料导爆管 塑料导爆管简称导爆管，塑料导爆管简称导爆管，是一种内壁涂敷有猛炸药，以是一种内壁涂敷有猛炸药，以低爆速传递爆轰波的挠性塑料低爆速传递爆轰波的挠性塑料细管。细管。 我国普通塑料导爆管一般由低密度聚乙烯树脂加我国

20、普通塑料导爆管一般由低密度聚乙烯树脂加工而成，无色透明，外径工而成，无色透明，外径3mm，内径，内径1.4mm0.1 mm。涂敷在内壁上的炸药量为。涂敷在内壁上的炸药量为1418mg/m（91%的的奥克托金或黑索今，奥克托金或黑索今，9%的铝粉的铝粉）。）。起爆元件起爆元件连接元件连接元件末端工作元件末端工作元件 起爆系统起爆系统电雷管电雷管火雷管火雷管塑料连通管塑料连通管反射四通反射四通末端工作元件末端工作元件导爆管雷管导爆管雷管簇联簇联串联串联簇串联簇串联复式复式环形环形 优缺点优缺点 1. 不受杂散电流及各种感应电流的影响，适合于不受杂散电流及各种感应电流的影响，适合于杂散电流较大的露天

21、或地下矿山爆破作业。杂散电流较大的露天或地下矿山爆破作业。 2. 网路的设计、操作简便，不需进行网路计算。网路的设计、操作简便，不需进行网路计算。 3. 导爆管为非危险品，储运方便、安全。导爆管为非危险品，储运方便、安全。 4. 可以同时起爆的炮孔或装药的数量不受限制。可以同时起爆的炮孔或装药的数量不受限制。优优点点缺缺点点 1.导爆管雷管及爆破网路无法用仪表进行检查，导爆管雷管及爆破网路无法用仪表进行检查，只能凭外观检查网路的质量情况。只能凭外观检查网路的质量情况。 2.不能在具有瓦斯与煤尘爆炸危险的环境中使用。不能在具有瓦斯与煤尘爆炸危险的环境中使用。 电力起爆法电力起爆法管管煤煤矿矿许许

22、用用毫毫秒秒延延期期电电雷雷煤煤矿矿许许用用瞬瞬发发电电雷雷管管煤煤矿矿许许用用电电雷雷管管普普通通延延期期电电雷雷管管普普通通瞬瞬发发电电雷雷管管普普通通电电雷雷管管电电雷雷管管 按通电后爆炸时间的不同以及是否允许用于按通电后爆炸时间的不同以及是否允许用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的工作面，作如下分类有瓦斯或煤尘爆炸危险的工作面，作如下分类 电雷管电雷管 瞬发电雷管瞬发电雷管，即发电雷管即发电雷管纸壳瞬发电雷管纸壳瞬发电雷管 瞬发电雷管由瞬发电雷管由火雷管火雷管和和电点火元件电点火元件组装而成，电点组装而成，电点火元件由聚氯乙烯绝缘镀锌火元件由聚氯乙烯绝缘镀锌铁脚线、桥丝、引火药头和铁脚线、桥丝、

23、引火药头和塑料塞组成塑料塞组成 作用原理作用原理：电雷管通电后，：电雷管通电后，桥丝电阻产生热量点燃引火桥丝电阻产生热量点燃引火药头，引火药头迸发出的火药头，引火药头迸发出的火焰激发雷管爆炸。焰激发雷管爆炸。 延期电雷管延期电雷管 延期时间延期时间 瓦斯和煤尘瓦斯和煤尘爆炸爆炸分为瞬发和分为瞬发和煤矿许用电雷管与普通电雷管的区别煤矿许用电雷管与普通电雷管的区别在雷管的主装药内加入消焰剂或添加剂在雷管的主装药内加入消焰剂或添加剂禁止使用铝质管壳禁止使用铝质管壳采用铅质五芯延期体采用铅质五芯延期体采用燃烧温度低、气体生成量少的延期药采用燃烧温度低、气体生成量少的延期药煤矿许用毫秒延期电雷管的段别分

24、为五段，煤矿许用毫秒延期电雷管的段别分为五段，最长延期时间不超过最长延期时间不超过130ms。 220v照明电和照明电和380v动力电作为起爆电源，动力电作为起爆电源，特别适合大量电雷管的并联、串并联爆破网特别适合大量电雷管的并联、串并联爆破网路。路。 发爆器又称起爆器、放炮发爆器又称起爆器、放炮器。发爆器能够提供给爆破器。发爆器能够提供给爆破网路的电流较小，一般适用网路的电流较小，一般适用于电雷管的串联网路。于电雷管的串联网路。 电爆网路由电雷管、端线、区域线、主线、电电爆网路由电雷管、端线、区域线、主线、电源开关和插座等构成。用来接长雷管脚线的导线源开关和插座等构成。用来接长雷管脚线的导线

25、称为端线。称为端线。 连接端线和主线的导线称为连接端线和主线的导线称为区域线区域线。主线则是。主线则是指区域线与爆破电源之间的连接导线。指区域线与爆破电源之间的连接导线。 电爆网路的基本形式有：电爆网路的基本形式有：串联、并联、簇并串联、并联、簇并联、和串并联联、和串并联，很少采用并串联。，很少采用并串联。 只准采用专用爆破电表导通网路和校核电阻。只准采用专用爆破电表导通网路和校核电阻。爆破网路主线应设中间开关，并与其它电源线爆破网路主线应设中间开关，并与其它电源线路分开敷设，应采用绝缘良好的导线路分开敷设，应采用绝缘良好的导线爆破网路的联接必须在工作面的全部炮孔爆破网路的联接必须在工作面的全

26、部炮孔(或药或药室室)装填完毕和无关人员全部撤至安全地点之后，装填完毕和无关人员全部撤至安全地点之后，由工作面向起爆站依次进行。由工作面向起爆站依次进行。在有瓦斯与煤尘爆炸危险的环境中采用电力起在有瓦斯与煤尘爆炸危险的环境中采用电力起爆时，只准使用防爆型发爆器作为起爆电源。爆时，只准使用防爆型发爆器作为起爆电源。 继爆管结构示意图继爆管结构示意图a单向继爆管； b双向继爆管1消爆管；2大内管；3外套管；4延期药；5加强帽；6正起爆药DDNP；7副起爆药RDX；8导爆索；9连接管返回返回 双向继爆管双向继爆管返回返回返回返回 铝粉黑索今导爆管：导爆索：黑索今或太安导火索：黑火药采用的芯药991)

27、 1 (左右导爆管：塑料：棉线：导爆索：导火索：外径mmmmmmmm0 . 30 . 62 . 6) 3 . 05 . 5()2(导爆管：无色透明导爆索：红色根为绿色缓燃型：外层线中有一普通型：灰白导火索：外观颜色) 3(导爆管：爆轰波导爆索：爆轰波导火索：火焰传递能量的形式)4(smsmssm/)501959()501650(/6000)125100/(1)5(导爆管：导爆索：导火索：传递能量的速度导爆管：起爆药柱药柱、炸药等火工品导爆索：靠雷管、起爆材起爆导火索：靠专用点燃器起爆方式)6(雷管导爆管：可用来引爆火有雷管感度的炸药导爆索：可用来引爆具雷管导火索：可用来引爆火可以引爆物质)7(

28、返回返回 三、三、 隧道爆破设计隧道爆破设计 岩石隧道爆破特点岩石隧道爆破特点图图5-1 5-1 炮眼布置图炮眼布置图 周边眼周边眼1.1.掏槽眼掏槽眼20cm5cm10cm5cm10cm20cm直接影响着循环进尺或掘进速度直接影响着循环进尺或掘进速度2.2.辅助眼辅助眼20cm5cm10cm5cm10cm20cm3.3.周边眼周边眼20cm5cm10cm5cm10cm20cm直接影响隧道断面的成形轮廓及对围岩的破坏程度直接影响隧道断面的成形轮廓及对围岩的破坏程度1.1.斜眼掏槽斜眼掏槽 单向掏槽单向掏槽(1)(1)斜眼掏槽布置形式斜眼掏槽布置形式单向掏槽单向掏槽楔形掏槽楔形掏槽锥形掏槽锥形掏

29、槽(a)(a)顶部掏槽顶部掏槽(d)(d)扇形掏槽扇形掏槽(b)(b)底部掏槽底部掏槽(c)(c)侧向掏槽侧向掏槽楔形掏槽楔形掏槽v楔形掏槽的分类及适用条件楔形掏槽的分类及适用条件(a)(a)垂直楔形掏槽垂直楔形掏槽(b)(b)水平楔形掏槽水平楔形掏槽垂直楔形掏槽爆破参数垂直楔形掏槽爆破参数围岩级别 （）斜度比a(cm)b(cm) 炮眼数量（个）级以下级级级75807580707555701:0.271:0.181:0.271:0.181:0.371:0.271:0.471:0.3770806070506030503030252044666v楔形掏槽的特点楔形掏槽的特点L=0.50.7BbB锥

30、形掏槽锥形掏槽(a)(a)三角锥三角锥 (b)(b)四角锥四角锥 (c)(c)五角锥五角锥围岩围岩级级别别（）a(cm)a(cm)眼数（个）眼数（个）级级以以上上级级级级级级70706868656560601001009090808070703 34 45 56 6锥形掏槽爆破参数锥形掏槽爆破参数操作简单，精度要求较直眼掏槽低，能按岩操作简单，精度要求较直眼掏槽低，能按岩层的实际情况选择掏槽方式和掏槽角度，易把层的实际情况选择掏槽方式和掏槽角度，易把岩石抛出，掏槽眼的数量少且炸药耗量低等。岩石抛出，掏槽眼的数量少且炸药耗量低等。v优点优点眼深易受开挖断面尺寸的限制，不易提高循眼深易受开挖断面尺

31、寸的限制，不易提高循环进尺，也不便于多台凿岩机同时作业环进尺，也不便于多台凿岩机同时作业。 v缺点缺点(2)(2)斜眼掏槽的优缺点斜眼掏槽的优缺点2.2.直眼掏槽直眼掏槽 直眼掏槽由若干个直眼掏槽由若干个垂直于开挖面垂直于开挖面的炮眼所组成，的炮眼所组成，掏槽深度不受围岩软硬和开挖断面大小的限制，掏槽深度不受围岩软硬和开挖断面大小的限制，可以实现多台钻机同时作业、深眼爆破和钻眼机可以实现多台钻机同时作业、深眼爆破和钻眼机械化，从而为提高掘进速度提供了有利条件。械化，从而为提高掘进速度提供了有利条件。(1)直眼掏槽的布置形式直眼掏槽的布置形式柱状掏槽柱状掏槽(a)(a)菱形布置菱形布置 (b)(

32、b)楔形布置楔形布置 (c)(c)三角形布置三角形布置充分利用充分利用大直径空眼大直径空眼作为临空孔和岩石破碎作为临空孔和岩石破碎后的膨胀空间，使爆破后能形成柱状槽口的掏后的膨胀空间，使爆破后能形成柱状槽口的掏槽爆破。槽爆破。作为临空孔作为临空孔(free hole）的空眼）的空眼(buster hole) 数目，数目，视炮眼深度而定视炮眼深度而定:v一般当孔眼深度小于一般当孔眼深度小于3.0m时采用一个；时采用一个；v当孔眼深度为当孔眼深度为3.0m3.5m时，采用双临空孔；时，采用双临空孔；v当孔眼深度为当孔眼深度为3.5m5.15m时采用三个。时采用三个。试验表明：第一个起爆装药孔离开临

33、空孔的距离应试验表明：第一个起爆装药孔离开临空孔的距离应不大于不大于1.5倍的临空孔直径。倍的临空孔直径。螺旋形掏槽螺旋形掏槽螺旋形掏槽是由柱状掏槽发展而来，其特点螺旋形掏槽是由柱状掏槽发展而来，其特点是是中心眼为空眼中心眼为空眼，邻近空眼的各装药眼至空眼，邻近空眼的各装药眼至空眼之间的距离逐渐加大，其连线呈螺旋形，并且之间的距离逐渐加大，其连线呈螺旋形，并且由近及远依次起爆。由近及远依次起爆。a=(1.01.5)Db=(1.22.5)Dc=(3.04.0)Dd=(4.05.0)DD D为钻孔直径，一般不小于为钻孔直径，一般不小于100mm100mm(2)直眼掏槽的特点直眼掏槽的特点适用于中硬

34、岩层或坚硬岩层适用于中硬岩层或坚硬岩层适宜采用中深孔爆破适宜采用中深孔爆破凿眼效率高凿眼效率高炮眼利用率高炮眼利用率高抛掷距离短抛掷距离短耗药量大耗药量大要求严格要求严格(3)影响掏槽效果的因素影响掏槽效果的因素眼距眼距 最先一段起爆的炮眼与空眼的距离最先一段起爆的炮眼与空眼的距离空眼直径、眼距与岩石爆破效果关系空眼直径、眼距与岩石爆破效果关系2daA)(22ddadaA中空眼中空眼炮眼炮眼隧道局的建议公式隧道局的建议公式一般情况下不大于空眼直径的一般情况下不大于空眼直径的2倍倍常用的空眼直径为常用的空眼直径为102mm，眼距采用，眼距采用1820cm空眼数目空眼数目 空眼数目越多掏槽爆破效果

35、越好；炮眼越深空空眼数目越多掏槽爆破效果越好；炮眼越深空眼数目越多。眼数目越多。装药装药 过量装药，过量装药，装药长度占全眼长的装药长度占全眼长的7090%辅助抛掷辅助抛掷 将空眼加深将空眼加深100200mm，并在空眼底部放，并在空眼底部放12卷炸药。卷炸药。钻眼质量钻眼质量 保证各炮眼之间保持等距、平行保证各炮眼之间保持等距、平行序号适用条件斜眼掏槽直眼掏槽1开挖断面大小大断面较适用大小断面均可以，小断面更优2地质条件各种地质条件均适用韧性岩层不适用3炮眼深度受断面大小限制，不宜太深不受断面大小限制，可以较大4对钻眼要求相对来说可稍差些钻眼精度影响大5爆破材料消耗相对较小炸药、雷管用量较多

36、6施工条件钻机干扰大钻眼相互干扰小7爆破效果抛渣远爆堆较集中直眼掏槽与斜眼掏槽的适用条件直眼掏槽与斜眼掏槽的适用条件3.3.混合掏槽混合掏槽 混合掏槽是指两种混合掏槽是指两种以上的掏槽方式的混以上的掏槽方式的混合使用，一般在岩石合使用，一般在岩石特别坚硬或隧道开挖特别坚硬或隧道开挖断面较大时使用。主断面较大时使用。主要有：要有：复式掏槽、升复式掏槽、升级掏槽和分段掏槽。级掏槽和分段掏槽。v复式楔形掏槽复式楔形掏槽掏槽深度大、掏槽效果好掏槽深度大、掏槽效果好能提高炮眼利用率；能提高炮眼利用率；布置和施工都较为复杂。布置和施工都较为复杂。炮眼直径对凿岩生产率、炮眼数目、单位耗炮眼直径对凿岩生产率、

37、炮眼数目、单位耗药量和洞壁的平整程度均有影响。药量和洞壁的平整程度均有影响。加大炮眼直径以及相应装药量可使炸药能量加大炮眼直径以及相应装药量可使炸药能量相对集中，改善爆炸效果。炮眼直径过大将导相对集中，改善爆炸效果。炮眼直径过大将导致凿岩速度显著下降，并影响岩石破碎质量、致凿岩速度显著下降，并影响岩石破碎质量、洞壁平整程度和围岩稳定性。洞壁平整程度和围岩稳定性。炮眼数量主要与炮眼数量主要与开挖断面开挖断面、炮眼直径炮眼直径、岩石岩石性质性质和和炸药性能炸药性能有关，炮眼的多少直接影响凿有关，炮眼的多少直接影响凿岩工作量。岩工作量。炮眼数量应能装入设计的炸药量，通常可根炮眼数量应能装入设计的炸药

38、量，通常可根据各炮眼平均分配炸药量的原则来计算据各炮眼平均分配炸药量的原则来计算qsN 式中：式中：N炮眼数量，不包括未装药的空眼数；炮眼数量，不包括未装药的空眼数； q单位炸药消耗量，一般取单位炸药消耗量，一般取q=1.2kg/m32.4kg/m3； S开挖断面积，开挖断面积，m2； 装药系数装药系数(见表见表) 每米药卷的炸药重量（每米药卷的炸药重量（kg/m）首先计算周边眼数量首先计算周边眼数量N1和装药量和装药量Q111aBBNl11111LNQ 式中：式中：B Bl l隧道开挖断面周长隧道开挖断面周长；B B隧道开挖宽度隧道开挖宽度 a a周边眼间距；周边眼间距；L L1 1周边眼钻

39、孔平均深度周边眼钻孔平均深度 1 1周边眼周边眼每米药卷的炸药重量（每米药卷的炸药重量（kg/mkg/m）其次计算总的装药量其次计算总的装药量22212LQQN然后计算掏槽眼和辅助眼数量然后计算掏槽眼和辅助眼数量qsLqVQ式中：式中：L L炮眼的平均深度炮眼的平均深度 L L2 2辅助眼和掏槽眼的平均深度辅助眼和掏槽眼的平均深度 2 2辅助眼和掏槽眼辅助眼和掏槽眼每米药卷的炸药重量（每米药卷的炸药重量（kg/mkg/m） 2 2辅助眼和掏槽眼的装药系数辅助眼和掏槽眼的装药系数 炮眼利用率，一般取炮眼利用率，一般取0.80.80.950.95首先计算掏槽眼数量首先计算掏槽眼数量N1和装药量和装

40、药量Q1其次计算周边眼数量其次计算周边眼数量N2和装药量和装药量Q2然后计算辅助眼数量然后计算辅助眼数量N3和装药量和装药量Q3最后计算炮眼数量最后计算炮眼数量N和装药量和装药量Q炮眼深度是指炮眼底至开挖面的垂直距离。炮眼深度是指炮眼底至开挖面的垂直距离。合适的炮眼深度有助于提高掘进速度和炮眼利合适的炮眼深度有助于提高掘进速度和炮眼利用率。用率。L对于斜眼掏槽，由于施工原因和岩石的夹制作对于斜眼掏槽，由于施工原因和岩石的夹制作用，一般最大炮眼深度取断面宽度（或高度）用，一般最大炮眼深度取断面宽度（或高度）B的的0.50.7倍，当围岩条件好时，采用较小值。倍，当围岩条件好时，采用较小值。 lL

41、台班数天数月循环计划进尺lv按每掘进循环的进尺数按每掘进循环的进尺数来确定来确定v 按每一掘进循环所占用时间确定按每一掘进循环所占用时间确定 NmvtL 合理的药量应根据所使用的炸药的性能和质量、合理的药量应根据所使用的炸药的性能和质量、地质条件、开挖断面尺寸、临空面数目、炮眼直地质条件、开挖断面尺寸、临空面数目、炮眼直径和深度及爆破的质量要求来确定。径和深度及爆破的质量要求来确定。目前多采取先用目前多采取先用体积公式体积公式计算出一个循环的总计算出一个循环的总用药量，然后按各种类型炮眼的爆破特性进行分用药量，然后按各种类型炮眼的爆破特性进行分配，再在爆破实践中加以检验和修正，直到取得配，再在

42、爆破实践中加以检验和修正，直到取得良好的爆破效果为止的方法。良好的爆破效果为止的方法。VqQSlV15. 0Qn 20cm5cm10cm5cm10cm20cmbccBL10cm5cm15cmL周L周2215. 0L 周周Lv直线形布置直线形布置形式简单且易掌握，同排炮眼的最小抵抗形式简单且易掌握，同排炮眼的最小抵抗线一致，间距一致，前排眼为后排眼创造临线一致，间距一致，前排眼为后排眼创造临空面，爆破效果较好。空面，爆破效果较好。v多边形布置多边形布置围绕着掏槽部位，由围绕着掏槽部位，由里向外，将炮眼逐层布里向外，将炮眼逐层布置成正方形、长方形、置成正方形、长方形、多边形等多边形等v弧形布置弧形

43、布置顺着拱部轮廓线，顺着拱部轮廓线，逐圈布置炮眼。此外，逐圈布置炮眼。此外，还可将开挖面上部布还可将开挖面上部布置成弧形，下部布置置成弧形，下部布置成直线形，以构成混成直线形，以构成混合型布置。合型布置。v圆形布置圆形布置当开挖面为圆形时，炮孔围绕断面中心逐层当开挖面为圆形时，炮孔围绕断面中心逐层布置成圆形。这种布孔方式，多用在圆形隧道、布置成圆形。这种布孔方式，多用在圆形隧道、泄水洞以及圆形竖井的开挖中泄水洞以及圆形竖井的开挖中20cm5cm10cm5cm10cm20cm周边眼周边眼设计位置应考虑设计位置应考虑0.030.05的外插斜率。的外插斜率。( (一一) )隧道控制爆破的分类隧道控制

44、爆破的分类四、周边眼的控制爆破四、周边眼的控制爆破光面爆破是指沿开挖边界布置密集炮孔，采光面爆破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，在主爆区取不耦合装药或装填低威力炸药，在主爆区之之后后起爆，以形成平整的轮廓面的爆破作业。起爆，以形成平整的轮廓面的爆破作业。预裂爆破是指沿开挖边界布置密集炮孔，采预裂爆破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，在主爆区取不耦合装药或装填低威力炸药，在主爆区之之前前起爆，以形成平整的轮廓面的爆破作业。起爆，以形成平整的轮廓面的爆破作业。( (二二) )光面爆破与预裂爆破的关系光面爆破与预裂爆破的关系v孔距必须与最小抵抗线

45、相匹配孔距必须与最小抵抗线相匹配v采取不耦合装药或装填低威力炸药采取不耦合装药或装填低威力炸药v同组光爆孔同组光爆孔(预裂孔预裂孔)同时起爆同时起爆v起爆顺序不同起爆顺序不同v装药量不同装药量不同( (三三) )隧道光面爆破隧道光面爆破v开挖轮廓成形规则，岩面平整开挖轮廓成形规则，岩面平整v围岩壁上保存有围岩壁上保存有50%以上的半面炮眼痕迹以上的半面炮眼痕迹v无明显的爆破裂缝无明显的爆破裂缝v超欠挖符合规定要求超欠挖符合规定要求光面爆破参数示意图光面爆破参数示意图简单计算并结合工程类比加以确定，然后在简单计算并结合工程类比加以确定，然后在现场爆破实践中加以修正改善。现场爆破实践中加以修正改善

46、。v周边眼间距周边眼间距一般取一般取Ki=1018 LdFLEct dEtc/dKEi在不偶合装药的前提下，光面爆破应满足炮在不偶合装药的前提下，光面爆破应满足炮孔内静压力孔内静压力F F小于爆破岩体的极限抗压强度，小于爆破岩体的极限抗压强度，而大于岩体的极限抗拉强度的条件。即而大于岩体的极限抗拉强度的条件。即 v光爆层厚度及炮眼密集系数光爆层厚度及炮眼密集系数一般取一般取K=0.8 光面层就是周边眼与最外层辅助眼之间的一光面层就是周边眼与最外层辅助眼之间的一圈岩石层。其厚度就是周边眼的最小抵抗线圈岩石层。其厚度就是周边眼的最小抵抗线W W。周边眼的间距周边眼的间距 E E 与光面层厚度与光面

47、层厚度 W W 有着密切有着密切关系，通常以周边眼的关系，通常以周边眼的密集系数密集系数 K K（K K= =E E/ /W W）表示，其大小对光面爆破效果有较大影响。表示，其大小对光面爆破效果有较大影响。光爆层厚度一般取光爆层厚度一般取5080cmv装药不耦合系数装药不耦合系数一般取装药不耦合系数一般取装药不耦合系数25 合理的不耦合系数应使爆炸后作用在孔壁上合理的不耦合系数应使爆炸后作用在孔壁上的压力低于岩石的动抗压强度，而高于其动抗的压力低于岩石的动抗压强度，而高于其动抗拉强度。拉强度。v装药量装药量在光面层单独爆落时，周边眼的线装药密度在光面层单独爆落时，周边眼的线装药密度一般为一般为

48、0.15kg/m0.25kg/m, ,全断面一次起爆全断面一次起爆时，一般可达时，一般可达0.30kg/m0.35kg/m。周边眼的装药量通常以线装药密度表示。周边眼的装药量通常以线装药密度表示。施工中应根据施工中应根据孔距孔距、光面层厚度光面层厚度、石质及炸石质及炸药种类药种类等综合考虑确定装药量。等综合考虑确定装药量。岩石类别岩石类别炮眼间距（炮眼间距（E）（cm）抵抗线（抵抗线（W）(cm)密集系数密集系数(K=E/W)装药集中度装药集中度(kg/m)硬岩硬岩中硬岩中硬岩软岩软岩5570456535506080608040600.71.00.71.00.50.80.300.350.200

49、.300.070.12表表7-2-15 光面爆破一般参考数值光面爆破一般参考数值(1)(1)采用小直径药卷或专用的低爆速、低密度、采用小直径药卷或专用的低爆速、低密度、传爆性能好、爆炸威力大的炸药。传爆性能好、爆炸威力大的炸药。(2)(2)采用不偶合装药结构。光面爆破的不偶合采用不偶合装药结构。光面爆破的不偶合系数最好大于系数最好大于2,2,但药卷直径不应小于该炸药但药卷直径不应小于该炸药的临界直径，以保证稳定传爆。当采用间隔的临界直径，以保证稳定传爆。当采用间隔装药时，相邻炮眼所用的药卷位置应错开，装药时，相邻炮眼所用的药卷位置应错开，以充分利用炸药效能。以充分利用炸药效能。(3)(3)严格

50、掌握与周边眼相邻的内圈炮眼的爆破严格掌握与周边眼相邻的内圈炮眼的爆破效果，为周边眼爆破创造临空面。周边眼应尽效果，为周边眼爆破创造临空面。周边眼应尽量做到同时起爆。量做到同时起爆。(4)(4)严格控制装药集中度。必要时可采用间隔严格控制装药集中度。必要时可采用间隔装药。装药。(5)(5)确保钻眼精度。确保钻眼精度。( (四四) )隧道预裂爆破隧道预裂爆破v不平整度不超过不平整度不超过15cmv保存有保存有80%90%以上的半面炮眼痕迹以上的半面炮眼痕迹v无明显的爆破裂缝无明显的爆破裂缝岩石类别岩石类别炮眼间距（炮眼间距（E）（cm）至内排崩落眼间距至内排崩落眼间距(cm)装药集中度装药集中度（