煤矿爆破工培训课件.ppt
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1、1 赵固一矿赵固一矿爆破爆破课件课件2*目录页河南能源焦煤集团赵固一矿安全爆破基础知识爆破事故防治爆破作业爆破事故预防及处理爆破器材及爆破器具爆破参数 计算第一章第二章第五章第三章 安全爆破 技术第四章3*过渡页第一章河南能源焦煤集团赵固一矿安全爆破基础知识爆破事故预防及处理爆破器材及爆破器具 爆破 作业爆破事故预防及处理爆破器材及爆破器具爆破参数 计算第二章第五章第三章 安全爆破 技术第四章4 一、爆炸 爆炸:一般认为,物质发生急剧变化并放出大量的能量对周围介质做机械功,同时可能伴随有声、光、热效应的现象,称为爆炸。爆炸现象归纳为:(一)化学爆炸 (二)物理爆炸 (三)核爆炸 爆破理论与安全
2、技术第一节 炸药与爆炸知识第一章第一章 安全爆破基础知识5 二、化学爆炸应具备的条件炸药爆炸是一个化学反应过程,但炸药的化学反应并不都是爆炸,必须具备一定条件的化学反应才是爆炸。炸药爆炸具备以下三个条件 (一)放热反应 (二)生成大量气体 (三)高速度反应 爆破理论与安全技术第一节 炸药与爆炸知识第一章第一章 安全爆破基础知识6 二、化学爆炸应具备的条件 (一)放热反应 炸药爆炸实质上是炸药中的化学能在瞬间转化为对外界做功的过程,反应释放出的热是做功的能源做功的能源,也是化学反应进一步加速进行的必要条件。炸药爆炸时放出的热量大小常用爆热来衡量,爆热爆热指单位质量炸药爆炸时放出的热量,1400-
3、6500KJ/kg。炸药爆炸瞬间放出的热量主要用于对爆炸产物加热,使爆炸产物达到很高的温度,爆炸产物在原有体积内达到热平衡时的温度称爆温爆温,一般在20004500C。爆破理论与安全技术第一节 炸药与爆炸知识第一章第一章 安全爆破基础知识7 二、化学爆炸应具备的条件 (二)生成大量气体 气体具有良好的压缩性,瞬间生成大量的气体容纳在原有体积内,必然产生很高的压力,高温高压气体为做功提供了必要条件必要条件,气体膨胀就是做功。产生气体多少和释放热量多少决定了炸药爆炸做功多少。用比容衡量炸药爆炸时产生的气体多少,比容比容指单位质量炸药爆炸后生成的气体在标准状态下所占的容积。单质炸药比容一般在3001
4、000L/kg。爆破理论与安全技术第一节 炸药与爆炸知识第一章第一章 安全爆破基础知识8 二、化学爆炸应具备的条件 (三)高速反应 尽管炸药化学反应释放出大量能量并产生大量气体,如果没有必要的反应速度,也不能形成爆炸,反应速度标志着做功的功率功率。爆炸反应的速度通常用爆速来衡量,爆速爆速指爆炸过程在炸药中传播的稳定速度。单质炸药爆速一般在11008000m/s。爆破理论与安全技术第一节 炸药与爆炸知识 第一章第一章 安全爆破基础知识9 三、炸药的反应形式 爆炸不是炸药唯一的化学反应形式,在特定的反应条件下,同种炸药可能有四种不同形式的化学反应:(一)热分解 (二)燃烧 (三)爆炸 (四)爆轰
5、四种反应形式产生不同的物理化学效应。爆破理论与安全技术第一节 炸药与爆炸知识 第一章第一章 安全爆破基础知识10 三、炸药的反应形式 (一)热分解 热分解是炸药化学反应的最低形式,表现为炸药在常温下缓慢的化学变化,使原物质发生本质的变化。炸药热分解一般会带来不良后果,炸药因热分解而变质直接影响炸药的使用。在一定条件下,热分解会转变为燃烧甚至爆炸,以致发生意外爆炸事故。所以在炸药的制造、贮存过程中应严格控制环境条件,避免炸药的热分解。爆破理论与安全技术第一节 炸药与爆炸知识第一章第一章 安全爆破基础知识11 三、炸药的反应形式 (二)燃烧 燃烧是比热分解更高一级的化学反应形式,往往是由受热或火焰
6、引起的。燃烧是物质的氧化过程,所以一般物质燃烧需要外界提供氧,而炸药本身含有丰富的氧和燃料,不需要外界的氧就可以燃烧,一旦炸药燃烧,靠隔绝空气的灭火方法不起作用,往往还会加速炸药的燃烧。炸药燃烧时对压力比较敏感,压力越大,燃速越高,甚至由燃烧转变为爆炸,所以在密闭条件下燃烧是很危险的。在炸药贮存时,要注意创造不利于燃烧的条件,如改善通风条件。爆破理论与安全技术第一节 炸药与爆炸知识第一章第一章 安全爆破基础知识12 三、炸药的反应形式 (三)爆炸 爆炸是炸药的最高化学反应形式。与燃烧的区别在于燃烧靠热传导传递能量和激发化学反应,爆炸则靠冲击波传递能量和激发反应区;燃烧受环境影响较大,爆炸则基本
7、上不受环境影响。爆炸的反应速度、温度和压力都比燃烧高得多。所以爆炸表现出强烈的破坏作用。爆炸是爆破安全的主要控制对象。爆炸过程中遇到不利因素也可能导致爆炸中断,使爆炸过程转变为燃烧或热分解。爆破理论与安全技术第一节 炸药与爆炸知识第一章第一章 安全爆破基础知识13 三、炸药的反应形式 (四)爆轰 爆炸速度增长到稳定爆速的最大值时就转化为爆轰,爆轰是指炸药以最大稳定速度进行的反应过程。特定的炸药在特定的条件下的爆轰速度为常数。爆炸和爆轰并无本质上的区别,只不过是传播速度不同而已。爆轰的传播速度是恒定的,爆炸的传播速度是可变的,就这个意义上讲,也可以认为爆轰是爆炸的一种特殊形式,即稳定的爆炸。爆破
8、理论与安全技术第一节 炸药与爆炸知识第一章第一章 安全爆破基础知识14 爆破是炸药爆炸作用于周围介质的结果。埋在介质内的炸药引爆后,在极短的时间内,由固态转变为气态,体积增加数百倍至几千倍,伴随产生极大的压力和冲击力,同时还产生很高的温度,使周围介质受到各种不同程度的破坏,称为爆破。被爆破的岩体或煤体与空气接触的界面叫自由面。从装药中心到自由面的最短距离称为最小抵抗线。(一)爆破作用圈 当具有一定质量的球形药包在无限均质介质内部爆炸时,在爆炸作用下,距离药包中心不同区域的介质,由于受到的作用力有所不同,因而产生不同程度的破坏或振动现象。整个被影响的范围就叫做爆破作用圈。这种现象随着与药包中心间
9、的距离增大而逐渐消失,按对介质作用不同可分为四个作用圈。第一章 安全爆破基础知识 第二节 自由面和最小抵抗线一、爆破的常用术语15 1.压缩圈 图1-1中R1表示压缩圈半径,在这个作用圈范围内,介质直接承受了药包爆炸而产生的极其巨大的作用力,因而如果介质是可塑性的土壤,便会遭到压缩形成孔腔;如果是坚硬的脆性岩石便会被粉碎。所以把R1这个球形地带叫做压缩圈或破碎圈。第一章 安全爆破基础知识 第二节 自由面和最小抵抗线一、爆破的常用术语图1-116 2.抛掷圈 围绕在压缩圈范围以外至R2的地带,其受到的爆破作用力虽较压缩圈范围内小,但介质原有的结构受到破坏,分裂成为各种尺寸和形状的碎块,而且爆破作
10、用力尚有余力足以使这些碎块获得能量。如果这个地带的某一部份处在临空的自由面条件下,破坏了的介质碎块便会产生抛掷现象,因而叫做抛掷圈。第一章 安全爆破基础知识 第二节 自由面和最小抵抗线一、爆破的常用术语图1-117 3.松动圈 松动圈又称破坏圈。在抛掷圈以外至R3的地带,爆破的作用力更弱,除了能使介质结构受到不同程度的破坏外,没有余力可以使破坏了的碎块产生抛掷运动,因而叫做破坏圈。工程上为了实用起见,一般还把这个地带被破碎成为独立碎块的一部分叫做松动圈,而把只是形成裂缝、互相间仍然连成整块的一部分叫做裂缝圈或破裂圈。第一章 安全爆破基础知识 第二节 自由面和最小抵抗线一、爆破的常用术语图1-1
11、18 4.震动圈 在破坏圈范围从外,微弱的爆破作用力甚至不能使介质产生破坏。这时介质只能在应力波的作用下,产生振动现象,这就是图11中R4所包括的地带,通常叫做震动圈。震动圈以外爆破作用的能量就完全消失了。第一章 安全爆破基础知识 第二节 自由面和最小抵抗线一、爆破的常用术语图1-119 (二)爆破漏斗 在有限介质中爆破,当药包埋设较浅,爆破后将形成以药包中心为顶点的倒圆锥型爆破坑,称之为爆破漏斗。爆破漏斗的形状多种多样,随着岩土性质、炸药的品种性能和药包大小及药包埋置深度等不同而变化。第一章 安全爆破基础知识 第二节 自由面和最小抵抗线一、爆破的常用术语图1-2 (三)最小抵抗线 由药包中心
12、至自由面的最短距离。如图1-2中的W。一、爆破的常用术语20 (四)爆破漏斗半径即在介质自由面上的爆破漏斗半径。如图1-2中的r。若rW,则r为标准抛掷漏斗半径。(五)爆破作用指数指爆破漏斗半径r与最小抵抗线W的比值。即:第一章 安全爆破基础知识 第二节 自由面和最小抵抗线一、爆破的常用术语图1-221 爆破作用指数的大小可判断爆破作用性质及岩石抛掷的远近程度,也是计算药包量、决定漏斗大小和药包距离的重要参数。一般用n来区分不同爆破漏斗,划分不同爆破类型:(1)当n=1时,称为标准抛掷爆破漏斗;(2)当n1时,称为加强抛掷爆破漏斗;(3)当0.75n晶体管电压变压器整流直流电压电容器充电接通电
13、路爆破发爆器通电流程图(五)工作原理及线路原理首先将已串接好待放雷管的放炮母线两端分别接于两接线端上,此时导通测量回路工作,红色指示灯亮。当开关打至”充电”位置时,晶体管开始振荡并经变压器输出端输出一交变电压,此电压经二极管整流后(100发经4倍电压整流后)对主电容进行充电;当充电电压达到额定值时,电压指示灯亮后,稳定电路进入稳压状态,使主振回路间歇振荡,电压指示灯闪亮,此时将开关打至“放炮”位置进行放炮。58 第三节 发爆器简介和相关知识爆破理论与安全技术 二、发爆器规定第一章第二章 爆破器材及爆破器具 (六)使用方法入井使用前应按以下步骤对发爆器进行井前检测;将一节短导线接入两接线端,此时
14、红色指示灯亮,说明导通检测回路工作正常。除去导线,取下防防尘帽插入专用钥匙,将开关按逆时针方向旋到”充电”位置,此时可以听到仪器工作的声音,在规定时间内,可看到指示灯闪亮。如果发爆器长期未使用,第一次充电时间将会较长,此时可将发爆器反复充电、放电数次,以激活储能元件,使充电时间恢复正常。入井前需测量每只电雷管的全电阻,取出阻值达不到规定值的,以免发生拒爆。59 第三节 发爆器简介和相关知识爆破理论与安全技术 二、发爆器规定第一章第二章 爆破器材及爆破器具 (六)使用方法放炮母线的绝缘性能必须良好,耐压高、结实耐用,接点不应过多,且连接牢靠无锈蚀,以免增加母线电阻,影响放炮效果。将待放雷管串联连
15、接,并将各接点悬空放置,防止接地,然后将母线始末两端牢靠接于发爆器接线柱上。此时红色指示灯亮,说明放炮回路导通良好,准予充电放炮。若红灯不亮,则应仔细检查放炮回路、排除故障,直至红色指示灯亮。红色指示灯亮后,将开关打到“充电”位置,红色指示灯灭,发爆器开始充电,待黄色指示灯闪亮后,方可进行放炮。黄色指示灯不亮不要放炮,以免发生拒爆。60 第三节 发爆器简介和相关知识爆破理论与安全技术 二、发爆器规定第一章第二章 爆破器材及爆破器具 (七)发爆器保管 1、发爆器必须由爆破工妥善保管,上下班随身携带,每班升井检查。2、在井下要挂在支架上或放在木箱里,不要放在潮湿或淋水的地方。3、发爆器发生故障应及
16、时送到地面由专人修理,不得在井下撤开修理、更换电池,更不得敲打、撞击,以防发爆器失爆。长期不用应取出电池。4、严禁用两个接线柱联线短路打火的方法来检查输出电量的大小、有无残余电荷和用发爆器检查母线导通。61 第三节 发爆器简介和相关知识爆破理论与安全技术 二、发爆器规定第一章第二章 爆破器材及爆破器具 (八)发爆器常见异常及其影响异常情况影响有裂缝或螺丝不紧失爆输出电能过小或充电时间过长易造成部分或整个网络拒爆接线柱锈蚀、滑丝拒爆或发生打火现象,引爆瓦斯氖气灯不亮无法确定发爆器充电是否正常开关失灵容易造成发爆器损坏或导致早爆由于受潮等原因造成串电、漏电早爆或电伤爆破工主电解电容被击穿输出电能不
17、足,造成部分或全部拒爆62 第四节 导通表简介和相关知识爆破理论与安全技术 三、电爆网路检查第一章第二章 爆破器材及爆破器具 (一)规程对网络检查的要求 1、每次爆破作业前,爆破工必须做电爆网路全电阻检查。严禁用发爆器打火放电检测网路是否导通。2、爆破母线连接脚线、检查线路和通电工作,只准爆破工一个人操作。63 第四节 导通表简介和相关知识爆破理论与安全技术第一章第二章 爆破器材及爆破器具64 第四节 导通表简介和相关知识爆破理论与安全技术 三、电爆网路检查第一章第二章 爆破器材及爆破器具 (二)导通表矿井采用EX CHB-2000型导通表,导通表参数见下表:65*过渡页第一章河南能源焦煤集团
18、赵固一矿安全爆破基础知识爆破事故预防及处理爆破器材及爆破器具 爆破 作业爆破事故预防及处理爆破器材及爆破器具爆破参数 计算第二章第五章第三章 安全爆破 技术第四章66 一、单位炸药消耗量的计算爆破每立方米原岩所消耗的炸药量称为单位炸药消耗量,简称单位耗药量。计算单位耗药量的经验公式多采用如下修正的普氏公式:第三章 爆破参数计算 第一节 炸药量计算67 目前的平巷掘进爆破常根据国家定额选取或工程类比与经验法选取。68 根据岩石性质、断面尺寸和炸药性质等,按炮眼的不同作用对炮眼进行合理布置,最终排列出的炮眼数即为一次爆破的总炮眼数。一般还需实践后再作适当调整。炮眼数目过少,易出现大块,不利于装岩,
19、同时巷道周边轮廓会成形差;炮眼数目过多,会导致钻孔工时和成本增加。合理的炮眼数目应当保证有较高的爆破效率,即炮眼利用率在85%以上,爆下的岩块和爆破后的巷道轮廓均能符合施工和设计要求。实际设计时可以先按以下方法估算炮眼总数:1.按巷道断面和岩石坚固性系数估算第三章 爆破参数计算 第二节 炮眼数目的确定69 第三章 爆破参数计算 第二节 炮眼数目的确定 bQqS nNaWQ70 爆破参数炮眼深度优化设计 炮眼深度直接决定每个循环的进尺量,也就是决定着掘进中钻眼和装岩等主要工序的工作量和完成各工序所需要的时间,是确定掘进循环劳动量和工作组织的主要钻爆参数。需要综合考虑施工设备,掘进任务和劳动组织等
20、多方面因素进行优化设计。影响炮眼深度的因素很多,在各种因素综合考虑的前提下,使掘进每米巷道所需劳动量为最小的炮眼深度可认为是最优炮眼深度。第三章 爆破参数计算 第三节 炮眼深度的确定71 根据巷道掘进任务要求计算炮眼深度第三章 爆破参数计算 第三节 炮眼深度的确定72 按掘进循环组织确定炮眼深度根据一个掘进循环时间和劳动组织,并考虑钻眼设备和装岩设备能力等因素,估算炮眼深度如下:第三章 爆破参数计算 第三节 炮眼深度的确定73 一、炮眼装药结构及填塞装药结构有连续装药、间隔装药、耦合装药、不耦合装药、正向起爆装药和反向起爆装药等多种形式。一般巷道掘进炮眼较浅,多采用连续、耦合、反向起爆装药结构
21、。周边眼爆破为减轻对围岩的损伤,多采用不耦合装药结构。注:不耦合装药是指药包表面与炮眼孔壁之间保留一定间隙的装药方式。数参破爆第三章 爆破参数计算 第四节 炮眼装药方法及利用率74 二、炮眼利用率 炮眼利用率是最能直接反映平巷爆破效果的重要参数,有单个炮眼利用率与全面炮眼利用率之分,定义如下:第三章 爆破参数计算 第四节 炮眼装药方法及利用率75 通常所说的炮眼利用率系指全断面炮眼利用率,是综合爆破效果参数,与设计的其他爆破参数都有直接关系。要使炮眼利用率达到最优设计很难,每一组爆破参数都有对应的值,理论计算还有较大困难。实际平巷爆破设计以经验为主,可先取炮眼利用率接近80%进行试验,如果爆破
22、效果达不到设计值,可适当调整爆破参数。如果炮眼利用率在80%以上,则说明爆破参数合理,爆破效果较好。六、炮眼布置 合理的炮眼布置具有如下特点:(一)先爆炸的炮眼不会破坏后爆炸的炮眼,或影响其内装药爆轰的稳定性;(二)爆破块度均匀,大小符合装岩要求,大块率低;(三)爆堆集中,飞石距离小,不会顺坏支架或其他设备;(四)有较高的炮眼利用率,爆破后断面和轮廓符合设计要求,不会发生欠挖或过量超挖现象;(五)施工方便,便于多台钻眼设备高效打眼。第三章 爆破参数计算 第四节 炮眼装药方法及利用率76*过渡页第一章河南能源焦煤集团赵固一矿安全爆破基础知识爆破事故预防及处理爆破器材及爆破器具 爆破 作业爆破事故
23、预防及处理爆破器材及爆破器具爆破参数 计算第二章第五章第三章 安全爆破 技术第四章77 一、掘进工作面炮眼类型和作用 掏槽眼 辅助眼 周边眼爆破理论与安全技术第一章第四章 安全爆破技术 第一节 爆破技术78 掘进工作面炮眼类型和作用掏槽眼:位于巷道断面中下部,为辅助眼增加爆破自由面。辅助眼:位于掏槽眼和周边眼之间,辅助眼大量崩落岩石并为周边眼增加自由面。周边眼:形成巷道断面,并使巷道断面、坡度等符合作业规程的规定。爆破理论与安全技术第一章79 01 一般巷道掘进炮眼布置的方法和原则如下:(1)首先选择掏槽方式和确定掏槽眼的位置,在布置周边眼,最后布置辅助眼。03(3)辅助眼以掏槽眼形成的槽洞为
24、中心,分层均匀布置在掏槽眼和周边眼之间。布置时应根据断面大小和形状调整抵抗线和眼距,以求炮眼数目少且能均匀。有时可适当调整掏槽眼位置或在掏槽眼旁增加辅助眼,以使辅助眼布置合理。辅助眼的抵抗线和眼距应根据装药直径、岩层可爆性和块度要求来确定,一般为500700mm,临近系数在0.8左右。02(2)掏槽眼通常布置在巷道断面的中央偏下,应考虑辅助眼的布置和减少崩坏支护结构或施工设施的可能。除面积较大的巷道外,一般在槽洞内或槽眼底间不再布置辅助眼;掏槽眼深度应比其他炮眼深度深10%20%。04第四章 安全爆破技术第一节 爆破技术(4)周边眼布置在巷道断面的轮廓线上,但为了打眼方便,通常向外(或向上)偏
25、斜一定角度,有时称之为外甩角,一般为35。顶眼和帮眼一般按光面爆破要求,各炮眼应尽量互相平行,眼底落在同意平面上。底眼眼口一般在巷道底板线上150200mm,眼底低于底板线100200mm;底眼向下倾斜,以利于钻眼,保证爆破后不留“硬坎”。周边眼深度不应大于辅助眼。80 二、掘进爆破技术 (一)水平或倾斜巷道掏槽方式 单斜掏槽 菱形直眼混合掏槽1、斜眼掏槽 扇形掏槽 3、混合掏槽 锥形掏槽 三角形直眼混合掏槽 楔形掏槽 直线掏槽 菱形掏槽2、直眼掏槽 角形掏槽 五星掏槽 螺旋掏槽爆破理论与安全技术第一章第四章 安全爆破技术 第一节 爆破技术81 1、斜眼掏槽单斜掏槽适用于各种岩石扇形掏槽适用于
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