煤矿爆破知识讲座培训课程课件.ppt
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1、煤矿爆破知识讲座优选煤矿爆破知识讲座 素质是根本管理是关键成败在细节2023-1-162023-1-164举例:彭庄煤矿西翼胶带下山 掏槽方式:楔形掏槽。炸药:煤矿许用二级乳化炸药。药卷直径27mm,每卷质量0.1kg,长度200mm。雷管:毫秒延期电雷管。装药结构:正向。起爆方式:起爆方式:起爆器:FBR-200型发爆器。联线方式:串联联线。围岩特征:煤田均属于沉积矿床,因此围岩以灰岩、泥岩、砂岩、页岩、煤等5种沉积岩类为主,其节理裂隙非常丰富,强度较低,这些岩石对支护不利,但对开拓掘进是有利的。设备、器材:由于煤在成岩过程中,一些有机物在腐化变质时产生了大量的可燃性2023-1-166 气
2、体(瓦斯),这些气体的存在使得煤矿岩巷掘进变得更为复杂了,使井下所用的设备、器材的选型受到了很多的限制,对凿岩机具、装药运输设备、爆破器材等性能的发挥产生了严重影响。这是制约煤矿岩石巷道掘进速度的重要因素。2023-1-167 目前,国内外矿山岩石巷道仍然以钻眼目前,国内外矿山岩石巷道仍然以钻眼爆破法施工为主。爆破法施工为主。岩巷钻爆法施工工序较多,但主要分为岩巷钻爆法施工工序较多,但主要分为以下三大工序:以下三大工序:凿岩爆破凿岩爆破装岩运输装岩运输支护支护2023-1-1683.凿岩爆破技术的现状 凿岩机具的现状及发展凿岩机具的现状及发展 爆破工艺的现状及优化技术爆破工艺的现状及优化技术
3、爆破器材的研究爆破器材的研究2023-1-1693.1 爆破工艺的现状及优化技术爆破工艺的现状及优化技术 最佳炮孔深度的确定最佳炮孔深度的确定 掏槽技术掏槽技术 光面爆破技术光面爆破技术 全断面炮孔数量的确定全断面炮孔数量的确定 一次爆破技术一次爆破技术2023-1-16103.2最佳炮孔深度的确定 炮孔深度是中深孔爆破中最基本的技术参炮孔深度是中深孔爆破中最基本的技术参数之一,合理炮眼深度的确定在快速掘进数之一,合理炮眼深度的确定在快速掘进中是非常关键的,它决定着各工序的工作中是非常关键的,它决定着各工序的工作量及完成时间,同时对爆破效果和循环进量及完成时间,同时对爆破效果和循环进尺有重要影
4、响。尺有重要影响。在确定炮眼深度时,要综合考虑岩石性质、在确定炮眼深度时,要综合考虑岩石性质、钻眼机械能力、循环作业方式、支护方式、钻眼机械能力、循环作业方式、支护方式、炸药的作功能力等。炸药的作功能力等。2023-1-1611连接后,爆破工即吹口哨并大声叫喊“要放炮啦”;MFB系列发爆器适用于具有甲烷,煤尘等爆炸性混合物的矿井中,在温度为-10 +35,相对湿度为98%的作业环境中,作起爆电雷管之用。(4)炮眼内发现异状、温度骤高骤低、有显著瓦斯涌出、煤岩松散、透老空等情况。61m时,封泥长度不得小于炮眼深度的1/2。电雷管必须由药卷的顶部装入,严禁用电雷管代替竹、木棍扎眼。(6)起爆方式:
5、毫秒爆破比瞬发雷管爆破效力要高31%50%。爆炸品对外界作用比较敏感,存在火焰、撞击、摩擦、针刺或电能等较小的简单的初始冲能就可能引起爆炸管壳的一端开口,另一端封闭并带有凹槽,起聚能作用,结构如图特点是密度高、爆速大、猛度高、抗水性能好、临界直径小、起爆感度好,小直径情况下具有雷管敏感度。资料表明:普通气腿式凿岩机在相同的凿岩条件下,采用同一根钎杆钻眼时,每增加1米炮孔,其钻眼速度就下降4%10%左右。如果必须挂在同一侧,爆破母线必须在电缆的下方,并应保持0.气温较低(特别在0以下)水胶炸药爆力随温度降低而降低爆炸时会产生CO、NO、HCN等有毒或窒息性气体第六节 联 线(五)罐笼升降速度,运
6、送硝化甘油类炸药或电雷管时,不得超过m/s;它在雷管中形成一个密闭小室,提高雷管起爆的可靠性和起爆能力。13、装药的炮眼应当班爆破完毕。装药过大:浪费,破坏围岩、支架、设备,产生大量有毒有害气体等。五、通电以后拒爆时的要求1kg,长度200mm。要与配备的凿岩机能力相适应要与配备的凿岩机能力相适应 合理炮孔深度应保证凿岩机有较高的钻进速度。资料表明:普通气腿式凿岩机在相同的凿岩条件下,采用同一根钎杆钻眼时,每增加1米炮孔,其钻眼速度就下降4%10%左右。特别是当炮眼深度超过3米时,由于钎杆与眼壁的摩擦增大,钻孔速度下降很快。因此,要实现中深孔爆破,应当选择功率较大的凿岩机。2023-1-161
7、2 要与循环作业方式相适应要与循环作业方式相适应 合理炮孔深度最好要保正每班或每园班完成一个循环,实现正规循环作业。这样每班工作任务明确,便于生产组织与管理。2023-1-1613 要与巷道的掘支作业方式相要与巷道的掘支作业方式相适应适应 当巷道采用锚杆或锚网支护时,使循环进尺等于锚杆排距或网宽的整数倍,避免过大的空顶作业。2023-1-1614 在充分考虑上述因素后,在充分考虑上述因素后,再根据作业任务量来确定再根据作业任务量来确定炮孔深度。炮孔深度。2023-1-1615煤矿井下爆破知识煤矿井下爆破知识第一章 爆破理论与安全技术第一节 爆破基础理论炸药:受一定外界作用后能发生迅速的化学反应
8、,并生成大量的热量和气体的物质。爆炸:某些物质的物理或化学能量的迅速释放使周围介质的压力、温度骤然增高,发生瞬间气体膨胀和音响,使周围介质遭受破坏的现象。物理爆炸 爆炸 放热性 化学爆炸(三要素)产气性 快速性炸药危险特性危险特性 原原 因因 可能事故可能事故 敏感易爆性敏感易爆性 爆炸品对外界作用比较敏感,存在火爆炸品对外界作用比较敏感,存在火焰、撞击、摩擦、针刺或电能等较小焰、撞击、摩擦、针刺或电能等较小的简单的初始冲能就可能引起爆炸的简单的初始冲能就可能引起爆炸 爆炸爆炸 热分解热分解 在一定温度下发生缓慢化学反应在一定温度下发生缓慢化学反应火灾、爆炸火灾、爆炸 着火危险性着火危险性 爆
9、炸品都是易燃物质,且着火不需外爆炸品都是易燃物质,且着火不需外界供氧;同时,炸药爆炸时放出大量界供氧;同时,炸药爆炸时放出大量的热,温度可达数千度的热,温度可达数千度 火灾火灾 毒害性毒害性 爆炸时会产生爆炸时会产生CO、NO、HCN等有毒等有毒或窒息性气体或窒息性气体 中毒和窒息中毒和窒息 炸药基本性能 传爆:炸药从起爆到爆炸结束的过程中,爆炸反应在药包中自行传递的过程。影响传爆的因素:炸药的性能与质量、密度、直径、外壳、起爆能。冲击波:炸药爆炸所产生的热能和气体,形成的高温高压气浪的冲击作用。爆轰波:爆炸产生的能量在炸药内的高速传递,并具有能量补充的特殊压缩冲击波。爆速:炸药起爆后,爆轰波
10、在炸药内的传递速度。爆热:爆炸反应释放出来的能量。爆温:爆炸时产生的能量把周围介质加热到的最高温度。爆压:爆轰结束时,爆炸产物在初始体积内达到热平衡后的流体静压值。爆容:单位质量的炸药爆炸后产生的气体产物在标准状态下的体积。爆力:炸药爆炸后的气体产物对周围介质做功的能力。猛度:指炸药爆炸时对接触介质冲击破碎的能力。感度:炸药在外界作用下发生爆炸的难易程度。炸药具有:机械、热、爆轰、静电和殉爆5种感度。炸药的殉爆:炸药爆炸后引起与之不相接触的临近炸药爆炸的现象。自由面和最小抵抗线 爆破分类:标准抛掷:n1 加强抛掷:1n 3 减弱抛掷:0.75n 1 松动爆破:n 0.75 压缩爆破:n 0.7
11、5 注:n爆破作用指数 nr/w爆破自由面漏斗半径r最小抵抗线W爆破漏斗使用瞬发雷管分次爆破容易瓦斯超限(可达110%)。(1)不发生爆破伤亡事故,不发生引燃、引爆瓦斯或煤尘事故;(1)不得提前班次领取爆炸材料和在人群聚集的地方停留。1、定义:毫秒爆破:又叫微差爆破,是利用毫秒雷管或其它毫秒延期装置,使成群的药包以毫秒级的时间间隔,控制炮眼按预定的顺序先后分组起爆的方法。如用同一列车运输,装有炸药与电雷管的车辆之间,以及与机车之间,必须用空车分别隔开,其长度不得小于3m。五、通电以后拒爆时的要求溜煤眼煤与瓦斯突出矿井木粉还能提高炸药的敏感性。3雷管号数和起爆能力(1)每次爆破作业完成后,爆破工
12、应将爆破的炮眼数,使用爆破材料的品种、数量,爆破、事故及处理情况等,认真填写在爆破作业记录中。普通电雷管(二)硝化甘油类炸药和电雷管必须装在专用的、带盖的有木质隔板的车厢内,其应铺有胶皮或麻袋等软质垫层,并只准放1层爆破材料箱。严禁用发爆器打火放电检测网路是否导通。1、水炮泥作用:(1)消焰、降温。毫秒爆破相邻段之间的间隔时间只有25ms,煤矿安全规程规定:煤矿许用毫秒电雷管最后一段延期时间必须在130ms以内(只有360ms的1/3)。溜煤眼煤与瓦斯突出矿井(4)收尾工作:拆出爆破母线、清点爆破材料、分箱上锁、清退爆破材料。(1)井上、下接触爆破材料的人员,必须穿棉布或抗静电衣服。同时,炸药
13、爆炸时放出大量的热,温度可达数千度第二节 安全爆破技术 一、掘进爆破技术 掏槽眼 辅助眼 周边眼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。立井掏槽眼布置(一)园锥形掏槽一级筒形形掏槽立井掏槽眼布置(二)二级筒形掏槽三级筒形掏槽楔 形 掏 槽水平或倾斜巷道掏槽方式 单斜掏槽 1、斜眼掏槽 扇形掏槽 3、混合掏槽 锥形掏槽 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 螺旋掏槽斜眼掏槽(一)单斜掏槽适用于各种岩石
14、扇形掏槽适用于软岩层中有弱面可被利用的巷道斜眼掏槽(二)锥形掏槽适用于只有一个自由面的坚硬或均质岩石楔形掏槽适用于各种岩石直眼掏槽(一)直线掏槽适用于整体性较好的韧性岩石和较小的巷道断面菱形掏槽适用于各种岩石直眼掏槽(二)角柱掏槽适用于中硬岩石;使用电雷管分两段起爆。五星掏槽适用于各种岩石;使用电雷管分两段起爆。直眼掏槽(三)螺旋掏槽适用于中硬岩石;使用电雷管分三段或四段起爆。混合掏槽 菱形直眼混合掏槽适用于断面较大、岩石较硬的巷道三角形直眼混合掏槽适用于断面较大、岩石较硬的巷道掘进爆破参数(1)炸药消耗量:装药过少:欠挖。装药过大:浪费,破坏围岩、支架、设备,产生大量有毒有害气体等。(2)炮
15、眼直径:比药包直径大57mm(药包直径32或35)。(3)炮眼深度:一般0.82.0m,掏槽眼比其他炮眼深0.2m。(4)炮眼数目:少:易出大块矸石,巷道轮廓差。多:工时成本高。二、回采工作面爆破技术 顶板底板顶眼腰眼底眼单排眼布置单排眼布置 6575底板顶板工作面工作面度、药量和延期药配比来调特殊情况下,当班留有尚未爆破的装药的炮眼时,爆破工必须在现场向下一班爆破工交接清楚。(七)禁止将爆炸材料存放在井口房、井底车场或其他巷道内。爆破作业前,爆破工应认真阅读爆破说明书,熟悉爆破说明书内要求的爆破参数、爆破条件以及爆破后要达到的要求。1塑料塞;不同厂家或同一厂家不同批生产的电雷管即使电阻相同或
16、相近,电引火特性也不一定相同,因而不能混用。3、井筒工作面的起爆要求气体(瓦斯),这些气体的存在使得煤矿岩巷掘进变得更为复杂了,使井下所用的设备、器材的选型受到了很多的限制,对凿岩机具、装药运输设备、爆破器材等性能的发挥产生了严重影响。装药过少:欠挖。(1)减少爆破次数,增加一次爆破的炮眼个数,缩短爆破时间;是用精制导火索段或在延期适用于矿井采掘工程的炸药。把雷管聚能穴端放置于直径菱形掏槽(5)只准采用绝缘母线单回路爆破,严禁用轨道、金属管、金属网、水或大地当作回路。整体性较差中硬岩石以下4二硝基重氮酚(DDNP);作为疏松剂,可阻止硝酸铵结块。应检查发爆器外壳是否有裂缝,固定螺丝是否上紧,接
17、线柱、防尘小帽等部件是否完整,毫秒开关是否灵活。电雷管必须由药卷的顶部装入,严禁用电雷管代替竹、木棍扎眼。双排眼布置 65757580顶板底板煤壁三排眼布置 65757580顶板底板煤壁炮采爆破参数(1)炸药消耗量:底:腰:顶1:0.75:0.5 装药量:软、中硬、硬为150250g、200300g、250350g。(2)炮眼直径:比药包直径大57mm(药包直径32或35)。(3)炮眼深度:一般1.01.2m(顶板条件较好的可用1.62.0m),炮眼深度比循环进度深0.2m。(4)炮眼间距:间距与深度之比3:5,一般1.01.2m。(5)炮眼角度:炮眼于煤壁的水平夹角6575;顶眼仰角510,
18、眼底距顶板0.30.5m;底眼俯角1015,眼底距底板0.10.2m。(6)起爆方式:毫秒爆破比瞬发雷管爆破效力要高31%50%。炮采工作面的“七不、二少、三高”“七不”:(1)不发生爆破伤亡事故,不发生引燃、引爆瓦斯或煤尘事故;(2)不崩倒支柱,防止冒顶事故;(3)不崩破顶板,便于支护,降低含矸率;(4)不留底煤和伞檐,便于攉煤和支柱;(5)不弯,使工作面平、直、齐,保证循环进度;(6)不崩翻刮板机,不崩坏油管和电缆;(7)块度均匀,不出大块煤,减少人工二次破碎量。“二少”:(1)减少爆破次数,增加一次爆破的炮眼个数,缩短爆破时间;(2)材料消耗小,合理布置炮眼,装药量适中,降低炸药、雷管消
19、耗。“三高”:(1)块煤率高;(2)回采率高;(3)自装率高。三、毫秒爆破技术 1、定义:毫秒爆破:又叫微差爆破,是利用毫秒雷管或其它毫秒延期装置,使成群的药包以毫秒级的时间间隔,控制炮眼按预定的顺序先后分组起爆的方法。2、毫秒爆破的安全性 经测定在高瓦斯矿井中爆破后360ms以内的瓦斯浓度一般不会超过1%;毫秒爆破相邻段之间的间隔时间只有25ms,煤矿安全规程规定:煤矿许用毫秒电雷管最后一段延期时间必须在130ms以内(只有360ms的1/3)。瞬发雷管的缺点:一次爆破很难达到爆破要求;使用瞬发雷管分次爆破容易瓦斯超限(可达110%)。3、毫秒爆破的优点:(1)一次爆破可以增加起爆雷管数,缩
20、短爆破时间和炮后检查的时间,提高效率;(2)提高爆破安全性,有效解决二次起爆引爆瓦斯、煤尘,保证“一炮三检”、一次装药一次起爆、严禁2台发爆器同时在一个工作面爆破等制度的实施。(3)具有补充爆破作用;(4)降低单位炸药消耗量;(1020%)(5)降低爆破时产生的地震作用;(1/32/3)(6)大大减轻爆破工的劳动强度和提高劳动的安全性;4、毫秒爆破安全措施(1)严格执行“一炮三检”和“三人连锁”放炮制度;(2)在震动爆破时,煤矿许用毫秒电雷管严禁跳段使用,总延期时间必须控制在130ms以内;在采掘工作面爆破时最后一段延期时间不得超过130ms。(3)毫秒爆破应装水泡泥,封孔长度必须符合要求;(
21、4)毫秒雷管使用前要测量导通电阻,并计清段数;(5)采掘工作面应一次装药全断面一次起爆;不能一次起爆的应制定安全措施,进行分组装药,分组起爆;(6)相邻两炮眼的距离不得小于0.4m。四、光面爆破 爆破后使巷道成型规整,符合设计断面轮廓要求,保持围岩稳定,不产生或很少产生炮震裂缝的控制爆破为光光面爆破,简称光爆面爆破,简称光爆。1、光爆分类、光爆分类:(1)轮廓线光爆法)轮廓线光爆法:周边眼是沿巷道轮廓线打一圈密集而不装药的炮眼,经相邻一排炮眼爆破后与巷道围岩切开。(2)预裂爆破法)预裂爆破法:沿巷道轮廓线布置一圈密集的周边眼,采用低密度弱威力炸药,首先引爆周边眼的炸药,使各炮眼间形成相互连通的
22、破裂面,使主爆体与周围岩石分割开。(3)普通光爆法(也叫修边爆破)普通光爆法(也叫修边爆破):周边眼在其它炮眼爆破后最后起爆。2、光面爆破参数、光面爆破参数(1)周边眼眼距和最小抵抗线 ME/W M炮眼临近系数,0.81.0时效果最佳;E周边眼眼距;W周边眼最小抵抗线 即光面层厚度;周边眼眼距E光面层厚度W周边眼内第一层辅助眼1、定义:毫秒爆破:又叫微差爆破,是利用毫秒雷管或其它毫秒延期装置,使成群的药包以毫秒级的时间间隔,控制炮眼按预定的顺序先后分组起爆的方法。爆炸品都是易燃物质,且着火不需外界供氧;电打火特性差异过大,易造成串联丢炮(1)在开凿或延深立井井筒时,必须在地面或在生产水平巷道进
23、行爆破。化铵的岩石水胶炸药)(3)实行全断面一次起爆时,要注意合理布置炮眼,起爆顺序必须按爆破说明书要求进行,不得随意变更。未经安全培训的,不得上岗作业。6、经常检查工作地点及所有使用设备和仪器的安全状态。(10)工作面人员未撤离到警戒线外,各路警戒岗哨未设置好,人数未点清。(1)减少爆破次数,增加一次爆破的炮眼个数,缩短爆破时间;煤矿安全规程规定,用不燃性的、可塑性松散材料制成的炮泥封实。连接后,爆破工即吹口哨并大声叫喊“要放炮啦”;(1)巡视爆破地点。(1)不发生爆破伤亡事故,不发生引燃、引爆瓦斯或煤尘事故;爆破作业必须编制爆破作业说明书,说明书必须符合下列要求:1塑料塞;煤矿安全规程规定
24、:煤矿企业必须对职工进行安全培训。氖灯亮后如不立即转至“爆破(放电)”位置,不但浪费电能,而且由于主电容端电压继续上升,可能烧坏发爆器内部元件。(2)不得领用过期或严重变质的爆破材料。MFB系列发爆器适用于具有甲烷,煤尘等爆炸性混合物的矿井中,在温度为-10 +35,相对湿度为98%的作业环境中,作起爆电雷管之用。掏槽眼:位于巷道断面中下部,为辅助眼增加爆破自由面。(2)装药量:光爆眼应采用爆速低、密度小、感度高和爆轰稳定的低威力炸药。1、表中数值适用于号岩石铵锑炸药;2、预裂爆破时周边眼间距要减少1530%,每米装药量则应增加1530%;3、预留光爆层时周边眼抵抗线可增大1530%。4、用延
25、期雷管起爆时,周边眼间距要适当减小,装药量要增大。岩性整体性较好中硬岩石以上f810整体性较差中硬岩石以下f68裂隙发育中硬岩石以下f46每米炮眼装药量(g)20030010020010100周边眼间距E(mm)600700400600300400最小抵抗线W(mm)500800400800400800周边眼密集系数M0.851.200.71.000.50.8辅助眼间距(mm)6001100800130010001500辅助眼抵抗线(mm)40080070010009001200(3)装药结构 小直径药卷连续反向装药空气间隔分节反向装药单段空气柱式反向装药空气柱炸药雷管雷管脚线炮泥第二章 爆破
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