光爆学习讲义

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1、岩巷光爆学习讲义(理论)一、光爆的认识1、光爆概念 在井巷施工中普遍采用的是钻爆法，其分为普通爆破和光面爆破。光面爆破是合理选择爆破参数的控制技术，简称光爆。2、光爆的意义光爆是通过合理选择爆破参数，使爆破后的巷道成形规整，减少了超挖和欠挖，最大限度地保持了围岩的自身强度，从而增强了围岩的自承能力，有利于安全施工和永久支护的安全使用，为井巷工程推广锚杆喷射混凝土支护技术创造了有利条件。光爆是锚喷支护的前提和基础。3、光爆质量的要求 (1)眼痕率不小于50%。 眼痕率是指光爆后，可见眼痕的炮眼个数与不包括底板的周边眼总数之比。当炮眼眼痕长度大于炮眼长度的70%时，即算一个可见炮眼的眼痕。(2)超

2、挖尺寸不大于150mm，欠挖尺寸不超过质量标准的要求。(3)岩面上不留有明显的疱疹裂痕。这是指光爆后，用肉眼观察表面围岩无明显的炮震裂隙。4、光爆的分类(1)按爆破方法分：a.轮廓线钻眼法；b.预裂爆破法；c.修边爆破法。(2)按炮孔深度分：a.浅孔光爆(炮孔深度1.8m)；b.中深孔光爆(炮孔深度1.8m2.5m)；c.深孔光爆(炮孔深度2.5m5.0m)；d.超深孔爆破(炮孔深度5.0m以上)。5、炸药爆炸的特点和作用形式 炸药爆炸特点：“三高”、“三波”、“一破坏”。 “三高”是高速化学反应，高压气体和高温气体。“三波”是冲击波，爆轰波和声波。“一破坏”是指炸药爆炸对周围岩石所产生的破坏

3、作用。6、光爆对岩石的破坏规律 炸药在岩体内爆炸时对岩石形成三个作用圈，即粉碎圈、破坏圈和裂隙圈。(1)粉碎圈是炸药周围的岩石被压碎而形成的。其直径一般为药卷直径的2倍左右。(2)破碎圈的岩石完全脱离了岩体，处于破碎状态。其直径一般为药卷直径的35倍，相当于直眼掏槽的间距。(3)裂隙圈以外在冲击应力作用下，只形成径向裂隙而无环状裂隙。7、爆破漏斗的形成 炸药在岩体内爆炸，在具有自由面的情况下，爆生冲击应力波传到自由面，立即反射成拉伸应力波。当反射拉伸应力大于自由面岩石的抗拉强度时，自由面的岩石被拉断形成裂隙。由于爆破的连锁反应，自由面上反射的拉伸应力波也在不断地相应叠加，这样自由面产生的拉断裂

4、隙则由自由面向药卷方向不断发展。当炸药到自由面的距离(即抵抗值w)合适时，自由面所产生的一系列拉断裂隙与爆生破碎区的环状裂隙贯通。这样就形成一个以药卷为顶点、以自由面为底面的圆锥体破碎岩石漏斗，在爆生气体膨胀作用下，把已破碎岩石漏斗从岩体内抛出，形成了爆破漏斗。8、光爆原理光爆与普通爆破区别在巷道周边上要多打眼，少装药，并最后起爆，以确保将光爆层的岩石沿着周边眼连线轻轻地切割下来。贯通拉断裂隙与贯穿裂隙同时形成是实现光爆的关键。由于贯穿裂隙的形成时间主要取决于周边眼的间距E，贯通拉断裂隙的形成时间主要取决于周边眼的抵抗值W。要想同时形成周边眼的间距E与周边眼的抵抗值W必须有一个适当的比值，这个

5、比值叫做光爆炮眼密集系数M。 M=E/W如果炮眼密集系数M不适当，必然导致巷道掘进超、欠挖，而达不到光爆的要求。二、光爆参数的选择9、炸药的分类10、雷管的分类目前煤矿采用的是6#或8#电雷管，按起爆时间间隔分为3种：(1)瞬发电雷管通电后立即起爆的电雷管。(2)毫秒延期电雷管通电后在252000ms内爆炸的电雷管。按脚线颜色可分为20段。(3)秒延期电雷管通电后在110s内爆炸的电雷管。按脚线颜色可分为7段。11、爆破连线方式常用联线方式有串联、串并联、并联、并串联。(1)串联：将个炮眼的雷管线首尾依次相联，最后余下的两根脚线接到母线上。特点：联线简单，易检查，母线和脚线消耗小，且所需准爆电

6、流小，一般放炮器及可满足要求。其缺点是网络中有一个炮头的雷管桥丝中断或发火电冲过小、传导时间过短时，将会引起整个网络拒爆。(2)串并联：先将个炮头的雷管分组串联，然后再将各组串联余下的两根脚线分别并到两条母线上。特点：联线方便，总电阻小，起爆的跑数多。但各串联支路电阻不相等时，易造成电阻大的支路达不到起爆电流而拒爆。一般跑数较多的岩巷掘进放炮常采用串并联联线方式。并联与并串联的联线方式由于联线复杂，母线、脚线消耗多，往往电阻大的雷管达不到起爆电流而拒爆，所以不常采用。12、炮眼布置与装药量炮眼布置与装药量的合理选择是光爆参数选择的重要内容。光爆全断面由里向外各圈炮眼依次是掏操眼、辅助眼、三圈眼

7、、二圈眼、周边眼。(附光爆炮眼布置断面图)(1)掏槽眼掏槽方式的分为斜眼掏槽，直眼掏槽和混合掏槽。斜眼掏槽又分为楔形和锥形掏槽；直眼掏槽又分为直线法、角柱法和螺旋法。角柱法直眼掏槽又分为三角柱、四角柱、六角柱。(附图说明) 一般掏槽眼距等于破碎圈的直径(为药卷直径的35倍)，即为100250mm(硬岩取小值，软岩取大值)；装药系数为60%75%(软岩取小值，硬岩取大值)。(2)辅助眼掏槽眼以外布置辅助眼进行扩槽，辅助眼的个数为46个(软岩取小值，硬岩取大值)；其间距一般为200350mm(硬岩取小值，软岩取大值)，大约为掏槽眼距的两倍；装药系数为50%65%(软岩取小值，硬岩取大值)。(3)三

8、圈眼巷道宽度为3.54.5m的光爆辅助眼以外布置三圈眼，其抵抗值略小于临界抵抗值，一般为600750mm(硬岩取小值，软岩取大值)；其间距略大于抵抗值，一般为650800mm(硬岩取小值，硬岩取大值)；装药系数为40%55%(软岩取小值，硬岩取大值)。三轨巷道和大断面硐室辅助眼以外布置四圈眼或五圈眼，四圈眼和五圈眼的抵抗值、间距、装药系数基本与三圈眼相同。(4)二圈眼三圈眼以外或单轨巷道辅助眼以外布置二圈眼。二圈眼确保光爆层厚度，一般从二圈眼开始尽量减药，有“二圈周边三比一”的规律，其每米炮眼的装药量为250600g(软岩取小值，硬岩取大值)；其抵抗值为500600mm(硬岩取小值，软岩取大值

9、)；其间距略大于抵抗值，一般为550650mm(硬岩取小值，软岩取大值)。(5)周边眼在巷道的轮廓线上布置周边眼，硬岩可布置在轮廓线以外，与轮廓线外接；软岩可布置在轮廓线以里，与轮廓线内切。周边眼直接保护围岩，其参数应严加控制。其抵抗值一般为400500mm(硬岩取小值，软岩取大值)，其间距一般为350450mm(软岩取小值,硬岩取大值)。软岩或裂隙发育处应加空心眼不装药，爆破起导向作用，其炮眼间距缩小为200300mm。光爆炮眼密集系数，软岩可取0.60.7；硬岩可取0.81.0。周边眼通过减小其间距和抵抗值而尽量减药，其装药量软岩50100g/m，中硬岩100150g/m，硬岩150250

10、g/m。光爆装药与炮眼布置的原则为：光爆装药看岩石，重掏心、轻扒皮；由里向外依次减，二圈周边三比一；炮眼布置有诀窍，中间周边要加密；掏槽辅助最重要，“槽一辅二近距离”。对于硬岩要特别注重减少掏槽眼和辅助眼间的距离；对于软岩要特别注重于减少周边眼和二圈眼的装药量。13、装药结构 (1)正向装药与反向装药 正向装药是所有药卷与雷管的聚能穴都指向炮眼底。 反向装药是所有药卷与雷管的聚能穴都指向炮眼口。 实践证明，反向装药要比正向装药爆破效果好，这是因为反向装药所有药卷与雷管的聚能穴都指向自由面，在自由面上所产生的反射拉伸应力强，所以爆破岩石的效果好。(附图说明) (2)细药卷不偶合装药 炮眼不偶合系数为：炮眼直径/药卷直径。一般炮眼直径为42mm，药卷直径为32mm，其不偶合系数为1.31。药卷越细，不偶合系数值越大，周边眼留下半边眼痕越多，光爆效果越好。(附图说明) (3)空气柱装药空气柱装药分为眼底集中空气柱装药和分节空气柱装药。(附图说明)三、光爆施工14、爆破图表的编制15、光爆打眼要求16、特殊光爆施工(1)深孔光爆(2)大断面硐室光爆(3)交叉点光爆