隧道爆破讲义
如果只要求把岩石炸出来,事情就简单多了,一是增加每个掏槽眼的药量;二是增加掏槽眼的层数。但我们的目前工作既要讲究爆破质量,爆破后的轮廓线的圆顺,没有超欠挖,岩石大块率小),还要讲究施工安全(减少对围岩的扰动,尽力避免二次补炮,此外还要讲究进尺和效益(即合理的布孔,最佳的药量匹配和最理想的起爆网络),总而言之是以最短的时间,最少的投入,达到最佳的效果。这样,就需要从炮孔设计,岩石单耗的确定,钻孔的质量(角度、间距、深度)。起爆网络顺序及连接,炮孔堵塞等各个环节科学、规范地的去操作,而且它们之间是环环相扣,哪一个环节出了问题都将会影响爆破的效果。出现超欠挖、局部拒爆或者炮根留的太多等不良效果。
1.1布眼
按炮眼作用的不同,多为掏槽眼、辅助眼、周边眼。掏槽眼是为辅助眼创造第二个自由面,辅助眼是为了进一步扩大掏槽眼体积,周边眼是为了保证开挖的断面和形状。
1.1.1掏槽眼
掏槽眼一般布臵在开挖断面的中部或下部,眼底位于同一平面上,且以中点或中线对称布臵。若掌子面岩层层理发育时,炮眼应尽量垂直于岩层层理面,小型断面的掏槽眼数一般为4~6个,大型断面根据开挖方式不同确定掏槽眼层数、部位、数量。掏槽眼比其它炮眼加深10~15%,装药量也增加20%左右。 常用掏槽方式有锥形掏槽、楔形掏槽、桶形掏槽、螺旋掏槽和混合掏槽。
1.1.1.1锥形掏槽
各掏槽眼以相等角度向工作面中心轴线倾斜,眼底趋于集中但不贯通,爆破后形成锥形槽,眼数3~6个,正锥形掏槽多用于平洞,圆锥掏槽多用于竖井,有关系数见下表:
表3-1锥形掏槽要素 岩石坚固性系数f 2~6 6~8 8~10 10~13 13~16 16~18 18~20 b c
图1-1 锥形掏槽眼
a-三角锥形 b-正角锥形 c-圆锥形
a 炮孔倾角/(°) 75~70 70~68 68~65 65~63 63~60 60~58 58~55 相邻炮孔间距/m 孔口距离 1.00~0.90 0.90~0.85 0.85~0.80 0.80~0.70 0.70~0.60 0.60~0.50 0.50~0.40 孔底距离 0.40 0.30 0.20 0.20 0.15 0.10 0.10 1.1.1.2楔形掏槽
由两排相对称得倾斜炮眼组成,爆破后形成楔形槽,又分为垂直楔形槽和水平楔形掏槽。楔形掏槽常用于中硬以上均质岩石,且巷道断面大于14㎡,当巷道岩层呈水平层理或高度大、宽度窄时用水平楔形掏槽,每对掏槽眼距离0.2~0.6m,掏槽眼与工作面交角为55°~75°,眼底距离10~20cm。参数见下表:
b
a
图1-2 楔形掏槽
a-垂直楔形掏槽; b-水平楔形掏槽 表3-2 楔形掏槽的炮眼参数 岩石坚固系数f 2~6 6~8 8~10 10~12 12~16 16~20 炮孔与工作面两排炮孔之间夹角/(°) 距离/m 75~70 70~65 65~63 63~60 60~58 58~55 0.6~0.5 0.5~0.4 0.4~0.35 0.35~0.30 0.30~0.20 0.20 炮孔数目/个 4 4~6 6 6 6 6~8 1.1.2垂直掏槽(直线掏槽)
所有掏槽眼均垂直于掌子面,炮眼之间相距较近且保持互相平行,其中有一个或数个不装药的空眼,作为装药炮眼爆破时的辅助自由面。垂直掏槽眼有龟裂、桶形和螺旋形掏槽三种。
1.1.2.1桶形掏槽(角柱形掏槽)
各掏槽眼互相平行且呈规则布臵(多为对称),空眼直径可与装药眼相同,也可采用75~100mm大直径空眼,以便增强自由面的作用。因其掏槽眼体积大,在中硬岩中使用较为普遍,具体见下图:
a
b
1-3龟裂掏槽和桶形掏槽 a-龟裂掏槽 b-桶形掏槽
3 300 2 300 1 200 4 1 200 2 200 1 3 1 220 2 150 150 220 2 150 3 300 2 200 3 200 1 2 200 2 200 3
图1-4 大直径空孔桶形掏槽
-装药眼 -空眼 1、2、3、4起爆顺序
1 2 3 2 1 3 1 3 2 3 1 2 3 1 2 1 3 2 4 2 1 3 4 2 2 2 1 3 2 1 3 1 3 56 3 5 1 2 4 6 52 2 4 图1-5桶形掏槽的几种变形
1.1.2.2螺旋形掏槽
各装药眼至空眼的距离依次递增,呈螺旋线布臵,并由近及远顺序起爆,能充分利用自由面,扩大掏槽效果。
a、小直径空眼螺旋形掏槽:
空眼一般只用一个,遇到坚韧难爆的岩石时,可以增加一、二个空眼,如虚线所示,该类掏槽爆破后往往在槽中存留下被压实的岩碴,影响辅助眼的爆破效果,为了克服这一缺点,常将空眼比装药眼加长300~500mm,并在眼底装入200~300g炸药,然后堵塞10~20cm。待所有掏槽眼爆破后,紧接着反向起爆,以利抛碴,各装药眼与空眼间的间距L1=(1~1.8)d;L2=(2~3.5)d;L3=(3~4.5)d;L4=(4~5.5)d。
b、大直径空眼螺旋形掏槽(见下图)
图1-6小直径空眼螺旋掏槽