《爆破工程》课程设计 易琴 20084660102
由普氏岩石分级表可知岩石坚固系数6~8的岩石主要为一般的砂岩、铁矿石，坚固的砂岩、石灰岩、大理岩、白云岩、黄铁矿，不坚固的花岗岩等等。
1.4周边环境
某隧道采用矿山法开挖，围岩密度为2.30t/m3，爆破面积18.28 m2，爆破参数和爆破方量不大，为一般规模爆破。在爆破区四周几乎为荒地，没有居民区，树木稀少，降水量少，主要在7～8月。
1.5注意事项：
（1）地震波、冲击波的影响。 （2）对爆区采取有效的防护措施。
（3）考虑飞石对附近建筑物或构筑物的影响。
二、设备选型
2.1 钻孔设备选型
从我国目前穿孔设备的现状来看，大多数采用手持式凿岩机和气腿式凿岩机打眼，眼径有2种类型：普通型和小直径型。
（1）手持式气动凿岩机：重量轻，手持操作，可钻各种方向的的较小直径，较浅深度的炮眼，主
要用于凿炮眼孔径为34~35mm，孔深小于3米，用于软，中，硬岩性，型号有y24,y26等。 （2）气腿式凿岩机：重量一般24~30千克，主机安设在气腿上，靠气腿推动钻进，可凿水或倾斜
的炮眼，孔径40~42mm孔深小于5米，用于软，中，硬岩性，型号有ysp45等。 根据爆破条件，炮眼深小于3m，故采用小直径手持式凿岩机。
2.2 供风设备
供风设备的选择应遵循以下原则：
（1）供风机必须安装在地面；装有供风机的井口必须封闭严密，其外部漏风率在无提升设备时不得
超过5%，有提升设备时不得超过15%。 （2）必须保证主要供风机连续运转。
（3）必须安装2套同等能力的主要供风机装置，其中1套作备用，备用供风机风机必须能在10min
内开动。在建井期间可安装1套供风机和1部备用电动机。生产矿井现有的2套不同能力的主要供风机，在满足生产要求时，可继续使用。 （4）严禁采用局部通风机或风机群作为主要通风机使用。
（5）装有主要通风机的出风井口应安装防爆门，防爆门每6个月检查维修1次。
（6）至少每月检查1次主要供风机。改变供风机转数或叶片角度时，必须经矿技术负责人批准。 （7）新安装的主要供风机投入使用前，必须进行1次供风机性能测定和试运转工作，以后每5年至
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少进行1次性能测定。
（8）生产矿井主要供风机必须装有反风设施，并能在10min内改变巷道中的风流方向；当风流方向
改变后，主要通风机的供给风量不应小于正常供风量的40％。
2.3 装载设备
由巷道断面尺寸，可选用铲斗正装后卸式装岩机，平巷掘金中装岩与转运使最繁重最费时的工序，一般情况下它占据进循环时间35%～50%，因此选用恰当的装岩机能有效提高掘进机械化水平，加快掘进速率，提高劳动效率，减轻工人劳动强度及降低成本。
三、爆破参数设计
本工程采用的是平巷掘进爆破，平巷掘进的特点是只有一个自由面，同时炮眼深度受到限制，一般只有1.5~3.0。平巷掘进中的炮眼，按其位置和作用不同，可分为掏槽眼、辅助眼、周边眼。周边眼又可分为顶眼，底眼，帮眼。三种炮眼起的作用不同,其孔径的大小、孔深、孔角、孔间距、排间距也不同。
1、 孔位的确立
孔位的确定直接影响爆破面形状、大小和轮廓。而对炮孔有影响的是岩石的坚固系数、爆破面积和深度等。根据辅助眼和周边眼的布置原则，其间距根据岩石的性质而定，一般辅助眼取0.4~0.8m，周边眼取0.5~1.0m，周边眼距巷道轮廓线取0.1~0.2m。对于掏槽眼，由于岩石较为坚硬，眼的间距一般为8~15cm.本次采用15cm。 2，孔径的确定：
炮眼直径的大小直接影响钻眼速度、工作面的炮眼数目、单位岩石炸药消耗量、爆落岩石的块度和巷道轮廓的平整性。炮眼直径的增加，有利于爆炸稳定性的提高、爆速的增大。但是，炮眼直径过大不仅钻速降低，而且因炮眼数目减少药量的均匀分布，使岩石破碎质量变差。
对于掏槽眼，空眼直径可与装药眼直径相同，直径可取50~100mm，本次取80mm。对于其他的炮眼（辅助眼、周边眼、底眼），由于用的是普通型钻机，炮眼直径取40mm。装药直径为35mm。 2、 孔深的确定
炮眼深度决定了一个循环的钻眼，装渣工作量、循环时间以及施工组织和掘进速度。所谓合理的炮眼深度，应根据施工组织要求、技术条件和循环工作能力确定。一般随着掘进速度的提高，炮眼深度也应相应的增加。根据普通型眼径的炮眼深度对于岩石坚固系数在7~20，掘进面积大于12m2 的炮眼深度在1.5~2.2m此时炮眼的利用率大90%以上，二掏槽眼比一般炮眼深0.15~0.25m。此次采用炮眼深度为2.0m，掏槽眼深度为2.2m。 炮眼 掏槽眼 辅助眼 周边眼
4、孔角的确定
对于掏槽眼的形式有倾斜掏槽眼、平行眼直线掏槽眼和混合式掏槽眼。倾斜掏槽眼的特点是与工作面相交，分为:单向掏槽、锥形掏槽和楔形掏槽。在此设计中炮眼深度小于等于2m，适用锥形掏槽和楔形掏槽。楔形掏槽中，每对掏槽眼间距为0.2~0.6m，眼底间距为0.1~0.2m，炮眼数
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炮眼深度/mm 2000 2000 2000 超深/mm 200 0 0 炮眼总深/mm 2200 2000 2000 《爆破工程》课程设计 易琴 20084660102
目4~6个。掏槽眼与工作面交角为70~65度。并且岩石叫为中硬适宜采用单楔形掏槽。其他炮眼采用平行眼。 5、 超深的确定
对于浅台阶爆破，深刻h一般取台阶高度的10%~15%，即： h=（0.1~0.15）H
。
台阶高度约为H=2.0m 从而超孔深为0.2~0.3m 6、 孔间距和排距
R1所围成断面
1）最小抵抗性：W:W=(0.4~1.0)H
2) 孔距a是指同一排深孔中相邻两钻孔中心线的间距。孔距按下式计算：
a=(1.0~2.0)W或a=(0.5 ~1.0)H
3）排距b：b=（0.8~1.0）a 4）孔深L=H+Δh
5）炮孔超深 Δh = （0.1~0.15）H 6）堵塞长度lˊ：lˊ≧ w
7）炸药单耗：q=（0.3~0.80 ）kg/m3
光面爆破参数表
辅助眼和周边眼孔间距为0.62m，排距为0.58m。掏槽眼孔距为0.32m和1,02m。
7、炮孔数目的确定
炮眼数目的确定，根据公式：
N=3.3f 1/3s2/3
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式中f为围岩坚固性系数(6~8)；s为截面面积18.28m。
计算得N=49，即N为49个炮孔。
掏槽眼采用小直径中空直眼掏槽眼，掏槽眼为9个。 周边眼的个数=周长/孔距=23（个）。 辅助眼的个数=周长/孔距=18（个） 故总炮眼数为49个。
四、装药结构确定
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4.1装药结构
装药在炮孔内的安置方式称为装药结构，它是影响爆破效果的重要因素。 最常用的装药结构形式有：
耦合装药——药包直径与炮孔直径相同，药包与炮孔壁之间不留间隙。(图A) 不耦合装药——药包直径小于炮孔直径，药包与炮孔壁之间留有间隙。(图B) 连续装药——炸药在炮孔内连续装填，不留间隙。(图C)
间隔装药——炸药在炮孔内分段装填，装药之间由炮泥、木垫或空气柱隔开。(图D) 各炮孔的耦合系数见表4-1。
表4-1 各炮孔的不耦合系数表
炮孔名称 不耦合系数 炮孔直径/mm 装药直径/mm 实际装药直径/mm
掏槽孔 1.4 80 80 70.1 辅助眼 1.4 40 35 30 周边眼 1.4 40 35 30
(图A) (图B) (图C) (图D)
4.2 空气柱长度
在通常采用的装药条件下，不同岩石适用的空气柱长度与装药长度的比值见表4-2。 表4-2 合理的空气柱长度
岩石名称 软岩 中等坚固 多裂隙岩石 (f=8~10)
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中等坚固 块体岩石 (f=8~10) 多裂隙的 坚固岩石 (f=8~10) 坚固、坚韧且 具有微裂隙 的岩石 《爆破工程》课程设计 易琴 20084660102 空气柱长度与 装药长度之比 0.35~0.4 0.3~0.32 0.21~0.27 0.15~0.2 0.15~0.2 此围岩的f=6~8,所以应选用0.35~0.4。
在隧道或井巷掘进中一般可将装药分为两段，其中底部装药应为总装药量的65%~70%，装药间用导爆索连接起爆。
4.3 装药长度
表4-3 深眼爆破各类炮眼装药系数η
炮眼名称 全断面装药系数 有下导坑装药系数 掏槽眼 93% 扩槽眼 85% 62% 掘进眼 80% 72% 内圈眼 62% 62% 二台眼 82% 77% 底板眼 85% 83% 备注 全断面一次成型 有4m×3.8m的超前导亢
掏槽眼装药长度=3/5*2.65=1.66m。 崩落眼，周边眼装药长度=3/5*2.5=1.44m。
4.4 炮孔堵塞
工程爆破中，一般都要对炮孔进行堵塞。用来封闭炮孔的材料统称为炮泥。用炮泥堵塞炮孔可以达到以下目的：
(1) 保证炸药充分反应，使之放出最大热量赫尔减少有毒气体生成量。
(2) 降低爆生气体逸出自由面的温度和压力，提高炸药的热效率，使更多的热量转变为机械功。 (3) 在有瓦斯的工作面内，除降低爆生气体逸出自由面的温度和压力外，炮泥还起着阻止灼热固体颗粒
从炮孔内飞出的作用，提高爆炸安全性。
除此之外，炮泥也会影响爆炸应力波的参数，从而影响岩石的破碎过程和炸药能量的有效利用率。 炮泥长度的计算：
一种简单的计算方法是使炮泥全长卸载的时间应大于爆生气体有压力在装药全长卸载长度的时间，即：
2ldcp?lec0
式中 ld——炮泥长度(m)
cp——炮泥中纵波波速或声速(m/s) le——装药长度(m)
c0——稀疏波波尾传播速度，等于静止爆炸产物中的声速(m/s)
根据炸药爆轰流体动力学理论 算出c0=D/2，代换后得：
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