(二)炮眼管径:手持风钻炮眼直径为32-45mm;当采用液压台车、液压钻机时,钻孔直径为48mm、63mm、76mm、102mm、152mm。
(三)常用掏槽眼形式及主要参数。掏槽眼爆破时,由于只有一个自由面,周围被围岩所夹持,破碎岩石的条件非常困难,而掏槽的好坏又直接影响着其他炮眼的爆破效果,因此,它是爆破效果好坏的关键,必须合理选择掏槽形式,掏槽角度和装药量。归纳起来,可掏槽眼分为斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽。
1、斜眼掏槽眼。是指槽眼方向与工作面按一定角度斜交的炮眼排列形式,通常又分为楔形掏槽和锥形掏槽。
(1)楔形掏槽。通常由两排或多排相对称的倾斜炮眼排列组成,爆破后形式一个楔形槽。楔形又分为水平楔形槽(图a)和垂直楔形槽(图b)
图a 水平楔形槽眼示意图
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图b 垂直楔形槽眼示意图
水平楔形槽眼只有当围岩节理为水平层理时才采用,目前现场用的最多的是垂直楔型掏槽眼。垂直楔型掏槽常用于较大断面中硬度以上的均匀岩石。a、B、b这三个参数是影响掏槽效果的重要因素,围岩不同而有所不同。楔形掏槽眼的优点是,因为槽眼比较集中,爆破效果较好,掏槽体积大,可将岩石抛出,适应各种不同坚硬程度的岩石。但是掏槽眼深度易受到隧道断面尺寸的限制,所以小断面不太适用。楔形掏槽的关键是确定楔形炮眼口之间的距离。该距离视围岩类别及断面大小而定:断石宽在4-5m时,楔形槽眼口距离B放大至2.2m以上;断面宽在3-4m时,槽面宽1.8-2.2之间。但无论如何,槽眼口距离不宜小于1.2m,否则效果不好,残眼率高。另外当石质坚硬时,亦可适量增加槽眼距离,让炮眼更加倾斜,减少眼底距掌子面的垂直距离,牺牲进尺,以得到更好的掏槽效果。
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垂直楔形掏槽眼布臵参数(m)
围岩 类别 Ⅲ Ⅳ Ⅴ 每对炮眼对另B(m) b(m) 一对炮间之间的距离(m) 2.2-2.5 0.4-0.5 1.8-2.2 0.2-0.4 1.4-1.8 0.1-0.2 0.5-0.6 0.4-0.5 0.3-0.4 2
炮眼深最佳进度(m) 尺(m ) 2.8-3.0 2.5-2.7 2.3-2.5 2.0-2.2 1.8-2.0 1.4-1.6 以上为3-4m最大断面宽度、15m左右的断面面积的导坑案例。
(2)锥形掏槽。是指各掏槽眼以相等或近似相等的角度向槽腔中心倾斜,眼底趋于集中,但不能贯通,爆破后形成锥形槽。炮眼倾斜角度一般为60°-70°,岩越硬,倾角越小。眼底距离为0.2-0.4m,石质越硬,距离越小。锥形眼分为三角锥形、四角锥形、五角锥形(见图a。)。锥形掏槽比较可靠,适用于开挖小断面平导、引水洞、斜井等较坚硬(f=4-10)的均质岩层的条件。由于岩石坚硬,锥形掏槽眼深度均宜控制在2m以下,循环进尺在1.5m左右,整个断面上炸药单耗一般在2.5kg/m以上。
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图a 四角形锥形掏槽炮眼示意图
(3)斜眼掏槽适用于各种岩石,掏槽效果较好,所需掏槽眼数目少,单位耗药小于直眼掏槽;槽眼位臵和倾角的精确度对掏槽效果的影响较小。但炮眼深度受掘进断面的限制,特别是小断面施工;爆破时,岩石的抛掷距离较大,爆堆分散而损坏设备和支护。
2、直眼掏槽。掏槽眼相互平行且垂直于工作面,其中有一个或几个不装药的空眼,作为装药眼的辅助自由面。在此,只讲一个柱状掏槽。
(1)柱状掏槽是充分利用大直径空眼,作为装药眼的辅助自由面和岩石破碎后的膨胀补偿空间,爆破后形成柱状槽口的掏槽爆破临空面。空眼用地质钻打孔,其深度比照炮眼的深度而定。一般情况下,当炮眼深度小于3m时,采用1个;当深3.0-3.5m时,采用2个;当炮眼深度大于3.5-5.0m时,采用3个。这里的空眼直径大于炮眼,炮眼的布臵如下所示:
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图a 菱形布臵
图b 三角形布臵
图c 楔形布臵
(2)直眼掏槽的特点。直眼掏槽眼适用于坚硬或中硬岩石,掏槽深度不受开挖面的限制,适宜于采用中深孔爆破,凿岩作业较方便,各台风钻之间相互干扰少,便于多台风钻同时作业,容易控制眼底深度,使所有炮眼落在同一平面上,在小断石掘进中可达到2.8-3.0m的循环进尺;炮眼利用率100%,石渣抛掷距离较近,在大多数岩石中都可采用。但掏槽眼数量多,耗药量较大;对眼距、装药等有严格要求,如设计或操作不当,易造成槽内岩石抛掷不出来。同时,掌子面使用地质钻钻空眼也不方便。
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