电雷管起爆法幻灯片.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2,*,钻眼爆破,提要,目前，井巷掘进破岩常用的破岩方法有机械破岩和钻眼爆破破岩，使用最普遍的任是钻眼爆破破岩。本章将从岩石的性质及分级、钻眼工作和爆破工作三小节对钻眼爆破工作进行介绍。本次讲解重点应是炸药及爆破理论。,1,2025/4/17 周四,本章主要内容,第一节,岩石的性质及分级,第二节,钻眼工作,第三节,爆破工作,2,2025/4/17 周四,岩石的性质及分级,井巷掘进,是煤矿生产一项经常而重要的工作。不论开掘何种井巷，其主要工作都是破岩和支护。破岩和支护的主要对象是各种不同的岩石，其物理力学性质各异。因而，了解岩石的性质，对于合理的确定破岩方法和支护方式，选用适当的凿岩机械、爆破器材和掘进机械，以及正确确定工作定额，具有重要的意义。,井巷掘进,3,2025/4/17 周四,一般认为：,岩块,是从地壳岩层中切取出来的小块体；,岩体,是指地下工程周围较大范围内的自然地质体；,岩石,则是不分岩块和岩体的泛称。,“坚固性系数,f”,：表示岩石破坏的难易程度。,岩石的性质,式中：,岩石的单轴抗压强度，,岩石的性质及分级,4,2025/4/17 周四,级别,坚固性程度,岩石,坚固性系数,f,I,最坚固的岩石,最坚固、最致密的石英岩及玄武岩，其它最坚固的岩石,20,II,很坚固的岩石,很坚固的花岗岩类：石英斑岩，很坚固的花岗岩，硅质片岩；坚固程度较,I,级岩石稍差的石英岩；最坚固的砂岩及石灰岩,15,III,坚固的岩石,致密的花岗岩及花岗岩类岩石，很坚固的砂岩及石灰岩，石英质矿脉，坚固的砾岩，很坚固的铁矿石,10,IIIa,坚固的岩石,坚固的石灰岩，不坚固的花岗岩，坚固的砂岩，坚固的大理岩，白云岩，黄铁矿,8,IV,相当坚固的岩石,一般的砂岩，铁矿石,6,IVa,相当坚固的岩石,砂质页岩，泥质砂岩,5,V,坚固性中等的岩石,坚固的页岩，不坚固的砂岩及石灰岩，软的砾岩,4,Va,坚固性中等的岩石,各种不坚固的页岩，致密的泥灰岩，,3,VI,相当软的岩石,软的页岩，很软的石灰岩，白垩，岩盐，石膏，冻土，无烟煤，普通泥灰岩，破碎的砂岩，胶结的卵石及粗沙砾，多石块的土,2,VIa,相当软的岩石,碎石土，破碎的页岩，结块的卵石及碎石，坚硬的烟煤，硬化的粘土,1.5,VII,软岩,致密的粘土，软的烟煤，坚固的表土层,1.0,VIIa,软岩,微砂质粘土，黄土，细砾石,0.8,VIII,土质岩石,腐植土，泥煤，微砂质粘土，湿砂,0.6,IX,松散岩石,砂，细砾，松土，采下的煤,0.5,X,流沙状岩石,流砂，沼泽土壤，包含水的黄土既包含水的土壤,0.3,岩石的分级,表,1,岩石强度分级表,岩石的性质及分级,5,2025/4/17 周四,本章主要内容,第一节,岩石的性质及分级,第二节,钻眼工作,第三节,爆破工作,6,2025/4/17 周四,钻眼工作,钻凿炮眼的机械,井巷施工首先要破碎岩石，常用的方法有,机械破岩,和,爆破破岩,，目前使用最普遍的是爆破破岩。,按破岩机理分：,冲击式钻眼法 常用凿岩机（主要在岩石上）,旋转式钻眼法 常用电钻（主要在煤上钻眼）,按凿钻机动力源分：,电动凿岩机,风动凿岩机（风钻）,液压凿岩机,内燃凿岩机,7,2025/4/17 周四,钻眼工作,1.,电动凿岩机,用旋转式钻眼法破岩，用电力为动力；,煤矿常用的有煤电钻和岩石电钻。,8,2025/4/17 周四,钻眼工作,2.,风动凿岩机,矿山一般常用的风钻有：手持式、气腿式、伸缩式和导轨式几种。,YT-23,型风钻外形,1,、手柄,2,、柄体,3,、气缸,4,、消音罩,5,、钎卡,6,、钎子,7,、机头,8,、连接螺栓,9,、气腿连接轴,10,、自动注油器,11,、气腿,9,2025/4/17 周四,钻眼工作,3.,全液压凿岩机,液压凿岩机是以液压为动力的凿岩机，它和风动凿岩机一样，也由冲击机构、转钎机构及排粉系统等组成。,10,2025/4/17 周四,钻眼工作,4.,凿岩台车,目前最广泛采用的掘进凿岩台车，是在可自行的车体上，安立钻臂，钻臂上端安设推进器。凿岩机在推进器的导轨上，因推进机械的作用而前后移动，完成钻进和退钻的动作。钻臂可上下、左右摆动，以便将凿岩机安置在所需钻眼的位置。,台车行走机构有轨轮、履带及轮胎三种形式。国产台车目前以轨轮式为主。,11,2025/4/17 周四,钻眼工作,DF10-1BDG,轨轮式单臂全液压凿岩台车,12,2025/4/17 周四,钻眼工作,钻眼工具,凿岩机钎子：钎头的形状较多，但最常用的是一字形和十字形钎头。,组合钎子,活动钎头,煤电钻钻具,电钻钻具,13,2025/4/17 周四,钻眼工作,破岩原理,研究冲击凿岩破岩原理目的在于，深入揭露冲击凿岩机械破碎岩石过程中的内部矛盾，掌握其实质，以便为设计改进凿岩机具选择合理的凿岩工作参数，更好的提高凿岩机效率提供可靠的依据，冲击凿岩理论，经历了较长时间的演变。,静力破岩理论（,20,世纪初）,1.,认为外载荷是静压力，岩石是可塑体，炮眼形成过程如图凿岩时，钎刃在超过岩石抗破坏强度的静压力,P,的作用下切入岩体，行成切槽,1-1,这个动作，是形成炮眼的主要动作，称为“冲击”,。,14,2025/4/17 周四,钻眼工作,2.,然后钎刃旋转一个角度,，这个动作称为“转动”，再为下一次冲击，于是又形成了沟槽,2-2.,两次冲击所形成的沟槽间的小扇形体积岩石，将被震掉或被冲击剪切力剪掉。为使钎刃作用在新的岩石面上，必须及时清除岩石碎屑，这一过程称为“排粉”。冲击，转动，排粉，循环往 复的持续进行便可凿出炮眼。,15,2025/4/17 周四,钻眼工作,碰撞理论（动力观点破岩理论）,它是基于两物体直接碰撞，而实际凿岩时，活塞并不是直接打击在岩石上，能量是通过钎杆，钎头传递给岩石面的，这样，其中就有个能量传递效率问题。所以动力观点较静力观点前进了一步，但也没有正确反映冲击凿岩的能量传递形式和岩石破碎的实际情况。,波动理论（应力波观点）,60,年代后期，采用波动理论揭示了岩石破碎过程的真实情况，是近代冲击凿岩理论的重大突破，目前国内外正在深入继续研究之中。其理论实质是：凿岩机的活塞产生的冲击载荷，作用在固定钎尾上时，钎尾处的质点便失去了平衡，发生变形和运动，而变形和运动又引起质点间产生应力，这种应力是以波的形式由钎尾经过钎杆向钎头顺序传递。也就是说能量是通过波的形式传递给岩石面上的。进而破碎岩体的。,16,2025/4/17 周四,本章主要内容,第一节,岩石的性质及分级,第二节,钻眼工作,第三节,爆破工作,17,2025/4/17 周四,爆破工作,我国是拥有四大发明的文明古国，早在公元,7,世纪，我们的祖先就首先发明了火药。唐代炼丹家孙思递在,丹经,一书中，详细地记载了用硝、硫、碳三种成分配制黑火药的过程。宋代，火药被用于军事。公元,13,世纪，火药经印度、阿拉伯传人欧洲。,1627,年，匈牙利将黑火药用于采掘工程，从而开拓了工程爆破的历史。,受爆破器材的限制，早期的爆破很不安全。,1831,年才出现了导爆索，,1867,年瑞典人诺贝尔发明了火雷管，同年又制成以硅藻土为吸收剂的硝化甘油炸药，并由瑞典化学家德理森和诺尔宾首次研制成功硝铵炸药，至此，工程爆破的安全性才有了一定保障。进人,20,世纪，爆破器材和爆破技术又有了新的进展。,1919,年，出现了以泰安为药芯的导爆索,;1927,年，在瞬发电雷管的基础上研制成功秒延期电雷管,;1946,年，研制成功毫秒延期电雷管,;50,年代初期，铵油炸药得到了推广应用,;1956,年，库克发明了浆状炸药，解决了硝铵炸药的防水问题,;80,年代，又研制和推广了导爆管起爆系统。,18,2025/4/17 周四,爆破工作,在现实生活中会经常提到锅炉爆炸，车胎放炮，燃放鞭炮，瓦斯爆炸，这些爆炸现象实际上是物质的物理或化学能量的迅速释放的过程。,爆炸的现象：,物理爆炸：仅发生物态急剧变化，化学成分不变，如轮胎爆炸、锅炉爆炸。,核爆炸：物质的原子核发生裂变或聚变引起的爆炸,化学爆炸：爆炸时不仅发生物态变化而且物质的化学成分也发生变化如炸药爆炸,爆炸现象,一、炸药和爆炸概论,19,2025/4/17 周四,爆破工作,炸药爆炸的基本特征,1,、反应过程中能放出大量的热,爆炸过程中释放大量热是爆炸反应得以进行的首要条件，只有释放大量的热，才能对周围介质做功，没有足够的热量放出，反应就不能自行延续。,例如：,pbC2O42CO2,pb,69.9kj,不爆炸,H9C2O42CO2,Hg,72.4kj,爆炸,因此，反应热的大小，往往是衡量炸药做功能力大小的一个重要标志。,现代化的炸药，爆炸的反应热一般在,700,1500,千卡,/kg,。,20,2025/4/17 周四,爆破工作,2,、能生成大量的气体,炸药爆炸放出的热量必须借助于气体介质才能转化为机械功，气体具有很大的压缩性和膨胀性。因而在爆炸瞬间形成巨大的压缩能，并在。膨胀过程中将能量迅速转化变为机械功，使周围介质受到破坏,实践证明，,1kg,炸药在爆炸时能生成,700,1000,升气体，而在爆炸瞬间这些气体处于压缩状态，压力往往可达数十万个大气压，这些现象在一般的化学反应中是无法实现的。,例如：铝热剂的反应虽然反应温度达,3000,，但由于没有气体生成，所以不属于爆炸反应。,2AL,Fe2O3AL2O3,2Fe,198,千卡,21,2025/4/17 周四,爆破工作,3,、反应过程中速度极快,爆炸过程中有极快的过程，这是它区别于一般化学反应的最显著的特点。,爆炸时间一般在几微秒至几十微秒之间。,爆炸过程的高速度决定了炸药能够在很短的时间内释放大量能量，从而具有极大的威力。,如果反应速度很慢，就不可能形成强大的威力爆炸,例如：煤在燃烧过程中产生的热量不断散失，所以，不会发生爆炸。,现代炸药的传播速度一般在,2000,9000,米,/,秒,22,2025/4/17 周四,爆破工作,炸药及其分类,（一）炸药的概念,炸药是在一定条件下能够发生快速化学反应，放出能量生成气体产物，显示爆炸效应的化合物或混合物。,主要元素：,C,、,H,、,O,、,N,炸药的爆炸过程就是,H,、,C,原子的氧化过程，但氧化过程中的氧并不取自周围而是炸药本身就含有。这是炸药和燃料的重要区别。,23,2025/4/17 周四,爆破工作,（二）炸药的分类,按其组成,单质炸药，由一种分子组成,混合炸药，由两个以上分子组成的工业炸药多为混合炸药,按其用途,起爆药：在很小的外界能量（加热，摩擦等）作用下就能爆炸，常用雷管,猛炸药：对外能的敏感度比起爆药低，但爆炸威力很大,发射药（火药）：军事用其产生的推力发射火箭，在工业上主要用来制造起爆器材。如用黑火药做导火索药芯,24,2025/4/17 周四,爆破工作,炸药的氧平衡和爆热,（一）炸药的氧平衡,炸药一般由,C,、,H,、,O,、,N,四种元素组成，炸药中的含氧量能否将炸药中的,C,、,H,元素充分氧化，（氮不燃烧游离出来）直接影响炸药能量的充分发挥，所谓充分氧化就是氢元素氧化成水,2H2,O2,2H2O,。碳元素应氧化成,CO2,，即,C+O2=CO2,所谓氧平衡就是衡量炸药中所含氧将可燃元素氧化是多余还是不足的情况的。,25,2025/4/17 周四,爆破工作,氧平衡计算公式,（以百分数表示）,炸药的分子式,CaHbNcOd,公式解释：,16,为氧的相对原子量,M,为炸药的摩尔质量（分子量）,2a,：氧化一个,c,原子需要,2,个氧原子。那么分子式里面,a,个碳原子。需要,2a,个氧原子。,b/2,：氧化一个,H,原子需要,1/2,个氧原子。那么炸药分子式里面有,b,个氢原子，需要消耗氧原子,b/2,个。,26,2025/4/17 周四,爆破工作,由上述公式炸药的氧平衡分为三种情况：,1,、当,Kb0,时,，炸药中含氧量足够将可燃元素完全氧化，并有剩余，称为剩氧平衡。剩余的氧可能与游离的氮化合物生成氮氧化合物，生成有毒气体，并对瓦斯爆炸起催化作用。,2,、当,Kb0,时,:,炸药中的含氧量不足以将可燃元素完全氧化，称负氧平衡。因为氧元素的不足，可能生成,CO,，甚至还有固态碳，从而降低了炸药的发热量，（,CO,的生成热只是,CO2,的,1/3,）,3,、当,Kb=0,时：,即炸药中的氧恰好能完全氧化可燃元素，称为零氧平衡，此时炸药中的可燃元素充分燃烧，能放出大量的热。而且不会生成有毒气体。,配制混合炸药时，应通过炸药成分的改变及其配比的调整，使炸药达到零氧平衡。,27,2025/4/17 周四,爆破工作,（二）炸药的爆热,1,、爆热：单位质量炸药在定容条件下时放出的热量称为爆热，单位,kJ/g,。,2,、爆温：炸药爆炸瞬间，在定容条件下，将炸药爆炸产物加热到最高温度称为爆温。,单质炸药爆温,3000,5000,矿用混合炸药爆温,2000,2500,在某种场合，需要爆温高，以求获得较大的威力。但煤矿用炸药，则要求爆温控制在较低的范围内，以防止引起瓦斯煤尘爆炸，而又能保证一定的爆破效率。,28,2025/4/17 周四,1,、燃烧与爆轰的主要区别,（,1,）燃烧是靠热传导来传递能量和激发化学反应，而炮轰则靠压缩冲击波的作用来传递能量和激发化学反应；,（,2,）燃烧速度通常约为每秒数十毫米到每秒数米，最大的也只有每秒数百米，常低于炸药内的声速，而炮轰的传播速度则总是高于炸药中的声速，高达每秒数千米；,（,3,）燃烧过程的传播易受外界条件的影响，炮轰过程的传播基本上不受外界条件的影响；,（,4,）燃烧产物的运动方向与反映区的传播方向相反，故产生的压力较低，而炮轰产物的运动方向则与反映区的传播方向相同，故产生很高压力。,爆破工作,炸药的爆轰,29,2025/4/17 周四,2,、爆轰波：,炸药,一旦起爆产生大量高温、高压和高速的气流，激发冲击波，冲击波所到之处使炸药分子活化而发生化学反应，化学反应释放出的能量补偿了冲击波传播时的能量损耗，冲击波将以维持并以固有波速和波头压力继续向前传播，这种伴随化学反应的冲击波称为爆轰波。,3,、爆速,：,爆速,是指炸药起爆后，在其本身内爆炸波的直线传播速度，可达,2000,9000,米,/,秒。,爆破工作,30,2025/4/17 周四,爆破工作,4,、影响爆速的因素,（,1,）药卷直径。将药卷直径自临界直径逐渐增大,爆速也逐渐提高，最后达到了稳定值,。,（,2,）炸药密度。对于单值炸药而言，爆速随密度增大而增大；督俞混合炸药而言，在一定范围内爆速随密度增大而增大，但达到一定值之后，爆速随密度的增大反而减小,。,（,3,）药卷外壳。当药卷直径较小，增加外壳可以提高爆速。当装药直径大于极限直径时，外壳的影响就不再起作用了,。,（,4,）炸药粒度。减小炸药各成份颗粒的粒度，一般能使炸药的分解和反应速度加快、反应时间缩短、反应区宽度减小。,31,2025/4/17 周四,1,、炸药的间隙效应：,连续多个混合炸药药卷，通常在空气中能正常传播，但在炮眼内如果药卷与炮眼孔壁存在间隙，常常会发生爆轰中断或爆轰转变为燃烧的现象，这种现象称为间隙效应。,2,、产生间隙效应的原因：,一般认为是爆轰波在传播过程中，其高温高压爆轰气体使其前端间隙中的空气受到强烈压缩，从而在空气间隙内产生了超前于爆轰波传播的空气冲击波，这样，药卷在爆轰波到达之前已受到冲击波的强烈压缩，直径缩小而密度增大，引起爆轰波参数恶化。在药包直径缩小和密度增大到一定程度时，可导致爆速下降，甚至造成爆轰中断。,爆破工作,炸药的间隙效应、产生间隙效应的原因,32,2025/4/17 周四,炸药,爆炸对周围介质产生的破坏能力以,猛度,和,爆力,来表示。,1,、猛度：,是指炸药爆炸时，把一定量岩石爆碎成碎块的能力。,炸药,爆速越高则猛度越大。,2,、爆力：,是指炸药爆炸时破坏一定量岩石的能力。,主要,取决于炸药爆炸时产生的气体量和放的热量。如果炸药爆炸生成的气体越多放热量越大，则爆力就越大。,爆破工作,炸药的猛度和爆力,33,2025/4/17 周四,1,、起爆能：,为引起炸药中某一质点首先进行反应，要由外界赋予最低 限度所必要的能量，这一部分能量称为起爆能。而引起炸药爆炸分解的过程，称为起爆。,起爆能形式：机械能 （摩擦、冲击）热能,爆炸能 （雷管、导爆索等）,2,、炸药敏感度：,炸药在外界起爆能的作用下其本身发生爆炸的难易程度。,即所需起爆能越小，炸药敏感度越大,所需起爆能越大，炸药敏感度越低。,爆破工作,炸药的起爆能和敏感度,34,2025/4/17 周四,爆破工作,二、工业炸药,随着科学技术的发展，矿山用炸药从过去的黑火药发展成为多种多样的炸药新品种，而且威力越来越高，对于矿用炸药的,基本要求,：,1,、有足够的爆炸威力，并能被普通工业雷管所引爆,2,、能保证运输、保管和使用安全。,3,、品种较多，能适应各种条件,4,、原料来源丰富，价格便宜,概述,35,2025/4/17 周四,爆破工作,单质猛炸药,工业炸药几乎全部都是混合炸药，为了改善混合炸药的爆炸性能，在配方中经常加入一些单质猛炸药。,单质猛炸药：,如：梯恩梯（,TNT,）,黑索今（,RDX,）,太恩炸药（,PETN,）,36,2025/4/17 周四,爆破工作,硝铵类炸药,（一）铵梯炸药,(,硝铵炸药,),我国目前广泛使用的工业炸药,1,、组成成分：,硝酸铵，,TNT,、木粉三种成分组成,硝酸铵,是铵梯炸药的主要成分。在炸药中起氧化剂作用，为炸药爆炸反应提供所需的氧元素。白色结晶物质。本身是一种化学肥料又是一种敏感度很低的弱性炸药。,梯恩梯,是敏化剂，学名三硝基甲苯，代号,TNT,。一般为淡黄色片状结晶，有毒，是一种烈性炸药，放入它可提高炸药敏感度，并因此可用普通雷管引爆。,木粉,是松散剂，以延炸药的结块倾向,此外，防水炸药要加入少量防水剂，如石蜡和沥青,煤矿用炸药要加入适量食盐。食盐作用作为消焰剂，其主要作用是降低炸药爆温，吸收热量，防止引起瓦斯爆炸,37,2025/4/17 周四,爆破工作,（二）铵油炸药,1,、常用的配方比（,9244,型铵油炸药）,硝酸铵：柴油：木粉,=92,：,4,：,4,2,、主要特点：,成分简单，因不含,TNT,，故原料来源充足，成本低，制造使用安全，一般矿山可以自己制造，甚至在露天爆破场地当场拌合。爆破威力小于铵梯炸药,敏感较低，起爆比较困难,吸潮和固结的情况严重，最好不要储存，现做现用,38,2025/4/17 周四,爆破工作,（三）高威力销铵炸药,在采矿工业中，上述炸药一般都能满足，但随着硬岩深孔爆破，大断面一次成巷，坚硬顶板强制放顶都需要威力更高的炸药，提高销铵炸药威力的途径，增大密度以增大炸药的爆速。如：,1,、加入铝粉，提高炸药爆热,2,、加入猛炸药，以增大炸药爆速,39,2025/4/17 周四,爆破工作,1956,年,1957,年加拿大铁矿公司的诺布湖矿成功进行了将水加入炸药中的爆破实验以后各种含水炸药相继出现。浆状炸药的出现是销铵类炸药发展史上的一次革命，突破了硝酸铵炸药怕水、不能含有多量水的旧传统。,(,一）成分：,是一种含水工业炸药，主要有氧化剂水溶液、敏化剂、胶凝剂和交联剂组成。,氧化剂主要采用硝酸铵也加入部分硝酸钾或硝酸钠而且溶解于水中的饱和溶液，形成溶胶，炸药便不再吸收水分，起到抗水作用。,敏化剂为具有爆炸性的甲基胺硝酸盐的水溶液；胶凝剂主要槐豆胶、皂角和聚丙烯胺,总之，是以氧化剂水溶液敏化剂和胶凝剂为基本成分的混合炸药,（二）特点：,爆炸性能如爆速和起爆敏感度高，雷管直接起爆，抗水性能强，可塑性好，使用安全，煤矿从过去的铵梯炸药现普遍使用此炸药，因为敏化剂取代了具有爆炸危险的,TNT,。,水胶炸药,40,2025/4/17 周四,爆破工作,（一）组成成分：,氧化剂水溶液,、,燃料油,、,乳化剂,和,敏化剂,四种基本成分组成。,氧化剂：硝酸铵水溶液,燃料油：采用柴油同石蜡混合物,乳化剂：斯本,-80,（失水的梨醇单油酸脂）,敏化剂：,TNT,，或铝粉,乳化剂的作用：,降低水油表面的张力，形成油包水型乳状液，并使氧化剂与可燃机高度耦合，从而获得更好的爆破性能。,（二）特点：,密度可调，适应范围广，爆炸性能好，抗水性更强，使用更安全，广泛应用于工程爆破。,乳化炸药,41,2025/4/17 周四,爆破工作,三、起爆器材,1,、作用：,雷管是爆破工程的主要起爆材料，其作用是产生起爆能来引爆各种炸药和导爆索、继爆管,2,、分类：,火雷管、电雷管、导爆管、毫秒雷管。,煤矿井下放炮均采用电雷管。,火雷管的起爆法是利用点燃的导爆索引起火雷管爆炸进而引爆药包的起爆方法。,电雷管的起爆法是利用电能引爆电雷管爆炸进而引爆药包的起爆方法。,雷管,42,2025/4/17 周四,爆破工作,（一）电雷管的种类,1,、种类,瞬发电雷管、延期电雷管、秒延期电雷管、毫秒延期电雷管,2,、瞬发电雷管的构造,电雷管通电后，能在一瞬间（约,10,毫秒左右）立即起爆，故称瞬发电雷管。,由管壳,8,、起爆药,4,、加强药,7,和电点火装置等组成。,起爆药用二硝基重氮酚，加强药的作用是增加雷管的起爆威力，多用黑索今。管壳由过去的铜制改为纸制圆筒，由于圆筒是无底的，故在下层加强药中加入少许石蜡，使它钝化代替管底。,电火装置，（,a,）直插式：在两根脚线的末端焊上一段长约,4mm,的桥丝。桥丝直接插入起爆药中；（,b,）药头式：桥丝周围涂有引火药并制成圆珠状的引火头。,43,2025/4/17 周四,爆破工作,3,、秒延期电雷管,通电以后，要经过一段时间大约（在,1,10,秒时间）内才爆炸的电雷管。,构造基本与瞬发电雷管相同。不同之处是在引火头与起爆药之间装有一段精制的导火索，做延期药，用精制导火索的长度来控制延期秒数。,4,、毫秒延期电雷管,毫秒延期电雷管与秒延期电雷管不同之处就在于延期药的组分与延期秒数，毫秒延期电雷管的延期时间更准确，是以毫秒为单位来计量的电,雷管。,44,2025/4/17 周四,爆破工作,（二）电雷管的主要性的参数,1,、电雷管的电阻：,雷管电阻 脚线电阻,脚线,1,桥线电阻,桥线,3,煤矿安全规定,电雷管发给放炮员，必须逐个做全电阻检查，严禁发放不导通和电阻不合格的电雷管。,2,、最大安全电流和最小发火电流,给电雷管通以恒定电流电,5,分钟不爆的电流最大值，叫做,最大安全电流,。,若从最大安全电流开始将电流逐渐增大，则雷管爆炸的百分数也逐渐增高，当电流达到某一数值时，将会达到,99,99,发火，这时的电流值称为,最小发火电流。,最大安全电流一方面表明雷管抗杂散电流放生意外引爆的安全性，另一方面也给通电检验雷管性能提供了最高限段的电流值。检查雷管电阻时，或检查已经联上雷管的电爆网时，通入的电流必须小于雷管的最大安全电流，实际上通入,50mA,直流电持续,5min,不爆为合格。,45,2025/4/17 周四,爆破工作,3,、发火冲能,发火冲能是指桥丝加热到足以使火药发火的温度时桥丝单位电阻所产生的热能，是个定值，其倒数定义为雷管的发火敏度，冲能越大，列管发火敏度越小。,4,、传导时间,传导时间是指从总火头开始燃烧到雷管爆炸的这一段时间，实际上是,2,、,3,毫秒左右。但作用却很大，在多数雷管的串联电路中，如果没有传导时间，这个雷管,5,、雷管的起爆能力,工业雷管分为,10,个号别（,1-10,）号数越大，起爆能力越大，通常用,6,号,8,号，使用最多的是,8,号，雷管的起爆能力，决定了它的装药量。,46,2025/4/17 周四,爆破工作,导爆索,导爆索与电雷管一样，近来被普遍采用起爆的另一种方式。导爆索是以猛炸药为药芯，外面缠绕数层纱线，并有两层防潮层普通导爆索。,煤矿用导爆索（安全）：外层含有消焰剂（食盐）,导爆索起爆时，先用雷管起爆导爆索，再用导爆索引起炸药爆炸。,导爆索起爆其优点,是：药包内无雷管，装药与处理瞎炮时安全性能好。,在炮眼内，沿炮眼全长布设导爆索。能消除间隙效应（雷管直径小，与炸药连接，炮眼直径大、装药不可能全部充满炮眼，几管炸药都是有数的）有利于深孔爆破。,47,2025/4/17 周四,爆破工作,继爆管和导爆管,继爆管实际上就是由消爆管和不带点火装置的毫秒延期雷管组成。,导爆管是管内壁涂有薄层炸药的塑料软管。它不能直接起爆炸药，只能起传爆作用，起爆炸药需仍一个起爆雷管,48,2025/4/17 周四,爆破工作,四、电雷管起爆法,电爆法,电雷管起爆法简称电爆法，它利用电流通过连成网路的各个电雷管使电雷管爆炸，从而引爆各炮孔内的炸药。,起爆电源,发爆器（煤矿用）,照明线,动力线路（井下一般不用，要 考虑防爆）,49,2025/4/17 周四,爆破工作,电爆破网络的连接方式,（一）连接方式,串联法,并联法,串并联法,50,2025/4/17 周四,1,、串联法（井下通常用此法）,特点,：将各雷管脚线连续的一个接一个连在一起。最后连到放炮母线上。,优点：,总电流小，即流过各个雷管的电流等于网路中的总电流。电路总电流小，母线电阻稍大影响不太明显。,电路便于用导通表检查，连线简单容易操作，在煤矿中使用比较安全。,缺点：,电路中任何一个雷管桥线凿开或任何一点未接通时，整个网络即断路，就会导致全部拒爆。因此要求在装药之前必须对全部雷管作导通检查（这也是煤矿安全规定必须要求的）,爆破工作,51,2,、并联法,特点,：将各个雷管的两根脚线分别连到两根连接线上或母线上,分段并联,（,b,）,并簇群并联,（,C,）,优点,：各个雷管的通电与否互不影响，比较可靠，不会产生全线路拒爆现象。整个电路的电阻较小，并联雷管越多，总电阻越小。,缺点,：电爆线路连接比较复杂，不便于检查。需要电流较大的电源，因此并联放炮线路很少采用。,爆破工作,52,3,、串并联法,将若干个雷管先行串联起来组成一个个串联组，然后再将各组并联起来的连线方法。,优点：,同样条件下能起爆的雷管数最多。,缺点：,连线复杂，容易出错，用的也比较少。,爆破工作,53,2025/4/17 周四,各种连接电路的电流计算,以上几种电路的电流强度，都可以按下述公式计算,其中,I,通过每个雷管的电流,A U,放炮电源的电压,V,n-,串联雷管的个数，并联时,n=1;,m-,并联时雷管的个数；串并联时为雷管并联的组数，串联时,m=1;,雷管的总数,N=m.n,r,每个雷管的全电阻，,2m,的铁脚线康铜桥丝雷管约,3-4,欧姆，镍铬桥丝雷管约为,5-6,欧姆，脚线加长时,r,也用加大。,爆破工作,54,2025/4/17 周四,爆破事故的预防和处理,发生爆破事故，不但不能完成爆破任务，还会危及人身安全。因此必须分析事故产生的原因，提出预防措施。,(,一,),瞎炮,通电起爆后，工作面的雷管全部或少数不爆称为瞎炮。,全部不爆多由电路断路所致，如母线断了、接头不良以及串联电路中有一发雷管不导通等，可用导通表一段段地做导通检查，找出断路的地方，重新接好就可以起爆。也可能由于电源故障，如发爆器损坏,(,氖灯不亮，听不到嗡嗡声，开关接触不良,),等造成，应当加强设备检修工作。,大多数瞎炮都是只有少数雷管不爆，其原因比较复杂，但最主要的还是电路故障。例如起爆电流不足、各雷管的电流不均匀等。工作不慎也是一个重要原因，如错接、漏接，个别雷管臂脚线短路,(,直接短路，或通过水、潮湿岩石、金属等间接短路,),，随意改变网路连接方法、改变放炮导线规格、母线断肢等。由于雷管用导通表发现不了的毛病而个别不爆的极为少见。,由炸药原因产生的不爆现象称为残炮，多由炸药变质或使用不当引起，如湿度过高、硬结、误用不防水炸药于多水炮眼等。只要对炸药的发放、使用严格管理，残炮即可基本杜绝。,瞎炮的处理应按,煤矿安全规程,进行。脚线未坏时可以重新联线放炮或在距炮眼至少,0.3m,处另打与瞎炮平行的炮眼重新装药放炮。严禁用镐刨，抑或从炮眼中取出原放置的引药或从引药中拉出雷管。,爆破工作,55,2025/4/17 周四,(,二,),早爆,早爆是指爆炸材料比预定起爆时间提前爆炸的现象。这种事故很可能造成人身伤亡。,这种事故大多是由于下述原因造成的。,1,、器材问题,炸药雷管变质，雷管外壳破损，装药时起爆药受到冲击、摩擦，雷管脚线绝缘损坏，装药时误触带电设备等都可能引起早爆。因此，质量有问题的器材应该报废，不应凑合使用。,2,、操作问题,如砸碰雷管，装引药时冲击挤压了雷管、加深炮窝子、瞎炮未及时处理或采用拉出雷管等危险办法进行处理、放炮器管理不严、放炮信号不明确，等等，都有可能产生早爆而造成事故。,3,、杂散电流影响,井下杂散电流多由设备漏电、电车线漏电等引起，应加以加强检测。井下爆破工应养成随时将两个线头扭在一起德 习惯。,爆破工作,56,2025/4/17 周四,一、爆破作用下的岩石破碎机理,、岩石的破坏过程,1,、爆破作业：,炸药依赖爆破时的破碎作用和抛掷作用能够破坏，周围介质（岩石或其它）炸药爆炸时对岩石的破坏作用称为爆破作用。,2,、自由面,将一个球形药包埋入岩石中，岩石与空气相接的表面叫自由面。,3,、最小抵抗线,药包中心到自由面的垂直距离叫做最小抵抗线,w,。,爆破工作,五、破岩原理和爆破技术,57,2025/4/17 周四,最小抵抗线,w,的大小决定了炸药爆炸后对岩石的破坏程度。,爆破工作,58,当,w,很大，炸药爆炸只是对岩石产生粉碎性破坏。,（,a,）,粉碎区只是药包装药半径的,2-3,倍面积。,当,w,在减小,（,b),岩石表面出现拉伸破坏。,当,w,再小一些，岩石拉伸区与爆破松动区连在一起，形成爆破漏斗。,（,c,）,岩石只产生松动叫做松动漏斗,（,c,）,岩石不但松动而且将岩石抛掷出去叫做抛掷漏斗,（,d,）,爆破工作,59,、爆破作用指数,爆破漏斗半径,r,与最小抵抗线,w,的比值叫做爆破作用指数,n=r/w,1,、标准抛掷漏斗,n=1,2,、加强抛掷漏斗,1n3,当,n3,时炸药破碎岩石很少，没有意义,3,、减弱抛掷漏斗,0.75n1,4,、松动漏斗,(,只松动不抛掷,)n0.75,药包爆破后产生的爆炸力只能对岩石产生松动没有抛掷作用，松动爆破所用的药包叫松动药包。,5,、压缩爆破 当,n0.75,时，这种爆破只能使药包周围一小部分先后得到破碎，形成空洞，它不能使自由面上的岩石破碎，没有实际意义。,爆破工作,60,2025/4/17 周四,二、光面爆破,光面爆破（通常简称光爆）是近几十年发展起来的一项爆破新技术。,光面爆破：,根据施工图纸的要求，在巷道和地下工程掘进爆破后，成形规整，表面光滑；轮廓线外的岩石不受扰动或破坏很小，尽可能的保持围岩自身强度。这种人为控制的爆破方法，就叫光面爆破，简称,“,光爆,”,。,1,、特点：,光面爆破是一种先进的、科学的爆破方法，可使掘出的巷道轮廓平整光洁，便于采用锚喷支护；,围岩裂隙少，稳定性高；超挖量小。所以光面爆破是一种成本低、功效高、质量好的爆破方法。,2,、质量要求：,围岩面上留下均匀眼痕的周边眼数不少于其点数的,50%,。,超控尺寸不得大于,150,毫米，欠挖尺寸不得超过质量标准规定。,围岩面上不应有明显的炮震裂缝。,爆破工作,61,2025/4/17 周四,3,、施工方法：,（,1,）先用一般的爆破方法在巷道内部做出巷道的粗断面，给周边留下一个厚度比较均匀的光面层。,（,2,）再由布置在光面层上的边眼爆出整齐的巷道轮廓。这些边眼就是光爆炮眼。其爆破参数要慎重选取，才能既降低对围岩的破坏又在边眼间形成贯穿裂缝，把岩体整体地切割下来。,爆破工作,62,2025/4/17 周四,4,、光面爆破的施工要求：,选择合理的炮眼距离,曲线段比直线段密。,光面层厚度：大于或等于炮眼的间距，也不能过大；对炮眼的要求是,“,平、直、齐、准,”,。,沿巷道的轮廓线布置炮眼,控制形状。,炮眼相互平行且、深度不超过其他炮眼,形成贯穿裂缝。,炮眼垂直工作面（一般与巷道轴线夹角,3-5,度），炮眼底落在同一个横断面上。,开眼位置偏差不超过,30mm,。不能有偏向轮廓线里面。,不偶合装药，同时起爆（起爆时差不超过,0.1s,）,降低作用于孔壁的冲击压力。,控制装药量，,200g/m,。,爆破工作,63,2025/4/17 周四,为保证光面爆破的良好效果，除根据岩层条件、工程要求正确选择光爆参数外，,精确地钻眼,是极为重要的，是保证光面爆破质量的前提。,对钻眼的要求是,：,“,平、直、齐、准,”,。炮眼要按照以下要求施工：,所有的周边眼应彼此平行，其深度一般不应比其他炮眼深。,各炮眼均应垂直于工作面，实际施工时，周边眼不可能完全与工作面垂直，必然有一个角度，根据炮眼深度一般此角应取,3,5,。,如果工作面不齐，应按实际情况调整炮眼深度和装药量，力求所有炮眼底均落在同一横断面上。,开眼位置要准确，偏差值不大于,30mm,。对于周边眼开眼位置均应位于井巷断面的轮廓线上，不允许有偏向轮廓线里面的误差。,爆破工作,64,2025/4/17 周四,三、柱状炸药的爆破特点,掘进工作面所打的炮眼是一些柱形的孔洞，所装炸药也是细长的圆柱形，在爆破上称为柱状装药，在两个自由面的情况下，容易做到破碎均匀，但在一个自由面的情况下，由于炸药在炮眼底部和接近炮眼口部的单位长度装药量都是一样大，爆炸能量不能集中，因此，为了有效地进行掏槽，必须在炮眼布置上慎重考虑，具体办法是将掏槽眼的间距减少，或将两个以上的掏槽眼打成具有一定倾斜并使眼底向一处集中（斜眼掏槽,),用以提高爆落单位体积岩石的装药量。,四、瓦斯矿井的安全爆破,在瓦斯矿井爆破必须使用煤矿许用炸药，常用的煤矿许用炸药由被筒炸药、当量炸药和离子交换炸药等。,爆破工作,65,2025/4/17 周四,五、微差爆破,利用毫秒雷管或其他设备控制爆破的顺序，是每段之间只有几十毫秒的间隔，叫做微差爆破。,实践证明，微差爆破具有爆出的岩石快度小而均匀，炮眼利用率高，岩帮震动小，巷道规格好等特点，国内外许多学者对微差爆破的破岩机理进行了许多实验研究，提出了许多观点，但都难以有一个统一的认识。具体是,1,、应力波干涉假说,2,、自由面假说,3,、岩块碰撞假说,4,、残余应力假说,爆破工作,66,2025/4/17 周四,本章思考题,岩石分级的目的是什么？举出两种常用的岩石分级方法，并说明其特点？,炮眼的种类和作用？,矿用炸药的种类和特点？,简述钻眼爆破常用的起爆器材及其工作原理？,什么是毫秒爆破？其爆破效果有何特点？,分析光面爆破的机理？,67,2025/4/17 周四,谢谢大家！,68,2025/4/17 周四,