钻眼爆破.ppt

*,*,单击此处编辑母版标题样式,河南理工大学采煤概论,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,河南理工大学,采煤概论精品课程,第三篇,井巷掘进与支护,第,6,章 钻眼爆破,11/25/2025,1,河南理工大学采煤概论,本章主要内容,第,6,章 钻眼爆破,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,11/25/2025,2,河南理工大学采煤概论,第一节 岩石的性质与分级,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。,11/25/2025,3,河南理工大学采煤概论,第一节 岩石的性质与分级,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。,式中：,岩石的单轴抗压强度，,。,11/25/2025,4,河南理工大学采煤概论,表6-1 岩石强度分级表,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,0.3,11/25/2025,5,河南理工大学采煤概论,第二节 钻眼工作,井巷施工首先要破碎岩石，常用的破岩方法有机械破岩和爆破破岩两种。,进行爆破破岩，就是要在采掘的煤岩中用钻研工具钻凿炮眼，其深度一般不超过34m，直径3575mm。然后在炮眼中安放一定数量的炸药，炮眼口直至炸药间的一段炮眼放置以不燃的惰性物质（一般为粘土与砂子混合物）做的炮泥，再用一定的方法使炸药在炮眼内起爆，从而产生巨大压力使煤和岩石从其整体中分离出来，并破碎成便于装运的块度。,因此，钻眼爆破可分为两项主要工作：,钻眼工作,和,爆破工作,。,11/25/2025,6,河南理工大学采煤概论,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,11/25/2025,9,河南理工大学采煤概论,第二节 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。,11/25/2025,10,河南理工大学采煤概论,DF10-1BDG轨轮式单臂全液压凿岩台车,11/25/2025,11,河南理工大学采煤概论,第二节 钻眼工作,二、钻眼工具,1、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。,2、电钻钻具,组合钎子,活动钎头,煤电钻钻具,11/25/2025,12,河南理工大学采煤概论,第三节 爆破工作,一、炮眼的种类和作用,岩石与空气相接触的表面称为,自由面,。,药包中心到自由面的垂直距离叫,最小抵抗线。,不同,最小抵抗线,时的集中药包爆破现象,11/25/2025,13,河南理工大学采煤概论,第三节 爆破工作,掏槽眼,：首先爆炸的炮眼，其作用在于增加自由面。,辅助眼,：在掏槽眼的外围，除崩落岩石外，还能扩大所掏的槽，提高周边眼的爆破效果。,周边眼,：靠近巷道的周边，其作用在于使巷道获得一定的形状和规格。,光面爆破,11/25/2025,14,河南理工大学采煤概论,巷道掘进面常用炮眼布置图,炮采工作面常用的炮眼布置图（,演示,）,11/25/2025,15,河南理工大学采煤概论,第三节 爆破工作,二、矿用炸药,炸药是一种固体或液体的化合物或混合物。当这种物质受到一定的外界能量作用时(遇热、机械冲撞力、其它炸药爆炸的影响)，就能迅速分解，同时产生大量的气体和热量。,在炸药迅速分解的过程中，由于气体的膨胀作用对周围介质产生突然的冲击压力，致使介质破坏，同时发生巨大的音响和振动，这种现象称为爆炸。,爆炸与燃烧的区别：爆炸与燃烧的共同点均是散发气体和热量，但燃烧的反应速度很慢，所以热量不能聚积，气体产生随即溢散。爆炸则反应速度很快，每秒钟达几百乃至几千米，而且产生很高的温度(15004500)和大量的气体。,11/25/2025,16,河南理工大学采煤概论,第三节 爆破工作,1硝甘炸药,硝甘炸药的优点是爆炸力强，并具有良好的抗水性，所以特别适用于爆破含水较多的坚硬岩石或矿石。例如多在开凿水量较大的井筒时使用。,硝甘炸药的缺点是敏感性很强，受到撞击或摩擦就可能引起爆炸。而且还易于冻结、失效和出现汗渍。,2硝铵炸药,硝铵炸药是我国煤矿中广泛采用的炸药。它的主要成分是硝酸铵(NH4NO3)，此外，还含有三硝基甲苯(TNT)、锯末及炭粉等。,适用于有瓦斯和煤尘爆炸危险矿井中的硝铵炸药称为安全炸药。在爆炸时它产生短而温度较低的火焰，可避免引起瓦斯或煤尘爆炸。,11/25/2025,17,河南理工大学采煤概论,第三节 爆破工作,三、起爆器材,起爆器材就是供给炸药能量使其爆炸的器材。起爆器材在煤矿中包括,导爆索、雷管及发爆器,。,1导爆索,导爆索(又称导爆线)是用来传递爆炸波，并直接引爆炸药的。但它本身需要雷管引爆。,2雷管,雷管是用来起爆炸药和导爆索的。它是最常用的起爆器材。,雷管呈圆柱形，管壳用纸、铜和铝制成，内盛起爆炸药，直径为68mm，长约4050mm。,国产毫秒延期电雷管各段的微差时间从25ms到300ms，最大延期可达2000ms。段数可达20段。,11/25/2025,18,河南理工大学采煤概论,第三节 爆破工作,3发爆器,发爆器是电雷管起爆的电源，目前我国矿山中普遍得到推广使用的是电容式发爆器。,根据是否防爆，发爆器可分为防爆型及非防爆型两种。在有瓦斯或煤尘爆炸危险的矿井中，必须使用防爆型发爆器。,11/25/2025,19,河南理工大学采煤概论,第三节 爆破工作,四、装药,1炮眼装药量的计算,每爆破一次的炸药总消耗量(Q)，根据下式计算：,Q=qV kg,式中：,q每爆破1m岩石所需之炸药消耗量，kg/m3；,V岩石爆破量m3。,每个炮眼的平均炸药消耗量(r)：,r=Q/N,kg/个,式中：,N炮眼数目，个。,11/25/2025,20,河南理工大学采煤概论,第三节 爆破工作,2装填方法,楔形掏槽两边炮眼的角度对称，装药量也要一致，否则，爆破力量偏向一边，易打倒支架。周边眼最好多些，装药量则少些，这样，有利于巷道轮廓面的规整和围岩的稳定。,起爆药卷在炮眼里的位置应靠近眼口，作为最外面一个(或第二个)药卷，使雷管有聚能穴的一端朝向眼底，并堵上炮泥。,煤矿安全规程规定：封泥应用水炮泥，也可用不燃性的、可塑性的松散材料制成，如砂子、粘土和砂子混合物等。禁止使用块状材料或可燃性材料作封泥。无封泥的炮眼，严禁放炮。,封泥多用粘塑性好的砂、土混合而成；也有用水炮泥的(塑料套装水)。水炮泥既起堵孔的作用，又起消尘和减少有害气体的作用。,11/25/2025,21,河南理工大学采煤概论,第三节 爆破工作,3联线方式,井巷掘进爆破中，可有三种雷管联线方式，即串联、并联和混联(串并联及并串联)。,采用,串联,时，,联线简单，而且通过每个雷管的电流相等,，故串联法在煤矿的巷道掘进爆破中,使用最广,，缺点是只要一个雷管断路则整个串联组拒爆。,并联方法可靠，但所需起爆电流较大。,在井下大爆破中，一般炮孔的数目都比较多，因此多采用混联。,11/25/2025,22,河南理工大学采煤概论,第三节 爆破工作,五、毫秒爆破,利用毫秒雷管或其它设备控制放炮的顺序，使每段之间只有几十毫秒的间隔，叫做毫秒爆破或微差爆破。,11/25/2025,23,河南理工大学采煤概论,思考题,1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？,2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？,11/25/2025,24,河南理工大学采煤概论,