[理学]井巷工程 第二章钻眼爆破精品.ppt

* * 第六节 破岩原理与爆破技术 一、在爆破作用下的岩石破碎机理 二、柱状装药的爆破特点 三、瓦斯矿井的安全爆破 四、微差爆破 五、光面爆破 * * ㈠自由面和最小抵抗线 如果将一个球形或立方体形炸药包(爆破上称之为集 中药包)埋入岩石中，岩石与空气接触的表面称为自由面。 药包中心到自由面的垂直距离W称为最小抵抗线。 一、在爆破作用下的岩石破碎机理 * * ㈡爆破作用下的岩石破碎几种情况 ⑴当W1很大时，自由面对爆破不产生影响，由药包中心向外依次形成粉碎区、裂隙区、震动区，爆破的破坏范围较小。 * * ⑵当W2逐渐减小，应力波在自由面处反射形成拉伸波， 产生了由自由面向药包一层层剥落的拉伸破坏（拉断区）剥 落的拉伸破坏（拉断区）; ⑶当W3在小一些，拉断区和裂隙区连接起来，通过爆生 气体的做功，形成爆破漏斗。 * * 衡量爆破作用的效果： 爆破作用指数 r—爆破漏斗半径；W—最小抵抗线。 当n=1时，形成标准抛掷漏斗（c）； 1n3时，形成加强抛掷漏斗（d）； 0.75n1时，形成减弱抛掷漏斗（b）； n=0.75时，岩石只形成松动而不形成抛掷，叫做松动漏 斗（a）； n0.75时，爆破漏斗不能形成。 * * ㈢自由面数对爆破效果的影响 如果自由面不止一个，则应力波在各个方向都能形成反射，也都能形成由自由面向药包中心的拉断破坏区。因此增加自由面就可使炸落单位体积岩石的炸药消耗量降低，而且岩石的块度比较小而均匀。 有些资料认为，两个自由面的炸药消耗量只是一个自由面的60％，三个自由面可以降低到40％，实际上由于其它因素影响，只接近这个数字。 因此，在爆破工程实践中，使几个炮眼首先爆破，为后继炮眼的爆破创造附加的自由面，这种方法称之为掏槽。 * * 二、柱状装药的爆破特点 长条装药可以看作是若干个小的集中药包，最接近眼口的几段，抵抗 线短，具有加强抛掷的作用，接近眼底的几段，由于抵抗线大，可能只 具有松动作用，炮眼最底部的药包甚至不能形成爆破漏斗，总的漏斗坑 形状，就是这些漏斗的外部轮廓线，大致呈喇叭形，眼底破坏极少，形 成“炮窝子”。 通常把实际爆落深度与炮眼深度之比叫炮眼利用系数。 L l * * 三、瓦斯矿井的安全爆破 2003对国有煤矿重大事故发生地点，按采煤工作面、掘进 工作面、巷道（包括大巷）、井筒和其它地点进行统计分析， 如图所示。 掘进工作面发生重大事故的危险性最大，共发生22起、 死亡110人、重伤16人，发生起数、死亡人数和重伤人数分 别占总数的36.67%、40.44%和84.21%。其次是采煤工作面， 共发生19起重大事故、死亡83人，分别占总数的31.67%和 30.51%。巷道发生了11起重大事故、死亡48人。井筒内发生 重大事故5起、死亡18人。其它地点发生重大事故2起、死亡8人。均为地面事故。 * * 对10人以上事故发生地点按采煤工作面、掘进工作面、巷道（包括大巷）、井筒、火区和其它，进行统计分析，如图所示。 * * 2003年重特大瓦斯爆炸事故分析 ⑴按作业地点，瓦斯爆炸事故统计分析如图所示。 采煤工作面发生重特大瓦斯爆炸事故3起、死亡46人，占总起数的14.29%和死亡人数的11.25%；掘进工作面发生12起、死亡195人，占57.14和47.68%；巷道（包括大巷）4起、死亡74人，占19.05%和18.09%；密闭内2起、死亡94人，占9.52%和22.98%。 * * 　　(2)引爆火源分析 　　除静电火花外（2002年曾因静电火花引起1起瓦斯爆炸），井下可能存在的其它火源都引起过瓦斯爆炸，以爆破火焰和电气火花造成的事故最多，见图所示。 * * 　爆破火焰出现的主要原因是：不填或少填炮泥等违章爆破（6起），引爆雷管（1起），爆破母线短路（1起）。 　　电气火花的主要原因是：带电检修（4起），信号电缆失爆（1起），砸断电钻电缆（1起），矿灯火花（1起）。 　　2起摩擦火花引爆瓦斯事故分别是：排瓦斯铁风筒连接处断裂产生摩擦火花，导致风筒内瓦斯燃烧，引爆采空区瓦斯；掘进面停风，瓦斯积聚，刮斗机钢丝绳与滑轮间摩擦产生火花引爆瓦斯。 * * ㈠炸药爆炸可能引爆瓦斯煤尘的因素有三：空气冲击波，炽热的固体微粒和爆炸生成的高温气体。 ㈡瓦斯矿井安全爆破 减少或避免煤尘的集聚。 有预防和隔绝煤尘爆炸的措施 掘进工作面不得