采煤概论06钻眼爆破.ppt
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,2019/6/6,河南理工大学 采煤概论,2,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,2019/6/6,河南理工大学 采煤概论,3,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。,2019/6/6,河南理工大学 采煤概论,4,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，,。,2019/6/6,河南理工大学 采煤概论,5,表6-1 岩石强度分级表,2019/6/6,河南理工大学 采煤概论,6,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）做得炮泥，再用一定的方法是炸药在炮眼内起爆，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。,2019/6/6,河南理工大学 采煤概论,7,第二节 钻眼工作,一、钻眼机械 钻眼（又称凿岩）机具按能源分，有电动、风动、液压、内燃四种。 按破岩机理来分，有冲击式、旋转式两种。 1电钻 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。,2019/6/6,河南理工大学 采煤概论,8,第二节 钻眼工作,2、风钻 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。 3全液压钻机 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。,YT-23型风钻外形,2019/6/6,河南理工大学 采煤概论,9,2019/6/6,河南理工大学 采煤概论,10,第二节 钻眼工作,4掘进凿岩台车 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 。,2019/6/6,河南理工大学 采煤概论,11,CGJ220.2型掘进凿岩台车,2019/6/6,河南理工大学 采煤概论,12,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,2019/6/6,河南理工大学 采煤概论,13,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,2019/6/6,河南理工大学 采煤概论,14,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。 炮采工作面常用的炮眼布置图 （演示）,2019/6/6,河南理工大学 采煤概论,15,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。,2019/6/6,河南理工大学 采煤概论,16,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。,2019/6/6,河南理工大学 采煤概论,17,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。,2019/6/6,河南理工大学 采煤概论,18,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。,2019/6/6,河南理工大学 采煤概论,19,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。,2019/6/6,河南理工大学 采煤概论,20,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。,2019/6/6,河南理工大学 采煤概论,21,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。,2019/6/6,河南理工大学 采煤概论,22,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。,2019/6/6,河南理工大学 采煤概论,23,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？,
