井巷工程24第2章鉆眼爆破

1、井巷工程24第2章鉆眼爆破第一頁，共53頁。第四節(jié) 起爆材料 一、雷管二、導(dǎo)爆索和繼爆管 三、導(dǎo)爆管 第二頁，共53頁。 工程中使用的起爆器材雷管導(dǎo)火索導(dǎo)爆索導(dǎo)爆管繼爆管起爆藥柱/ 起爆彈第三頁，共53頁。瞬發(fā)電雷管（1）火雷管（2）電雷管秒延期電雷管 毫秒延期電雷管 抗雜散電流電雷管 雷管安全電雷管第四頁，共53頁。第五頁，共53頁。第六頁，共53頁。管殼 起爆藥和加強藥 加強帽 火雷管.火雷管第七頁，共53頁?；鹄坠軒?dǎo)火索的紅色火雷管 第八頁，共53頁。1、電雷管的種類和結(jié)構(gòu) （1）瞬發(fā)電雷管 管殼：金屬或紙制圓筒； 起爆藥：二硝基重氮酚； 加強藥：黑索今； 電點火裝置： 直插式：橋絲直

2、接插入二硝基重氮酚，腳線、密封塞，無加強帽； 藥頭式：橋絲、腳線、密封塞、橋絲周圍涂有引火藥，制成圓珠狀的引火頭（氯酸鉀、木炭、二硝基重氮酚和骨膠），有加強帽。第九頁，共53頁。第十頁，共53頁。2.秒延期雷管 定義：通電以后經(jīng)過一段時間后，才爆炸的雷管，叫延期雷管，延期時間以秒為單位計量的，叫秒延期雷管。結(jié)構(gòu)：與瞬發(fā)雷管的不同之處在于引火頭與起爆藥之間有一段精致的導(dǎo)火索做延期藥，用導(dǎo)火索的長度來控制延期秒量。引火頭周圍的管殼上有排氣孔，排除燃燒生成的氣體，避免壓力升高，影響燃燒速度。第十一頁，共53頁。3. 毫秒延期雷管定義：通電后經(jīng)過若干毫秒起爆的雷管。結(jié)構(gòu)：延期內(nèi)管，固定和保護延期藥，并

3、作為容納延期藥燃燒時生成的氣體的空間，保證壓力不變。延期藥有兩種：硅鐵、鉛丹、硫化銻、硅藻土；過氧化鋇、硫化銻、硅藻土。延期秒量根據(jù)延期藥量控制。硅藻土能吸收氣體，減小壓力。第十二頁，共53頁。4 抗雜散電流電雷管抗雜散電流電雷管 無橋絲電雷管 低阻率橋絲電雷管 電磁雷管 第十三頁，共53頁。5 安全電雷管 用于有瓦斯、煤塵爆炸危險的工作面爆破。有瞬發(fā)與延期雷管之分。第十四頁，共53頁。電雷管主要性能參數(shù) 腳線電阻：包塑鍍鋅鐵腳線，d=0.52mm，每米不大于0.6。 橋絲電阻： l=4，康銅絲，d=50m，電阻0.80.13；鎳鉻絲，d=40m，電阻30.4。 按腳線2m計算，康銅絲雷管電阻

4、不大于4，鎳鉻絲雷管不大于6.3，煤礦安全規(guī)程規(guī)定電雷管在發(fā)紿放炮員前，必須對電雷管進行逐個檢查，嚴禁發(fā)放不導(dǎo)通和電阻不合格的電雷管。常用的檢測儀器有205型爆破電橋和歐姆表等，不論用哪種儀表，測量時的工作電流都必須小于50mA，為保證起爆可靠，成組起爆力雷管，其雷管之間的電阻差不能大于0.25Q1電雷管電阻第十五頁，共53頁。 2最大安全電流和最小發(fā)火電流 最大安全電流 雷管技術(shù)標準規(guī)定，通以恒定直流電5min不爆的電流最大值為最大安全電流，實測的最大安全電流值都在150mA以上。 為了安全起見，技術(shù)標準中規(guī)定：安全電流以通入50mA直流電持續(xù)5min不爆為合格，這是雷管對于電流的安全指標，

5、所有檢測雷管的儀表，其電流值都不能超過50mA，雜散電流也不能超過這一值。 最小發(fā)火電流： 若從最大安全電流開始，將電流逐漸增大，則雷管爆炸的百分數(shù)也逐漸增加，當(dāng)電流達到某一數(shù)值時，將會達到99.9999%發(fā)火，這時的電流值稱為最小發(fā)火電流。 按雷管技術(shù)標準規(guī)定，以700mA的恒定直流電通入1min發(fā)火的雷管應(yīng)達到上述百分數(shù)，故700mA為規(guī)定的最小發(fā)火電流，這是起爆單發(fā)雷管必須滿足的電流值。第十六頁，共53頁。3. 發(fā)火沖能 發(fā)火沖能：是橋絲加熱到足以使引火藥發(fā)火的溫度時，橋絲單位電阻所產(chǎn)生的熱能。 Ke=I2t I為通過橋絲的電流（A）； t發(fā)火時間，從雷管開使通電到引火藥開 始發(fā)火的一段

6、時間（s）。第十七頁，共53頁。4傳導(dǎo)時間和成組雷管的準爆條件 傳導(dǎo)時間：從點火頭開始燃燒到雷管爆炸或延期藥點燃的這一段時間(2.3ms)。 準爆條件：tmaxtmin+ tmin最敏感雷管的發(fā)火時間； tmax最鈍感雷管的發(fā)火時間； 傳導(dǎo)時間。 各雷管的值也不是一致的，為使成組雷管的爆炸可靠，應(yīng)取最小值。雷管技術(shù)標準規(guī)定，直流電起爆時，串聯(lián)準爆電流值，康銅絲雷管為2A鎳鉻橋絲雷管為1.5A。使用交流電起爆，準爆電流值應(yīng)取得高些。 第十八頁，共53頁。5電雷管的起爆能力 按起爆能力，工業(yè)雷管分為10個號別(110號)，號數(shù)愈大，起爆能力愈大。但通常只生產(chǎn)6號和8號兩種雷管，使用最多的是8號雷管

7、。 雷管的起爆能力決定于它的裝藥量。8號雷管的裝藥量：起爆藥(二硝基重氮酚)不低干0.28g（無加強帽者不低于0.32g），加強藥(黑索金)不低于0.60g。 雷管起爆能力通常用鉛板穿孔法(圖232)來檢驗驗。鉛板直徑為30mm，厚度：6號雷管為4， 8號雷管為5。起爆后，炸穿鉛板的孔徑不得小于雷管的外徑。 第十九頁，共53頁。第五節(jié) 電雷管起爆法一、起爆電源二、電爆網(wǎng)路的聯(lián)接方式及其計算 三、爆破事故預(yù)防和處理第二十頁，共53頁。發(fā)爆器 煤礦安全規(guī)程規(guī)定，井下放炮都必須使用發(fā)爆器(礦用防爆型)。 發(fā)爆器有發(fā)電機式和電容式兩類，目前常用的，幾乎都是電容式的。 電容式發(fā)爆器通常由以下幾部分組成：

8、直流電源。交流器。整流線路。充電器。充電電壓指示。毫秒限時開關(guān)及放電回路。防爆外殼。一、起爆電源第二十一頁，共53頁。各種聯(lián)接方式串聯(lián)： 并聯(lián)：串并聯(lián)電路： 二、電爆網(wǎng)路的聯(lián)接方式及其計算第二十二頁，共53頁。三、爆破事故預(yù)防和處理 1.瞎炮的預(yù)防與處理 通電放炮后，雷管和藥卷都不爆炸或雷管爆炸而藥卷不爆炸的炮眼稱為瞎炮（拒爆），瞎炮不但影響爆破效果，而且給施工帶來潛在威脅，處理瞎炮不當(dāng)也會釀成事故。 第二十三頁，共53頁。 2013年4月23日19時許，甘肅窯街煤電集團有限公司海石灣煤礦，發(fā)生一回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)瞎炮（施工爆破中因發(fā)生故障而沒有爆炸的炮）爆炸事故，當(dāng)場導(dǎo)致一人死亡，24日7時許，又

9、有一名受傷人員醫(yī)治無效死亡。第二十四頁，共53頁。 產(chǎn)生瞎炮的原因根據(jù)大量瞎炮事故的調(diào)查分析，產(chǎn)生瞎炮的原因有以下幾個方面：（1）雷管方面雷管是起爆藥卷的爆炸能源，一般以串聯(lián)或串并聯(lián)形式連接在網(wǎng)路中，一發(fā)不爆就會導(dǎo)致一部分瞎炮。雷管質(zhì)量不合格或使用前未經(jīng)質(zhì)量性能檢測：同一電爆網(wǎng)路中雷管電阻值之差大于0.25，或采用了不同品種、不同廠家、不同批生產(chǎn)的雷管。（ 2）起爆電源方面起爆電流太小或通電時間過短，雷管得不到足夠的點燃沖能；發(fā)爆器發(fā)生故障、或電池電壓不足、充電時間過短、未達到足夠的輸出沖能；交流電起爆時電壓不足、輸出功率不夠等。第二十五頁，共53頁。（3）爆破網(wǎng)路方面爆破網(wǎng)路聯(lián)接雷管多、其總

10、電阻太大，超過了起爆電源的起爆能力；爆破網(wǎng)路錯接、漏接等導(dǎo)致起爆電流小于雷管的最小發(fā)火電流；雷管腳線或連接線的裸露接頭短路，裝藥時雷管腳線被搗斷或絕緣皮被搗壞造成的斷路或短路；導(dǎo)線接頭與外界導(dǎo)體或大地接觸；聯(lián)線不合要求，接頭扭結(jié)不實、接頭部位有銹斑或臟物導(dǎo)致網(wǎng)路電阻過大；放炮導(dǎo)線因折斷、絕緣不良造成的斷路或短路等原因。（4）引藥方面引藥中雷管位置不當(dāng)，雷管斜插或綁扎在藥卷上；裝藥時引藥中雷管脫離了原來位置。 第二十六頁，共53頁。（5）炸藥方面 炸藥保管不善，受潮變質(zhì)或超過有效期，使用前未經(jīng)過性能質(zhì)量檢驗；裝藥時用力過猛、藥卷被搗實，密度過大使炸藥起爆感度和爆轟穩(wěn)定性降低；在潮濕有水的炮眼中使

11、用非抗水炸藥，且未采用防水套等。（6）其它方面 藥卷與炮孔壁之間存在間隙，當(dāng)裝藥過長時產(chǎn)生間隙效應(yīng)；藥卷之間的巖（煤）粉阻隔；起爆順序或炮眼間距設(shè)計不合理，先爆孔把靠近炮孔中的裝藥壓死。第二十七頁，共53頁。瞎炮的處理方法一旦發(fā)生瞎炮，應(yīng)立即警戒，并在班組長直接領(lǐng)導(dǎo)下進行處理，并應(yīng)在當(dāng)班處理完畢，如當(dāng)班處理不完，放炮員必須在現(xiàn)場向下一班交待清楚，并標出記號。處理瞎炮時，不允許進行與處理瞎炮無關(guān)的其它工作。處理瞎炮的方法如下；因聯(lián)線不良、錯接、漏接造成的瞎炮可重新聯(lián)線放炮，但重新聯(lián)線放炮前，要檢查工作面的頂板、支架和瓦斯情況，確認安全并確保起爆線路完好時，方可重新起爆。 第二十八頁，共53頁。因

12、其它原因造成的瞎炮，則應(yīng)在距至少0.3m處重新打一個和瞎炮眼平行的新炮眼，重新裝藥放炮。重新打眼時，應(yīng)先弄清瞎炮的角度、深度，切不可距瞎炮太近，以免發(fā)生事故。處理瞎炮時，嚴禁用鎬刨；嚴禁從瞎炮中取出引藥，或從引藥中拉出雷管；嚴禁用打眼的方法往外掏或用壓風(fēng)吹炸藥；也不準將炮眼殘底（無論有無殘藥）繼續(xù)加深，嚴防發(fā)生意外爆炸。處理瞎炮的炮眼爆破后，應(yīng)詳細檢查并收集未爆炸的爆破材料，下班時交回爆破材料庫。 第二十九頁，共53頁。2. 早爆 爆炸材料比預(yù)定起爆時間提前爆炸的現(xiàn)象，這種事故很可能造成人身傷亡。第三十頁，共53頁。第三十一頁，共53頁。這種事故的發(fā)生大多由于下述原因：(1)器材問題 炸藥雷管

13、變質(zhì)，雷管外殼破損，裝藥時，起爆藥受到?jīng)_擊、摩擦，雷管腳線絕緣損壞，裝藥時誤觸帶電設(shè)備等都可能引起早爆。因此，質(zhì)量有問題的器材應(yīng)該報廢，不應(yīng)湊合使用。(2)操作問題 如砸碰雷管，裝引藥時沖擊擠壓了雷管，加深炮窩子，瞎炮未及時處理 或采用拉出雷管等危險辦法進行處理，放炮器管理不嚴，放炮信號不明確等都可能產(chǎn)生早爆造成事故。(3)雜散電流影響 井下雜散電流多由設(shè)備漏電、電車線漏電等引起。 化學(xué)電，硝銨類炸藥溶解形成正負離子，在大地正負極的作用下向兩極移動，形成電流。 第三十二頁，共53頁。第六節(jié) 破巖原理與爆破技術(shù) 一、在爆破作用下的巖石破碎機理 二、柱狀裝藥的爆破特點三、瓦斯礦井的安全爆破四、微差

14、爆破五、光面爆破第三十三頁，共53頁。自由面和最小抵抗線 如果將一個球形或立方體形炸藥包(爆破上稱之為集中藥包)埋入巖石中，巖石與空氣接觸的表面稱為自由面。 藥包中心到自由面的垂直距離W稱為最小抵抗線。一、在爆破作用下的巖石破碎機理第三十四頁，共53頁。爆破作用下的巖石破碎幾種情況 當(dāng)W1很大時，自由面對爆破不產(chǎn)生影響，由藥包中心向外依次形成粉碎區(qū)、裂隙區(qū)、震動區(qū)，爆破的破壞范圍較小。 粉碎區(qū)范圍：23倍裝藥半徑W第三十五頁，共53頁。 當(dāng)W2逐漸減小，應(yīng)力波在自由面處反射形成拉伸波，產(chǎn)生了由自由面向藥包一層層剝落的拉伸破壞（拉斷區(qū)）剝落的拉伸破壞（片落區(qū)）; 當(dāng)W3再小一些，拉斷區(qū)和裂隙區(qū)連

15、接起來，通過爆生氣體的做功，形成爆破漏斗。第三十六頁，共53頁。 衡量爆破作用的效果： 爆破作用指數(shù) r爆破漏斗半徑；W最小抵抗線。 n0.75時，爆破漏斗不能形成。 n=0.75時，巖石只形成松動而不形成拋擲， 叫做松動漏 斗（a）； 0.75n1時，形成減弱拋擲漏斗（b）； 當(dāng)n=1時，形成標準拋擲漏斗（c）； 1n3時，形成加強拋擲漏斗（d）；第三十七頁，共53頁。自由面數(shù)對爆破效果的影響 如果自由面不止一個，則應(yīng)力波在各個方向都能形成反射，也都能形成由自由面向藥包中心的拉斷破壞區(qū)。因此增加自由面就可使炸落單位體積巖石的炸藥消耗量降低，而且?guī)r石的塊度比較小而均勻。 有些資料認為，兩個自由

16、面的炸藥消耗量只是一個自由面的60，三個自由面可以降低到40，實際上由于其它因素影響，只接近這個數(shù)字。 因此，在爆破工程實踐中，使幾個炮眼首先爆破，為后繼炮眼的爆破創(chuàng)造附加的自由面，這種方法稱之為掏槽。第三十八頁，共53頁。二、柱狀裝藥的爆破特點Ll 柱狀裝藥可以看作是若干個小的集中藥包，最接近眼口的幾段，抵抗線短，具有加強拋擲的作用，接近眼底的幾段，由于抵抗線大，可能只具有松動作用，炮眼最底部的藥包甚至不能形成爆破漏斗，總的漏斗坑形狀，就是這些漏斗的外部輪廓線，大致呈喇叭形，眼底破壞極少，形成“炮窩子”。 通常把實際爆落深度與炮眼深度之比叫炮眼利用率。2Rw第三十九頁，共53頁。 炸藥爆炸可

17、能引爆瓦斯煤塵的因素有三：空氣沖擊波，熾熱的固體微粒和爆炸生成的高溫氣體。瓦斯礦井安全爆破減少或避免煤塵的集聚。有預(yù)防和隔絕煤塵爆炸的措施掘進工作面不得有阻塞斷面1/3以上的物體，以免造成沖擊波的反射； 不能使用秒延期雷管，以防止先爆炮眼對瓦斯預(yù)熱；煤礦炸藥必須爆轟穩(wěn)定可靠，含鋁鎂等金屬粉末的炸藥因增溫作用 大，絕對不能使用。不得在裝藥時任意加入金屬絲或金屬片；三、瓦斯礦井的安全爆破 第四十頁，共53頁。炮眼必須進行良好的充填后才準放炮。煤礦炸藥的氧平衡特別重要，變質(zhì)炸藥，起爆能不 足的雷管都會因爆炸作用不完全而產(chǎn)生不良氣體產(chǎn)物，所以禁止使用。第四十一頁，共53頁。放炮前應(yīng)檢查工作面附近20m

18、的瓦斯?jié)舛?，超過1%就不能放炮； 在瓦斯礦井放炮必須使用煤礦許用炸藥，常用的煤礦許用炸藥有：被筒炸藥、當(dāng)量炸藥、離子交換炸藥NaNO3+NH4CLNH4NO3+NaCl）等。 第四十二頁，共53頁。 2005年11月27日21時22分，龍煤礦業(yè)集團有限責(zé)任公司七臺河分公司東風(fēng)煤礦發(fā)生一起特別重大煤塵爆炸事故，死亡171人(還有2名在地面皮帶機房中工作的女工也在爆炸中身亡 )，傷48人，直接經(jīng)濟損失4293.1萬元。 現(xiàn)已查明，這起事故的直接原因是放炮人員使用非專用炸藥違章作業(yè)處理煤倉堵塞，導(dǎo)致煤塵飛揚達到爆炸界限，放炮火焰引起煤塵爆炸。調(diào)查認定這是一起重大責(zé)任事故。 第四十三頁，共53頁。四、

19、微差爆破 利用毫秒雷管或其他設(shè)備控制放炮的順序，使每段之間只有幾十毫秒的間隔，叫做毫秒爆破或微差爆破。實踐證明，毫秒爆破具有爆破巖石塊度小而均勻，炮眼利用率高，巖幫震動小、巷道規(guī)格好,實現(xiàn)全斷面一次爆破等特點。 幾種假說： 應(yīng)力波干涉假說 若相鄰兩裝藥間隔若干毫秒爆炸，先起爆的裝藥在巖體內(nèi)形成的應(yīng)力場尚未消失，而后起爆裝藥又立即起爆，使兩者產(chǎn)生的應(yīng)力波相互疊加，從而加強破碎效果。自由面假說 先起爆的裝藥在巖體內(nèi)已造成某種程度的破壞，形成一個新的爆破漏斗，有一定寬度的裂隙和附加自由面，對后起爆的裝藥將是一個有利的條件，相當(dāng)于新增加自由面并處于應(yīng)力狀態(tài)作用下。第四十四頁，共53頁。 瓦斯礦井爆破，雷管的總延期時間應(yīng)在130ms內(nèi)，防止瓦斯在先爆炮眼爆炸后達到1%，預(yù)熱，在后期炸藥爆炸后引爆瓦斯。 殘余應(yīng)力假說 先期爆炸的應(yīng)力波在炮孔周圍的巖體內(nèi)形成動態(tài)應(yīng)力場，并產(chǎn)生徑向裂隙向外擴展，其后，高溫高壓的爆生氣體滲入裂隙，在較長的時間內(nèi)使巖體處于準