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光面爆破!

时间:2022-06-22 来源:煤视界 分享:

光面爆破主要是针对周边一层岩体的爆破,要在爆落岩体的同时,应形成光滑、平整的边界。其主要爆破参数,有最小抵抗线、掏槽方式、炮孔数目、炮眼间距、线装药密度等。光面爆破主要参数的确定,既要满足光面爆破的技术要求,又要保证隧道快速掘进的需要。技术上可行,就是要减少对周边围岩的扰动、超欠挖小、炸药用量少、爆落石块符合已配备机械装渣要求。

一、掏槽眼

掏槽眼的正确布置能保证工作面开槽的爆破效果,为光面爆破创造良好的条件,开成爆破自由空间。从长条药包的爆破原理可知:为了在进尺保证的同时取得满意的掏槽效果,即破岩和抛渣不抵触,在设计掏槽中常布置有空眼,即人造自由面。因此,在设计掏槽时,要取得满意的结果,必须慎重选择空孔的直径、数目、炮眼间距、装药集中度这4个参数。

掏槽眼布置在开挖断面的中下部,采用直眼螺旋掏槽布孔形式,即在开挖断面掏槽位置设置一空孔,各装药炮孔以空孔为中心呈螺旋状布设,距离依次递增,装药段位依次递增,顺序起爆,槽腔体积依次扩大。药卷直径为32mm。

(一)空孔数目

工作面爆破所需空眼数目,即小直径空眼数目,是根据工作面岩体赋存状态及岩性计算所需人造自由面的大小来确定的,可由以下经验公式求出:

N≥2·L·A·B

式中:

N-为空眼数目;

L-为工作面炮眼长度,在此取1.6m;

A-为炮眼爆轰破坏经验因数,一般取0.5~0.7,眼浅时(1.8m以下)用最大值,眼深时用小值;

B-为岩石的强度修正值,为坚固性因数f的1/10。

(二)空眼直径和孔间距之间的关系

从有关资料知:α=(π/4)(D2+d2)(k+1)/(D+d)(k-1)

式中:

α-为1#槽孔到空孔中心距离,mm;

k-为岩石碎胀因数,取1.5;

d-为1#槽孔直径,取42mm;

D-为炮眼直径,mm。

在计算掏槽孔抵抗线时,即掏槽孔和空孔间距,空孔直径按单个空孔的条件进行。

(三)掏槽方式

选择直眼螺旋掏槽布孔形式。

(四)线装药密度计算

根据小断面岩石夹制作用和单自由面破岩规律,确定当眼深为1.8m时,为有效破岩和抛渣,以形成漏斗空间,其线装药密度要比其他炮眼大些,计算公式如下:

q=2d2(p·c)1/3

式中:

q-为线装药密度,kg/m;

d-为炮眼直径0.042m;

p·c-为岩石波阻抗,kg/m2·s。

二、周边眼

(一)周边眼间距

决定光面爆破质量的主要是周边眼。根据光面爆破应力波干涉破坏理论及爆轰高压气体的气楔作用,使裂隙扩展绝不能形成巷道轮廓的原理,计算其眼距采用如下公式:

E≤2K1R0(2h压/h拉+1)1/2

式中:

E-为周边光爆眼眼距;

K1-为光爆眼轴心上破坏作用半径增大的倍数,一般取K1=2~3,其值随岩石硬度的增大而增大;

R0-为炮眼半径,取0.021m;

h压/h拉-为岩石的压拉比,取10~20。

(二)周边眼最小抵抗线

由爆破破岩原理可知:为了减少超、欠挖量,周边眼最小抵抗线和周边间距之间的关系,是以炮眼密集度表示的。根据资料分析,炮眼密集度取0.7~1.0,当工作面岩层较软时,取小值,反之取大值。实践中我们大都取0.86左右。

(三)周边眼线装药密度

光面爆破要求爆轰能量既要崩落光爆层岩体,又要使相邻两周边眼间形成贯穿裂隙,不使围岩受到破坏,这种线装药密度可由以下式计算:

Q=72.5R0E1/2f1/3/3D2

式中:

Q-为线装药密度,kg/m;

R0-为炮眼半径,取0.021m;

f-为岩石的坚固性因数,取6~8;

D-为炸药爆轰速度,km/s。

2#岩石硝铵炸药直径为32mm时;其爆速可取2600m/s。

是实际应用中,还应该把握以下几点:1、根据围岩的变化情况,及时调整光爆参数。在施工中,同一隧道不同地段,常有岩石由于软硬不均、风化程度不同、节理发育不同等实际情况,光爆参数也要随之调整。具体地说,对于岩石变软、风化严重或节理发育的情况,宜将周边眼眼距(E)、线装药密度(Q)适当减小,反之应增大。2、在遵循其他炮眼设计原则的同时,应充分考虑前段炮眼爆破范围及利用已创自由面,特别是在掏槽眼、周边眼时,此点更为重要。3、加强掏槽眼钻眼精度,提高凿岩效率。直眼掏槽和斜眼掏槽相比,由于炮眼垂直于掌子面,具有炮眼尝试不受开挖断面宽度的限制,炮眼钻进方向易于控制,爆破的渣堆比较集中等特点,基于此种原因,爆破设计采用了直眼螺旋掏槽,要求较高的精度及间距误差,要求有熟练钻眼技术的人员施工。4、光面孔起爆的同时性十分重要,只有相邻孔同时起爆才能形成叠加应力,在垂直中心线方向形成合应力,最终形成光滑的破坏面,所以应选用高精度的毫秒雷管,以减少起爆时差。
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