地下采矿爆破

爆破工程技术人员培训地下采煤爆破•煤矿井下爆破特点：井下爆破作业环境存在瓦斯爆炸危险存在围岩垮塌危险存在煤尘爆炸危险存在有毒、有害气体作业空间狭窄、阴暗•瓦斯也称为沼气，即甲烷，成份是CH4，是与煤伴生的可燃和可爆性气体。每年近50%的瓦斯爆炸是井下爆破引起的。•瓦斯浓度低于4%时，不燃不爆；•浓度在4-5.5%时，可燃不爆；•浓度在5.5-16%时，会爆炸；•浓度在9.5%时，爆炸能量最强；•浓度大于16%时，因氧含量不足，也为可燃不爆情况。•瓦斯爆炸三个条件•1、浓度（5%～16%）•2、火源（650～750℃时）•3、氧气(不低于12%)•煤尘爆炸三个条件•1、浓度（300～400g/m3）•2、火源（700～800℃时）•3、氧气(不低于18%)爆破时引起瓦斯与煤尘爆破原因•1、被爆炸时所产生强烈的冲击波绝热压缩引燃；•2、被爆炸时生成的炽热固体颗粒点燃；•3、被爆炸时生成的高温气体直接加热；•4、被爆炸时未反应完的高温产物遇氧时的二次着火引燃。•要求：•1、选用的炸药级别与瓦斯等级严格对应。•2、选用爆热、爆温和爆压较低的炸药。•3、选用接近零氧平衡的炸药。•4、选用起爆感度和传爆能力好的炸药。6-96-6•煤矿炸药特点：煤矿许用炸药总能量受限制其内添加食盐起爆感度较好传爆能力较好接近零氧平衡组分中不含颗粒状21-12.。13•煤矿雷管特点：煤矿许用雷管炸药中含食盐聚能效应较小总延时不超130ms为五芯延期体禁用铝质外壳雷管管壁较厚煤矿爆破基本要求：•必须使用与瓦斯等级相适应的煤矿许用炸药。•必须使用煤矿许用雷管，延期雷管的1～5段总延期量不许超过130毫秒。•应采用正向起爆，且用水炮泥和粘土性炮泥进行填塞。•起爆网路应采用串联方式，起爆时可一次性瞬发起爆和毫秒延时起爆，但严禁分次爆破。•同一炮孔中不得同时装两个起爆药包。•必须使用防爆型放炮器（外壳防爆、供电时间能自动控制在6毫秒以内）•工作面有多个自由面时，最小抵抗线不得小于0.5米21-15煤矿爆破时应具备的基本条件•1、爆破点附近20米以内风流中瓦斯浓度不得超过1%；•2、在有煤尘爆炸危险作业点附近20米巷道内，应进行洒水降尘；•3、在同一网路中，只准使用同厂、同批的煤矿许用炸药和煤矿许用雷管；•4、工作面上的风量、风速应符合安全要求；•5、炮孔内出现异状，工作面出现穿透水征兆等情况时，应停止爆破作业。47-4718-89、29-38、17-83•爆破扬尘的主要防治方法：•1、采用湿式钻孔凿岩技术；•2、采用爆前喷雾洒水措施；•3、实施水封爆破技术；•4、加强排尘与除尘；•5、注重个体防护；•6、制定合理的爆破作业方案，限制抛掷程度•7、采用微差爆破技术，控制一次起爆药量。46-45走向长壁采煤法：也称整层走向长壁采煤法，特点是回采工作面沿煤层倾斜方向布置，沿走向方向推进。•倾斜长壁采煤法：回采工艺与走向长壁采煤法基本相似,不同点是回采工作面沿走向布置,沿倾斜推进。•炮采落煤：煤层爆破中炮孔分类•煤层中的炮孔分底孔、腰孔和顶孔：•底孔：位于煤层底板，起掏槽作用，为腰孔创造自由面。•腰孔：在煤层顶板与底板腰部，起进一步扩大底孔掏槽作用，为顶孔创造更多自由面。•顶孔：位于煤层顶板，在临空效果良好情况下，剥落顶板煤层，起保护顶板作用。布置在煤层中的三种炮孔：顶孔顶板腰孔底孔底板起爆顺序1响2响3响布孔的基本要求•布置时，应根据煤层的采高或厚度、硬度、顶底板条件等情况来进行确定，一般情况下，为适应单体支架长度，每次煤层采深一般是控制在1米左右，所以炮孔深度宜钻凿1～1.5米，炮孔间距宜控制在0.8～1.5米范围内，炮孔水平倾斜角宜为55～85度，与顶底板的仰角或府角宜控制在5-10度左右。•常见布孔形式：3-63单排布置：炮孔呈一条直线布置在煤层中间，此种布置适用于厚度在1.0m以下的软质煤层对眼布置：炮孔呈矩形布置，上排眼与下排眼在一条垂直线上，此种布置适用于厚度为1.0～1.5m煤质中硬的中厚煤层三花眼布置：炮孔呈梅花形布置，此种布置适用于厚度为1.0～1.5m煤质中硬的中厚煤层三角形布置：炮孔布置成三角形，上排孔数量只为下排孔数量的1/2，此种布置适用于厚度为1.0～1.5m煤质较软的中厚煤层•在炮孔装药量上，一般底孔的装药量最多，腰孔次之，顶孔最少。若炮孔深度为1米时，硬煤中的底孔宜装药250～350克，中硬煤中的底孔宜装药200～300克，软煤中的底孔宜装药150～250克。布置的炮孔为双排时，装药量可按底孔：顶孔=1：0.65比例进行分配，布置的炮孔为三排时，装药量可按底孔：腰孔：顶孔=1：0.75：0.5比例进行分配。•对煤层开采爆破后的基本技术安全要求有：炮孔利用应高且基本无残眼，爆后的煤面应整齐平直、顶底板上不留残煤且完整而便于支护、爆落煤的块度应均匀、爆落煤堆集中有利装运、爆破过程中不崩倒支架，设备无损坏。炮采落煤装药量•每循环装药量计算：•Q=qLMHkg•式中：q-炸药单耗•L-工作面长度m；M-煤层厚度m；H-炮进尺m•单孔装药量:•Q单=Q/n=qLMH/nkg•式中：n-工作面炮孔数目。煤种坚硬无烟煤无烟煤、硬煤烟煤软烟煤坚固性系数2-31.5-21.0-1.51.0qkg/m30.280.240.200.16•水炮泥的填塞方法一般有两种,一种是先装水炮泥至于炮孔的底部,接着进行装药,装药后再进行水炮泥的装填,孔口部分用一般粘结性炮泥进行封口.第二种是在炮孔的底部先装药,装成完成后再进行水炮泥的装填,孔口部分仍用一般性粘结性炮泥进行封口。•煤矿井下爆破作业中的基本工作制度：•1、三人连锁放炮制：爆破作业全过程中，爆破班长、瓦斯检测员和爆破员都必须同在作业现场的一种工作配合制度。三人之间各执一张牌，班组长执命令牌，爆破员执警戒牌，瓦检员执放炮牌，爆破过程中的相互工作配合应按后图的所示要求进行。•2、“一炮三检制”是：装药前、爆破前、爆破后应认真实施检查的一种工作制度。•三人连锁放炮：放炮后三牌换回原主班组长爆破员瓦检员警戒牌放炮牌命令牌爆破工程技术人员培训•讲：席正明地下采矿爆破•地下矿产：有用的矿物资源或矿物集合体矿产金属矿产：黑色金属、有色金属、稀有金属、贵金属等。非金属矿产：化工原料、陶瓷原料、玻璃原料、建筑材料等。能源矿产：煤、石油、天燃气、地热等。水气矿产：矿泉水、硫化氢气、氦气等。地下采矿一般适用于矿体埋藏较深，且不适宜露天开采的矿床。用地下巷道工程把矿体划分为井田、阶段、矿块，以矿块作为基本开采单元进行的开采工作。•开拓布置矿体运输巷道阶段巷道平巷•地下采场特点、要求、爆破方法•特点：作业场地狭窄，爆破规模小，爆破频繁，地质因素大，生产自动化程度低。•要求：每米炮孔崩矿量大，在块少，二次爆破量小，粉矿小，矿石贫化和损失低，材料消耗小。爆破方法浅孔爆破深孔爆破硐室爆破72-44地下深孔爆破•地下开采中的深孔主要用于厚矿床的崩矿装载矿石平巷掘进钻凿炮孔装药填塞采空回填区H深孔落矿形式：•根据落矿方式不同分为深孔落矿形式水平深孔落矿法垂直深孔落矿法平行炮孔落矿扇形炮孔落矿垂直深孔球状药包落矿法特点：以深孔落矿；崩落的矿石靠自重全部溜到矿块底部运出倾斜深孔落矿法•地下采场爆破深孔布置方式：•深孔种类：•1、平行深孔：相互平行，孔口距与孔底距相等•2、扇形深孔：呈放射状，孔口距小，孔底距大•布置形式：水平布置，上向布置、下向布置•扇形孔优缺点：凿岩巷道掘进工程量小，钻机移动次数少，但崩落的矿体的块度大，不均匀，炮孔利用率低。•水平孔优缺点：崩落的块体均匀，炮孔利用率较高，但凿岩巷道掘进工程量大，钻机移动次数多。3-62炮孔布置•水平钻凿的扇形孔：由下向上的扇形孔布置分段凿岩阶段矿房法崩落矿石分段凿岩巷道矿体运输巷道出矿巷道通风行人天井围岩炮孔布置•向上钻凿的扇形孔：扇形布孔孔底距与孔口距说明：•a2孔底距a1：较浅炮孔的底部至相邻较深炮孔的垂直距离孔口距a2：填塞较长的炮孔装药端至相邻炮孔的垂直距离a1VCR法：•定义：垂直深孔球状药包后退式崩矿法•特点：在矿房上部水平开掘凿岩硐室或凿岩巷道，采用大直径潜孔钻机向下钻凿相互平行，且两端敞开的深孔，直到矿块的拉底水平。•装填时，即从顶部平台装入长度不大于直径6倍的球形药包到预定位置后进行堵孔。•崩矿时，炮孔从下端开始，自下而上遂层地向拉底空间崩矿，崩落的矿石从底部巷道运出。这种爆破方式即为倒置漏斗爆破。42-3142页何谓CVR采矿法，特点是什么？炮孔布置•下向钻凿的垂直平行深孔VCR法装药结构•单层起爆装药结构：多层同时起爆装药结构：砂子药包起爆药包药包砂子堵孔塞第一段装药第二段装药重复向上•垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法优点：•（1）矿块结构简单，省去了切割天井，大大减少了矿块的采准工程量和切割工程量。（2）生产能力高，是一种高效率的采矿方法。（3）采矿成本显着降低，经济效果好。（4）球状药包爆破对矿石的破碎效果好，降低了大块产出率，有利于铲运机装运。（5）工艺简单，各项作业可实现机械化。（6）作业安全可靠，可改善矿工的作业条件。凿岩工在凿岩硐室或凿岩巷道中凿岩，爆破上也可在凿岩硐室或凿岩巷道中向下装药，保证了施工的安全。•垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法缺点：•（1）凿岩技术要求较高，必须采用高风压的潜孔钻机钻大直径深孔措施，才能控制钻孔的偏斜。（2）矿层中如遇到矿石破碎带。则穿过破碎带的深孔易于堵塞，处理较困难，有时需用钻机透孔或补订钻孔。（3）矿体形态变化较大时，矿石贫化损失大。（4）要求使用高密度、高爆速和高威力炸药，爆破成本较高。深孔爆破参数：1、孔径：接杆凿岩D=50—70mm潜孔凿岩D=90-120mm2、孔深：L=10—30m3、最小抵抗线：坚硬岩：W=（25-30）D中硬岩：W=（30-35）D软岩：W=（35-40）D4、炮孔密集系数：m=aW5、炮孔孔距：a=m/W6、炸药单耗：f=3-5f=5-8f=8-12f=12-16f160.2-0.350.35-0.50.5-0.80.5-1.11.1-1.5装药量计算：•平行深孔单孔装药量Q的计算：•Q=qaWL=qmwL•扇形深孔单孔装药量Q的计算：•Q=qWS•式中：q-炸药单耗量kg/m2•W-最小抵抗线m•a-炮孔间距m•L-炮孔深度m•S-每排炮孔的崩矿面积m22浅孔台阶爆破•正台阶倒台阶浅孔布孔：•方形布孔：三角形布孔：浅孔爆破参数•1、孔径：D=38—42mm2、孔深：薄矿体：L=1.5—2.0m厚矿体：L=3.0—4.0m3、最小抵抗线：W=（25-30）D4、炮孔间距：a=m/W5、炸药单耗：f=3-5f8f=8-10f=10-15f150.2-0.350.25-11.0-1.61.6-2.62.86、装药量计算：Q=qBlLkg式中：B-采幅宽l-一次崩矿总长度疏化矿开采对爆破的影响•自爆机理：外界因素作用—炸药热分解速度加快—热积聚—达爆发点—炸药自爆。•炸药在常温下热分解速度很慢，但因外界因素作用温度升高时，反应放出的热量大于热传导所散失的热量，就能使分解气体产物发生热积聚，从而使热分解自动加速或分解的速度显著加快，当温度继续升高到爆发点时，热分解就可能转为燃烧、继而转为爆炸。•开采疏化矿时的热来源：疏化矿氧化、地热、炸药与疏化矿发生化学反应等高温导致炸药自爆的防范：•防范措施：•1、使用安全炸药（如疏化矿用安全炸药）；•2、对药包进行隔离包装；•3、采用耐热爆破器材；•4、加快装药时间，加快起爆时间；•5、对爆破作业环境进行降温处理；•6、加强检测与监测；•7、炸药已自燃时，立即撤离人员。