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平巷掘進開挖爆破設計

所屬地區：內蒙古 發布日期：2025-06-08

發布地址: 內蒙古

全斷面光面爆破巷道掘進技術設計

一、工程概況該巷道全長1400m，斷面為直墻半圓拱形，底寬4m，直墻高3m，總高5m，斷面面積為18.28m2。巷道的巖層主要為可爆性較差的花崗巖和可爆性好的矽卡巖，局部地段為閃長巖。花 崗巖的穩固性較好。總體來說圍巖較礦石穩固，巖石堅固性系 數?f?=10~12。?巷道掘進工程采用2號巖石乳化炸藥，藥卷尺寸φ32mm×200mm，每卷重200g。采用導爆管毫秒延時雷管起爆網路。鑿巖設備為YT-28型氣腿式風動鑿巖機，直徑38mm的球齒型釬頭，鉆孔直徑40mm。

?二、爆破方案?

爆破施工要求確保安全，減少對圍巖的破壞，控制巷道超欠 挖，保證巷道的質量和加快施工進度。根據現場爆破試驗，決 定選用全斷面光面爆破一次成型掘進法。巷道斷面積S=3×4+πR2/2=18.28m2，根據斷面尺寸和巖石f值， 取孔深L=2.0m（或?L取斷面寬度（或高度）的0.5~0.7倍）；炮 孔利用率η=0.9，循環進尺=1.8m。?

三、炮孔布置

3.1?掏槽形式的選擇和掏槽孔 經過試驗對比，決定采用單螺旋形掏槽的布孔方式，炮孔直徑d=40mm，共7個炮孔，其中空孔3個，裝藥炮孔長度2.2m，空孔長度2.3m。（見圖，圖中尺寸由下式計算）。?L1=（1.0~1.8）d；L2=（2.0~3.5）d；L3=（3.0~4.5）d；L4=（4.0~5.5）d；?3.2?周邊孔：周邊孔中墻孔和頂孔采用光面爆破技術，所有周邊 孔孔口距輪廓線10cm。① 炮孔直徑d：d=40mm。光爆孔孔深：2.0m。② 光爆孔間距a：a=（8~18）d，a≈50cm。③ 光爆孔密集系數m：軟巖m=0.6~0.7；硬巖m=0.8~1.0，光爆孔最小抵抗線W：軟巖W≈0.8m，硬巖W≈0.6mm。④ 底板孔：底板密布9個炮孔，a=47.5cm，孔深2.2m。?附：光爆孔的參數確定 ? ? ? ? ? ? ? ? ?光面爆破采用參數

3.3?輔助孔和崩落孔：

① 炮孔直徑d：d=40mm。孔深：2.0m。② 鄰近光爆孔的輔助孔與光爆孔的距離滿足光爆孔最小抵抗線 的要求，實取W=54cm。③ 掏槽孔位置取巷道中心偏下，掏槽區下應能布置1排輔助孔。④ 輔助孔圍繞掏槽孔均勻布置。取孔距a≈58cm。?

四、炮孔裝藥量

4.1?一個循環的總裝藥量：Q=qSLη單位炸藥消耗量：修正的普氏公式計算：
以f=10~12，k0?=525/P，P=260mL代入，q=1.64~1.80kg/m3依據工程類比法，取q=2.5kg/m3。綜合分析，取單耗?q=2.2kg/m3。計算得每個循環的總裝藥量：Q=72.4kg。?

4.2?單孔裝藥量?

掏槽孔按裝藥系數0.65計，每孔裝藥量1.4kg；

輔助孔按裝藥系數0.65計，每孔裝藥量1.3kg；

周邊孔中直墻孔、頂孔按光爆孔計算藥量，取q1=0.3kg/m，每孔裝藥量0.6kg；

周邊孔中底孔按裝藥系數0.65計，每孔裝藥量1.4kg。?

五、炮孔數目

5.1?周邊孔N1：式中?B——巷道掘進寬度，取4m；BL——巷道開挖斷面周長，m；可按BL=c?近似計算，式中c為巷道現狀系數，對于拱形巷道，c=3.86；

a——周邊孔的平均間距，取a=0.50m；

經計算得，周邊孔數目N1=26個（實際布孔為24個）。?

5.2?掏槽孔、輔助孔和底孔的數目N2：按一次爆破所需的總裝藥 量減去周邊孔裝藥量，使剩余的藥量平均分配到N2內計算：?

式中?Q0——掏槽孔和輔助孔每個炮孔的平均裝藥量，1.3kg；q1——周邊孔每米裝藥量，kg；q1=0.3kg/m。經計算，掏槽孔、輔助孔和底孔的數目N2=44個。炮孔總數：N=N1+N2=70，實際工程取72個。?

六、爆破參數表?

七、起爆網路?采用導爆管起爆網路，掏槽孔、輔助孔、底板孔均采用導爆 管雷管；兩側的邊墻孔和拱頂孔采用導爆索入孔，外接導爆管 雷管。為保證快速掘進、減少一次起爆藥量以及降低爆破振動 強度，采用毫秒延時起爆網路，起爆順序：先掏槽，其次輔助孔和崩落孔分層逐步外擴，再次周邊孔按先墻孔后頂孔的次序起爆，最后起爆底板孔。起爆順序和雷管段別見爆破參數表。

?八、爆破效果?

采用全斷面光面爆破技術（掏槽方式單螺旋掏槽法）進行施工， 在精心組織和嚴格要求下，有效地提高了工作效率，平均循環進 尺1.7m，炮孔利用率大于85%。巷道成形質量好，有效控制了大 斷面隧道的超欠挖現象。點評：實例中對單耗的選擇：按經驗公式計算，?q=1.64~1.80kg/m3， （按定額和經驗值，?q=1.31~1.67kg/m3）。案例中實際采用的單 耗為q=2.2kg/m3，要大出30%以上，其理由是：工程類比 （q=2.5kg/m3）。按此藥量，鉆孔要增加，藥量也要增加。當然， 藥量增加是不是合理?要在實踐中驗證。該設計在單耗選取上是 否合理、科學，無法衡量。實例中提出的孔數計算公式：，c=3.86，孔距0.5m，計算結果為26。如果將直墻高度與半圓拱長度相加后除以相同孔距，計算結果為24.6，與實例中實際布孔數N1=24更接近。輔助（崩落）孔的通常孔距為0.5~1.0m，光爆孔孔距一般取(12~16)d，本設計前者為0.58m，后者為0.5m，取值較小，導致 鉆孔數增加。如果按公式計算，f=10~12，S=18.28m2，代入得：N=49~52，實例中總計布孔72個，差別比較大，這與單耗的選擇是有關系的。從實際效果看，設計炮孔利用率為90%，而實際炮孔利用率平均為85%，還是有一定差距的。?在工程實例中往往會出現一些新的公式，當對該類公式的適 用范圍、誤差精度等了解不夠時，建議還是采用熟悉的公式進 行設計。平巷掘進開挖爆破設計試題（初級）某煤礦巷道斷面形狀為直墻半圓拱形，掘進斷面墻高1.6m，寬度4.6m，穿過的巖層主要為頁巖，堅固性系數f?=6-8。施工采用YT-28型氣腿式風動鑿巖機鉆孔。設計要求：依據本工程，請選擇合理的爆破施工方案；根據方案做出主要的技術設計步驟和相應的參數計算。審題??本題屬于初級設計試題，不需要“做出可實施的爆破技術 設計” ，只需“選擇合理的爆破施工方案；根據方案做出主要的技術設計步驟和相應的參數計算。”??《煤礦安全規程》（2015版）規定：煤礦井下爆破作業， 必須使用煤礦許用炸藥和煤礦許用電雷管。使用煤礦許用 毫秒延期電雷管時，最后一段的延期時間不得超過130ms。題中“煤礦巷道”需特別關注。?

一、爆破方案：

本工程巖性為頁巖，堅固性系數f?=6-8。采用全斷面開挖，一 次成型；為保證巷道圍巖穩定、減少超欠挖，周邊采用光面爆破 技術。施工采用YT-28型氣腿式風動鑿巖機鉆孔。鉆孔直徑d=40mm。巷道斷面積S=1.6×4.6+π2.32/2=15.67m2，根據經驗，取孔深L=2.0m，循環進尺1.9m，炮孔利用率0.95。?根據斷面尺寸和巖石特性，決定采用楔形掏槽。根據《煤礦安全規程》（2015版）規定，本工程使用煤礦許用 乳化炸藥和電雷管毫秒延時起爆網路，起爆網路采用煤礦許用毫 秒系列電雷管，最大時差不超過130ms。?

二、設計步驟

1.?按比例畫出斷面圖，在圖上按照掏槽孔-周邊孔-輔助孔的次序進行布孔和計算炮孔參數；2.?進行藥量計算，匯總計算成果；3.?對爆破參數進行校核；4.?裝藥結構設計；5.?起爆網路設計；6.?安全設計。?

三、炮孔布置

1.?掏槽形式與掏槽孔布置??采用楔形掏槽，布3組掏槽孔，掏槽孔排距0.5m，掏槽角取75° ，掏槽孔炮孔長度L1=L/sin75°+0.2=2.3m；槽口寬=2L1×cos75°+0.2=1.4m；掏槽孔 布置在斷面中心偏下部位。?2.?周邊孔：??直墻孔和拱頂孔采用光面爆破，兩側邊墻各布置光爆孔3個， 孔距a=50cm，孔深2.0m；頂拱布置光爆孔13個，孔距a=52cm，孔深2.0m；光爆孔順輪廓面鉆鑿，外插角3?° 。

??底板孔布置8個，孔距a=66cm，孔底要超過底板輪廓線，孔深2.2m。

3.?輔助孔輔助孔均勻布置在掏槽孔與周邊孔之間，孔距a=70~80cm，孔深2m，炮孔數14個。?

四、藥量計算：

??采用煤礦許用乳化炸藥，藥卷直徑d1=32mm，長度200mm、重量200g，線裝藥密度q1=1kg/m。??掏槽孔取裝藥系數0.7，單孔裝藥量為1.6kg（8卷）；??輔助孔取裝藥系數0.6，單孔裝藥量為1.2kg（6卷）；??底孔取裝藥系數0.65，單孔裝藥量為1.4kg（7卷）；??直墻與頂拱的光爆孔取線裝藥密度為200g/m，單孔裝藥量為0.4kg（2卷）。?

五、設計校核：

1.孔數計算：S=15.67m2，取f=7，

設計布孔47個（其中掏槽孔6個），設計布孔數與計算值符合；

2.?單耗計算：，以ko=525/260=2.02，f=6~8代入，

得q?=1.36~1.58kg/m3。

設計總藥量ΣQ=44.4kg，開挖體積V=S·?L·η=29.77m3，

設計單耗為1.49kg/m3。

設計單耗與計算出的單耗基本符合。?

六、起爆網路：

采用由煤礦許用系列毫秒延時電雷管組成的電爆網路，兩側的邊墻孔和拱頂孔采用導爆索入孔，外接電雷管，串聯連接，分5段起爆， 起爆順序和毫秒延時電雷管段別為：1.?掏槽孔（1~6），?MS1；2.?輔助孔（7~14），?MS2；3.?輔助孔（15~16），MS3；4.?輔助孔（17~20），MS4；5.?周邊孔（21~39），MS4；6.?底板孔（40~47），MS5?。?

七、安全設計?

巷道掘進爆破應遵守《爆破安全規程》GB6722-2014和新版 《煤礦安全規程》的相關規定：??用爆破法貫通巷道，兩工作面相距15m時，只準從一個工作 面向前掘進，并應在雙方通向工作面的安全地點設置警戒，待雙方作業人員全部撤至安全地點后，方可起爆。???間距小于20m的兩個平行巷道中的一個巷道工作面需進行 爆破時，應通知相鄰巷道工作面的作業人員撤到安全地點。??獨頭巷道掘進工作面爆破時，應保持工作面與新鮮風流巷道之間暢通；爆破后，作業人員進入工作面之前，應進行充分通風。?

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