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5.2 凿岩爆破技术
三目内容，每年5-8分，2024新增内容围绕井巷凿岩爆破的“炮眼施工及布置”展开，注意掌握井巷凿岩爆破
5.2.1 爆破方法与爆破设计要求
5.2.2 井巷凿岩爆破技术及其应用
5.2.3 露天矿山爆破技术及其应用5.2.1 爆破方法与爆破设计要求
考点一、井巷爆破炮眼布置及要求
按用途工作面炮眼分为掏槽眼、崩落眼和周边眼三种。
1） 掏槽眼：分为斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽三大类。
优点 缺点
斜眼 钻眼方向难以掌握，炮眼深度受巷道宽度和高度
易将岩石向外抛出，所需的掏槽眼数目少
掏槽 限制，碎石抛掷距离大
直眼 布置简单，易实现钻眼机械化，炮眼利用率 炮眼数目多，药量多，炮眼间距和平行度对掏槽
掏槽 高，爆堆集中 效果影响大。A.巷道浅眼爆破时，较多地采用斜眼掏槽，主要包括单向、楔形和锥形掏槽；
B.巷道中深孔爆破时，斜眼掏槽的应用受到了巷道断面宽度的限制，多采用直眼掏槽。直眼掏槽形式有多种，
较为常见的有角柱掏槽、菱形掏槽、五星掏槽和螺旋掏槽等
C.立井井筒施工中，炮眼采用同心圆布置。
在均匀岩层中，掏槽眼可布置在井筒中心；
急倾斜岩层，掏槽眼应布置在靠井筒中心岩层倾斜的下方。
①直眼掏槽。其炮眼布置圈径一般为1.2～1.8m，眼数为4～7个，由于打直眼，易实现机械化，岩石抛掷高度也
小。
在中硬以上岩层中进行深孔爆破时，除选用高威力炸药和加大药量外，可采用二阶或三阶掏槽，即布置多圈掏
槽
（图5.2-3），并按圈分次爆破，相邻每圈间距为200～300mm，由里向外逐圈扩大加深，各圈眼数分别控制在
4～9个。由于分阶掏槽圈距较小，炮眼中的装药顶端，应低于先爆眼底位置，并要填塞较长的炮泥，以提高爆
破效果。②斜眼锥形掏槽。其炮眼布置倾角一般为70°～80°，眼孔比其他眼深200～300mm，各眼底间的距离不得小于
200mm，各炮眼严禁相交。炮眼的角度不易控制。但它破碎和抛掷岩石较易。为防止崩坏井内设备，常常增加中
心空眼（图5.2-4），其眼深为掏槽眼的1/3～1/2，用以增加岩体碎胀补偿空间。为增加岩石破碎度及抛掷效
果，可在井筒中心钻凿1～3个空眼，眼深超过最深掏槽眼500mm 以上，并在眼底装入少量炸药，最后起爆。
2）崩落眼（辅助眼）
崩落眼是破碎岩石的主要炮眼。利用掏槽眼和辅助眼爆破后创造的平行于炮眼的自由面，爆破条件大大改善，
故能在该自由面方向上形成较大体积的爆破漏斗。
3）周边眼
控制爆破后的巷道断面形状、大小和轮廓，使之符合设计要求。
4）炮眼布置要求
（1）有较高的炮眼利用率；
（2）先爆炸的炮眼不会破坏后爆炸的炮眼，或影响其内装药爆轰的稳定性；
（3）爆破块度均匀，大块率少；
（4）爆堆集中，飞石距离小，不会损坏支架或其他设备；
（5）爆破后断面和轮廓符合设计要求，壁面平整并能保持井巷围岩本身的强度和稳定性。
5）炮眼布置的方法和原则
（1）“抓两头、带中间”。首先选择适当的掏槽方式和掏槽位置，其次是布置好周边眼，最后根据断面大小布
置崩落眼。
（2）掏槽眼的位置：立井均匀岩层可布置在井筒中心，急倾斜岩层布置在靠井中心岩层倾斜的下方；巷道凿岩
爆破中，通常布置在断面的中央偏下。
（3）周边眼：一般布置在断面轮廓线上。各炮眼要相互平行，眼底落在同一平面上。为保证爆破后在巷道底板
不留“根底”，并为铺轨创造条件，底眼眼底要超过底板轮廓线。
（4）布置好周边眼和掏槽眼后，再布置崩落眼。崩落眼是以槽腔为自由面层层布置，均匀地分布在被爆岩体
上，并根据断面大小和形状调整好最小抵抗线和邻近系数。
考点二 爆破参数设计
1）炮眼直径：
采用气腿式凿岩机的情况下，炮眼直径多采用42～45mm（比药卷直径大10mm左右，注原教材：35～45mm）；
在立井深孔爆破中，多采用50～55mm的炮眼直径。
最佳炮眼直径，使井巷掘进所需钻爆和装岩总工时为最小。
2）炮眼深度：
是确定掘进循环进尺的重要因素。
炮眼的深度与布置应根据岩性、作业方式、凿岩设备等加以确定，一般立井短段掘砌混合作业的眼深应为3.0～5.0m；大段高单行作业或平行作业的眼深也可为3.0～5.0m或更深；浅眼多循环作业的眼深应为1.2～2.0m。
以掘进每米巷道成本最低时的炮眼深度为最优炮眼深度。
3）炮眼数目：主要同巷道断面、岩石性质及炸药性能等因素有关，在保证爆破效果的前提下，尽可能减少炮眼
数目。
4）单位炸药消耗量：
单位耗药量的确定方法：通过普氏公式计算或按单位耗药量定额选取。
单位耗药量确定后，每一循环所使用的装药量可按每循环掘进的岩石体积计算。掏槽眼爆破最困难，单眼分配
最多；崩落眼单眼分配比掏槽眼少，但比周边眼多。在周边眼中，底眼分配药量最多，帮眼次之，顶眼最少。
5）炮眼利用率
每循环的工作面进尺
井巷全断面的炮眼利用率= 炮眼深度
炮眼深度：崩落眼或周边眼深度，不是掏槽眼深度。
试验表明，单位炸药消耗量、装药直径、炮眼数目、装药系数和炮眼深度等参数对炮眼利用率的大小产生影
响。井巷掘进的较优炮眼利用率为0.85～0.95。
6）最小抵抗线和炮眼密集系数
最小抵抗线：周边眼至临近圈的崩落眼连线垂直距离，或称光爆层厚度。最小抵抗线过大，光爆层的岩石将得
不到适当破碎；反之，则在反射波作用下，围岩内将产生较多的裂缝，影响围岩稳定。合理的最小抵抗线是与
炮眼密集系数m相关的：
m=a/W （5.2-2）
式中 a——炮眼间距； W——最小抵抗线。
实际工作中多取m=0.8～1.0，此时光爆效果最好。故合适的抵抗线为眼距的1～1.25倍。
考点三 装药结构与起爆
装药结构是指炸药在炮眼内的装填方式。
1）连续装药和间隔装药
在间隔装药中，可以采用炮泥间隔、木垫间隔和空气柱间隔三种方式。
间隔装药可以使炸药在炮眼全长上分布得更均匀，使岩石破碎块度均匀；空气柱间隔装药，可以增加用于破碎
和抛掷岩石的爆炸能量，提高炸药能量的有效利用率，降低炸药消耗量
2）耦合装药与不耦合装药
不耦合装药：降低冲击压力，加大了裂隙区的范围，炸药能量利用充分。光面爆破中，周边眼多采用不耦合装
药。
炮眼直径与装药直径之比，称为不耦合值或不耦合系数。光面爆破中，常见装药不耦合系数为1.2～2.0。
3）正向起爆装药和反向起爆装药
起爆雷管在炮孔眼口处，爆轰向眼底传播时称为正向起爆；
起爆雷管在炮孔眼底处，爆轰向眼口传播时称为反向起爆。
反向装药：不仅能提高炮眼利用率，而且也能加强岩石的破碎，降低大块率。
在高瓦斯矿井采掘工作面采用毫秒爆破时，若采用反向起爆，必须制定安全技术措施。（正向装药安全性高）
考点四 炮眼的填塞
装药之前必须清除炮眼内的岩粉或煤粉，再用木质或竹质炮棍将药卷轻轻推入，完成炸药装填。
炮眼封泥必须使用水炮泥，水炮泥剩余的部分应当使用黏土炮泥或者用不燃性、可塑性材料制成的炮泥封实
严禁使用煤粉、块状材料或者其他可燃性材料作炮眼封泥。
不允许只装水炮泥而不装黏土炮泥。炮眼的封泥长度应符合《煤矿安全规程》（2022年版）的相关规定。
习题演练
模拟题1：采用气腿式凿岩机的情况下，炮眼直径多采用（ ），一般比药卷直径大10mm左右。
A.42～45mm
B.35～45mm
C.50～55mmD.150～200mm
答案：A
解析：采用气腿式凿岩机的情况下，炮眼直径多采用42～45mm（比药卷直径大10mm左右）
模拟题2：下列炮眼中，爆破作业时分配药量最多的是（ ）
A.掏槽眼
B.底眼
C.帮眼
D.顶眼
答案：A
解析：在周边眼中，底眼分配药量最多，而掏槽眼的药量多于周边眼
