井巷工程 第二章 钻眼爆破
- 4. 一 . 风动凿岩机 以压缩空气为动力的钻孔机具。按支架形式分为：手持式、气腿式、向上式、导轨式。按冲击频率分为：低频、 2000 次 /min 以下，中频 2000 ～ 2500 次，高频超过 2500 次 /min 。应用广泛的是气腿凿岩机，其结构见图 气腿凿岩机结构 。
- 8. YT23 （ 7655 ）型气腿凿岩机的工作系统 ㈠冲击机构： 由气缸、活塞和配气系统组成，借助配气系统自动变换压气进入气缸的方向，使活塞完成往复运动，冲程和回程 ( 冲击作用原理 ) 。 ㈡转钎机构 : YT23 （ 7655 ）型采用棘轮、螺旋棒、并利用活塞的往复运动，经过转动套筒等运动来转动钎子（见 转钎机构及炮眼形成过程 ）。 ㈢排粉机构 : 湿式排粉，利用轴向供水系统，水经过柄体上的给水接头和水道进入水针，水针插入钎子中心内，水经由钎子中心孔进入钻眼的眼底。注水与岩粉形成浆液后从钎杆与钻眼壁之间的 间隙流出孔外，见 排粉系统 。 ㈣润滑系统 : 凿岩机正常工作减少机件磨损、延长机件寿命。现代凿岩机均采用独立的自动注油器实现润滑，悬挂式注油器 见图 。
- 13. 以液压为动力的 新型凿岩机械 ，压力大、油循环使用。 二、液压凿岩机 ㈠冲击机构。液压凿岩机借助配油阀使高压油交替的进入活塞的前后油腔形成压力差，使活塞做往复运动。 ㈡液压凿岩机的转钎机构采用独立机构，由液压马达带动一组齿轮再带动钎子转动。 ㈢排粉机构，侧向供水排除岩粉。 凿岩台车 ：为了提高钻眼机械化程度，出现了高效能 的凿岩台车，组成：行走部分、钻臂和凿岩机的推进机构。
- 19. 四、凿岩机钎子 两种：组合钎子和整体钎子 钻眼工具是安装在钻眼机械上用以破碎岩石的工具，在凿岩机上使用的叫钎子。 (a) 组合钎子 1- 钎头； 2- 钎梢； 3- 钎身； 4- 钎肩； 5- 钎尾； 6- 中心水孔 (b) 整体钎子 1- 钎头； 2- 钎杆； 3- 钎肩； 4- 钎尾
- 21. ㈡钎头结构参数指标 刃角 ：钎头两个刃面夹角，一般 90° ～ 120° ，多为 110° ； 隙角 ：钎头体两侧面夹角， 3° ，球齿钎头 7° ； 钎刃 ：端面为一字型做成曲率为 18 ㎜的弧型，球齿钎头周边 齿向外倾斜 30° ～ 35° ； 钎头直径 ： 38 ～ 43 ㎜，保证药卷装入炮眼； 排粉沟 ：布置在钎头顶端和侧面的排出底部岩浆的沟槽。 钎头材料 ：除硬质合金片外的钎头部分称为钎头体，合金 钢。 镶嵌在钎头上的硬质合金为钨钴类合金。炭化钨高硬 度、高耐磨性、高抗压强度，钴韧性好。
- 24. 五 . 电钻钻具 ㈠煤电钻 : 钻具由钻头和麻花钻杆组成；麻花钻杆用菱形断面或矩形断面 T7 、 T8 钢加热状态扭制而成。 ㈡岩石电钻：钻杆由六角中空钢制成。
- 41. （ 2 ）冲击波定义 冲击波是炸药爆炸后在介质中产生的传播速度高于 介质声速的一种压缩波，其波阵面有陡峭的前沿，介质 压力在波阵面发生突跃上升。经长距离传播后，压力上 升逐渐趋于平缓或下降，冲击波最终将衰减成声波。 （ 3 ）性质 1 ）其波速 D 大于介质音速 C ； 2 ）其波阵面是完全陡峭的，在此面上介质参数剧增； 3 ）当 D<C 时，其复原为压缩波，扰动区重新出现， 过程复原。
- 57. 殉爆距离的测定 殉爆距离： 装有雷管的主动药包爆炸时，能使相隔一 定距离的另一同种药包百分百发生爆炸的最大距离。 殉爆安全距离： 装有雷管的主动药包爆炸时，使相隔 一定距离的另一同种药包百分百不能发生爆炸的最小距离。
- 70. ⑵ 优点 ： 炸药密度高，具有较好的可塑性，可以装满孔底并填满 炮孔；抗水性强；使用安全性好。 ⑶ 缺点 ： 感度低，一般露天矿用浆状炸药不能直接用 8 号雷管起 爆，需用猛炸药制作的药包来起爆。 表面活性剂 ：十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠，控 制硝酸钠晶粒发育，保持炸药塑性； 防冻剂 ：已二醇，提高炸药耐冻能力。
- 73. ⑶ 分类 ：煤矿许用乳化炸药、岩石乳化炸药和露天乳化 炸药三类。 ⑷ 优点 ：密度可调，因而适用范围广；爆炸性能好，爆 速一般可达 4000~5500m/s ，由于爆速与密度均较高，乳化炸 药猛度比 2 号岩石硝铵炸药高，可达 15~19 ㎜；可用 8 号雷管 直接起爆；乳化炸药比浆状炸药与水胶炸药抗水性更强，生 产与使用安全；不需要添加猛炸药，原料来源广。 ⑸ 缺点 ：炸药爆力却不比铵油炸药高，故在硬岩中使用 的乳化炸药应加入热值较高的物质如铝粉、硫磺粉等。
- 78. ㈠电雷管的种类和结构 1 ．瞬发电雷管 管壳 ：金属或纸制圆筒； 起爆药 ：二硝基重氮酚； 加强药 ：黑索今； 电点火装置 ： 直插式 ：桥丝直接插入二硝基重氮酚，脚线、密封塞，无加强帽； 药头式 ：桥丝、脚线、密封塞、桥丝周围涂有引火药，制成圆珠状的引火头（氯酸钾、木炭、二硝基重氮酚和骨胶），有加强帽。 起爆过程 ：药头式：脚线通电->桥丝在电流作用下点燃引火头->火 焰通过加强帽的中心孔使起爆药起爆->猛炸药爆炸； 直插式：脚线通电->桥丝在电流作用下使起爆药起爆->猛炸药爆炸；
- 101. 三、爆破事故预防和处理 ㈠瞎炮 通电起爆后，工作面雷管全部或少数不爆称为瞎炮。 ⑴ 原因： 全部不爆多由电路断路所致，如母线断了，接头不良， 或串联电路中有一发不导通等；发爆器电源不够，使各雷管 电流不够；工作失误，错接、漏接、个别雷管短路；残暴， 炸药原因引起不爆现象，炸药变质，使用不当； ⑵ 电路故障排除： 观测法： 1/2 淘汰法 ：将整个网路分为两部分，测一部分电阻，正 常的抛开，剩下的一部分再分为两半，正常的一部分抛开， 不断缩小范围。
- 107. ⑵ 当 W 2 逐渐减小，应力波在自由面处反射形成拉伸波， 产生了由自由面向药包一层层剥落的拉伸破坏（拉断区）剥 落的拉伸破坏（拉断区） ; ⑶ 当 W 3 在小一些，拉断区和裂隙区连接起来，通过爆生 气体的做功，形成爆破漏斗。
- 111. 三、瓦斯矿井的安全爆破 2003 对国有煤矿重大事故发生地点，按采煤工作面、掘进 工作面、巷道（包括大巷）、井筒和其它地点进行统计分析， 如图所示。 掘进工作面发生重大事故的危险性最大，共发生 22 起、 死亡 110 人、重伤 16 人，发生起数、死亡人数和重伤人数分 别占总数的 36.67% 、 40.44% 和 84.21% 。 其次是采煤工作面， 共发生 19 起重大事故、死亡 83 人，分别占总数的 31.67% 和 30.51% 。巷道发生了 11 起重大事故、死亡 48 人。井筒内发生 重大事故 5 起、死亡 18 人。其它地点发生重大事故 2 起、死亡 8 人。均为地面事故。
- 113. 2003 年重特大瓦斯爆炸事故分析 ⑴ 按作业地点，瓦斯爆炸事故统计分析如图所示。 采煤工作面发生重特大瓦斯爆炸事故 3 起、死亡 46 人，占总起数的 14.29% 和死亡人数的 11.25% ； 掘进工作面发生 12 起、死亡 195 人，占 57.14 和 47.68% ； 巷道（包括大巷） 4 起、死亡 74 人，占 19.05% 和 18.09% ；密闭内 2 起、死亡 94 人，占 9.52% 和 22.98% 。
- 114. ( 2) 引爆火源分析 除静电火花外（ 2002 年曾因静电火花引起 1 起瓦斯爆炸），井下可能存在的其它火源都引起过瓦斯爆炸，以 爆破火焰 和 电气火花 造成的事故最多，见图所示。
- 115. 爆破火焰出现的主要原因是 ：不填或少填炮泥等违章爆破（ 6 起），引爆雷管（ 1 起），爆破母线短路（ 1 起）。 电气火花的主要原因是：带电检修（ 4 起），信号电缆失爆（ 1 起），砸断电钻电缆（ 1 起），矿灯火花（ 1 起）。 2 起摩擦火花引爆瓦斯事故分别是：排瓦斯铁风筒连接处断裂产生摩擦火花，导致风筒内瓦斯燃烧，引爆采空区瓦斯；掘进面停风，瓦斯积聚，刮斗机钢丝绳与滑轮间摩擦产生火花引爆瓦斯。
- 118. 2005 年 11 月 27 日 21 时 22 分，龙煤矿业集团有限责任公司七台河分公司东风煤矿发生一起特别重大煤尘爆炸事故，死亡 171 人 ( 还有 2 名在地面皮带机房中工作的女工也在爆炸中身亡 ) ，伤 48 人，直接经济损失 4293.1 万元。 现已查明，这起事故的直接原因是放炮人员使用非专用炸药违章作业处理煤仓堵塞，导致煤尘飞扬达到爆炸界限，放炮火焰引起煤尘爆炸。调查认定这是一起重大责任事故。
- 121. 瓦斯矿井爆破，雷管的总延期时间应在 130ms 内，防止瓦斯在先爆炮眼爆炸后达到 1% ，预热，在后期炸药爆炸后引爆瓦斯。 高瓦斯矿井炸药爆炸后 160ms 后瓦斯浓度达 0.3%~0.5% ， 260ms 后达到 0.3~0.95% ， 360ms 后 0.35%~1.6% 。所以 130ms 为 360ms 的三分之一多一点，有一定安全系数。 ㈣残余应力假说 先期爆炸的应力波在炮孔周围的岩体内 形成动态应力场，并产生径向裂隙向外扩展，其后，高温高压 的爆生气体渗入裂隙，在较长的时间内使岩体处于准静应力状 态，使裂隙进一步扩展。后期装药若在此刻爆炸，就可利用岩 体内已经形成的残余应力来改善岩石的破碎质量。 ㈢岩块碰撞假说 先后相继爆破下的岩块在运动过程中 发生相互碰撞，利用动能使其再次发生破碎，导致运动速度 降低，抛掷距离减小，爆堆减小。
- 127. 2.1 常用的钻眼机械有那些 2.2 1. 爆炸现象的三要素； 2 ．炸药按组成分几类，按用途分几类，举例 3 ．炸药氧平衡的概念，爆热； 4 ，爆速及其影响因素； 猛度和爆力及其表示方法； 爆轰感度，殉爆距离；
