隧道爆破如何實(shí)現(xiàn)進(jìn)度安全和效益三大目(張馨)

隧道爆破如何實(shí)現(xiàn)進(jìn)度、安全和效益三大目的張馨第一部分工業(yè)炸藥和起爆器材一、工業(yè)炸藥分類按應(yīng)用范圍和成份分為三類：（1）起爆藥：其特點(diǎn)是極敏感，受外界較小能量作用立即發(fā)生爆炸反應(yīng)，工業(yè)上常用它制造雷管。（2）猛性炸藥：簡稱猛炸藥，按組份又分為單質(zhì)猛炸藥和混合猛炸藥。單質(zhì)猛炸藥是指化學(xué)成分為單一化合物的猛炸藥，用于雷管中的加強(qiáng)藥、導(dǎo)爆索和導(dǎo)爆管的芯藥以及混合炸藥的敏化劑等?；旌险ㄋ幨怯杀菩晕镔|(zhì)和非爆破性物質(zhì)按一定的比例混制而成，它是工程爆破中用量最大的炸藥，例如，漿狀炸藥、水膠炸藥和乳化炸藥等。（3）發(fā)射藥：發(fā)射藥的特點(diǎn)是對火焰極敏感，可用于制造導(dǎo)火索和礦用火箭彈。二、起爆器材1、起爆器材工程爆破中常用的起爆器材主要有雷管、導(dǎo)火索、導(dǎo)爆索、導(dǎo)爆管、繼爆管、起爆藥柱和起爆彈等。常用的工業(yè)雷管有火雷管、電雷管和非電雷管等。電雷管分瞬發(fā)電雷管和延期電雷管。延期電雷管又分秒延期、半秒延期電雷管、毫秒延期電雷管。介紹兩種新型雷管：①電子雷管：電子雷管是一種可以任意設(shè)定并準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)延期發(fā)火時(shí)間的新型電雷管，能控制延時(shí)誤差達(dá)到0.1ms數(shù)量級。②電磁雷管：電磁雷管又稱電磁感應(yīng)雷管，是由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電能激發(fā)的雷管。2、電爆網(wǎng)路在爆破工程中，電爆網(wǎng)路可以設(shè)計(jì)成串聯(lián)、并聯(lián)和混合聯(lián)三種形式。第二部分隧道開挖爆破技術(shù)一、隧道爆破基礎(chǔ)知識(shí)隧道有山嶺隧道和城市地鐵隧道，前者一般埋藏深，巖石穩(wěn)定、巖石硬度大，可以使用TBM掘進(jìn)機(jī)法和鉆爆法施工；后者一般埋藏淺，巖石硬度小，泥土多，可用盾構(gòu)機(jī)法和鉆爆法施工。TBM或盾構(gòu)機(jī)即綜合機(jī)械化施工方法具有安全、作業(yè)連續(xù)、均勻、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，但存在機(jī)械設(shè)備重量大、刃具壽命短、使用范圍小、成本高等限制。鉆爆法雖然具有工序不連續(xù)、作業(yè)配套設(shè)備多、組織管理復(fù)雜等缺點(diǎn)，但目前它仍是巖石隧道施工的基本和主要方法，而且在中硬巖石中是一種經(jīng)濟(jì)合理的方法。隧道開挖爆破技術(shù)主要包括掏槽爆破技術(shù)、周邊控制爆破技術(shù)等方面。（一）掏槽爆破隧道掘進(jìn)掌子面炮眼可分為三種，如圖1所示。①掏槽眼：用于爆出新的自由面，為其他后爆炮眼創(chuàng)造有利的爆破條件。②崩落眼：又稱掘進(jìn)眼、輔助眼。崩落眼是在掏槽眼和周邊眼間的大量平行或大致平行的炮眼，是破碎巖石的主要炮眼。③周邊眼：又稱輪廓眼，主要用途是使爆破后的掘進(jìn)斷面、形狀和方向符合設(shè)計(jì)要求。周邊眼包括頂眼、幫眼和底眼。緊鄰周邊眼的輔助眼應(yīng)為周邊眼的光面爆破創(chuàng)造條件，使周邊眼形成一層厚度等于它的最小抵抗線的巖層，這叫光爆層。炮眼的爆破順序一般是掏槽眼先響，輔助眼、崩落眼次之，周邊眼最后響。周邊眼的爆破次序一般為頂眼、幫眼、底眼。掏槽爆破炮眼布置有許多不同形式，歸納起來可分為斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽三大類。1、斜眼掏槽斜眼掏槽是掘進(jìn)爆破中最常見的掏槽方法，其特點(diǎn)是炮眼與工作面斜交，適用于各類巖層的掏槽爆破。斜眼掏槽又分多種形式，通常有單向掏槽（扇形掏槽）、楔形掏槽和錐形掏槽三種，掏槽形式的選擇主要取決于掘進(jìn)斷面和地層條件，現(xiàn)場應(yīng)用最多的是楔形掏槽。楔形掏槽由2～4對對稱的相向傾斜的炮眼組成，爆破后形成楔形的槽腔。楔形掏槽根據(jù)掏槽眼的排列方向分為垂直楔形和水平楔形兩種，垂直楔形掏槽的炮眼排列成垂直兩列，掏槽眼對稱于斷面垂直中線布置，如圖6.3（a）所示；水平楔形掏槽眼排成水平兩列，掏槽眼對稱于斷面水平中線布置，如圖6.3（b）所示。這種掏槽方法，爆力比較集中，爆破效果好，槽腔體積較大。巖石特別堅(jiān)硬，難爆或眼深超過2m時(shí)，可增加2～3對初始掏槽眼，形成雙楔形，如圖6.3（c）所示。斜眼掏槽的主要優(yōu)點(diǎn)是：適用于各種巖層并能獲得較好的掏槽效果；所需掏槽眼數(shù)目較少，單位耗藥量少于直眼掏槽；槽眼位置和傾角的精確度對掏槽效果的影響較小。斜眼掏槽具有以下缺點(diǎn)：鉆眼方向難以掌握，要求鉆眼工人具有熟練的技術(shù)水平；炮眼深度受掘進(jìn)斷面的限制，尤其在小斷面中更為突出；爆破后巖石的拋擲距離較大，爆堆分散，容易損壞設(shè)備和支護(hù)結(jié)構(gòu)。2、直眼掏槽直眼掏槽的特點(diǎn)是所有炮眼都垂直于工作面且互相平行，距離較近。直眼掏槽主要有以下幾種形式：菱形掏槽、五星掏槽、三角掏槽等?，F(xiàn)場使用較多的是菱形掏槽。直眼掏槽的優(yōu)點(diǎn)是：炮眼垂直于工作面布置，方式簡單，易于掌握和實(shí)現(xiàn)多臺(tái)鉆機(jī)同時(shí)作業(yè)和鉆眼機(jī)械化；炮眼深度不受掘進(jìn)斷面限制，可以實(shí)現(xiàn)中深孔爆破；當(dāng)炮眼深度改變時(shí)，掏槽布置可不變，只需調(diào)整裝藥量即可；有較高的炮眼利用率；巖石的拋擲距離較近，爆堆集中，不易損壞設(shè)備和支護(hù)結(jié)構(gòu)。3、混合掏槽混合掏槽是指兩種以上的掏槽方式混合使用，一般為直眼和斜眼的混合形式，以彌補(bǔ)斜眼掏槽深度不夠與直眼掏槽腔體較小的不足。在遇到巖石堅(jiān)硬或掘進(jìn)斷面較大時(shí)，可采取復(fù)式楔形掏槽，圖6.3（c）所示。（二）光面爆破光面爆破是沿著設(shè)計(jì)輪廓線布置一排平行的炮孔，孔內(nèi)采用不耦合裝藥，使每個(gè)炮孔既是爆破孔，又是鄰近孔的導(dǎo)向孔，不耦合裝藥可以減小作用在孔壁上的爆炸壓力，目的是使爆破后留下的圍巖表面平滑，符合設(shè)計(jì)要求，并盡量不受損傷，以提高圍巖的穩(wěn)定性和自身的承載能力。1、光面爆破原理光面爆破的實(shí)質(zhì)，是在掘進(jìn)設(shè)計(jì)斷面的輪廓線上布置間距較小、相互平行的炮眼，控制每個(gè)炮眼的裝藥量，選用低密度和低爆速的炸藥，采用不耦合裝藥，同時(shí)起爆，使炸藥的爆炸作用剛好能夠在炮眼連線上產(chǎn)生貫穿裂縫，并沿各炮眼的連線將巖石崩落下來。2、光面爆破參數(shù)光面爆破技術(shù)的核心就是合理設(shè)計(jì)周邊眼的裝藥結(jié)構(gòu)、崩落厚度、炮眼間距和裝藥量，并盡量使各周邊眼同時(shí)起爆。3、光面爆破施工和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)光面爆破掘進(jìn)時(shí)有兩種施工方案，即全斷面一次爆破和預(yù)留光面爆破層分次爆破。為保證光面爆破的良好效果，除根據(jù)巖層條件、工程要求正確選擇光面爆破參數(shù)，對鉆眼的要求是“平”、“直”、“齊”、“準(zhǔn)”。打眼要按照以下要求：①所有周邊眼應(yīng)彼此平行，深度一般不應(yīng)超過其他炮眼。②各炮眼均應(yīng)垂直于掌子面。實(shí)際施工時(shí)，周邊眼不可能完全與工作面垂直，必然有一個(gè)角度，根據(jù)炮眼深度一般此角度取3°～5°。③如果掌子面不齊，應(yīng)按實(shí)際情況調(diào)整炮眼深度及裝藥量，力求所有炮眼底部落在同一橫斷面上。④開眼位置要準(zhǔn)確，偏差值不大于30mm。對于周邊眼開眼位置均應(yīng)位于掘進(jìn)斷面的輪廓線上，不允許有偏向輪廓線里面的誤差。光面爆破質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：鐵道隧道光面爆破的質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。表1鐵路隧道光面爆破質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)爆破后的檢測項(xiàng)目軟弱圍巖隧道中硬巖隧道硬巖隧道爆破后圍巖情況圍巖穩(wěn)定，無大的剝落或明蹋圍巖穩(wěn)定，基本無剝落現(xiàn)象圍巖穩(wěn)定，無剝落現(xiàn)象對圍巖的擾動(dòng)深度（m）＜1＜0.8＜0.5平均線性超挖（cm）＜20＜15＜10最大線性超挖（cm）＜25＜25＜20兩炮銜接臺(tái)階最大尺寸（cm）201515局部超欠挖量（cm）555炮眼痕跡保存率（%）≥50≥70≥80炮眼利用率（%）959090質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度（cm/s）＜5＜8＜124、影響光面爆破效果的因素（1）地質(zhì)條件影響采用光明爆破，在相同的爆破條件下，超、欠挖量與巖石堅(jiān)固性系數(shù)ｆ有較大關(guān)系，ｆ值越大超欠挖量越小，值越小則超欠挖量越大；斷層、大而密的節(jié)理、裂隙、巖脈均易導(dǎo)致大的超挖。裂隙發(fā)育程度及傾角，對光面爆破后形成平滑壁面有很大影響。（2）鉆研精度影響鉆眼“平”、“直”、“齊”、“準(zhǔn)”，超挖、欠挖量小，壁面平滑，相反，光爆效果較差。（3）爆破技術(shù)本身影響包括炸藥品種和裝藥量的影響、起爆方法的影響、裝藥結(jié)構(gòu)與堵塞質(zhì)量的影響。（三）開挖爆破設(shè)計(jì)1、鉆眼爆破參數(shù)鉆眼爆破參數(shù)主要有：掏槽方式及其參數(shù)、單位炸藥消耗量、炮眼深度、炮眼直徑、裝藥直徑、炮眼間距、炮眼數(shù)目等。在選取這些爆破參數(shù)時(shí)，不僅要考慮巖石性質(zhì)、地質(zhì)狀況和斷面尺寸等因素，而且還要考慮到這些參數(shù)間的互相關(guān)系及其對爆破效果和爆破質(zhì)量的影響。（1）單位炸藥消耗量單位炸藥消耗量即爆破每立方米實(shí)巖所消耗的炸藥量，通常以q（kg/m3）表示。（2）炮眼直徑和裝藥直徑一般根據(jù)藥卷直徑和標(biāo)準(zhǔn)鉆頭直徑來確認(rèn)炮眼直徑。當(dāng)采用耦合裝藥時(shí)，裝藥直徑即為炮眼直徑；不耦合裝藥時(shí)，裝藥直徑一般指藥卷直徑。工業(yè)炸藥的最小直徑不應(yīng)小于25mm，否則爆炸不穩(wěn)定或發(fā)生拒爆。隧道開挖爆破中，一般都采用藥卷裝藥，標(biāo)準(zhǔn)藥卷直徑為32mm或35mm，為確保裝藥順利，炮眼直徑一般比藥卷直徑大5mm左右，為38～42mm。（3）炮眼深度巖石越堅(jiān)硬、越穩(wěn)定，炮眼深度越深；巖石越軟和不穩(wěn)定，炮眼深度越淺。（4）炮眼數(shù)目炮眼數(shù)目過少，易出現(xiàn)大塊，不利于裝巖，同時(shí)周邊輪廓形狀差；炮眼數(shù)目過多，會(huì)導(dǎo)致鉆眼工時(shí)和成本增加。炮眼數(shù)目的選定主要取決于掘進(jìn)斷面、巖石性質(zhì)及炸藥性能等因素，可以按下式估算：N=3.3（5）炮眼利用率炮眼利用率定義為每掘進(jìn)循環(huán)進(jìn)尺與炮眼長度之比。炮眼利用率一般為85%～95%。2、炮眼布置合理的炮眼布置應(yīng)能達(dá)到以下要求：①有較高的炮眼利用率；②先爆炮眼不會(huì)損壞后爆炮眼，或影響其他裝藥炮轟的穩(wěn)定性；③爆破塊度均勻，大塊率少；④爆堆集中，爆渣分散距離小，不會(huì)損壞支架或其他設(shè)備；⑤爆破后斷面和輪廓符合設(shè)計(jì)要求，壁面平整并能保持圍巖本身的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。炮眼布置的方法和原則：①工作面上各類炮眼布置的原則是“抓兩頭、帶中間”，即首先選擇適當(dāng)?shù)奶筒鄯绞胶吞筒畚恢茫浯问遣贾煤弥苓呇?，最后根?jù)斷面大小布置崩落眼。②掏槽眼的位置會(huì)影響巖石的拋擲距離和破碎塊度，通常布置在斷面的中下部，并考慮均勻地布置崩落眼。③周邊眼布置在斷面輪廓線上，按光面爆破要求，各炮眼相互平行，眼底落在同一平面上。④崩落眼以掏槽眼形成的槽洞為中心，分層均勻布置在掏槽眼和周邊眼之間。3、裝藥結(jié)構(gòu)裝藥結(jié)構(gòu)是指炸藥在炮眼內(nèi)的裝填情況，裝藥結(jié)構(gòu)形式根據(jù)裝藥連續(xù)與否可分為連續(xù)裝藥和間隔裝藥；根據(jù)藥卷和炮孔的耦合情況可分為耦合裝藥和不耦合裝藥；根據(jù)起爆方向不同可分為正向起爆裝藥和反向起爆裝藥。4、爆破說明書和爆破圖表爆破參數(shù)確定后，最后編制爆破說明書和爆破圖表，這是隧道施工組織設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分，是指導(dǎo)、檢查和總結(jié)爆破工作的技術(shù)性文件。爆破說明書的主要內(nèi)容包括：①爆破工程的原始資料。包括隧道名稱、用途、位置、斷面形狀和尺寸，穿過巖層的性質(zhì)、地質(zhì)條件及瓦斯情況等。②選用的鉆眼爆破器材。包括鑿巖機(jī)具的型號和性能，炸藥、雷管的品種。③爆破參數(shù)的計(jì)算。包括掏槽方式和掏槽爆破參數(shù)，光面爆破參數(shù)，崩落眼爆破參數(shù)。④爆破網(wǎng)路的計(jì)算和設(shè)計(jì)。⑤爆破安全技術(shù)措施。5、隧道開挖爆破實(shí)例渝懷鐵路原梁山深埋特長隧道是渝懷線的關(guān)鍵性控制工程，隧道全長11086m。隧道地貌形態(tài)明顯受構(gòu)造和巖性控制，具帶狀展布特征，以褶皺構(gòu)造為骨架，形成北東向山脈和縱向河谷相間，主要發(fā)育毛壩向斜、桐麻嶺背斜及伴生斷裂，向斜區(qū)內(nèi)發(fā)育較多橫張斷裂，地形與地質(zhì)條件異常復(fù)雜，巖溶涌（突）水等工程地質(zhì)問題十分嚴(yán)重。對于斷面面積為40㎡左右的單線隧道，一般采用全斷面法開挖；而開挖斷面達(dá)90—100㎡的雙線隧道，如果具有超前平導(dǎo)且?guī)r層較為穩(wěn)定，可采用下導(dǎo)超前后續(xù)擴(kuò)挖法施工。超前下導(dǎo)設(shè)計(jì)成常見的直墻半圓拱形式，開挖斷面尺寸一般為6.5m×5.5m，位于雙線隧道下部。隧道開挖施工工序?yàn)椋簻y量→打眼→裝藥→起爆、通風(fēng)→找頂→初噴→出渣→設(shè)置錨桿、掛網(wǎng)→復(fù)噴→下一循環(huán)。常見的開挖施工工法可采用開挖臺(tái)架、風(fēng)鉆鉆孔打眼，光面爆破、楔形掏槽，裝載機(jī)裝渣，15t電瓶車牽引16m3梭式礦車運(yùn)輸至洞口渣場，全斷面施工中，采用多功能臺(tái)架配合14—16臺(tái)YT28風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鑿巖，下導(dǎo)超前施工臺(tái)架配合7—9臺(tái)風(fēng)鉆鉆鑿炮眼，洞內(nèi)移動(dòng)式空壓機(jī)或洞外固定式空壓機(jī)供風(fēng)，多功能臺(tái)架設(shè)計(jì)成軌行式，臺(tái)架的移動(dòng)和就位使用裝載機(jī)拖行，即方便又快捷，它具有輪胎式和軌行式臺(tái)架的優(yōu)點(diǎn)。臺(tái)架各層兩側(cè)及前方均設(shè)有活頁式工作平臺(tái)，以方便鉆鑿周邊眼及保證掏槽眼的鉆鑿角度。（1）楔形掏槽技術(shù)采用二級楔形掏槽方式，在施工中根據(jù)爆破效果適當(dāng)調(diào)整掏槽眼布置形式，適當(dāng)加深掏槽眼深度，二級掏槽眼比其他眼深20cm，以保證掏槽效果。（2）炮眼布置及爆破參數(shù)①合理分布崩落眼以達(dá)到炮眼數(shù)量最少、材料最??；同時(shí)渣塊又不致過大，便于裝卸，炮眼間距取0.8～1.0m，炮眼臨近系數(shù)0.9～1.0。②合理選擇循環(huán)進(jìn)尺。根據(jù)工期要求及機(jī)械能力等因素綜合考慮，對于超前下導(dǎo)的循環(huán)進(jìn)尺取2m左右，炮眼深度2.2～2.3m；正洞單線循環(huán)進(jìn)尺取3m左右，炮眼深度3.3～3.5m。③炮眼利用率取90%。（3）光面爆破設(shè)計(jì)根據(jù)圍巖特點(diǎn)合理選擇周邊眼間距E及周邊眼的最小抵抗線W，輔助炮眼交錯(cuò)均勻布置，周邊炮眼與輔助炮眼眼底在同一垂直面上，嚴(yán)格控制周邊眼的裝藥量，宜采用小直徑低爆速炸藥，并盡可能將藥量沿炮眼全長均勻分布，實(shí)施時(shí)可借助導(dǎo)爆索進(jìn)行間隔裝藥，以確保隧洞周邊成型良好，并減少對圍巖的擾動(dòng)。光面爆破參數(shù)如表2所示。表2隧道光面爆破參數(shù)巖石種類眼間距E（cm）最小抵抗線W(cm)相對距離E/W線裝藥密度（kg/m）硬巖60～7060～800.9～1.00.25～0.3中硬巖50～6560～800.8～1.00.2～0.3軟巖45～6060～800.6～0.80.1～0.15（4）爆破材料選擇采用安全性能好的塑料導(dǎo)爆管，防水乳化炸藥。周邊眼采用Ф25mm專用光爆藥卷，或采用Ф32大藥卷剖開后使用，并用導(dǎo)爆索傳爆，引爆器材選用國產(chǎn)15段非電毫秒雷管固定在順數(shù)的第2節(jié)炸藥上，用竹竿送入炮孔內(nèi)；其他炮眼采用Ф32mm藥卷集中裝藥，非電毫秒雷管固定在倒數(shù)第2節(jié)炸藥上。所有的裝藥炮眼采用炮泥填塞，堵塞長度不小于25cm。Ⅳ級圍巖正洞超前下導(dǎo)鉆爆設(shè)計(jì)如圖6.12所示，其掏槽爆破參數(shù)見表6.6。主要的爆破技術(shù)指標(biāo)為：每循環(huán)進(jìn)尺2.0m，每循環(huán)鉆孔總長度153.6m，每循環(huán)開挖量64.42m3；Ⅳ級圍巖單位體積耗藥量0.89kg，Ⅴ級圍巖單位體積耗藥量0.81kg。表3二級楔形掏槽爆破參數(shù)表序號炮眼名稱雷管段別炮眼個(gè)數(shù)炮眼直徑(mm)眼深(m)每孔裝藥量(kg)Ⅳ/Ⅴ級單段裝藥量（kg）Ⅳ/Ⅴ級裝藥結(jié)構(gòu)1掏槽眼16481.040.54/0.493.24/2.94連續(xù)2310482.31.07/0.9710.7/9.70連續(xù)3崩落眼526482.00.86/0.7822.36/20.28連續(xù)4周邊眼722482.00.53/0.4811.66/10.56間隔5底眼99482,01.07/0.979.63/8.73連續(xù)（四）風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)表4鑿巖機(jī)分類類別風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)電動(dòng)鑿巖機(jī)液壓鑿巖機(jī)內(nèi)燃鑿巖機(jī)潛孔鉆機(jī)動(dòng)力源壓縮空氣電動(dòng)機(jī)高壓液體汽油機(jī)壓縮空氣類型手持式、氣腿式、導(dǎo)軌式手持式、支腿式、導(dǎo)軌式支腿式、輕型導(dǎo)軌式、重型導(dǎo)軌式手持式導(dǎo)軌式特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用廣泛；制造容易，成本低，維修使用方便；總效率低，需要壓氣設(shè)備；有排氣污染；噪音大總效率高，可達(dá)60%～70%，動(dòng)力消耗少，為同級風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)的1/10；動(dòng)力單一，配套簡單，噪音和振動(dòng)小?；剞D(zhuǎn)式適應(yīng)性較差，用于?＜10的巖石。有瓦斯或煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井，配用隔爆電動(dòng)機(jī)鑿巖速度快，為同級風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)的2～3倍；總功率較高，可達(dá)40%以上。動(dòng)力消耗少，為同級風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)的1/4～1/3；動(dòng)力單一，無需壓氣設(shè)備；噪音較??；無排氣污染。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，對維修使用要求高質(zhì)量輕，攜帶方便，適用于開工準(zhǔn)備階段，流動(dòng)性工程和山地?zé)o風(fēng)、水、電的地區(qū)作業(yè)。不隔爆，有油煙污染，不適于隧道內(nèi)使用結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，多用于露天；井下使用的潛孔鑿巖機(jī)可鉆鑿大直徑的中、深炮眼。適用于鉆鑿探水孔、探礦孔等風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)是目前我國鑿巖機(jī)具使用量最大的一種鑿巖機(jī)械。沖擊式鑿巖工具通常稱釬桿和鉆頭。二、爆破操作技術(shù)（一）裝配起爆藥卷起爆藥卷（引藥）的裝配就是把電雷管裝進(jìn)藥卷，形成引爆藥卷。必須遵守下列規(guī)定：（1）必須在頂板完好、支架完整、避開電氣設(shè)備和導(dǎo)電體的爆破工作地點(diǎn)附近進(jìn)行。嚴(yán)禁坐在爆炸材料箱上裝配起爆藥卷。裝配起爆藥卷數(shù)量，以當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)匦枰臄?shù)量為限。（2）裝配起爆藥卷必須防止電雷管受震動(dòng)、沖擊，折斷腳線或損壞腳線絕緣層。（3）電雷管必須由藥卷的頂部裝入，嚴(yán)禁用電雷管代替竹、木棍扎眼。電雷管必須全部插入藥卷內(nèi)。嚴(yán)禁將電雷管斜插在藥卷的中部或捆在藥卷上。（4）電雷管插入藥卷后，必須用腳線將藥卷纏住，并將電雷管腳線扭結(jié)成短路。起爆藥卷裝配的安全操作：（1）了解炮眼布置情況裝配起爆藥卷前，爆破工應(yīng)了解炮眼布置情況，清點(diǎn)爆破工具，然后開始裝配起爆藥卷。（2）從成束雷管中抽出單個(gè)雷管正確的操作方法是：應(yīng)先將成束的電雷管腳線理順，然后用一只手提、捏住電雷管腳線尾端，另一只手將電雷管體放在手中心，大拇指和食指捏住管口一端腳線，均勻地用力拉住前端腳線把電雷管抽出。抽出單個(gè)電雷管后，必須將其末端扭結(jié)。裝配起爆藥卷操作方法：裝配起爆藥卷時(shí)，電雷管只許由藥卷的頂部（非聚能穴端）裝入，裝入的方法有兩種：（1）藥卷扎眼裝配。現(xiàn)將藥卷頂部揉軟，再用一根略大于電雷管直徑的尖頭木棍或竹棍，在藥卷頂端中心垂直扎一孔眼，將電雷管全部插入孔眼中，然后用電雷管腳線在藥卷上套一個(gè)扣，以便把電雷管固定在煙卷內(nèi)，并把電雷管腳線末端扭結(jié)成短路，如圖6-1所示。（2）啟開藥卷封口裝配。先用手將藥卷揉搓松軟，再打開藥卷頂部封口，用木、竹棍在藥卷頂端中心扎略大于雷管直徑的孔眼，再將電雷管全部裝入藥卷，用雷管腳線把封口扎牢，同時(shí)把電雷管腳線末端扭結(jié)成短路，如圖6-2所示。上述兩種方法均不得用電雷管代替竹、木棍扎眼；電雷管必須全部插入藥卷內(nèi)；嚴(yán)禁將電雷管從側(cè)面斜插入藥卷或捆在藥卷上，如圖6-3所示。在現(xiàn)場裝配起爆藥卷操作中，有的爆破工為了圖省事，怕麻煩，采取如圖6-3所示的裝配方法。起爆藥卷數(shù)量確定：起爆藥卷的數(shù)量應(yīng)以當(dāng)時(shí)爆破工作面的需要數(shù)量為限，用多少裝配多少。起爆藥卷的保存：爆破工必須把炸藥、電雷管分開存放在專用的爆炸材料箱內(nèi)。裝配好的起爆藥卷也要整齊擺放在容器內(nèi)，點(diǎn)清楚，并加鎖，嚴(yán)禁亂扔亂放。爆炸材料箱必須放在頂板完好，支架完整，避開機(jī)械、電氣設(shè)備的地點(diǎn)。爆破時(shí)必須把爆炸材料箱放到警戒線以外的安全地點(diǎn)。（二）裝藥1、安全裝藥條件要求在裝藥之前，爆破工必須與班組長、瓦斯檢查工對裝藥工作面附近及炮眼等進(jìn)行全沒檢查，對所查出的問題，應(yīng)及時(shí)處理。有下列情況之一的，嚴(yán)禁裝藥、爆破：（1）掌子面的控頂距離不符合作業(yè)規(guī)程的規(guī)定，或者支架有損壞，或者打眼沒有結(jié)束，嚴(yán)禁邊打眼邊裝藥。不得裝“蓋藥”、“墊藥”。（2）爆破地點(diǎn)附近20m以內(nèi)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1.0%。（3）在爆破地點(diǎn)20m以內(nèi)，設(shè)備或其他物體堵塞隧道斷面1/3以上。（4）炮眼內(nèi)發(fā)現(xiàn)異狀、溫度驟高驟低、有顯著瓦斯涌出、巖石松散、透老空等情況。（5）掌子面風(fēng)量不足。2、裝藥結(jié)構(gòu)隧道爆破常用的裝藥結(jié)構(gòu)有正向裝藥和反向裝藥兩種形式，根據(jù)藥包本身的結(jié)構(gòu)又可分為連續(xù)裝藥和空氣間隔裝藥。（1）正向裝藥正向裝藥是指起爆藥包（引藥）位于柱狀裝藥的外端，靠近炮眼口，雷管底部朝向眼底的裝藥方法，如圖6-4（a）所示。（2）反向裝藥反向裝藥是指起爆藥包位于柱狀裝藥的里端，靠近或在炮眼底，雷管底部朝向眼口的裝藥方法，如圖6-4（b）所示。裝藥結(jié)構(gòu)對爆破效果和爆破安全影響很大，從對瓦斯、粉塵的安全性來看，一般認(rèn)為正向裝藥（正向爆破）比反向裝藥（反向爆破）安全，因而認(rèn)為在有瓦斯煤塵爆炸危險(xiǎn)的工作面，不能采用反向爆破。試驗(yàn)表明，在無炮泥封孔情況下，當(dāng)泡眼內(nèi)的炸藥發(fā)生爆炸后，反向裝藥的炮眼飛散出的灼熱固體顆粒距離遠(yuǎn)、沖擊力大，更容易引爆巷道中的瓦斯、煤塵；但在同樣的試驗(yàn)條件下，只要充填50g，長度為10cm的封泥，反向爆破的安全性則會(huì)有較大的提高。從能量的利用及爆破效果上看，反向裝藥比較合理，爆破能量和利用率較高。因?yàn)閹r石的抵抗與夾制從炮眼口到眼底是逐漸增大的，炮眼越深，眼底巖石的抵抗與夾制作用就越大，而炸藥爆炸產(chǎn)生的能量和威力在爆轟過程中則沿著爆轟的傳播方向逐漸衰減。因此，炸藥能量和威力是隨巖石的抵抗線減小而減弱，使炸藥的能量得到合理利用，巖石破碎也較好，提高了爆破效果，降低了炸藥的消耗。這種現(xiàn)象在使用爆速低的硝銨藥，并且炮眼和藥卷之間有一定空隙時(shí)，尤為明顯。而正向裝藥正好相反，炸藥的爆炸威力最大處遇到的巖石抵抗和夾制作用最小，爆炸威力最小處卻遇到巖石抵抗和夾制作用最大，這種情況不能充分發(fā)揮炸藥爆炸的最大威力，也難以達(dá)到較好的爆破效果。3、裝藥操作方法和步驟當(dāng)爆破工確認(rèn)符合裝藥條件后，可進(jìn)行裝藥。安全裝藥程序如下：（1）清孔（2）驗(yàn)孔（3）裝藥方法裝藥時(shí)，要一手抓住電雷管的腳線，另一手用木質(zhì)或竹質(zhì)炮棍將放在眼口處的藥卷輕輕地推到炮眼底，使炮眼內(nèi)的各藥卷間彼此密接，推入時(shí)用力要均勻，不能用炮棍沖撞或搗實(shí)，以防搗破藥卷外皮使炸藥受潮、或搗響雷管。裝藥后，必須把電雷管腳線末端扭結(jié)成短路并懸空，嚴(yán)禁電雷管腳線、爆破母線同運(yùn)輸設(shè)備及采掘機(jī)械等導(dǎo)電體相接觸。（4）封孔（三）炮泥和封泥1、粘土炮泥的優(yōu)點(diǎn)和作用（1）能提高炸藥的爆破效果。當(dāng)炸藥爆炸時(shí)，炮泥能增加眼口的抵抗力，阻止高壓的爆生氣體從炮眼噴泄出來。（2）保證爆破安全?？梢詼p少有毒氣體的生產(chǎn)，阻止火焰和灼熱固體顆粒從炮眼內(nèi)噴出，減少了引燃瓦斯、煤塵的可能性。2、水炮泥的優(yōu)點(diǎn)和作用（1）消焰、降溫。（2）降塵和減少有毒氣體的產(chǎn)生。經(jīng)實(shí)際測定，使用水泡泥，煤塵濃度可降低近50%，二氧化碳含量可減少35%，二氧化氮含量可以減少45%。因此，水炮泥是一種安全、可靠的炮眼充填材料。3、炮眼封泥長度規(guī)定（1）炮眼深度小于0.6m時(shí)，不得裝藥、爆破；在特殊條件下，如挖底、刷幫、挑頂確需淺眼爆破時(shí)，必須制定安全措施，炮眼深度可以小于0.6m，但必須封滿炮泥。（2）炮眼深度為0.6—1m時(shí)，封泥長度不得小于炮眼深度的1/2。（3）炮眼深度超過1m時(shí)，封泥長度不得小于0.5m。（4）炮眼深度超過2.5m時(shí)，封泥長度不得小于1m。（5）光面爆破時(shí)，周邊光爆炮眼應(yīng)用炮泥封實(shí)，且封泥長度不得小于0.3m。（6）工作面有2個(gè)或2個(gè)以上自由面時(shí)，在煤層中最小的抵抗線不得小于0.5m，在巖層中最小抵抗線不得小于0.3m。淺眼裝藥爆破大巖塊時(shí)，最小抵抗線和封泥長度都不得小于0.3m。4、對炮眼封泥質(zhì)量要求（1）粘土炮泥是用具有不燃性和有塑性的松散材料制成的。退由比例為1：3的粘土和砂子，加上2%—3%食鹽的水?dāng)嚭痛曛贫伞＃?）水炮泥是將水注入筒狀聚乙烯塑料袋并封住口而制成得而充填材料。其長度一般在250—300mm之間，直徑略小于炮眼直徑。（3）嚴(yán)禁用煤粉、塊狀材料或其他可燃性材料做炮眼封泥。（四）連線1、對爆破母線和連接線要求爆破母線和連接線應(yīng)符合下列要求：（1）煤礦井下爆破母線必須符合標(biāo)準(zhǔn)。（2）爆破母線和連接線、電雷管腳線和連接線、腳線和腳線之間的接頭必須互相扭緊并懸掛，不得與軌道、金屬管、金屬網(wǎng)、鋼絲繩、刮板輸送機(jī)等導(dǎo)電體相接觸。（3）巷道掘進(jìn)時(shí)，爆破母線應(yīng)隨用隨掛。不得使用固定爆破母線，特殊情況下，在采取安全措施后，可不受此限。（4）爆破母線與電纜、電線、信號線應(yīng)分別掛在巷道的兩側(cè)。如果必須掛在同一側(cè)，爆破母線必須掛在電纜的下方，并應(yīng)保持0.3m以上的距離。（5）只準(zhǔn)采用絕緣母線單回路爆破，嚴(yán)禁用軌道、金屬管、金屬網(wǎng)、水或大地等當(dāng)做回路。（6）爆破前，爆破母線必須扭結(jié)成短路。2、連線要求和方法（1）連線前，必須認(rèn)真檢查爆破工作面的瓦斯?jié)舛?、頂板、兩幫、工作面煤壁及支架情況，確認(rèn)安全后方可進(jìn)行連線。（2）腳線的連接工作可由經(jīng)過專門訓(xùn)練的班組長協(xié)助爆破工進(jìn)行。爆破母線連接腳線、檢查線路和通電工作，只準(zhǔn)爆破工一人操作。（3）連線時(shí)，其他與連線無關(guān)的人員應(yīng)撤離爆破地點(diǎn)；連線人員應(yīng)先把手洗凈擦干，避免手上有泥灰沾在接頭上，增加接頭電阻或影響接頭導(dǎo)通；然后把電雷管腳線解開，用砂布等將接頭裸露處的氧化層和污垢除凈，按一定順序從一端開始向另一端進(jìn)行腳線間的扭結(jié)連接。（4）電雷管腳線之間的連線工作完成后，應(yīng)認(rèn)真檢查有無錯(cuò)連、漏連，各個(gè)接頭是否獨(dú)立懸空，確認(rèn)連線正確，再與連接線連接。（5）待爆破工作面人員全部撤離，并驗(yàn)明母線無電流后，再與母線或連接線連接。（6）腳線與爆破母線的正確及錯(cuò)誤連接方法。3、連線方式①串聯(lián)它是依次將相鄰兩個(gè)電雷管的腳線各一根互相連接（手拉手）起來，然后將兩端剩余的兩根腳線與爆破母線連接，再用母線接到電源上的連接方式。②并聯(lián)它是將所有的電雷管的兩根腳線分別接到爆破網(wǎng)路的兩根母線上，通過母線與電源連接的聯(lián)接方式。③混聯(lián)混聯(lián)是串聯(lián)和并聯(lián)的結(jié)合，可分為串并聯(lián)和并串聯(lián)兩種。（五）安全爆破1、爆破工在爆破前，發(fā)現(xiàn)有下列情況之一時(shí)，必須報(bào)告班、隊(duì)長，及時(shí)處理。在做出妥善處理前，爆破工有權(quán)拒絕爆破。（1）工具未收拾好，機(jī)器、液壓支架和電纜等未加以可靠地保護(hù)或未移出工作面。（2）在有煤塵爆炸危險(xiǎn)的煤層中，在掘進(jìn)工作面爆破前，在爆破地點(diǎn)附近20m的巷道內(nèi)，未灑水降塵。（3）爆破前，靠近掘進(jìn)工作面10m內(nèi)的支架未加固；掘進(jìn)工作面到永久支護(hù)之間，未使用臨時(shí)支架或前控支架，造成空頂作業(yè)；或者采煤工作面爆破與放頂工作執(zhí)行平行作業(yè)不符合作業(yè)規(guī)程規(guī)定的距離。（4）爆破母線的長度、質(zhì)量和敷設(shè)質(zhì)量不符合規(guī)定。（5）工作面人員未撤離到警戒線外，或各路警戒崗哨未設(shè)置好，或人數(shù)未點(diǎn)清。2、“一炮三檢”制度“一炮三檢”制度就是指在采掘工作面裝藥前、爆破前和爆破后，爆破工、班組長和瓦斯檢查工都必須在現(xiàn)場，由瓦斯檢查工檢查瓦斯，爆破地點(diǎn)附近20m以內(nèi)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1%時(shí)，不準(zhǔn)裝藥、爆破；爆破后瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1%時(shí)，必須立即處理，并不準(zhǔn)用電鉆打眼。3、“三人連鎖放炮”制度“三人連鎖放炮制”就是爆破工、班組長和瓦斯檢查工三人必須同時(shí)自始至終參加爆破工作的全過程，并執(zhí)行換牌制。（1）爆破工在檢查連線工作無誤后，將警戒牌交給班組長。（2）班組長接到警戒牌后，在檢查頂板、支架、上下出口、風(fēng)量、阻塞物、工具設(shè)備、灑水等爆破準(zhǔn)備工作無誤、達(dá)到爆破要求條件時(shí)，負(fù)責(zé)布置警戒，組織撤出人員到規(guī)定的安全地點(diǎn)。（3）瓦斯檢查工在檢查爆破地點(diǎn)附近20m內(nèi)風(fēng)流瓦斯?jié)舛仍?%以下、煤塵符合規(guī)定后，將自己攜帶的爆破牌交給爆破工。（4）爆破工接到爆破牌后，才允許將爆破母線與腳線進(jìn)行連接，最后離開爆破地點(diǎn)，并必須在通風(fēng)良好、有掩護(hù)的安全地點(diǎn)進(jìn)行爆破。（5）爆破通電工作只能由爆破工一人完成。（6）若網(wǎng)路正常，爆破工必須發(fā)出爆破信號，如高喊數(shù)聲“放炮”或鳴笛數(shù)聲，至少在等5s，方可爆破。（7）爆破后，爆破工必須立即取下發(fā)爆器把手和鑰匙，并將爆破母線從電源上摘下，扭結(jié)成短路，將三牌各歸原主。4、爆破后工作（1）巡視爆破地點(diǎn)。（2）撤除警戒。（3）發(fā)布作業(yè)命令。（4）灑水降塵。（5）處理拒爆。（6）驗(yàn)炮后，爆破工作面無爆破故障或爆破故障已處理完畢，爆破工作已完成，爆破工應(yīng)將爆破母線、發(fā)爆器、瓦斯檢定器等工具收拾整理好。并經(jīng)班組長同意，方可離開工作面。（六）爆破事故防治1、早爆（1）發(fā)生早爆原因在正式通電起爆前，雷管、炸藥突然爆炸，最容易造成傷亡事故。早爆的原因主要有：①雷管受到機(jī)械撞擊、擠壓和摩擦②電流方面：雜散電流、漏電電線相接觸、靜電、雷電。③爆破器具保管不當(dāng)：爆破器具沒有按規(guī)定進(jìn)行保管；發(fā)爆器受淋、受潮，致使內(nèi)部線路發(fā)生混亂，開關(guān)失靈。（2）早爆預(yù)防方法①降低電機(jī)車牽引網(wǎng)路產(chǎn)生的雜散電流。采用電雷管起爆時(shí)，雜散電流不得超過30mA，大于30mA時(shí)，必須采取必要的安全措施。②電雷管腳線、爆破母線在連線以前扭結(jié)成短路，連線后電雷管腳線和連接線、腳線與腳線之間的接頭，都必須懸空，并用絕緣膠布包好，不得同任何導(dǎo)體或潮濕的煤、巖壁相接觸。③加強(qiáng)井下設(shè)備和電纜的檢查和維修，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。④存放炸藥、電雷管和裝配起爆藥卷的地點(diǎn)安全可靠，嚴(yán)防煤、巖塊或硬質(zhì)器件撞擊電雷管和炸藥。⑤發(fā)爆器及其把手、鑰匙應(yīng)妥善保管，嚴(yán)禁交給他人。⑥對雜散電流較大的地點(diǎn)也可以使用電磁雷管。⑦在爆破區(qū)出現(xiàn)雷電時(shí)，受雷電影響的地方應(yīng)停止爆破作業(yè)。2、拒爆和丟炮（1）拒爆、丟炮產(chǎn)生原因①雷管方面：電雷管制造質(zhì)量差；混用了不同規(guī)格、不同廠家、不同材質(zhì)的電雷管；雷管內(nèi)炸藥受淹或起爆藥卷中的雷管位置不對，因而造成炸藥拒爆。②炸藥方面：炸藥受潮，雷管在水量較多的藥卷內(nèi)起爆。③裝藥、裝填炮泥方面：將雷管腳線搗斷或使絕緣皮受損，造成網(wǎng)路不通、短路或漏電；裝藥時(shí)把炸藥搗實(shí)，使炸藥密度過大，敏感度降低，出現(xiàn)鈍化現(xiàn)象；藥卷與炮眼之間存在管道效應(yīng)，或藥卷間有煤、巖粉阻隔。④炮眼間距不合適特別是不通段雷管的炮眼間距在0.45m左右，更容易使鄰近眼內(nèi)的炸藥受應(yīng)力波的影響而出現(xiàn)拒爆。⑤爆破網(wǎng)路連接方面：連接電雷管腳線時(shí)有錯(cuò)連或漏連，或爆破網(wǎng)路裸露處相互接觸，造成短路；爆破網(wǎng)路的接頭接觸不良，或網(wǎng)路有漏電現(xiàn)象，使爆破網(wǎng)路電阻過大；質(zhì)量、規(guī)格不同的母線或腳線混用；連好的爆破網(wǎng)路被煤巖砸斷或被拉斷，使網(wǎng)路斷開。⑥起爆電源方面：爆破網(wǎng)路連接的雷管數(shù)量超過發(fā)爆器的起爆能力，使單個(gè)雷管過電量太少，造成起爆能力相對不足；發(fā)爆器發(fā)生故障，使得輸出的電量過小、充電時(shí)間過短或輸出沖量不足。（2）拒爆、丟炮預(yù)防①不領(lǐng)取變質(zhì)炸藥和不合格的電雷管。②向孔內(nèi)裝藥和封泥時(shí)，要小心謹(jǐn)慎，腳線要緊貼孔壁。③網(wǎng)路連接時(shí)，連線接頭必須扭結(jié)牢固。④正確設(shè)計(jì)和調(diào)整爆破網(wǎng)路，爆破網(wǎng)路連接的電雷管數(shù)量不得超過發(fā)爆器的起爆能力。⑤炮眼布置合理，間距不能過??；孔徑與藥徑之間的比例適當(dāng)，盡量減少空隙效應(yīng)。⑥不準(zhǔn)裝蓋藥、墊藥，不準(zhǔn)采用不合理的裝藥方式。⑦有水和潮濕的炮眼應(yīng)使用抗水炸藥。（3）拒爆、丟炮處理①發(fā)現(xiàn)拒爆、丟炮后，應(yīng)先檢查工作面頂板、支架和瓦斯?fàn)顩r，無安全隱患后，再進(jìn)行處理。②爆破后，若出現(xiàn)有個(gè)別炮眼不響時(shí)，必須對每個(gè)雷管用測炮器重新檢查，如燈都亮，重新連線爆破，如果燈不亮，即按拒爆處理。③具體處理方法有：若是檢查為連線不良造成的拒爆，可重新連線起爆。若因其他原因造成的拒爆，只能采取在距拒爆炮眼至少0.3m外打一平行的炮眼，重新裝藥爆破。3、殘爆、爆燃和緩爆（1）殘爆、爆燃和緩爆發(fā)生原因殘爆是指炮眼里面的炸藥引爆后發(fā)生爆轟中斷而殘留一部分不爆藥卷的現(xiàn)象。爆燃是指炮眼里的藥卷未能正常起爆，沒有形成爆炸而發(fā)生了快速燃燒，或形成爆轟后又衰減為快速燃燒的現(xiàn)象。緩爆是指在通電后，炸藥延遲一段時(shí)間才爆炸的現(xiàn)象。殘爆、爆燃發(fā)生原因：①炸藥質(zhì)量不好，發(fā)生硬化或變質(zhì)；或炸藥在炮眼內(nèi)受潮，引起炸藥爆炸不完全。②電雷管受潮。③裝藥時(shí)，未清除凈炮眼內(nèi)的煤、巖粉和積水，裝藥時(shí)炮眼坍塌，或因操作失誤，造成炮眼內(nèi)藥卷受到阻隔或分離，炸藥爆炸無法延續(xù)。④裝藥時(shí)藥卷被搗實(shí)，增加了炸藥的密度，降低炸藥的爆轟穩(wěn)定性。⑤炮眼距離過近，使雷管或炸藥被爆轟波壓死而產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象。⑥在深孔小直徑裝藥爆破中，管道效應(yīng)造成藥卷敏感度降低，藥卷發(fā)生爆轟的直徑小于爆炸臨界直徑，并將爆轟方向末端的藥卷壓死造成殘爆。緩爆發(fā)生原因：①使用變質(zhì)、質(zhì)量差的炸藥；爆轟不穩(wěn)定，傳爆能力不足。②電雷管起爆能力不足。③炸藥的密度過大或過小，降低了炸藥的爆轟穩(wěn)定性。④雷管的引火裝置和起爆藥質(zhì)量不合格，也會(huì)引起緩爆。（2）殘爆、爆燃和緩爆的預(yù)防①禁止使用不合格的炸藥、雷管。②裝藥前，清除凈炮眼內(nèi)的雜物；裝藥時(shí)，使炮眼內(nèi)的各藥卷間彼此密接。③合理布置炮眼、裝藥，不裝蓋藥和墊藥。④裝藥時(shí)應(yīng)把藥卷輕輕送入，避免把炸藥搗實(shí)。⑤采取措施，減弱或消除管道效應(yīng)。如隔一定距離在藥卷上套硬質(zhì)隔環(huán)，也可使用對抵抗管道效應(yīng)能力大的水膠炸藥或乳化炸藥。⑥煤礦井下爆破盡可能使用煤礦許用8號電雷管。起爆藥卷內(nèi)的雷管聚能穴和裝配位置應(yīng)符合要求，并且雷管應(yīng)全部插入藥卷內(nèi)。⑦處理殘爆方法與處理拒爆時(shí)相同。4、放空炮（1）放空炮的主要原因：充填炮眼的炮泥質(zhì)量不好；炮眼間距過大，炮眼方向與最小抵抗線方向重合，兩者都會(huì)使爆破力由抵抗最弱點(diǎn)沖出，造成眼壁和炮眼口不同程度的破壞，產(chǎn)生空炮。（2）預(yù)防方法①充填炮眼的炮泥質(zhì)量要符合規(guī)定，水炮泥水量充足，粘土炮泥軟硬適度。②保證炮泥的充填長度和炮眼封填質(zhì)量符合規(guī)定。③要根據(jù)巖層的硬度、構(gòu)造發(fā)育情況和施工要求進(jìn)行布置炮眼，炮眼的間距、角度和深度要合理，裝藥量要適當(dāng)。5、爆破崩人及炮煙熏人（1）爆破崩人原因①爆破母線短，躲避處選擇不當(dāng)，造成飛煤、飛石傷人。②爆破時(shí)，未執(zhí)行爆破警戒的規(guī)定，有未警戒的通道，或警戒人員責(zé)任心不強(qiáng)，人員誤入正在爆破作業(yè)的地點(diǎn)。爆破未完成，擅自進(jìn)入工作面檢查、作業(yè)。③處理拒爆、殘爆未按規(guī)定程序和方法操作，致使拒爆炮眼突然爆炸崩人。④通電以后出現(xiàn)拒爆時(shí)，等候進(jìn)入工作面的時(shí)間過短，或誤認(rèn)為是電網(wǎng)路故障而提前進(jìn)入，造成崩人。⑤連線前，電雷管腳線沒有扭結(jié)成短路，到時(shí)雜散電流等通過爆破網(wǎng)路或雷管，造成雷管突然爆炸而崩人。⑥爆破作業(yè)制度不嚴(yán)，發(fā)爆器及其把手、鑰匙亂扔亂放；任意使用固定爆破母線，造成爆破工作混亂，當(dāng)工作面有人工作時(shí)，另有他人用發(fā)爆器通電起爆，造成崩人。⑦一個(gè)采煤工作面使用兩個(gè)發(fā)爆器同時(shí)進(jìn)行爆破。（2）炮煙熏人原因①掘進(jìn)工作面爆破后，炮煙尚未排除就急于進(jìn)入爆破地點(diǎn)。②掘進(jìn)工作面停風(fēng)或風(fēng)量不足，風(fēng)筒有破損漏風(fēng)處，或局部通風(fēng)機(jī)的風(fēng)筒口距離迎頭太遠(yuǎn)，無法把炮煙吹散排出。③炸藥變質(zhì)引起炸藥緩慢燃燒，使一氧化碳、氮的氧化物大量增加，使作業(yè)人員中毒的可能性增大。④采煤工作面爆破時(shí)，爆破工在回風(fēng)流中起爆，或爆破距離過近，炮煙濃度大，而又不能及時(shí)躲避。⑤長距離單孔掘進(jìn)工作面爆破后，炮煙長時(shí)間飄游在巷道中，使人慢性中毒。⑥工作面雜物堆積影響通風(fēng)或使用串聯(lián)通風(fēng)。⑦未按規(guī)定使用水炮泥；封泥長度和質(zhì)量達(dá)不到要求。（3）預(yù)防爆破崩人措施①按《煤礦安全規(guī)程》和《作業(yè)規(guī)程》的規(guī)定，爆破母線要有足夠的長度，躲避處要選擇能避開飛石、飛煤襲擊的安全地點(diǎn)；掩護(hù)物要有足夠的強(qiáng)度。②爆破時(shí)，安全警戒必須執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。③通電以后裝藥炮眼不響時(shí)，必須按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的時(shí)間進(jìn)入工作面檢查，不得提前進(jìn)入處理。④爆破工應(yīng)最后一個(gè)離開爆破地點(diǎn)，并按規(guī)定發(fā)出數(shù)次爆破警號，爆破前應(yīng)清點(diǎn)人數(shù)。⑤嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，防止因雜散電流造成早爆事故，爆炸崩人。⑥爆破工爆破后要認(rèn)真、細(xì)心地檢查工作面爆破情況，防止遺留拒爆和殘爆炮眼。處理拒爆、殘爆時(shí)，必須按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的程序和方法操作。⑦爆破工應(yīng)妥善保管好炸藥、雷管、發(fā)爆器及其把手、鑰匙，I系檢查散落在煤、巖中的爆炸材料，以免造成意外傷人。（4）預(yù)防炮煙熏人措施①掘進(jìn)工作面停風(fēng)或風(fēng)量不足，或局部通風(fēng)機(jī)把風(fēng)筒口距離迎頭太遠(yuǎn)時(shí)，應(yīng)采取有效措施，增加迎頭風(fēng)量，如把風(fēng)筒漏風(fēng)處堵上等，使炮眼吹散排出。②掘進(jìn)工作面爆破后，待炮眼吹散吹凈，作業(yè)人員方可進(jìn)入爆破地點(diǎn)作業(yè)。③不使用硬化、含水量超標(biāo)、過期變質(zhì)的炸藥。④控制一次炸藥用量，避免產(chǎn)生的炮煙量超過通風(fēng)能力。⑤采掘工作面避免串聯(lián)通風(fēng)，回風(fēng)巷應(yīng)保證有足夠的通風(fēng)斷面，不應(yīng)在巷道內(nèi)長期堆積坑木、煤、矸等障礙物。⑥裝藥時(shí)，要清理干凈炮眼內(nèi)的煤、巖粉和水，保證炸藥爆炸時(shí)的零氧平衡。⑦爆破時(shí)，除警戒人員以外，其他人員都要在進(jìn)風(fēng)巷道內(nèi)躲避等候；單孔掘進(jìn)巷道內(nèi)所有人員都要遠(yuǎn)離爆破地點(diǎn)，同時(shí)風(fēng)量要充足。⑧作業(yè)人員通過較高濃度的炮眼區(qū)時(shí)，要用潮濕的毛巾捂住口鼻，并迅速通過。⑨爆破前后，爆破地點(diǎn)附近應(yīng)充分灑水，以利吸收部分有害氣體和煤巖粉。如果條件允許，也可灑一定濃度的堿性溶液，如石灰水等，可以更好地減少炮煙。⑩裝藥時(shí)，炮眼要按《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定進(jìn)行封孔，以抑制有害氣體的產(chǎn)生。第三部分隧道巖石爆破新技術(shù)我國隧道鉆爆炮眼深度劃分，目前還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，作者根據(jù)我國手持式風(fēng)鉆和鉆眼臺(tái)車的特點(diǎn)，以及常用釬桿的規(guī)格長度，初步把一次鉆眼深度Lb劃分為：當(dāng)Lb＜1.7m時(shí)，稱為淺孔。當(dāng)1.7m≤Lb＜3.0m時(shí)，稱為中深孔。當(dāng)3.0m≤Lb＜5.0m時(shí)，稱為深孔。當(dāng)Lb≥5.0m時(shí)，稱為超深孔。普通手持式風(fēng)鉆使用的釬桿，最常用的規(guī)格是B22×1800mm，能夠一次鉆鑿1.7m深的炮眼，鉆眼速度快，操作時(shí)工人不用站在架子上或梯子上，站在工作面就可以安全鉆眼，實(shí)現(xiàn)淺眼爆破。手持式風(fēng)鉆最優(yōu)鉆眼深度為2.5m，換釬桿或直接采用長釬桿鉆眼，可以實(shí)現(xiàn)中深孔爆破。臺(tái)車釬桿最常用的規(guī)格為B25×3300mm~4700mm，一次能夠鉆鑿3.0m~4.5m深的炮眼，可以順利實(shí)現(xiàn)中深孔爆破和深孔爆破。如果接釬鉆眼，最大深度一般能達(dá)到6.0m~7.0m，能夠?qū)崿F(xiàn)超深孔爆破。普通巖石硝銨炸藥在直徑43mm和55mm的炮孔內(nèi)，最大傳爆長度分別可達(dá)1.6m以上和2.0m以上，高威力巖石水膠炸藥、乳化炸藥的傳爆長度均可達(dá)4.0m以上。一、硬巖近拋擲深孔減沖爆破新技術(shù)1、硬巖爆破的嚴(yán)重危害隧道硬巖深孔爆破，如果裝藥量過少，容易產(chǎn)生“拔筒”現(xiàn)象，但炮孔外口部位破碎的巖石拋擲距離遠(yuǎn)，如果裝藥量過多，只要能達(dá)到破碎巖石，就有多余能量在瞬間釋放出來，起破壞作用。爆破產(chǎn)生的飛石將鉆眼臺(tái)車防護(hù)崩壞、壓風(fēng)膠管和水管崩破、配電箱和照明燈崩碎、噴錨機(jī)崩壞，把矮邊墻或仰拱鋼筋崩彎，大塊飛石砸斷電纜、將二襯臺(tái)車、掛防水板和綁扎鋼筋臺(tái)車崩壞。爆破沖擊波沖破通風(fēng)管，爆破地震波將澆注時(shí)間不超過8h的混凝土二襯施工縫、沉降縫震出環(huán)向裂縫。還容易出現(xiàn)線性尺寸大于1.2m的大塊巖石。修復(fù)崩壞的洞內(nèi)設(shè)施和處理大塊巖石大大影響正常施工時(shí)間。2、爆破危害產(chǎn)生和控制的理論分析⑴爆破空氣沖擊波隧道開挖爆破空氣沖擊波產(chǎn)生的主要原因是爆破作業(yè)中，炮眼堵塞質(zhì)量不好，硬巖體內(nèi)存在隨機(jī)分布的弱面，使高溫高壓高速的爆生氣體沿著這些弱面迅速逸出，被爆巖體沿隧道的拋散，象管道內(nèi)的活塞一樣推壓隧道內(nèi)的空氣。隧道爆破空氣沖擊波沿隧道傳播的過程，可以等效為理想氣體狀態(tài)下，一定能量的點(diǎn)爆源在隧道中心爆炸產(chǎn)生的空氣沖擊波沿隧道不斷發(fā)生反射而改變特性的過程。由于隧道斷面、炮眼布置、裝藥和起爆等是關(guān)于隧道軸對稱，若認(rèn)為在有限的隧道斷面內(nèi)巖性近似對稱或不變，則產(chǎn)生的空氣沖擊波沿軸線也是對稱的，不可能在某一徑向方向中有所增強(qiáng)。隧道開挖爆破各類炮孔起爆時(shí)差大于隧道爆破空氣沖擊波正作用時(shí)間，從爆源開始的相當(dāng)大的范圍內(nèi)先后起爆的各類炮孔產(chǎn)生的空氣沖擊波不會(huì)疊加，因而可用最大齊爆藥量作為計(jì)算空氣沖擊波的裝藥量。對于隧道掏槽爆破，密集布置在隧道中心偏下的掏槽眼面積只占隧道斷面的很小部分，深度較大，每孔裝藥量大，爆破夾制力最大，有效能量利用率最低，空氣沖擊波逸出系數(shù)最大，可視為空氣沖擊波的一個(gè)點(diǎn)源。輔助眼在掏槽眼爆出槽腔后才起爆，但它的最小抵抗線垂直于井筒軸線，空氣沖擊波的逸出亦朝此方向，根據(jù)對稱性，沖向槽腔的空氣沖擊波在井筒軸線相遇后，不可能在某一徑向增強(qiáng)，只能折轉(zhuǎn)90°沿隧道軸線沖出槽腔，這一射出的沖擊波直徑只有槽腔面積，也可視為一個(gè)點(diǎn)源。同理，周邊眼的爆破也是如此。爆破空氣沖擊波以球面波的形式在一維隧道中遇到壁面發(fā)生反射，變速地向前自由傳播，沖擊波層間與粗糙的井壁間，與加熱了的空氣間存在粘性摩擦，熱傳導(dǎo)和輻射等造成不可逆轉(zhuǎn)的能量損耗、衰減或被吸收。沖擊波在傳播衰減中遇到隧壁、隧道內(nèi)設(shè)施發(fā)生反射、繞射出現(xiàn)流場分布，從隧道工作面到洞口依次為入射波區(qū)、正規(guī)斜反射區(qū)、馬赫反射區(qū)和平面波區(qū)，其中入射波區(qū)能量最大，其波峰值超壓可按理論公式計(jì)算。隧道爆破減少空氣沖擊波危害最主要的是精心設(shè)計(jì)鉆爆參數(shù)，炮眼垂直，各圈炮眼均勻布置，炸藥選擇與巖石阻抗相匹配，采用微差爆破，減小最大齊爆裝藥量，堵塞好剩余炮眼長度，增加爆破能量的有效利用，降低沖擊波的強(qiáng)度。⑵爆破地震波爆破地震波是炸藥在巖體中爆炸時(shí)，在彈性變形區(qū)內(nèi)引起巖石質(zhì)點(diǎn)發(fā)生振動(dòng)的彈性波，決定爆破振動(dòng)速度的主要因素是炸藥性質(zhì)、最大齊爆藥量、巖石性質(zhì)和爆破方法。隧道爆破減小地震波危害主要是采用近拋擲減沖深孔爆破方法，從周邊眼到輔助眼再到掏槽眼依次適當(dāng)增大爆破作用指數(shù)，盡量選用威力和爆速較低的炸藥，采用不耦合裝藥和多段毫秒延期電雷管隔段使用，降低最大齊爆裝藥量。⑶爆破飛石隧道爆破飛石產(chǎn)生的原因主要是從爆破條件上巖石硬度特別大，巖體有弱面或軟巖和硬巖交替，從爆破設(shè)計(jì)上有爆破作用指數(shù)、單位耗藥量、炸藥威力等均過大，從施工上炮眼布置不垂直，最小抵抗線和實(shí)際裝藥量均過大，個(gè)別炮眼拒爆造成夾制作用增大。隧道開挖減小爆破飛石危害，設(shè)計(jì)時(shí)弄清巖石性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造，選擇合適的炸藥，在滿足破碎巖石條件下盡量減小爆破作用指數(shù)，選用最佳的最小抵抗線和起爆最佳延期時(shí)間，施工時(shí)均勻布置炮眼，全斷面相鄰炮眼可間隔采用正向和反向起爆。3、硬巖近拋擲深孔減沖爆破新技術(shù)隧道爆破中，炸藥爆炸能量用于破碎巖石的有效利用率僅20%~25%，隧道所穿過的巖石硬度越大，能量的有效利用率越低，同時(shí)，多余能量在釋放過程中造成的爆破危害則越大。為了減小爆破危害，變不利為有利，作者1998年總結(jié)出硬巖近拋擲深孔減沖爆破新技術(shù)，其技術(shù)實(shí)施要點(diǎn)是：⑴在隧道工作面布眼時(shí)，各圈炮眼均以隧道鉛垂中心對稱布置，使各圈各段炮孔對稱起爆，全斷面爆破過程中在隧道空間中部形成蓋帽式對稱碰撞，多余的能量用于巖塊在空中的二次破碎。⑵在堅(jiān)固性系數(shù)f=10~20的堅(jiān)硬巖中增加炮眼布置圈數(shù)，為了方便鉆眼，按兩層鉆眼臺(tái)車分6個(gè)區(qū)“定人、定鉆、定位、定眼、分區(qū)包干”鉆眼，能夠縮小抵抗，減小各圈炮孔的側(cè)向抗力。⑶相鄰炮孔采用正向和反向起爆相結(jié)合的方式，能夠避免巖體內(nèi)應(yīng)力場分布不均勻，加強(qiáng)炮孔底部應(yīng)力波的作用，提高炮眼利用率，減小殘余炮孔深度，減少大塊巖石。⑷用炮泥加強(qiáng)炮孔剩余長度的堵塞，增大孔底爆力，提高有效爆破進(jìn)尺。⑸綜合效果是保證爆破飛石最大距離不超過20m，大塊巖石最大線性尺寸不超過800mm，堅(jiān)硬巖4.0m左右深孔爆破效率達(dá)到81.0%~96.7%，對隧道二襯處于低強(qiáng)的混凝土隧壁脫模后的最大振速Vmax≤30~60m/s，對懸吊的通訊、照明設(shè)備最大超壓ΔPmax≤0.01~0.1MPa，保證洞內(nèi)懸掛設(shè)施和混凝土隧壁的安全。二、立井軟碎巖深孔立體微差爆破1、學(xué)術(shù)概念的提出沖擊鑿巖機(jī)在炮孔鉆進(jìn)過程中，通過鑿巖機(jī)、釬桿、鉆頭和巖石構(gòu)成的沖擊鑿入系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)力的變換和能量向巖石的傳遞，對于軟碎巖(這里暫定堅(jiān)固性系數(shù)f=1~10的巖石)，一定直徑的鉆頭產(chǎn)生單位鑿深需要的力(即巖石的動(dòng)態(tài)鑿入系數(shù))，比堅(jiān)硬巖(暫定巖石堅(jiān)固性系數(shù)f=10~20)要小，在隧道軟碎巖層中，可以采用長釬桿或者接釬鉆深度3.0~5.0m的炮眼，實(shí)現(xiàn)深孔或者超深孔爆破。但是在頁巖、礫巖、泥巖、粉砂巖等軟碎巖中，往往裂隙和孔隙、節(jié)理、層理十分發(fā)育，夾層多，炮眼鉆成后，掃眼時(shí)容易掉塊、塌孔和堵眼，在分選性差、有水平層理、裂隙發(fā)育、松散易碎的未成巖的粗砂巖、含礫粗砂巖和孔隙發(fā)育的礫巖中鉆眼，由于工作面常有水，用直徑φ52mm的鉆頭，炮孔的直徑達(dá)到φ100~300mm，鉆桿剛提出孔口，粗砂或鵝卵石就將炮孔充填了一部分，在掃眼時(shí)越掃炮孔內(nèi)充填粗砂或鵝卵石越多，炸藥裝不到眼底，大大影響了爆破效率。因此，作者1999年5月提出“隧道軟巖深孔立體微差爆破”這一學(xué)術(shù)新概念，并探索立體微差爆破新技術(shù)。2、技術(shù)實(shí)施要點(diǎn)⑴在布置炮眼時(shí)，每鉆完一