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1、岩土工程课程设计井巷工程课程设计2一，设计目的3二，设计任务3三，巷道断面设计33. 1.已知参数34. 2.巷道形状的选择35. 3.巷道净断面尺寸56. 4.确定巷道净断面尺寸57. 5.确定巷道设计掘进断面尺寸与计算掘进断面尺寸68. 6.巷道管线布置119. 7.计算巷道掘进工程量及材料消耗量11四 .巷道断面施工124. 1.爆破参数的确定125. 2.选择钻眼爆破器材146. 3.炮眼布置147. 4.选择装药结构与起爆方法158. 5.定向与钻眼工作16四，装岩与运输20五 .巷道施工组织与管理23井巷工程课程设计一，设计目的为了使我们对井巷工程这门课程中所学的基本知识、基本理论
2、及基本方法有个全面系统的掌握，并进行井巷设计与施工设计。通过本设计，我们将对井巷工程课程有个深入的全面的熟悉，并学会利用各类工具书及参考文献资料，我们以团队协作的方式来解决设计中有关的问题。提高学生独立思考、认真处事、相互交流、合懂得决设计中出现的问题的能力，使我们对井巷工程这门课程有了一个全面的认识，对该门课程所学到的知识、技能初步达到一个学以致用的目的。二，设计任务某铅锌矿山年设计能力为30万t。该矿使用斜井开拓，其副斜井的倾斜角为25,使用1.5t固定式矿车组提升。该斜井穿过中等稳固的石灰岩层与白云岩层,其牢固性系数为f=68,斜井需要通过的风量为60m3秒，斜井掘进中估计涌水量为23m
3、3小时。巷道内敷设一趟直径为30Omm的压风管，一趟直径为30OnIm的排水管与一趟直径为15OmIn供水管。试进行该斜井直线段的断面设计与施工设计。三，巷道断面设计3.1.已知参数D年生产能力为30万吨2) .斜井掘进中估计涌水量2311)3小时3) .使用1.5t固定式矿车组提升4) .斜井穿过中等稳固的石灰岩层与白云岩层,其牢固性系数f=6*85) .斜井需风量为60m7秒6) .巷道内敷设直径为30Omm的压风管，一趟直径为300mm的排水管与一趟直径为15Omln的供水管3.2.巷道形状的选择断面形状适用条件半圆供形目前开拓，准备巷道，而碉室普片使用的断面形状，多在顶压大侧压小，无底
4、鼓得条件下使用。圆弧拱形由于光爆锚喷支护的推广，拱部成型好，施工方便，多用于准备巷道。当跨度较大时，较半圆拱形断面利用率高。三心圆拱形与半圆拱形相比，拱顶承压能力差，但断面利用率较高，适用于围岩坚硬的开拓巷道、上（下）山与嗣室。顶板暴露面积较矩形小，可减少顶压，能承受稍大的侧压，多用于采区巷道。矩形断面利用率较高，多用于顶压，侧压都较小，保护时间不长的回采巷道。马蹄形用于围岩松软，有膨胀性，顶、侧压力很大，且有一定底压的巷道。圆形围岩松软、四周压力均很大，用其他形状不能抵抗围岩压力时使用。椭圆形当巷道四周压力很大，且分布不均时，根据顶压与侧压的大小，使用竖直或者水平布置。不规则形在薄煤层中，为
5、了不破坏顶板，使顶板保持一定的稳固性，断面形状视煤层赋存条件而定。我国矿井下使用的巷道断面形状，按其结构的轮廓可分为折线型与曲线型两大类.前者如矩形、梯形、不规则形等；后者如半圆拱形、圆形拱形、三心拱形、马蹄形、椭圆形与圆形等。巷道断面形状的选择，要紧应考虑巷道所处的位置及穿过的围岩性质（即作业在巷道上地压的大小与方向）、巷道的用途及其服务年限、选用的支架材料与支护方式、巷道的掘进方法与使用的掘进设备等因素。通常情况下，作用在巷道上的地压与方向在选择巷道断面形状是起要紧作用。当顶压与侧压均不大时，可选用矩形或者梯形断面：当顶压较大、侧压较小时，则选用直橘拱形断面（半圆拱，圆弧拱或者三心拱）；当
6、顶压、侧压都很大的同时低鼓严重时，就务必选用诸如马蹄形、椭圆形等封闭式断面。矿区富有的支架材料与习惯使用的支护方式，往往也直接影响道巷断面形状的选择。木架与钢筋混凝土棚子，多适用于梯形与矩形断面。掘进方法与掘进设备关于巷道断面形状的选择也有一定影响。目前，岩石平巷掘进仍是使用钻眼爆破方法占要紧地位，它能习惯任何新装的断面。近年来，由于锚喷支护广范应用，为了简化设计与有利于施工，巷道端面多使用半圆拱与圆形拱，三心拱也逐步被淘汰。在使用全断面掘进机掘进的岩石平巷，选用圆形断面无疑是最为合适的。在需要通风量很大的矿井中，选择通风阻力较小的断面形状与支护方式，既有利于安全生产又具有明显经济效益。在满足
7、安全与技术要求的条件下，力求提高断面利用率，缩小断面降低造价并有利于加快施工速度。综上所述:选择巷道断面尺寸应考虑诸多因素，联系以上所有因素与已知参数,根据采矿守则，年产量在30万t其服务年限应在15年以上，该运输大巷穿过中等稳固的石灰岩层与白云岩层，其岩石牢固性系数又在68,因此选择半圆形拱最合适。3. 3.巷道净断面尺寸矿山安全规程内有明确规定：机械运输巷道的一侧，务必留有0.7米以上的人行道。另一侧，假如巷道是用木材，混泥土棚或者金属支架时，不得小于0.2米，用砖、石、混泥土砌璇与锚杆喷浆时，不得小于0.2米。运输机距支架或者璇墙之间的距离得小于0.4米。（一） .井巷巷道进宽度据井巷工
8、程62页查表3-2可知MGl.1-6A固定式矿车宽Al=IO50mm、高h=1200mm、长L=24OOmmo根据煤矿安全规程且巷道人行道宽084Omln、非人行道一侧宽a=400mm0故巷道净宽度：B=a+l+c=400+1050+840=2290mm（二） .确定巷道拱高h半圆拱形巷道拱高h0=B2=22902=1145mm半圆拱半径R=h=l145mm（三） .确定巷道壁高h31 .按管道装设要求确定h3h32h5+h7+hb-J*TD2+2）221816.5mm2 .按人行高度要求求h3N1800+hb-J*一（R-力2i800+220-647=1373mm综上所述，考虑一定的余量，确
9、定本巷道的壁高为h3=1820mm0则本巷道高度为H=h3-hb+h0=18200-220+l145=2745mm3.4 .确定巷道净断面尺寸掘进断面面积的确定由井巷工程表3-7得净断面积S=B（0.39B+h2）h2=h3-hb=l820-220=1600mm故S=2290（0.39X2290+1600）=5709199=5.7m2净周长P=2.57B+2h2+9085.3mm=9.Im3.5 .确定巷道设计掘进断面尺寸与计算掘进断面尺寸3.5.1.支护参数的选择过去大多数是架设棚式支架与砌筑石材整体支架来保护巷道，现在锚喷支护在矿山得到了较为广泛的使用。而支护要紧包含下列几种方法；1.使用
10、锚杆支护巷道，就是巷道掘进后向围岩中钻锚杆眼，然后将锚杆架设在锚杆眼内，对巷道围岩给予人工加固。从而保护巷道的稳固性。锚杆的类型钢筋或者钢丝绳砂浆锚杆；金属倒锲式锚杆；木锚杆；树脂锚杆；快硬水泥锚杆；快硬膨胀水泥锚杆；管缝式锚杆；可伸缩式锚杆。其作用原理：悬吊作用、组合梁作用、锚杆锲固作用、挤压加固作用。2 .喷射混凝土支护喷谁混凝土支护作用是用喷射机将混凝土混合物喷射在岩面上凝聚硬化而成的一种支护。其特点是：凝土在高速喷浆过程中，水泥颗粒受到碰撞冲击，混凝土喷层受到连续冲击压密，而且喷射工艺又同意使用较小的水灰比，因此喷射混凝土喷层具有致密的组织结构与良好的物理力学性能。特别是它的粘结力大，
11、能同岩石紧密粘结，是形成喷射混凝土特殊支护作用的重要因素。喷射混凝土能随着巷道掘进及及时施工，且加入速凝剂后其早期强度成倍增长，因而能够操纵围岩的过度变形与松弛。喷层较薄，具有一定的柔性，能够与围岩共同变形产生一定量的径向位移。其作用原理：加固与防止风化作用；改善围岩应力状态与作用；柔性支护结构作用；组合梁作用。喷射混凝土支护结构与支护厚度的选择，应综合考虑，围岩地质条件、结构物的工作条件、巷道有效跨度与服务年限等因素。3 .锚喷支护及锚喷网联合支护锚杆与喷射混凝土虽各有优点，但也都有不足之处。锚杆联合支护，恰能做到使二者相互取长补短，互为补充，是一种性能更好的支护形式。锚杆与其穿过的岩石形成
12、承载加固拱，喷射混凝土层的作用则在于封闭围岩，防止风化剥落，与围岩结合在一起，对锚杆间的表面岩石起支护作用。光弹模拟实验说明，用锚杆进行支护时，在两锚杆之间的围岩表面邻近，会产生拉应力。假如岩石松软，则在拉应力作用下。可能产生局部的破坏与掉快，而局部小岩块的坠落又可能导致深部岩石的松动与破坏，这样将消弱岩石加固拱稳固性与承载能力。因此，锚杆与喷射混凝土联合使用，就能够防止局部岩块的松动与坠落，从而加固与提高了岩石拱的承载能力。喷射混凝土能有效操纵锚杆间的石块掉落，但其本身是脆性的，当岩石变形大时，易开裂剥落。解决方法之一就是在喷射混凝土中加刚纤维，增加混凝土的抗弯强度与韧性。另外就是在喷射混凝
13、土之前敷设金属网，喷后形成钢筋混凝土层，提高了喷层的整体性，改善了喷层的抗拉性能，这就形成了锚喷网联合支护,能有效的支护松散破碎的软弱岩层，金属网用钢筋直径通常为612三,钢筋间距通常为200400mm04联合锚杆支护组合锚杆支护是以锚杆为要紧构件并辅以其他支护构件而构成的锚杆支护系统。其类型要紧有锚网支护、锚梁（带）网支护与锚杆木行架支护。5普通支架包含：木支架、金属支架、钢筋混凝土(棚式)、石材整体支护。6 .选用的支护方式、优点及作用原理，与支护材料的选取。锚杆支护是锚杆与喷射混凝土联合支护的简称，二与又可单独使用，成为锚杆支护与混凝土支护。锚杆支护还可与金属网联合进行支护。它具有施工速
14、度快、施工机械化高、成本低及节约材料等优点。本巷道穿过牢固性系数为68的中等稳固的石灰岩与白云岩，因此我们选择的是锚喷支护。锚喷支护的优点：锚喷支护突破传统的支护形式与支护理论，吧再是消极的承受围岩压力，而是尽量保持围岩的完整性，限制岩石的变形、位移与裂隙进展，充分发挥岩体自身的支承作用。把围岩从荷载变为承载，变消极因素为积极因素，这是锚喷支护与一切旧支护形式最根本最本质的差别，也是锚喷支护大大优于其他支护形式的根本所在。我国矿山大量使用锚喷支护的实践证明，锚喷支护不但能够用于比较稳固的岩层中，而且能够用于破碎带、断层多、有底鼓受强烈采动地压影响的巷道与大跨度的碉室。锚喷支护与其他支护形式相比
15、，在技术上与经济上具有下列优越性。由于锚喷支护是高压喷射成的混凝土层，致密、强度高，能提高井巷围岩的自身稳固性与承载能力，并与岩层构成共同承载整体。这样，支护厚度可减薄一半以上，掘进断面可减少10%20%。某矿对26000米锚喷巷道同料石殖巷道比较，少掘岩石91000m3,节约炸药91吨，料石78000m3,坑木3600m3,工日21.8万个，大大节约了投资。工艺简单，操作方便，混凝土、砂浆直接喷到岩面，省去立模、拆模邓繁琐工序，节约了木材与钢材。机械化程度高，减轻工人的笨重体力劳动。在平巷与立井施工中，料石砌罐,每个工人一个班搬运料石多则一万多井，而锚喷支护，除喷射手劳动强度较大外，其余工序
16、都是机械操作。随着平巷喷射混凝土简易机械手的推广，与立井喷射机械手的使用，为实现锚喷支护全部机械化施工打下良好的基础。施工速度快、效率高，能够实现远距离输料，占用巷道空间少，为快速掘进，掘喷平行作业制造有利条件，平巷中锚喷支护功功效通常为0.20.35米/工，每米成巷35个工，掘进速度为IO(Tl20米/月。最高700米/月以上，而料石砧每米成巷I(TI5个工，通常掘进速度为6070米/月。最高240米/月。锚喷支护能够紧跟工作面，取消临时支护，基本上解决支护落后掘进的矛盾。支护后的巷道失修率低，保护方便，同时能够处理冒顶，有利于安全生产。节约坑木，减少巷道维修量。根据某矿对26054m巷道普
17、查，锚喷15789.7m由于严重破坏而需要返工维修的占19%o锚喷支护巷道质量良好与基本良好的占全部锚喷巷道的96.5%,严重破坏而需要返修的仅占3.5%,锚喷支护的巷道局部破坏时，只在破坏处进行补喷即可，而坏棚坏罐返修时间需要全部拆除，重新砌值与架棚。.作用原理：悬吊作用：当巷道的直接顶板是一层或者几层不稳固的岩层时，通过锚如一系列的锚杆，将直接顶板吊挂在其上部坚硬稳固的上部岩层上；组合梁作用：将层状岩石的巷道顶板中安设锚杆以后，将锚杆长度以内的薄岩层石锚成一个整体，组合成一个岩石板梁，从而提高了顶板岩层的强度与刚度。工人们形象的把这一作用比喻为“纳鞋底”、“打锚杆后围岩锚成一个整体，打多深
18、的锚杆就等于砌了多厚的硝”。显然，以上两种支护原理，能够解释在层状岩层起到支护作用的道理，而关于块状层岩的支护作用就无法解释了。挤压加固作用：锚杆将巷道围岩锚牢挤紧，起到对围岩的挤压加固作用。但这些作用原理，无法解释我国当时应用最广泛的钢丝绳砂浆锚喷的支护作用。由于这类锚杆无预应力，同样能够起到良好的支护作用。减小跨度的作用：巷道顶板打了锚杆，就相当于在该处打了点柱，因而相当于使巷道顶板岩石悬露的跨度缩小了。7 .锚喷材料的选择.几中常用锚杆锚杆种类很多，而且常用的有金属楔缝式锚杆、金属倒楔式锚杆、普通木锚杆、压缩木锚杆与钢丝绳砂浆锚杆等几种。通常应根据地层、围岩性质、层节理的发育情况与技术及
19、原材料的供应情况来选定使用锚杆支护的形式。金属楔缝式锚杆安设锚杆时，先把楔块夹在杆体上端的楔缝中，一同轻轻送入钻孔，然后再杆体下端加保护套或者拧上螺丝帽保护螺纹，在不断地锤击下，使楔快在尖劈作用下挤入楔缝，而使杆体上端张开并牢牢嵌紧孔底眼壁，最后，穿上托板，拧紧螺帽锚杆安装完毕。楔缝式锚杆的锚固力通常可达到810t.安装锚杆时，拧紧螺帽是保证安装质量的重要的措施。拧紧了螺帽，杆体就会给予围岩一个大小相等、方向相反的挤压力，即所谓“预应力”，以防围岩发生裂隙或者冒落。楔缝式锚杆结构简单，易于加工，在硬岩中锚固力也不小，但关于钻孔的深度要求严格；又须锤击安装，故其杆体直径要求较大，用钢材也较多，种
20、种锚杆不能回收、复作。在软岩中，由于锚固力不足，不宜使用这种锚杆。3.5.2.道床参数的选择道床参数的选择是指钢轨型号,轨枕规格与道咋高度三者的确定。下面可根据图表说明道床参数。常用道床参数表3-5巷道类型钢轨型号kgm1道床总高度hc道咋高度hb道咋面至枕轨面垂高a井底车场及要紧运输巷道3041022019022380220160采区运输巷道上，下山22380可不铺道祚，轨枕沿底板浮放，也可在浮放轨枕两侧充填掘进砰石15350运输巷，回风巷15250钢轨型号是以每米长度的重量来表示的。煤矿常用的型号是15,22,30与38kgm0钢轨型号是根据巷道类型，运输方式及设备，矿车容积与轨枕来选用。
21、巷道轨枕选择表3-10使用地点运输设备轨枕规格/kgm1斜井箕斗人车运送液压支架设备车30,381.Ot,1.5t22平碉大巷井巷车场8t及以上机车3t及以上矿车2.4Mta及以上矿井送液压支架设备车301.Ot,1.5t22采区巷道2.4Mta及以上矿井送液压支架设备车30,221.Ot,1.5t22,15对轨道敷设的要求是：钢轨的型号应与行驶车辆的类型相习惯，轨道敷设应平直，且具有一定的强度与弹性；在弯道处，轨道连接应光滑，接运输巷道内同一线路务必使用同一型号的钢轨；道岔的型号不得低于线路的钢轨型号；在倾角大于15。的巷道中，轨道的辅设应采取防滑措施。轨枕的类型与规格应与选用的钢轨型号相习
22、惯。矿井多使用钢筋混凝土轨枕或者木轨枕，个别地点也有用轨枕的。混凝土轨枕要紧用于井底车场，运输大巷，上（下）山与中巷；木轨枕要紧用于道岔等处，钢轨枕要紧用于固定道床。由于预应力钢筋混凝土轨枕具有较好的抗裂性与耐久性，构建刚度大，节约木料，造价低等优点，因此应大力推广使用。道咋道床有钢轨及连接件，轨枕，道咋等构成。道咋道床的优点是施工简单,容易更换，工程造价较低，有一定的弹性与良好的排水性，并有利于轨道调平。但在生产过程中，煤，岩粉洒落在道床上之后，使其弹性降低，排水受到阻碍，可能影响机车正常运行。只要加强维修，这种道床完全能够满足机车运行要求。道祚应选用坚硬与不易风化的碎石或者卵石，粒度以20
23、30MM为宜，并不得参有碎末等杂物，使其具有适当空隙度，以利排水与有良好的弹性。道祚的高度以应与选用的钢轨型号相习惯。在要紧运输巷道，其厚度不小于100nInb并至少不轨枕1223的高度埋入道祚内，二者关系如图3-8所示。道床宽度可按轨枕长队再加20OnInl考虑。相邻两轨枕中心线距通常为O.70.8m,在钢轨接头，道岔与弯道处应适当减小。道床参数见表3-5.为了减少保护工作量与提高列车运行速度，大型矿井，特别是使用底卸式矿车运输时，井底车场与要紧运输大巷应积极推广整体道床。固定道床通常是用混泥土整体浇注，将枕轨与道床固定在一起，这种道床具有维修工程量小，运营费用低，车辆运行平稳，运输速度高，
24、服务年限长等优点。因此，这种道床要紧用于大型矿井的斜井井筒，井底车场与个别运输大巷的轨道铺设中。但这种道床初期投资高，施工复杂，道床的弹性也较差。无轨运输巷道底板的岩石强度要求f40否则需铺混泥土，其强度等级不低于C2O.3.5.3.巷道设计掘进断面巷道的净尺寸加上支护与床参数后，道便可获得巷道的设计掘进尺寸，继而求算出巷道的设计掘进断面积。半圆拱巷道设计掘进断面积：Sl=Bl(O.39Bl+h3)(3-7)圆形拱巷道设计掘进断面积：Sl=O.24B2+1.27BT+1.57BT2+Blh3(3一8)梯形拱巷道设计掘进断面积：Sl=(B3+B4)Hl/2(3-9).巷道设计掘进断面尺寸加上同意
25、的掘进超挖误差值&(75mm),即可求算出巷道计算掘进断面尺寸。因此在计算布置锚杆的巷道周长，喷射混泥土周长与粉刷面积周长时，就应用比原设计净宽大2&的计算净宽作为计算的基础，以便保证巷道施工时材料应有的消耗量。则斜井巷道掘进断面尺寸为：由表3-7的公式得巷道设计掘进宽度Bl=B+2T=2290+200=249Omln巷道计算掘进宽度B2=Bl+2=2490+150=264Omm巷道设计掘进高度Al=H+hb+T=3065mm巷道计算掘进高度H2=Hl+S=3065+75=3140mm巷道设计掘进断面面积Sl=BKO.39Bl+h3)=2490(0.392490+1820)=6949839mm
26、2=6.95m2巷道计算掘进断面面积：S2=B2(0.39B2+h3)=2640(0.39X2640+1820)=7522944mm2=7.52m23. 6.巷道管线布置巷道内排水沟外尚有管线需要布置，为了保证安全与便于检修，布置要点如下：一侧棚腿上部，管线则布置在另一侧棚腿下部，管径细的在上，粗的在下，与道渣面保持15Omm距离，且任何一根管子与运行车辆的距离都不应小于20OnUn拱形巷道内，管道通常布置在人行道一侧，管子最下部距道渣面或者水沟盖板不小于180Onlnb电力电缆布置在另一侧，距底板不小于100Omnb与运行车辆的间距不小于250毫米，并力求布置在运行车辆高度之上。电话与信号电
27、缆应布置在电力电缆的另一侧。若条件所限制不能满足时，应布置在电缆之上300毫米以外。另外，电缆若与管道同侧布置时，应在管道之上不小于300毫米的地方。4. 7.计算巷道掘进工程量及材料消耗量由3-7计算公式得：每米巷道拱与墙计算掘进体积V1=S2X1=7.52m3每米巷道墙脚计算掘进体积V3=0.2(T)l=0.2(0.1+0.75)l=0.04m3每米巷道拱与墙喷射材料消耗V2=【1.57X(3.95-0.10)0.10+2X1.82X0.10X1=0.968m3每米巷道墙脚喷射材料消耗：V4=0.2T1=0.20.IOX1=0.02m3每米巷道喷射材料消耗(不包含缺失)：V=V2+V4=0
28、.968+0.02=0.988m3每米巷道锚杆消耗N=Pl-O.5aa-aP计算锚杆消耗周长PI=L57B2+2h3=l.57X2640+2X1280=6.78maa锚杆间距：a=a=0.8mN=6.3/0.64=9.84根折合量为:9.8417L(dJE)2p=9.84X2.OOX3.14X(0.018/2)2X7850=39.29kg.1锚杆长度，1=2.OOmd锚杆直径，d=18un,P-锚杆材料密度，P=7850kgm3由于每根锚杆安装两个树脂药卷,则每米巷道树脂药卷消耗:M=2XN=19.68支。每排锚杆数为N0,8=9.840,8=7,878根每排树脂药卷MXO.8=19.68X0
29、.8=15.7416之支每米巷道粉刷面积Sn=I.57B3+2h2B3计算净宽，B3=B2-2T=2.64-20.010=2.44mSn=I.57B3+2X1.6=7.03m2四.巷道断面施工在进行凿岩爆破施工前，首先要确定凿岩爆破参数，其涉及的因素很多，大的方面有设备类型与状态、岩石与岩体条件、施工方案与方法、施工队伍与施工技术及使用的材料等。通常先根据经验公式或者定额计算基本参数取值范围，然后按计算值进进行炮孔布置设计，根据炮孔布置的结果与预先确定的施工方案修正并重新确定凿岩爆破基本参数。目前，岩巷掘进扔要紧使用钻眼爆破方法破岩,而且在今后相当长的时期内任然是煤矿岩巷要紧的掘进方法。岩巷或
30、者半煤岩巷的部分断面掘进机开始在我国煤矿中使用，全断面掘进机（TBM）也已在个别矿区开始使用。但是，这两类掘进机在我国煤矿岩巷中的推广应用还需要很长的过程。我国煤矿岩巷的钻眼爆破，从手工凿岩.硝核炸药.普通雷管.浅眼爆破起步，到手持式凿岩机.液压凿岩台车.高威力水胶炸药.乳化炸药.高精度毫秒电雷管.非电起爆器材与各类起爆器.中深孔光面爆破，使我国的凿岩爆破技术得到了长足的进展。与此同时，凿岩机理.破岩机理.爆破技术与施工设备的可靠性.自动化程度也有了较大的进展。5. 目前，钻眼爆破的进展趋势是中深孔.光面爆破与断裂成型（刻槽）爆破技术。6. 1.爆破参数的确定爆破参数要紧包含炮眼直径.炮眼深度
31、.炮眼数目.单位炸药消耗量等。1 .炮眼直径炮眼直径对钻眼效率.全断面炮眼数目，炸药消耗量与爆破岩石块度等与岩壁平整度均有影响。因此，应根据巷道断面的大小.块度要求.炸药性能与凿岩机性能综合考虑，进行选择。炮眼直径大，能够减少炮眼数目，炸药能量相对集中，可提高爆破效率，但钻速下降，影响爆破质量与降低围岩稳固稳固性。在使用气腿式凿岩机的情况下，现场多根据药卷直径确定炮眼直径。目前国内岩巷掘进均使用直径27mm.32mm与35mm三种药卷，炮眼直径需比药卷直径大68三左右，因此目前沿岩巷掘进的炮眼直径多使用3542mm2 .炮眼深度炮眼直径决定了每一掘进循环钻眼与装岩的工作量、循环进尺与每班的循环
32、伺候、次数。炮眼深度要紧根据岩石性质、巷道断面大小、循环作业方式、凿岩机类型、炸药威力、工人技术水平等因素来确定。从今年进展趋势来看，炮眼平均深度逐步由浅孔向中深孔（2.02.5m）进展，一些使用凿岩台车凿眼的掘进队正在向较深孔进展。合理的炮眼深度应以高速、高效、低成本、便于组织正规循环作业为原则。使用气腿式凿岩机时，炮眼深度以L825m为宜，眼深超过2.5m后，钻眼速度明显降低。使用配有高效凿岩机的凿岩台车时，应向深眼进展，通常眼深可达3.Om以上。我国煤矿巷道掘进中，通常是以月进尺任务与凿岩、装岩设备的能力来12L(Nk)式中1炮眼深度，m；1.计划月进度，m;N每月实际用于掘进的天数，3
33、0天；K正规循环率，即每月实际用于掘进工作的天数与30天之比，通常取k=0.80.9;n每日完成掘进循环数，次；炮眼利用系数，通常要求20.8。炮眼深度的取值也可参见下表。掘进段面面积m2岩石牢固系数f245，810461.82.11.61.91.4166.82.2.31.92.01.61.88102.32.42.02.2L81.910.122.42.52.2、2.31.92.012.142.42.52.22.32.02.114.162.52.62.32.42.02.116.182.52.62.32.42.广2.23.炮眼数目炮眼数目直接影响着钻眼工作质量、爆破岩石的块度、巷道形状等。炮眼数目
34、取决于岩石性质、巷道断面形状与尺寸、炮眼直径与炸药性能等因素。合理的炮眼数目应以保证爆破效果的实现为原则。通常是先以岩层性质与断面大小进行初步估算，然后在设计断面图上作炮眼布置图，得出炮眼总数，并通过实践调整修正。炮眼数目的取值可参照下表：掘进断面面积岩石牢固系数f24578104飞811121616206.81216172122681017212227273210.1222272833333712.1428333438384214.1634383942434616.18394243464750炮眼数目也能够根据单位炸药消耗量，按上述经验方法确定炮眼数目ON=qSm/ap式中N炮眼数目；q单位
35、炸药消耗量，kgm3;S巷道掘进断面积，Hl2;m每个药卷长度，m；a装药系数，即装药长度与炮眼长度之比，通常取0.5左右；P每个药卷的重量，kgo4 .单位炸药消耗量q单位炸药消耗量是指爆破1.0m3实体岩石所需要的炸药量，也就是工作面一次爆破所需的总炸药量Q与工作面一次爆下的实体岩石总体积V之比，即q=QV,kgm3单位炸药消耗量是一个很重要的参数一个很重要的参数，它将直接影响到岩石块度、钻眼与装岩的工作量、炮眼利用率、巷道轮廓的整齐度、围岩稳固性与爆破成本等。影响单位炸药量消耗的要紧因素有炸药性能、岩石的物理力学性质与自由面的大小与数目与炮眼直径与炮眼深度等。到目前为止，还没精确计算单位
36、炸药消耗量的方法，计算数据通常只作参考，因此多按定额选用。5 .装药结构与起爆按光面爆破的要求，装药延炮孔应纵向均匀分布，并有合理的不偶合系数。当炮孔较浅时（V2m）,可使用连续装药，这样才能保证钻凿的岩体全部爆落。光面爆破使用现场制作的细药卷，也可直接从厂家购买光爆炸药，炸药卷直径按照不耦合系数确定。光面爆破应使用毫秒微差雷管，且周边孔通常应通段起爆才能保证光面爆破效果。炮孔的爆破顺序及分段段数应根据地下工程断面大小确定。通常掏槽孔按设计分厂3段起爆。辅助孔按圈数自内向外选择起爆段数。辅助孔起爆后，再起爆底（板）孔。周边孔最后起爆（预裂爆破的周边孔要1段起爆）。周边炮孔的底脚应装一个粗药卷，
37、以克服岩体的挟制作用。4.2.选择钻眼爆破器材1 .爆破器材的选择我国目前使用的，矿用炸药有硝铉类炸药与水炸药（乳化、浆化、水胶炸药），当穿过有瓦斯地段时，应使用煤矿硝钱炸药与煤矿含水炸药。关于坚硬石可考虑使用粉状搞威力炸药。硝钱类炸药价格较低廉，为煤矿普通使用，通常装成直径32mm、35mm、38mm,重量100g、150g、20Og的药卷，有效使用期为6个月。起爆器材通常使用8号雷管，延秒、半秒、毫秒等都能满足使用，但是在穿过有瓦斯的底层时，不能选用有瓦斯的雷管，毫秒延期雷管时间也不能大于135mso本次施工选用2号硝钱岩石炸药，8号雷管要卷直径选35mm,质量为150g。4.3. 炮眼布
38、置除合理选择掏槽方式与爆破参数外，还需要合理布置炮眼，以取得理想的爆破效果。炮眼布置方法与原则如下：工作面上各类炮眼布置是“抓两头，带中间”。即首先选择掏槽方式与掏槽眼位置，其次是布置好周边眼，最后根据断面大小布置崩落眼。掏槽眼通常布置在断面的中央偏下，并考虑崩落眼的布置较为均匀与减少崩坏支护及其他设备的可能。周边眼通常布置在巷道断面轮廓线上，顶眼与帮眼按光面爆破要求，各炮眼相互平行，眼底落在同一平面上。崩落眼均匀地布置在掏槽眼与周边眼之间，以掏槽眼形成的槽腔为自由面层层布置。为了获得良好的爆破效果，务必正确地布置工作面炮眼，合理确定爆破参数，选用适宜的炸药与改善爆破技术。掘进工作面的炮眼，按
39、其用途与位置可分为掏槽眼、辅助眼与周边眼三类。其起爆顺序是延期起爆，即先掏槽眼，其次辅助眼，最后周边眼，以保证爆破效果。(1) .掏槽眼掏槽眼的作用是首先在工作面上将某一部分岩石破碎并抛出，在一个自由面的基础上崩出第二个自由面来，为其他炮眼的爆破制造有利条件。掏槽效果的好坏对循环掘进起着决定性作用。掏眼槽通常布置在巷道断面中央靠近底板处，这样便于打眼时掌握方向，并有利于其他多数炮眼的岩石能借助于自重崩落，两眼底距离为200mm左右，眼深比通常炮眼深200mm。每眼装药长度系数为0.40.6.适用于各类岩层。可充分利用自有面，逐步扩大爆破范围；掏眼槽面积较大，适用于较大面积巷道，但因炮眼倾斜，掏
40、槽眼深度受到巷道宽度的限制；碎石抛掷距离较大，易损伤设备与支护，当掏槽眼角度不对称时特别如此。1 .辅助眼辅助眼又称崩落眼，是大量崩落岩石与继续扩大掏槽的炮眼。辅助眼要均匀布置在掏槽眼与周边眼之间，其间距通常为500-700mm,炮眼方向通常垂直于工作而，装药系数通常为0.450.60.如使用光面爆破，则紧邻周边眼的辅助眼要为周边眼制造一个理想的光面层，即光面厚度比较均匀，且多与周边眼的最小抵抗线。2 .辅助眼周边眼是爆落巷道周边岩石，最后形成巷道断面设计轮廓的炮眼。周边眼布置合理与否。直接影响巷道成型是否规整。现在光面爆破已经较为成熟，通常应按光爆要求进行周边眼布置。光面周边眼的间距与其最小
41、抵抗线存在着一定的比列关系你，即K=EW式中，K为炮眼密集系数，通常为0.8-L0,岩石坚硬时取最大值，较小时取最小值；E为周边眼距，通常取40060OmnbW为最小抵抗线。按照光面爆破要求，周边眼的中心都应布置在巷道设计掘进断面的轮廓上，而眼底应稍向轮廓线外偏斜，通常不超过100150mm,这样但是下一循环打眼的凿岩机有足够的工作空间，同时还要尽量减少超挖量。光爆周边眼的装岩量务必严格操纵。4.4. 选择装药结构与起爆方法根据起爆药包所在位置不一致，有正向装药与反向装药两种方式。正向装药如图4-8(a)所示，先将被动药包依次装入眼内，然后装入起爆药包。所有药包与雷管的聚能穴一致朝向眼底，最后
42、用炮泥填满炮孔。反向装药如图4-8(b)所示，先将起爆药包装入眼底，然后再装被动药包，最后装满炮泥，同时雷管与药包的聚能穴一致朝向眼口。这样炮轰波由里向外传播，与岩石朝向自由面的方向一致，有利于反射拉伸波破碎岩石，同时起爆药距自由面较远，爆炸气体不可能立即从眼口冲出，爆炸能量能得到充分利用，因此能取得较好的爆破效果。2周边眼的装药在光面爆破中，周边眼的装药结构，在目前普片使用3235mm粉状硝铉类炸药卷的情况下，可使用单段空气柱式装药结构，见图4-9(a)o眼口炮泥务必堵塞好，以使炸药爆炸后空气柱能起到缓冲作用，延长眼内爆生气体做功时间，将岩口部分岩石爆落下来，避免眼口出现“鼓包”现象。这装药
43、结构简单易行，使用于1.52.Om深的炮眼，眼深超过2.Om后效果不好。为了克服以上不足之处，可使用小直径药卷空气间隔分节装药结构，如图4-9(b)所示。两药包的间隔距离，通常不能大于该种炸药在炮眼内的殉爆距离。为了操纵间隔距离，防止药包串动，药包之间还要有间隔物。3 .炮眼的填塞为了保质保量地做好装药工作，装药之前务必吹洗炮可塑性，又有较大的摩擦系数。眼，将眼中的岩粉与水吹洗干净。起爆药包务必按照规定的要求制作。炮眼的填塞质量对提高爆破效率与减少爆破有害气体也有很大作用，因此，装岩完毕务必充填以符合安全要求与炮泥并搞实。这种炮泥既有良好的。4 .5.定向与钻眼工作先进测量仪器与工具的推广应用
44、，促进了测量工作的现代化方向的进展。现代化的测量仪器，在矿井建设时期，特别在巷道长距离贯穿工程快速施工中，发挥了重大作用。(D测量定眼位工作钻眼工作务必严格按照爆破图表所要求的眼位、发现、深度与角度进行，并组织好凿岩机的分区、分工作面，一保证钻眼质量与提高钻眼速度。掘进巷道时，为了在工作面上正确布置炮眼位置与掌握巷道掘进的方向与坡度，常使用中线指示巷道的掘进方向，用腰线操纵巷道的坡度。工作面上的炮眼巷道中线为基准，准确的定出周边眼、辅助眼与掏槽眼的位置，并做好标志。腰线通常布设在巷道无水沟侧的墙上，距轨面标高为1米。腰线可用坡度规挂在腰线上来延长。中线的测量多使用激光指向仪。激光指向仪操作简单
45、，定向准确，节约时间，。激光指向仪的氨敏激光管光束发射角小，经望眼镜调光后，其光束在30Om远处，不超过20m11b其输入电源的电压127V,为矿用安全电压。目前激光指向仪距工作面的最大距离为500m。在巷道掘进中，激光指向仪牢固地固定在距工作面100m以外巷道顶板的中心线位置上。（2） .风压供应与供水压风供应空气压缩机也称压风机，是矿山四大固定设备之一。通过空气压缩机，可将自由空气压缩到所需要的压力而成为压缩空气，用以驱动风动机具，如风动凿岩机、风镐、抓眼机、风水泵等，在矿山岩巷开拓中广泛应用的喷混凝土技术，也用压缩空气作喷射动力。此外，矿山还经常用压缩空气进行清理水仓，驱动副井上下口的风
46、动设备与主井上下口的风动设备。空气压缩机站要设在用风负荷中心，特别要靠近要紧用风地点，通常布置在井口不超过50m处，以缩短供风路线与减少压力缺失；站址应设在空气洁净、通风良好的地方，与易长生尘埃与废气的地方不小于50m,并位于全年住封口处，此外还有注意噪音问题空气压缩站应远离办公区，生活区。工作面风压管、供水管布置掘井巷道务必使用湿式钻眼，爆破喷雾、装岩洒水更综合防尘措施。因此，掘井工作面处风压供应外，还务必有供水系统。矿井的供水系统是由地面与井下的管网系统构成。掘井工作面同时使用风水的较多，同时装卸、移动频繁。为了提高钻眼工作的效率与各类工序互不影响，务必配舍专用的通风、供水系统，同时予以恰当的布置。（3） .建立工作面钻眼岗位责任制，合理分区进行作业应使用定人、定凿岩机、定位、定眼数、定时间的岗位责任制。通常将工作面以中心线为基准，分为左右两部与中心区，简化每区内的炮眼由上到下划分成若干组，并尽量使各组的炮眼数目相等。再将同时工作的凿岩机编号兵使在各自的固定区域里钻眼。4.6.钻眼爆破安全及注意事项（1） .钻眼爆破安全技术钻眼爆破安全技术务必
