隧道钻爆法施工作业
钻爆作业过程简述? 挖作业基本要求:
1.按设计要求开挖出断面(包括形状、尺寸、表面平整、超欠挖等要求); 2.石碴块度适中,便于装碴运输; 3.钻眼工作量少,少占作业循环时间; 4.尽量减小对围岩的震动破坏。 一、爆破破岩作用机理及有关概念
(一)无限介质中的爆破作用(图7—1) 1.压缩粉碎区~半径为的区域。
2.抛掷区~与之间的范围。 3.松动区~与之间的区域。 4.震动区~与
之间的范围。
(二)爆破基本概念
1.临空面:指暴露在大气中的开挖面。 在爆破中的作用:临空面越多,爆破威力越大。 2.爆破漏斗(图7—2)
爆破漏斗:在只有一个临空面的情况下,爆破形成圆锥形的爆破凹坑。 爆破漏斗由以下几何要素组成: ①最小抵抗线
:药包中心到临空面的最短距离
开
②爆破漏斗半径 ③破裂半径④漏斗深度⑤压缩圈半径
:药包中心到爆破漏斗边沿的距离
其中,最关键的是
。
3.爆破作用指数 爆破作用指数漏斗半径与最小抵抗线
:爆破的比值。
对于爆破效果有重要影响,注意到取决于是关键因素。
(三)柱状药包爆破特点
适用于隧道爆破的是柱状药包。
特点:柱状药包爆炸应力波的传播方向,是以药包轴线为轴线,沿着垂直于药包表面的方向往四周传播。
所以,这对于仅在孔口有一个临空面的爆破,是十分不利的。 动脑筋,多设置临空面? 二、钻孔机具 (一)凿岩机(钻机)
按使用动力可分为风动凿岩机、内燃凿岩机、电动凿岩机和液压凿岩机四种。 目前在隧道开挖中,广泛使用的是风动凿岩机和液压凿岩机。 1.风动凿岩机(见图7—3)
,可见最小抵抗线
俗称风钻。
以压缩空气为动力。既可单人操纵,也可装在台车上使用,但以前者为主。 优点:
①结构简单,操作方便;
②不怕超负荷和反复起动,在多水、多尘等不良环境中仍能正常工作。 缺点:
①压缩空气供应设备复杂; ②能量利用率低; ③噪音大。 2.液压凿岩机
由液压马达提供动力。只能用于台车。 优点:
①动力消耗少,能量利用率高,其动力消耗仅为风动凿岩机的1/3~1/2;
②凿岩速度高。液压凿岩机凿岩速度比风动凿岩机高50%~150%。
③能针对不同硬度岩石,自动调节在高频低能或低频高能状态下工作,以提高凿岩功效。 ④润滑条件好,使用寿命长;
⑤噪音小,液压钻的噪音比风钻降低10~15dB。 缺点:
①重量大,附属装置多,仅能在台车上使用; ②造价高。 (二)凿岩台车
凿岩台车:将多台凿岩机安装在一个专门的移动设备上,实现多机同时作业。图7—4所示。
适宜于:大断面全断面隧道。
有风动、液压,主要是后者,1~4臂。 三、爆破材料
爆破材料:炸药、起爆、传爆材料。 (一)炸药 1.炸药的性能 主要性能:
(1)敏感度:简称感度,是指炸药在外界起爆能作用下发生爆炸反应的难易程度。 因此要根据炸药的感度:Ⅰ、选择合理的引爆能; Ⅱ、安全使用(运输、保管等) 根据对起爆能的反应程度,有:
a.热敏感度。也称爆发点,即使炸药爆炸的最低温度。见表7-1。
表7-1 几种炸药的爆发点
EL 2梯2黑号岩石 黑硝特系列 号煤矿 炸药名称 乳化炸硝铵炸药 爆发330 药 180恩梯 索金 硝铵炸药 290230 186火药 化甘油 屈儿 290200 195点(℃) ~188 ~295 ~230 ~310 ~200 b.火焰感度:炸药对火焰的敏感度。
c.机械感度:炸药对机械能(撞击、摩擦)作用的敏感程度。 d.爆轰感度:炸药对爆轰波的敏感程度。
(2)爆速:爆轰波在炸药内部的传播速度。见表7-2。
表7-2 几种炸药的爆速
炸药名称 密度(g/cm3) 爆速(m/s) 铵梯炸药 1.40 硝化甘油 1.60 梯恩梯 1.60 黑索金 1.76 特屈儿 1.59 太安 1.72 5200 7450 6850 8660 7334 8083 (3)爆力:爆炸时对周围介质做功的能力称为爆力。
(4)猛度:炸药爆炸后对与之接触的固体介质的局部破坏能力称为猛度。 (5)殉爆距离:一个药包爆炸后,能引起与它不相接触的邻近药包爆炸,该邻近药包即为“殉爆”。二者之间的距离称为“殉爆距离”。 (6)其它性能(略) 2.隧道工程中常用的炸药
隧道爆破中使用的炸药,应该是爆炸威力大、使用安全、产生有毒气体少的炸药。隧道中常使用的是2#岩石硝铵炸药。在有瓦斯的隧道中则使用煤矿硝铵炸药。它们属于铵梯炸药。
优点:化学安定性好,有毒气体少,机械感度低,制造简单,价格便宜,使用安全。 缺点:抗水性能差,容易吸潮结块而影响爆炸性能。
它是在2#岩石硝铵炸药的基础上外加一定比例的食盐作为消焰剂制成的。铵梯炸药的缺点是
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