h第二章 钻眼爆破 (2)

井巷工程安全工程学院石建军Phone:010-61590325-2,13931641705office:安科楼323第二章钻眼爆破第二章钻眼爆破23:17一、风动凿岩机二、液压凿岩机三、电钻四、钻眼工具五、钻眼工作§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:17一、风动凿岩机（冲击式凿岩机）按支架形式：手持式、气腿式、向上式、导轨式。按冲击频率：低频、2000次/min以下，中频2000～2500次/min，高频超过2500次/min。§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:17§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:17YT23（7655）型气腿凿岩机的工作系统㈠冲击机构：(冲击作用原理)。㈡转钎机构:（见转钎机构及炮眼形成过程）。㈢排粉机构:见排粉系统。㈣润滑系统: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。§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:17§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:17转钎机构及冲击式凿岩炮孔形成过程§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:17§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:17压气与油雾第二章钻眼爆破23:17YMYT-115Q型液压锚杆钻机（全方位）§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:17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㈡转钎机构㈢排粉机构凿岩台车：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。§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:17凿岩台车按其使用场所和用途的不同，分为掘进台车、采矿台车和锚杆台车。凿岩台车的行走部分有轨轮式、履带式两种。重量大，为中、大型凿岩机。适用于钻凿水平和缓倾向上、向下的炮孔，最大孔深可达30m。台车上还配备有电气系统、液压系统、供水系统、供风系统和操纵台。具有人工效率高，机械化程度高，便于采用中深孔或深孔爆破，钻眼质量高等优点。§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:17TROCK712.TROCK812系列全液压钻车液压钻车液压钻车§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:17凿岩台车第二章钻眼爆破23:17三、电钻在旋转式钻眼法破岩中，切割型钻头在轴压力P和回转力Pc的作用下，克服岩石的抗切削强度，将岩石一层层的切割下来，钻头运行轨迹是沿螺旋线前进。§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:171.煤电钻：电动机、减速器、散热风扇、开关、手柄、钻杆。2.岩石电钻：适用在中等硬度（σc=40～80MPa）岩石上钻眼、扭矩功率大于煤电钻。§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:17§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:171．煤电钻的维护和保养：(1)电钻在井下必须要放在干燥、安全、通风良好的地方。(2)电钻必须精心使用．轻拿轻放，不得任意摔扔。搬移时要提电钻手把，不许拉着电缆移动电站，防止电钻在地上拖来拖去。(3)电钻操作中要随时用手摸电钻的壳体，如果发热到烫手的程度(这时的温度已有50℃)，必须停止工作，自然冷却。使用完毕应立即将电源开关拉开，不应带电存放。(4)建立电钻维修责任制，定期检修，每隔10d修一次。(5)减速器每周清洗一次，并加油，保持润滑良好。§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:172．岩石电钻：效率高，钻速快，噪音小，岩粉颗粒大，卫生条件好；使用电能不需转换，费用低。必须做到三点：1）装设推进机械，以便对钻头施加较大轴推力。2）增大电动机功率或降低心轴转数，提供较大钮矩。3）钎杆必须能承受较大钮矩。§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:17四、钻眼工具三钻眼安全注意事项一凿岩机钎子二电钻钻具§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:17两种：组合钎子和整体钎子(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-钎尾一凿岩机钎子§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:171.钎头按钎头与钎杆连接形式分活动钎头自刃钎头按钎头形状分一字形二字形十字形塔形球齿形§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:17硬质合金风钻钻头第二章钻眼爆破23:17二齿锚杆钻头§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:17§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:17人造金刚石复合片、聚晶混合钻头§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:17§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:17★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18mm的弧型，球齿钎头周边齿向外倾斜30°～35°；钎头直径：38～43mm，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。§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:17§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:17§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:172.钎杆：承受活塞冲击力和回转力矩，传递到钎头上去的细长杆体。两种：中空六角形和中空圆形。材料：钎钢。中空8铬、中空55硅锰钢、中空40硅钼钒。3.钎尾：承受和传递能量的部位，钎尾规格和淬火硬度对凿岩速度有很大的影响。4.钎肩：六角形钎杆用环行钎肩，圆形钎杆用耳形钎肩。§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:17二电钻钻具1.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。2.岩石电钻：钻杆由六角中空钢制成。轴压和钮矩大。§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:17几个参数：刃角α：煤钻可取60°普遍，硬煤或岩可大至90°。后角γ：减少摩擦。一般5－20°。β为负时，可增至30°。前角β：α＋γ90°,β为正；α＋γ90°,β为负，煤电钻约为15°，钻岩石为0°或负值。隙角δ：减少钻头侧面与炮眼壁的摩擦。§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:17三钻眼安全注意事项(1)在工作面移动电钻时，要一手提电钻手把，一手提电缆。不准用电缆拖电钻，也不准将钻杆插在电钻上移动。(2)严禁戴手套钻眼。(3)开眼或钻眼过程中，不准用手直接扶、托钻杆或用手掏眼口的煤岩粉。(4)电钻转动后要注意钻杆的进度，每钻进一段距离要来回抽动几次钻杆，排除煤粉，以防卡住钻杆和减少阻力。(5)当电钻发生转动困难或发出不正常的声响，或电钻电缆漏电，电钻外壳温升超过规定等故障时，必须停止钻进，查出原因，及时处理。§1钻眼机具第二章钻眼爆破23:17一、炸药爆炸基本特征爆炸：物质发生快速的物理或化学变化，瞬间放出大量能量，借助于系统原有气体或生成的气体的膨胀，对周围介质做功，使之发生巨大的破坏效应，同时可能伴随有声光热效应。爆炸现象可分为三类：物理爆炸：化学爆炸：炸药爆炸的基本特征1．放出大量热2．生成大量气体3．反应过程必须高速进行核爆炸：§2炸药和爆炸概论第二章钻眼爆破23:17§2炸药和爆炸概论第二章钻眼爆破23:17二、炸药及分类炸药：在一定条件，能够发生快速的化学反应，放出能量，生成气体产物，显示爆炸效应的化合物或混合物。C、H、O、C四大元素组成，爆炸是C、H氧化过程。2C＋O2=2CO＋Q＝113.8KJ/molC＋O2=CO2↑＋Q＝395KJ/mol2H2＋O2=2HO2＋Q＝240.7KJ/mol§2炸药和爆炸概论第二章钻眼爆破23:171．使用条件分类（1）露天炸药（2）岩石炸药（3）煤矿许用炸药§2炸药和爆炸概论第二章钻眼爆破23:172．按炸药特性用途分（1）起爆药（2）猛炸药：黑索金梯恩梯。（3）发射药(火药)：如黑火药（4）膨胀型静态爆破器成分：CaO＋水泥＋添加剂感度高，易爆炸代号二硝基重氮酚氮化铅雷汞,)ON)(NOHC()b(N3)()g(CNO)(2222622DDNPPH§2炸药和爆炸概论第二章钻眼爆破23:173．按组分油类硝酸氨类炸药和硝化甘组成混合物：两种以上分子分子中单质：组成元素在一个PETNRDXTNTNG泰安黑索金梯恩梯硝化甘油§2炸药和爆炸概论第二章钻眼爆破23:174．按主要化学成分（1）硝铵类①铵梯炸药(硝铵炸药)：NH4NO3＋TNT＋木粉。②铵油炸药：主要由硝酸铵和柴油的混合物，木粉、松香、表面活性剂等。③高威力硝铵炸药通过增大密度；加入铝粉；加入猛炸药可提高威力在深孔爆破、大断面巷道、坚硬岩石中使用。炸危险的岩石爆破作业岩石：无沼气、煤尘爆含量低酸铵、木粉含量高，露天：以廉价为主，硝危险煤矿：沼气、煤尘爆炸TNT§2炸药和爆炸概论第二章钻眼爆破23:17（2）硝甘类结状态会炸敏感性很强，尤其半冻抗水性爆炸力强出现汗渍失效冻结§2炸药和爆炸概论第二章钻眼爆破23:175．按物理状态分粉、粒、浆、液体、乳化、水胶状等§2炸药和爆炸概论第二章钻眼爆破23:17三、炸药的氧平衡C+O2→CO2+395KJ/mol；2H2+O2→2H2O+240.7KJ/mol；N→N2由于O的量不足或有剩余，会生成CO、H2、C、NO、NO2等。氧平衡：就是用来表示炸药内含氧量与充分氧化可燃元素所需氧量之间的比例关系。用每克炸药不足或多余氧的克数来表示。（一）炸药的氧平衡§2炸药和爆炸概论第二章钻眼爆破23:17氧平衡计算公式：16)22(MbadKb%10016)22(MbadKb适用混合炸药⑴Kb0时正氧平衡，剩余的氧和N反应生成NO和N2O5，等有害物质，吸热反应，氮氧化物还对瓦斯爆炸起催化作用。⑵Kb0时负氧平衡，生成CO、C、H2、CO有毒气体。⑶Kb=0时，零氧平衡，充分氧化，生成大量热。g/g适用单质炸药CaHbNcOd§2炸药和爆炸概论第二章钻眼爆破23:17例题：①计算硝酸铵NH4NO3，的氧平衡值②在铵油炸药中，（硝酸铵和柴油混合物）加入4%的木粉做松散剂，按氧平衡配方。解：查表3.1NH4NO3+0.2g/g，柴油-3.42g/g，木粉-1.37g/g。)/(2.01680)2402(3ggKbX=92.21克，Y=3.79克，NH4NO3=92.2%，柴油=3.8%，木粉=4%。960437.142.32.0yxyx设100g中，NH4NO3X克，柴油y克§2炸药和爆炸概论第二章钻眼爆破23:17（二）爆热爆热：单体质量炸药在定容条件下爆炸时放出的热量，KJ/mol，KJ/kg，是评价炸药威力的直接标志。爆热的计算理论：盖斯定律：化学反应的热效应与反应进行的路径无关，而只取决于反应的初态和终态。盖斯三角形Q1=Q+Q2爆热Q=Q1-Q2Q1Q2Q§2炸药和爆炸概论第二章钻眼爆破23:17§2炸药和爆炸概论第二章钻眼爆破23:17例题：计算太恩C(CH2ONO2)4的爆热。C（CH2ONO2）4→3CO2+2CO+4H2O+2N2查表得各物质生成热：CO2→395KJ/mol；CO→113.8KJ/mol；H2O→240.7KJ/mol；太恩→512.5KJ/molQ1=395×3+113.8×2+240.7×4=2375.4KJ/molQ2=512.5KJ/molQ=Q1-Q2=2375.4-512.5=1862.9KJ/mol，或Q=1862.9×1000/316=5895.3KJ/Kg§2炸药和爆炸概论第二章钻眼爆破23:17四、炸药的爆轰㈠炸药的燃烧和爆轰㈡爆轰波㈢爆速及其影响因素㈣炸药传播的间隙效应§2炸药和爆炸概论第二章钻眼爆破23:17㈠炸药的燃烧和爆轰炸药有三种化学反应形式：⑴缓慢分解（热分解）：缓慢进行的化学变化过程，环境温度升高，热分解速度加快，有可能发生爆炸。⑵燃烧：在热源火焰作用下，引起温度、压力升高，极限情况可能发生爆炸。⑶爆轰：炸药瞬间反应的一种形式，是爆轰波的传播形式。§2炸药和爆炸概论第二章钻眼爆破23:17燃烧和爆轰的区别：传递方式：燃烧：通过热传导传递能量，激起化学反应；爆轰：通过压缩冲击波的作用传递能量和激起化学反应；受环境影响不同：燃烧：受环境影响大；爆轰：不受环境影响；反应状态不同：燃烧：反应速度慢，几十