【正文】 達(dá)點(diǎn)時(shí)，抵抗方向上，完成巖石破碎 。根據(jù)圖 333，爆生氣體中稀疏波傳播的距離可以用式(331)表示： （331） 式中，為非裝藥段炮孔長度；為介質(zhì)中應(yīng)力波波速；為爆生氣體的瞬時(shí)壓力；為爆生氣體的 瞬時(shí)密度。 圖333 端部爆破作用分析 爆生氣體的狀態(tài)方程為 （332）式中，為常數(shù)；為爆生氣體的多方指數(shù)。 （333） （334） 式中，為爆生氣體作用于孔壁的壓力，；為裝藥密度；為炸藥爆轟速度；分別為裝藥直徑和炮孔直徑，；為多方指數(shù)，一般。將式（331）、式（333）和式（334）耦合得： （335）拋擲爆破漏斗深度為： （336） 在炸藥能量足夠形成爆破漏斗的情況下，式（336）反映了漏斗深度與炸藥的爆炸速度、介質(zhì)中的力波速度及非裝藥段長度的關(guān)系。 爆破漏斗頂部的半徑可以近似為（337）： （337）式中，為掏槽眼到中心空孔的距離； 為空孔半徑。 內(nèi)側(cè)槽腔直徑的確定 掏槽眼爆破的裝藥長度大于藥卷直徑的 6 倍，柱狀裝藥。柱狀裝藥的裂隙圈半徑可用式（338）算： （338）式中，均為與巖石性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)；為孔壁上巖石的初始速度；計(jì)算方法在文獻(xiàn)[10]中給出；為巖石抗壓強(qiáng)度動(dòng)載提高系數(shù)，；為巖石的單軸靜態(tài)抗壓強(qiáng)度；為巖石的初始密度；為掏槽炮孔半徑；為與巖石性質(zhì)有關(guān)的衰減系數(shù)；=1～2；為巖石抗拉強(qiáng)度動(dòng)載提高系數(shù)， 2；為巖石的抗拉強(qiáng)度。 根據(jù)圖 332 槽腔直徑可以表示為 （339） 式（339）表明槽腔內(nèi)直徑與巖石的性質(zhì)，抗壓、抗拉強(qiáng)度，巖石初始密度和炸藥的性質(zhì)有關(guān)（與炸藥性質(zhì)有關(guān)）。 高壓氣體對(duì)碎塊的拋擲作用 槽腔內(nèi)碎塊運(yùn)動(dòng)的物理模型分析 當(dāng)炸藥爆炸后，根據(jù)假設(shè)條件可知，巖石的破碎和非裝藥段爆破漏斗的形成主要取決于強(qiáng)裝藥密集掏槽眼爆破的動(dòng)作用。本文研究的對(duì)象是水平掘巷，可以認(rèn)為非裝藥段爆破漏斗內(nèi)的碎塊在重力作用下即可出腔。因此，槽腔內(nèi)碎塊的拋出情況對(duì)掏槽效率起決定作用，分析內(nèi)側(cè)槽腔內(nèi)碎塊的運(yùn)動(dòng)情況有重要意義。 各掏槽眼內(nèi)裝藥爆炸后，巖石在沖擊波作用下破碎，破碎的塊體在槽腔內(nèi)均勻分布，爆炸氣體由于馳豫作用，在極短時(shí)間內(nèi)也均勻分布在碎塊中，沿槽腔長度方向，形成了均勻分布的充滿爆生氣體的碎塊。當(dāng)碎塊最大尺寸比槽腔直徑小得多時(shí)，可以認(rèn)為是偽流體，可以根據(jù)二相流體動(dòng)力學(xué)的相關(guān)理論，分析槽腔內(nèi)的碎塊運(yùn)動(dòng)。考慮到巖石的塊度與裝藥性質(zhì)和結(jié)構(gòu)、裝藥量和巖石的細(xì)觀構(gòu)造有關(guān)，所以，槽腔內(nèi)的碎塊運(yùn)動(dòng)分析的二相流理論有較大的局限性。筆者認(rèn)為，槽腔內(nèi)碎塊是在內(nèi)側(cè)氣碎混合體的膨脹壓力下，克服側(cè)限摩擦力而被拋出槽腔的（圖 332）。 槽腔內(nèi)碎塊運(yùn)動(dòng)的力學(xué)分析 （1）腔內(nèi)初始?jí)毫Φ挠?jì)算 當(dāng)炸藥爆炸后，在裝藥原始空間形成的初始?jí)毫?用式（335）計(jì)算。掏槽區(qū)內(nèi)巖石破碎后的縫隙中都充滿爆生氣體，每個(gè)炮孔內(nèi)氣體在槽腔內(nèi)擴(kuò)散的體積為： （3310）式中，為空孔直徑；為掏槽眼直徑；為鉆孔深度。 假設(shè)氣體在塊體中滲流擴(kuò)散時(shí)為絕熱過程，則腔內(nèi)氣碎混合體的初始?jí)毫? （3311）式中，為炮孔堵塞長度。 （2）腔內(nèi)氣碎混合體的初速度 爆生氣體在氣碎混合體中的沖量為： （3312）式中，為氣碎混合體中縱波的傳播速度。 側(cè)限摩擦阻力的沖量為： （3313） 設(shè)掏槽眼爆破范圍內(nèi)的巖石質(zhì)量為，氣碎混合體的側(cè)限摩擦系數(shù)為。根據(jù)沖量定理，并結(jié)合式（331）～（3313），腔內(nèi)氣碎混合體的初速度為： （3314） （3）槽腔內(nèi)氣碎混合體運(yùn)動(dòng)分析 由于自由面的影響，氣碎混合體中的氣體會(huì)在碎塊的縫隙中超速滲流，流動(dòng)速度隨與孔口的距離的增大而逐漸衰減，設(shè)受自由面影響滲流速度的區(qū)域長度為，若該區(qū)域內(nèi)的塊體是在內(nèi)部氣體膨脹作用下克服側(cè)限阻力向外運(yùn)動(dòng)，設(shè)界面運(yùn)動(dòng)到達(dá)位置時(shí)，前方氣碎混合體的合力為 （3315）式中，為腔內(nèi)散體的泊松比。 運(yùn)動(dòng)方程為： （3316） 整理式（3316），并分離變量有： （3317） 邊界條件為：。 對(duì)式（3317）積分，并結(jié)合邊界條件有： （3318）根據(jù)式（3318）求出界面運(yùn)動(dòng)速度等于 0 時(shí)的運(yùn)動(dòng)距離，拋出率。第四章 掏槽方式的選擇 掏槽爆破是井巷掘進(jìn)施工的關(guān)鍵,掏槽的效果決定著整個(gè)爆破工程質(zhì)量、掘進(jìn)效果乃至每個(gè)掘進(jìn)循環(huán)的進(jìn)度,而掏槽效果的好壞又主要取決于掏槽方式及其參數(shù)的選取。因此,根據(jù)巷道圍巖情況和掘進(jìn)斷面大小選擇合理的掏槽方式及其參數(shù),對(duì)巖石巷道的爆破是很重要的。由于目前關(guān)于爆破方面的理論還不完善,對(duì)各因素間關(guān)系還無法給出定量的分析,往往認(rèn)為掏槽爆破參數(shù)在某一范圍內(nèi)是符合要求的,使掏槽爆破參數(shù)的選取具有不唯一性,這樣就造成了掏槽爆破方案設(shè)計(jì)的多種組合,如何確定出最優(yōu)的掏槽爆破方案是一直在探討的問題根據(jù)掏槽眼與工作面的相互關(guān)系以及掏槽眼在被爆巖體中的排列形式，可將掏槽分為三種：斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽。直眼掏槽的掏槽眼相互平行且垂直于工作面，其中有一個(gè)或數(shù)個(gè)不裝藥的空眼，作為裝藥眼的輔助自由面。直眼掏槽的類型、?！≈毖厶筒鄣念愋汀⒓夹g(shù)特點(diǎn)及適用條件類型布　　置　　圖技　術(shù)　特　點(diǎn)　及　適　用　條　件直眼掏槽１、 眼距L=100～200毫米２、 眼深以小于兩米為宜３、 ～４、 各裝藥眼同時(shí)起爆５、 適用于小斷面巷道菱形掏槽單空孔型眼距：單空孔型 4～6 150毫米，毫米6～8 100～130毫米，170～200毫米采用雙孔型100～130毫米，170～200毫米100毫米眼深以小于兩米為宜分兩段起爆，但是單空孔型也可以同時(shí)起爆雙空孔型五星掏槽眼距：軟巖140毫米，250～300毫米 中硬巖110毫米，250毫米可用二號(hào)巖石炸藥；～3米時(shí)，應(yīng)采用四號(hào)巖石炸藥分兩段起爆四角柱狀掏槽為五星掏槽的變形分兩段起爆眼距200毫米；350～400毫米適用于軟巖和中硬巖石，掏槽深度小于2米為宜角柱狀掏槽眼距=（2～4），為炮眼直徑眼深不宜超過2米同時(shí)起爆三角柱狀復(fù)式掏槽正槽 副槽 眼距：（～） 裝藥系數(shù)：～起爆順序 1號(hào)眼一段，2～4號(hào)眼兩段，6～11號(hào)眼三段起爆時(shí)差 ，大空孔角柱掏槽中心大空孔直徑70～125毫米眼距，眼深一般2米以上分兩段起爆適用于中硬以上巖石，中等以上巷道斷面小直徑中空螺旋掏槽眼距=（1～2）,(2～3) ,(3～4), (4～5)；眼深0～4孔深相同，、孔加深200～400毫米；～，威力高的炸藥取小值，、孔反向裝藥1～2卷藥加強(qiáng)拋擲；適用于各種巖石。對(duì)于軟巖或裂隙發(fā)育的巖層中需要打和孔；對(duì)于硬巖或整體性巖層，可以不打和孔；需要毫秒雷管起爆，各孔起爆間隔時(shí)間應(yīng)根據(jù)巖石性質(zhì)和炮眼深度決定，巖石愈堅(jiān)固和炮眼愈深，間隔時(shí)間應(yīng)愈大，間隔時(shí)間取100毫秒為宜；分四段起爆，如、孔裝藥時(shí)分五段起爆小直徑空孔雙螺旋掏槽眼距=100毫米，150～200毫米，250～300毫米用毫秒雷管分三段起爆可用于堅(jiān)硬巖石，大、中等斷面巷道大空孔螺旋掏槽中心大空孔直徑=100～120毫米眼距=150毫米，250毫米，350毫米，450毫米用毫秒雷管分四段起爆可用于堅(jiān)硬巖石，大、中等斷面巷道注：表內(nèi)圖中的符號(hào) 空孔， 裝藥孔，1，2……表示起爆順序掏槽眼應(yīng)盡量布置在軟弱巖層中，嚴(yán)格保持炮眼平行、間距相等，以提高爆破效率?？昭叟c裝藥眼之間的距離，一般不宜超過爆破破碎圈的范圍。當(dāng)采用等直徑炮眼時(shí)，該間距為炮眼直徑的2～4倍，巖石越硬，間距越?。寒?dāng)采用大直徑空孔時(shí)，眼距不宜超過空眼直徑的2倍。巖石越堅(jiān)硬或炮眼越深，空眼數(shù)目應(yīng)適當(dāng)增加，反之亦然。掏槽眼一般采用反向連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，眼孔應(yīng)裝填炮泥。當(dāng)眼深超過2米，采用輔助拋擲措施時(shí)，宜采用正向連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)。采用輔助拋擲措施的目的，是將掏槽范圍內(nèi)殘存的或擠實(shí)的巖石拋出，以改善掏槽效果。具體做法是：掏槽眼采用正向連續(xù)裝藥；空眼比裝藥眼加深200～500毫米，在加深段裝1～3個(gè)藥卷，反向裝藥并塞上一段炮泥，又稱為半空孔；半空孔在裝藥孔起爆之后隨即起爆。直眼掏槽裝藥長度一般占炮眼長度的70℅～80℅，表中未加注明者均采用此值。采用“二號(hào)”或“四號(hào)抗水”巖石硝銨炸藥時(shí)，裝藥長度不宜超過兩米，否則藥包易拒爆或爆炸不完全。欲加深炮眼，應(yīng)采用其它威力更強(qiáng)、傳爆性能更好的炸藥。 三角柱狀復(fù)式掏槽正槽參數(shù)眼深（米）眼距 （毫米）空眼數(shù)（個(gè)）裝藥系數(shù)備 注2320～3501圖中一號(hào)眼作為空眼，不裝藥，取消三個(gè)5號(hào)空眼350～4001或3～1號(hào)眼作為空眼，取消三個(gè)5號(hào)空眼；或取消1號(hào)眼保留三個(gè)5號(hào)空眼3300～3803～取消1號(hào)眼，留三個(gè)5號(hào)空眼250～3203～可完全按圖示布置正槽炮眼注：本表裝藥系數(shù)適于6～8當(dāng)值小于此時(shí)，裝藥系數(shù)應(yīng)相應(yīng)減小。 斜眼掏槽是指掏槽眼方向與工作面按一定角度斜交的炮眼排列形式。斜眼掏槽包括楔形掏槽、錐形掏槽和單斜掏槽。其中楔形掏槽使用范圍廣，適用于各類巖石及中等斷面以上的巷道。單斜掏槽主要用于有軟弱巖層可利用的巷道，如煤巷及半煤巖巷。錐形掏槽雖具有可靠、能用于堅(jiān)硬巖石等優(yōu)點(diǎn)，但是炮眼方向不易掌握、鉆眼工作不便、眼深受限制，因此運(yùn)用不廣泛。斜眼掏槽的類型、表 斜眼掏槽的類型、技術(shù)特點(diǎn)及適用條件類型布 置 圖技 術(shù) 特 點(diǎn) 及 適 用 條 件楔形掏槽楔形掏槽眼數(shù)依斷面大小及巖石性質(zhì)而定，一般取4～8個(gè)；中硬巖石一般取6個(gè)；眼距和眼數(shù)隨巖石性質(zhì)而變化，一般取300～500毫米，55176?！?0176。，巖石越硬值越小，例：8～10取400毫米，度為宜；100～200毫米，一般=1000～1400毫米；掏槽眼應(yīng)比其它炮眼超深200毫米；5；同時(shí)起爆雙楔形掏槽當(dāng)巖石堅(jiān)硬或炮眼深度超過2米時(shí)可以采用加強(qiáng)掏槽眼數(shù)，一般取2～6個(gè)，深度較小，一般800～1000毫米，600～1000毫米裝藥系數(shù)，～分兩段起爆錐形掏槽眼數(shù)依斷面大小及巖石性質(zhì)而定，一般取3～6個(gè)，但以取4個(gè)居多眼距傾角隨巖石性質(zhì)而變化，一般取=600～1000毫米，55176?！?0176。，巖石越硬越小，例：8～10取800毫米，65176。為宜100～200毫米，掏槽眼應(yīng)比其它炮眼超深200毫米～同時(shí)起爆單斜掏槽斜線掏槽眼距300～600毫米，50176?！?5176。炮眼長度800～1500毫米分兩段起爆或同時(shí)起爆半楔形掏槽眼距300～600毫米同時(shí)起爆應(yīng)布置在軟弱巖層中（如半煤巖巷的煤層）依軟弱巖層所在位置不同，掏槽眼的方向可以向左、向右或向下扇形掏槽眼距300～600毫米，45176。～90176。呈扇形眼數(shù)依據(jù)斷面大小及巖石性質(zhì)而定，一般取3～5個(gè)，眼深不超過2米各掏槽眼依次起爆適用于巖巷或半煤巖巷掘進(jìn) 混合掏槽是指兩種或兩種以上掏槽方式的組合掏槽。根據(jù)巷道斷面大小及巖石性質(zhì)不同，可以有直眼與楔形、直眼與錐形等結(jié)合形式，混合掏槽的