(1) 单位炸药消耗量 K 值的确定:炸药单耗 K 值与岩石性
质、断面大小、炮孔深度、炮孔直径、掏槽方式等多种因素有关,尚
无完善的计算方法。 目前,常根据国家定额或工程类比法选取。
《 矿山井巷工程预算定额》规定的岩巷掘进炸药单耗定额见表
6—1。 施工企业多年施工实践总结的平洞全断面掘进的炸药单耗
平均水平见表6—2。
国内部分隧道工程全断面光爆掘进的炸药消耗量见表6—3
(注:炮孔直径除蜜蜂箐为 ZC419 台车钻孔、普济隧道为 50mm
外,其余均为48mm)。
表6—1 平洞、平巷掘进炸药消耗定额(光面爆破)(kg/m3)
巷道断面
(m2)
岩石坚硬系数f
<1.5 2~3 4~6 8~10 12~14 15~20
<4 1.14 1.99 2.74 2.94 4.04 4.85
<6 0.96 1.60 2.24 2.51 3.23 3.89
<8 0.91 1.44 2.02 2.24 2.98 3.54
<10 0.80 1.29 1.90 2.02 2.67 3.14
<12 0.72 1.21 1.68 1.86 2.41 2.96
<15 0.66 1.04 1.48 1.63 2.12 2.56
<20 0.59 0.96 1.35 1.45 1.92 2.32
·95·表6—2 平洞掘进炸药消耗定额(kg/m3)
巷道断面
(m2)
凿岩机、光面爆破 双臂凿岩台车、光面爆破
岩石坚硬系数f
<4 4~8 8~12 12~16 4~8 8~12 12~16
<6 1.98 2.84 3.47 3.97 — — —
<10 1.57 2.24 2.73 3.14 — — —
<15 1.34 1.92 2.73 2.72 — — —
<30 1.09 1.55 1.92 2.23 1.41 1.96 2.31
<50 0.89 1.27 1.58 1.84 1.23 1.72 2.02
<100 0.68 0.97 1.19 1.41 1.19 1.65 1.95
表6—3 国内部分巷道工程全断面光爆掘进的炸药消耗量
隧道
名称 地质条件
隧道
断面
(m2)
孔深
(m)
炮孔数
(个) 炸药类型 (kKg/值m3)
蜜蜂箐 泥质厚层砂岩f=4~5 46 2.5 91 硝铵炸药 1.36~1.46
普 济 泥砂岩R压 =31.8MPa 50 1.8 126 硝铵炸药 1.8
栗家湾 Ⅳ类围岩(线形布孔) 约90 3.2 136 — 0.87
雷公尖 中厚层隐晶质灰岩Ⅳ~Ⅴ类 100.7 5.0 200 硝铵炸药 1.7~1.8
军都山 Ⅱ类围岩(等差爆破) 90 5.0 185 抗水、硝铵 1.71~1.99
大瑶山 砂岩板岩Ⅵ~Ⅴ类 96.2 5.0 180 抗水、硝铵 1.63
花果山 花岗岩Ⅳ类,有3.8m×4m
导坑 75.7 3.2 142 防水、硝铵 1.66
大瑶山 砂岩板岩Ⅵ~Ⅴ类 101.3 5.0 198 乳胶、硝铵 1.95
花果山 花岗岩Ⅴ类 93.5 5.0 198 水胶、防水、
硝铵 1.43
白家湾 Ⅵ~Ⅴ类 81~85 4.0 180~200 — 1.80
河南寺 Ⅵ~Ⅴ类 81~85 5.0 180~200 — 1.68
根据前苏联资料介绍,对于在岩石坚硬系数 f≤16 的地层
中,开挖断面由 20~100m2 的 隧 道,炸 药 单 耗 K 值,也 可 按 式
(6—4)计算(摘自齐景嶽等《 隧道爆破现代技术》,并稍作调整)。
·96·K=(0.33f1/2+2.2/S1/2)·C·Kb·ω (6—4)
式中 K———单位炸药消耗量(kg/m3);
f———岩石坚硬系数;
S———隧道开挖断面面积(m2);
C———药卷直径影响系数,见表6—4;
Kb———炮孔深度及坚硬系数影响系数,见表6—5;
ω———岩体结构、裂隙和层理的影响系数,见表6—6。
表6—4 药卷直径影响系数C 值
药卷直径(mm) 32 36 40 42 45
C 值 1.1 1.0 0.95 0.92 0.9
注:其他直径药卷可按插值法选取C 值。
表6—5 炮孔深度及坚硬系数影响系数Kb 值
岩石坚硬
系数f
炮孔深度(m)
1.5 2.0 2.5 3.0 3.5以上
10~16 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20
8~10 1.05 1.00 1.05 1.10 1.15
4~8 1.05 1.05 1.00 1.05 1.10
4 1.05 1.05 1.05 1.00 1.05
表6—6 岩体结构、裂隙和层理的影响系数ω 值
岩体地质状况 ω值
整体火成岩 1.15
整体岩石,带有脉状矿物、接触面上已被削弱 1.10
整体石质岩层,有风化痕迹 1.05
无裂缝的岩石、层理垂直于隧道纵轴 1.00
肉眼看不见裂缝,层理与隧道纵轴平行或倾斜70°的岩层 0.95
裂纹微小的岩层(每平方米不超过2条裂纹) 0.90
有裂缝的岩体(每平方米有2~5条裂纹) 0.85~0.90
有显著裂缝的岩层(每平方米超过5条裂纹) 0.75~0.85
注:对于两个自由面(即有下导坑)的作业面,系数ω值必须乘以0.7。
·97·(2)掘进断面总装药量按式(6—5)进行计算。
Q=K·S·L (6—5)
式中 Q———掘进断面一次爆破的总装药量(kg);
K———单位炸药消耗量(kg/m3);
S———开挖断面面积(m2);
L———炮孔深度(m)。
(3)炸药量的分配:炮孔爆破部位不同,所起的作用及爆破难
易程度也不同,所以各部位炮孔的装药量也不同。 掏槽孔的装药
参照第四章有关内容选取,其装药长度约为炮孔深度的 90% ~
95%。 周边孔的装药量参照表5—1选取,但应注意最大装药集中
度一般不要超过 400g/m。 其他炮孔单孔的装药量按式(6—6)
计算。
Q=K·a·b·L·λ (6—6)
式中 Q———单孔装药量(kg);
a———炮孔孔距,即同一排两相邻炮孔的中心距离(m);
b———炮孔排距,即炮孔的最小抵抗线 W(m);
L———炮孔深度(m);
λ———炮孔所在部位系数,可参照表6—7选取。
表6—7 炮孔部位系数λ(摘自《 隧道爆破现代技术》
炮孔部位 扩 槽 扩大
槽下
扩大
槽侧
扩大
槽上
二周
边孔
二台
炮孔 底 孔
中硬、硬岩 1.2 1.0 0.95 0.90 0.85 1.05 1.10
软 岩 1.5~2.0 1.0~1.2 1.0 0.8~1.0 0.5~0.8 1.2~1.5 1.5~2.0
注:最后再从施工方便出发,以半卷、整卷计量适当调整单孔装药量。
中深孔、深孔在确定实际装药量时,可以减去填塞长度后计算
单孔装药量,即可按式(6—7)计算。
Q=K·a·b·(L-b)·λ (6—7)
实际应用中,多数技术人员并不按上述系数调整装药量,而是
通过调整炮孔密集程度来实现上述目的。