炮眼

炮眼是在被爆破體(如岩體或礦體)上鑽鑿的孔眼。用以裝填炸藥進行爆破。依其深度和直徑的大小，可分淺眼、中深眼和深眼三類。炮眼的深度、直徑、方向對爆破效果都有影響。

基本介紹

• 中文名：炮眼
• 外文名：blasthole
• 學科：礦業工程
• 釋義：爆破前在岩石上鑿的孔
• 主要用途：裝填炸藥
• 相關技術：炮眼爆破法

炮眼的種類和作用

隧道爆破工作面上的炮眼，按其位置和作用的不同分為：掏槽眼、輔助眼和周邊眼。周邊眼又可分為頂眼、幫眼和底眼。各類炮眼布置如圖5-1所示。

各類炮眼布置示意圖

掏槽眼一般布置在工作面的中下部，如圖5-1中的1～6號炮眼。其作用是在一個自由面(即工作面)的情況下，首先爆出一個槽腔，為其他炮眼的爆破增加新的自由面，以減小岩石的夾製作用，提高爆破效果。因此，掏槽眼是最先起爆的炮眼。為了充分發揮掏槽眼作用，掏槽眼比其他炮眼深150～250 mm，裝藥量增加15%～20%，採用連續裝藥結構。

周邊眼是指沿隧道周邊布置的最外一圈炮眼，如圖5-1中的21～44號炮眼。其中21～29號為頂眼，30～33號和41～44號為幫眼，34～40號為底眼。周邊眼的作用是控制隧道斷面的成形輪廓。周邊眼裝藥量最小，且多採用不耦合裝藥或間隔裝藥。

輔助眼是指介於掏槽眼和周邊眼之間的所有炮眼，如圖5-1中的7～20號炮眼。它可以是一圈或幾圈炮眼，一般根據隧道斷面大小來確定。輔助眼的作用是擴大掏槽眼爆出的槽腔，為周邊眼的爆破創造有利條件。輔助眼裝藥量介於掏槽眼和周邊眼裝藥量之間，多採用連裝藥結構。

由各類炮眼的作用可以看出，隧道爆破效果的好壞主要決定於掏槽眼和周邊眼的爆破。掏槽眼爆破直接影響著炮眼利用率或循環進尺，周邊眼的爆破效果直接影響著隧道斷面的成形質量及圍岩的穩定和完整程度。

炮眼布置

正確地布置工作面炮眼是取得良好爆破效果的前提。將各種不同作用的炮眼合理地布置在相應位置上，使每個炮眼都能起到它應有的爆破作用。由於井下地質條件、岩石性質變化較大，工作面的炮眼布置不能一成不變，必須根據具體情況進行布置或調整。

掘進工作面的炮眼，按其用途和位置的不同可分為掏槽眼、擴槽眼、崩落眼和周邊眼四類。它們只有依次起爆才能保證爆破效果。

掏槽眼

掏槽眼的作用是首先在工作面上將某一部分岩石破碎並拋出，在原來只有一個自由面的基礎上崩出第二個自由面來，為其他炮眼的爆破創造有利條件，以提高破岩效率。

將要爆破的岩石與空氣接觸的面為自由面。炸藥藥包中心到自由面的最短距離為最小抵抗線，簡稱為抵抗，如圖3-1所示。同一自由面時，不同角度裝藥的炮眼，最小抵抗線不同；同一裝藥有兩個自由面時，W₂ >W₁，W₁為最小抵抗線。炸藥在煤岩體內爆炸後，其爆炸能量首先是向著抵抗方向釋放的。

掏槽眼一般布置在巷道斷面中央靠近底板處。它的好處是便於打眼時掌握方向，讓多數炮眼在崩落岩石時，能藉助岩石自重掉落下來。在斷面中如果存在有顯著易爆的軟弱夾層時，應將掏槽眼布置在這些軟弱層中。

按照掏槽眼的方向不同，掏槽方式可分為斜眼掏槽、直眼掏槽、混合掏槽三類。

斜眼掏槽的優點：炮眼方向和抵抗方向不重疊，有夾角；適用範圍大；能充分利用自由面，掏槽效果好；掏槽眼數目少，掏槽面積大，操作簡單。缺點：眼深受巷道斷面限制，因而循環進度也受到限制；打眼時工作面鑿岩機布置較亂，不利於多台鑿岩機同時作業。

直眼掏槽的特點：炮眼方向和抵抗方向重疊，易放空炮；眼深不受巷道斷面限制，可實行深孔爆破；工作面布置鑿岩機容易，有利於多台鑿岩機作業；炮眼要相互平行，精度要求高；掏槽眼數目多，而且要求有中空眼；光爆效果好。

中空眼的作用：①對爆炸應力和爆破方向起導向作用；②補償作用。使受壓岩石有必要的移動補償空間。它是人為附加的自由面。

直眼掏槽適用於無瓦斯、岩石中硬以上工作面。 直眼掏槽的眼距要嚴加控制，既不能太大，太大打不開，掏不出槽來；又不能太小，太小岩石被擠實造成岩石再生。一般掏槽眼距等於破碎圈直徑(為藥卷直徑的3～5倍)，即100～250 mm。

掏槽眼應比一般炮眼深200～300 mm。這是由於掏槽工作是在一個自由面的情況下開展的，此時岩石的夾製作用較大，炮眼的利用率較低，一般只能達到80%～95%。為了達到爆破後保持工作面整齊，掏槽眼應該加深。

其他炮眼布置

(1)擴槽眼(輔助眼)：掏槽眼以外布置輔助眼進行擴槽，輔助眼的個數為4～6個。

(2)崩落眼：擴槽眼和周邊眼之間的眼，用於儘可能多的崩落岩石。

(3)周邊眼：控制巷道成型的炮眼。一般在巷道的輪廓線上布置周邊眼，硬岩可布置在輪廓線以外，與輪廓線外接；軟岩可布置在輪廓線以里，與輪廓線內切。

一般情況下炮眼間距與炮眼直徑成正比，與岩石抗拉強度成反比。f=4～6時，眼距為400～500 mm。在砂岩和礫岩中巷道周邊眼間距控制在400～500 mm為宜。

在裂隙、節理髮育、層理明顯以及破碎地帶中巷道周邊眼間距可以縮小，要求隔眼裝藥。要求平整度較高的硐室或特殊工程，周邊眼間距也可以縮小。

在煤層中光爆，周邊眼要加密。具體布置炮眼時，應注意：

①周邊眼應布置在設計輪廓線上，但為便於打眼，通常向外或向上偏斜一定角度。偏斜角又稱外甩角，根據炮眼深度來調整，一般為3°～5°在堅硬岩層中，眼底落在設計輪廓線外不超過100 mm，如圖3—2所示。最小抵抗線應從眼底算起。

②選擇適當的掏槽方式和掏槽位置。掏槽位置會影響到岩石的拋擲距離和破碎程度，也會影響到炮眼數目，通常布置在斷面中央偏下。如果全斷面岩性不一樣，則選擇比較軟的一側(避免掏頂槽)。一般楔形掏槽眼面積占10%～20%，而直眼掏槽(包括空心眼)只占5%～10%，掏槽眼比其他炮眼深10%～25%，裝藥係數比其他炮眼大。

③布置好周邊眼、掏槽眼後，布置其餘炮眼。輔助眼和崩落眼以槽洞為中心層層布置，輔助眼和崩落眼的最小抵抗線可參照確定。當採用毫秒爆破時，可適當增大鄰近係數和炮眼間距。布置輔助眼和崩落眼時，需根據斷面形狀和大小調整最小抵抗線和鄰近係數。為避免產生大塊，鄰近係數不宜小於0．8。若鄰近係數較大，則應將各層炮眼交錯排列。岩石破碎質量主要取決於炮眼底部的破碎條件。因此，輔助眼和崩落眼的最小抵抗線系指眼底最小距離。

④底眼的最小抵抗線和炮眼間距通常與輔助眼相同。為避免爆破後在巷道底部留下底根或使坡度增大，並為鋪軌創造有利條件，應增大眼底超出設計輪廓線的距離，同時增大裝藥係數。當巷道有水溝時，可利用底眼一次將水溝拉出。

炮眼施工規範

人工打眼

(1)打眼前應將周圍的鬆動土石清除乾淨，若用支撐加固時，應檢查支撐是否牢固。

(2)打眼人員必須精力集中，錘擊要穩、準，並擊於鋼釺中心，嚴禁互相對面打錘。

(3)應隨時檢查錘頭與錘把連線是否牢固，嚴禁使用木質鬆軟、有節疤、裂縫或腐朽的木把。

(4)釺柄和鐵錘要平整，不得有毛邊。

機械打眼

(1)操作中必須精力集中，發現有不正常的聲音或震動時，應立即停機進行檢查，並及時排除故障方準繼續作業。

(2)換釺、檢查風鑽和加油時，應先關閉風門，方準進行，在進行中不得碰觸風門以免發生傷亡事故。

(3)鑽眼時機具要扶穩，鑽桿與鑽孔中心必須在一條線上。鑽機運轉過程中，嚴禁用身體支承風鑽的轉動部分。

(4)應經常檢查鑽孔機有無裂紋，螺栓有無鬆動，卡套和彈簧是否完整，確認無誤後方可使用。

(5)工作時必須戴好風鏡、口罩和安全帽。

炮眼利用率

炮眼利用率一次爆破循環後，工作面推進的距離和炮眼深度的比值；岩石爆破不能按炮眼的全深炸落，在開挖工作面上留下未被充分利用的殘根，稱“炮根”。炮眼深度減去炮根深度為工作面推進的距離。炮眼利用率一般為0.8～0.9。