浅谈巷道光面爆破施工技术

浅谈巷道光面爆破施工技术

唐序武

唐序武（安徽淮南矿业集团朱集矿井建设项目部）

摘要：本文浅谈了岩巷掘进中光爆施工的现状、光爆的原理、光爆参数的确定、以及光爆施工的注意事项，对岩巷掘进光面爆破施工有一定的指导意义。

关键词：井巷工程岩巷掘进光面爆破

1概述

光面爆破时井巷掘进中的一种新爆破技术，它是控制爆破中的一种方法，目的是使爆破后留下的井巷围岩形状规则，符合设计要求，具有表面平整，损伤小，稳定性好。光面爆破只限于断面周边一层岩石（主要是顶部和两帮），所以又称为轮廓爆破或周边爆破。它具有减少超挖（特别是在软岩中）、成形好、围岩稳定性好、提高井巷施工进度、降低巷道支护成本等优点。

然而目前，由于对光爆的认识不足，在岩巷掘进爆破中普遍存在少打眼、乱打眼、多装药、乱放炮的现象，造成的后果是炮眼利用率低、岩石碎块抛掷远，爆堆不集中，周边超挖大，巷道成形差，围岩松动破坏严重，在松软岩层中，周边很难留下半边眼痕。大大影响了掘进速度，增加了支护成本。本文从光爆的原理、光爆参数的确定、光爆施工的方面对光爆掘进施工进行探讨。

2光爆原理

光爆的实质，是在井巷掘进设计断面的轮廓线上布置间距较、相互平行的炮眼，控制每个炮眼的装药量，选用低密度和低爆速的炸药，采用不耦合装药，同时起爆，使炸药的爆炸作用刚好产生炮眼连线上的贯通裂缝，并沿革炮眼的连线——井巷轮廓线，将岩石崩落下来。

3光爆参数

3.1炮眼深度炮眼深度的确定取决于岩石的性质、钻眼机具、循环作业方式、炸药的类别等，在选择炮眼深度时应综合考虑。

3.1.1钻眼机具合理的炮眼深度英语钻眼机具相适应，即合理的炮眼深度要保证钻眼有较高的钻眼速度。研究表明：对于普通的气腿式凿岩机在相同的凿岩条件下，采用同一根钎子钻眼，每增加1m炮眼，其钻眼速度经下降4%~10%，且随着深度的增加钻眼速度就下降得越快。特别当炮眼深度超过3.0m时，钻眼速度仅有0.5m的31%，由于钎子重量增加，使克服钎子弹性变形的冲击力增加，排岩粉难度也增加；其次钎杆与眼壁间摩擦阻力增大，并且人工拔钎也有相当大的难度，因此，是使用普通气腿式凿岩机，炮眼深度宜控制在2.5m以内；如果采用凿岩台车，可以克服上述缺点，炮眼深度可达3.5~4.0m，对于巷道掘进中深孔爆破非常有利。

3.1.2循环作业方式合理的炮眼深度应与循环作业方式相适应，即合理的炮眼深度应能保证每班或圆班完成完整循环，保证实施正规循环作业，这样，，每班工作任务明确，便于组织和管理，配合锚网喷支护及其掘支作业方式，在合理的炮眼深度内，力争达到一班多循环或中深孔爆破一班一循环。

3.1.3其他因素巷道断面大小、巷道迎头岩性、地质构造等也对炮眼深度的确定有着很大的影响，甚至有着决定作用。断面太小，围岩对爆破的夹制太大，不适合用中深孔爆破，岩石不易被抛出并且对围岩损伤较大；迎头岩性差时宜采用小炮掘进；有地质构造时，宜用小炮，采取特殊方式爆破。

3.2不耦合系数不耦合系数选取的原则是使作用在孔壁上的压力低于岩石的抗压强度，而高于抗拉强度。不耦合系数Kd式中：

ρ0和D——炸药的密度和爆速；

db和dc——炮孔直径和装药直径；

Kb——体积应力状态下的岩石抗压强度增大系数

n——压力增大系数

σc——岩石单轴卡呀强度

不耦合系数的大小因炸药和岩性不同，一般取在1.5~2.5.

3.3炮眼间距合适的间距应使炮眼间形成贯通裂缝。综合考虑爆炸应力波和爆生气体在贯通裂隙形成过程中的作用，光爆周边眼间距与其最小抵抗线存在着如下比例关系：

K=E/W式中：

K——炮眼密集系数，一般为0.6~1.0岩石坚硬时取大值，岩石软时取小值。

E——周边眼间距，一般去400~600mm。

W——最小抵抗线

3.4起爆时差周边眼同时起爆时，炮眼间的贯穿裂缝形成较早，一旦裂缝形成，使其周围岩体内的应力下降，从而抑制了其他方向的裂缝形成和扩展，若周边眼起爆时差超过0.1s，各炮眼就如同单独起爆一样炮眼周围将产生较多的裂缝，并形成凸凹不平的壁面。因此，在光面爆破中应尽可能减小周边眼爆破的起爆时差。周边眼与其相邻炮眼的起爆时差队爆破效果的影响也很大。如果起爆时差选择合理，可获得料号的光爆效果。理想的起爆时差应该使先发爆破的岩石应力作用尚未完全消失，且岩体刚开始断裂移动时，后发爆破立即起爆。在这种状态下，既为后发爆破创造了自由面，又能造成应力叠加，发挥微差爆破的优势。时间证明，起爆时差随炮眼深度的不同而不同，炮眼愈深，起爆的时差应愈大，一般在50ms~100ms。

4光爆施工

为了保证光爆的良好效果，除了根据岩层条件、工程要求正确选择光爆参数外，精确的钻眼也是极为重要的，时保证光爆质量的前提。

对钻眼的要求是：“平、直、齐、准”。炮眼要按照以下要求施工：

4.1所有周边眼应彼此平行，并且在其深度不比其它炮眼深。

4.2各炮眼均应垂直于工作面（掏槽眼除外）

4.3如果工作面不齐，应按实际情况调整炮眼深度及装药量，力求所有炮眼底落在同一个断面上。

4.4开眼位置要准确，偏差值不大于30mm。对于周边眼开眼位置均应位于井巷断面的轮廓线上，不允许有偏向轮廓线里面的误差。

5结束语

本来浅谈了光爆施工的现状，光爆的原理，光爆参数的确定，光爆施工的注意事项。只有对于爆破原理的正确理解才能更好地因地制宜地灵活地运用光爆技术，只有对光爆参数进行科学确定，才能最好地发挥光爆的优势，牢牢把握光爆技术的注意事项，才能做到真正的光爆。

参考文献：

[1]中国力学学会爆破工程专业委员会.爆破工程（上、下）.北京：冶金工业出版社.1992.

[2]中国力学学会爆破工程专业委员会.爆破员读本.北京：冶金工业出版社.1992.

[3]王树仁，程玉生.钻眼爆破简明教程.徐州：中国矿业大学出版社，1989

[4]董方庭，姚玉煌，黄初等.井巷设计与施工.徐州.中国矿业大学出版社.1994.

[5]高尔新，杨仁树.爆破工程.中国矿业大学出版社.1999.