煤礦井巷施工中的光面爆破技術(shù)分析

【摘要】隨著煤礦井巷施工的重要性不斷提高，引進(jìn)先進(jìn)的光面爆破技術(shù)可以有效的提高其施工質(zhì)量。光面爆破技術(shù)主要是通過對(duì)其爆破的方向和范圍給予合理的控制，以確保爆破后的巖面平整光滑，進(jìn)而減少了支護(hù)和超、欠挖的工作量，提高了巷道巖壁的穩(wěn)定性。本文將會(huì)針對(duì)煤礦井巷中光面爆破技術(shù)的原理、特點(diǎn)、基本要求以及應(yīng)用分析等給予介紹，為工程的順利實(shí)施提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】煤礦；井巷施工；光面爆破技術(shù)

在進(jìn)行煤礦開采過程中，巷道的服務(wù)年限一般在10年以上，導(dǎo)致巷道需要承受較大的壓力。對(duì)于這種類型的巷道，在進(jìn)行施工的過程中，施工的設(shè)計(jì)和施工工藝的選擇會(huì)對(duì)施工進(jìn)度及施工質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響，同時(shí)決定了巷道的最終使用壽命。如今，在我國各大煤礦中，基本上都采用了中深孔光面爆破施工技術(shù)，其不僅降低了作業(yè)時(shí)間，而且還有效的提高了施工質(zhì)量和巷道的使用壽命。

1.光面爆破技術(shù)的基本原理

光面爆破技術(shù)的設(shè)計(jì)及原理主要是在巖石抗劈能力的基礎(chǔ)上，選擇合適的爆破參數(shù)和施工工藝以確保光面爆破沿著巷道的周邊劈裂開來，而且不會(huì)對(duì)井巷周邊的圍巖產(chǎn)生任何破壞的爆破方法。該方法主要是在預(yù)訂爆破線上設(shè)置一排周邊眼，選擇合理的間距，并且抵抗線一般要選用弱性裝藥結(jié)構(gòu)，即炮眼孔中的炸藥不能裝的太滿，炮眼孔之間還要存有一定的空隙，以保證所有的炸藥都能夠在最后一起爆炸，這樣做可以使相鄰炮眼之間的巖體依靠破壞沖擊波形成合理的輪廓裂縫。由于炮眼孔壁上的炸藥一般采用的是弱性裝藥，爆破階段能夠確保巖層沿著周邊炮孔連續(xù)斷裂下來，其不僅提高了圍巖的穩(wěn)定性和整體性，而且還盡可能的確保了圍巖的完整性，提高了巷道施工的安全系數(shù)。隨著我國煤礦巷道施工的不斷發(fā)展，光面爆破技術(shù)的引進(jìn)可以有效的提高巷道的施工質(zhì)量。在巷道的實(shí)際施工過程中，光面爆破具有一定的技術(shù)優(yōu)勢，可以有效的避免井巷施工過程中的超挖和欠挖現(xiàn)象，大大節(jié)省了施工時(shí)間和施工成本，提高了施工速度和整體質(zhì)量。煤礦井巷實(shí)施光面爆破之后，在井巷的四周會(huì)形成一個(gè)光滑平整的邊壁，從而確保井巷的斷面滿足井巷輪廓的要求，并且提高了井巷圍巖自身的完整性和承載力，通過采用光面爆破技術(shù)，不僅可以避免爆破過程中對(duì)圍巖造成較大的破壞，而且還能提高井巷的穩(wěn)定性，提高井巷的整體壽命。

2.光面爆破的基本特點(diǎn)

煤礦井巷施工過程中的光面爆破技術(shù)具有多方面的特點(diǎn)：首先，光面爆破之后巷道的形狀比較規(guī)整，很好的符合了預(yù)先的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，尤其是在比較松散的巖層中，更能凸顯出該技術(shù)的優(yōu)勢。其次，光面爆破可以有效降低井巷的超挖量，提高井巷施工的進(jìn)度和整體質(zhì)量，大大節(jié)省了混凝土襯砌的澆筑量。最后，光面爆破對(duì)巷道圍巖的破壞比較輕，通過聲波測試可知，采用光面爆破技術(shù)其對(duì)圍巖的破壞程度僅是常規(guī)爆破的1/3-1/2，從而大大減少了圍巖的支護(hù)工作，提高了圍巖整體的穩(wěn)定性。光面爆破技術(shù)之后爆破裂隙不發(fā)育，能夠?yàn)楣ぷ魅藛T提供安全保護(hù)。特別是對(duì)于一些比較松軟的非均質(zhì)巖體，采用光面爆破技術(shù)可以很好的避免對(duì)圍巖的破壞和冒頂現(xiàn)象發(fā)生，大大提升了施工的整體質(zhì)量。

3.光面爆破的技術(shù)要求

光面爆破過程中必須按照嚴(yán)格的技術(shù)要求來進(jìn)行施工，只有這樣才能確保巷道的施工質(zhì)量。具體要求主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）周邊眼的眼距要預(yù)留出一定的厚度。

（2）周邊眼的裝藥結(jié)構(gòu)和裝藥量要合理。

（3）周邊眼的不耦合系數(shù)要符合要求。通常情況下藥卷直徑dc和炮眼的直徑db的反比被定義為不耦合系數(shù)。合理的不耦合系數(shù)要保證爆炸之后炮眼壁的壓力明顯的小于井巷圍巖的抗壓強(qiáng)度。大量的實(shí)踐表明，如果周邊眼的不耦合系數(shù)在1.5-3.4之間，則爆破過程中對(duì)周圍巖體的緩沖作用比較差，從而光爆效果是理想的。在實(shí)際工作階段，通常周邊眼的施工會(huì)采用42mm的鉆頭，選用直徑為27mm的乳膠炸藥，從而得到其不耦合系數(shù)為155，在規(guī)定的允許范圍之內(nèi)。

4.光面爆破技術(shù)的主要方法

4.1輪廓線光爆法

此方法主要是指周邊眼沿著輪廓線密集的安裝一排空眼，該空眼中一般是不裝炸藥的，然后在相鄰裝藥眼爆炸之后，其爆破力經(jīng)過裂縫的傳遞導(dǎo)致巖石沿著弱線分割開來，其實(shí)該過程和撕郵票的原理是一樣的。

4.2修邊光爆法

該種方法主要是指周圍眼通過預(yù)留光面層和緩沖裝藥，但是周邊眼的爆破通常是在其它炮眼順利爆破之后才爆破的，該方法已經(jīng)在我國各大煤礦中被采用。

4.3預(yù)裂光爆法

該方法主要是指周邊眼沿著巷道周邊設(shè)置一些炮眼，并且這些炮眼的裝藥量比較少，但是爆破之后仍然能夠?qū)r體順利切開。

5.光面爆破的施工工藝

為了能夠保證光面爆破能夠達(dá)到預(yù)想的施工效果，不僅要掌握圍巖的基本地質(zhì)條件，而且還要正確的選取光面爆破的基本參數(shù)，尤其是鉆眼的精確程度最為重要。對(duì)于鉆眼的要求主要有“平、直、準(zhǔn)、齊”。光面爆破的主要施工工藝有：（1）所有鉆進(jìn)的周邊眼相互之間要平行，而且其深度也要適中。（2）所有的炮眼都應(yīng)該垂直于工作面，在具體的施工過程中，雖然周邊眼的施工不可能完全與工作面垂直，但是其傾斜角度最好控制在3-5°之間。（3）如果光爆工作面不夠平整，這時(shí)應(yīng)該根據(jù)巷道的實(shí)際情況來重新規(guī)劃炮眼的深度及裝藥量，最好確保所有跑眼底能夠有效的落在同一個(gè)斷面之上。（4）開眼的設(shè)定位置要準(zhǔn)確，并且將誤差控制在300mm之內(nèi)。周邊眼的開眼位置要坐落在巷道斷面的輪廓線之上，最好不要出現(xiàn)偏離情況。

6.在井巷施工中光面爆破技術(shù)的應(yīng)用情況

6.1光面爆破方案的規(guī)劃

對(duì)于光面爆破的規(guī)劃，要根據(jù)巷道的基本情況來制定，以確保爆破工作能夠順利的進(jìn)行。如今，煤礦井巷施工中光面爆破技術(shù)主要分為兩類，一類是全斷面一次性開挖法，另一類是預(yù)留光爆層法。大量的實(shí)踐結(jié)果表明，第二類的爆破效果明顯好于第一類，并且我國幾乎90%以上的煤礦井巷施工均采用了該類方法。光面爆破技術(shù)階段要對(duì)炮孔進(jìn)行合理的布置，并對(duì)所選參數(shù)進(jìn)行有效的優(yōu)化，從而達(dá)到預(yù)想的爆破效果。光面爆破技術(shù)可以有效的控制其開挖輪廓，提高巷道施工的速度和施工質(zhì)量。

6.2爆破參數(shù)的確定

影響光面爆破順利進(jìn)行的因素很多，歸納起來主要有炮眼直徑、炮孔間距、最小抵抗線、光爆層厚度、光面爆破的角度和深度、裝藥結(jié)構(gòu)和裝藥量等。例如，炮眼直徑的確定將會(huì)直接決定光面爆破施工的成本和效果，因此，必須對(duì)巖石的基本性質(zhì)、裝藥的性能、現(xiàn)有的設(shè)備情況以及相關(guān)的工程要求等進(jìn)行綜合考慮，并對(duì)已有的參數(shù)進(jìn)行合理的優(yōu)化，從而更好的滿足規(guī)范要求。

6.3光面爆破施工過程

在進(jìn)行煤礦井巷施工過程中，由于圍巖的基本類型變化較大，因此要對(duì)其進(jìn)行綜合性的分析，只有這樣才能確保工程的順利施工。例如，在某礦井巷道施工階段，首先要對(duì)相關(guān)的地質(zhì)條件、工程條件等進(jìn)行分析，并通過類比法選擇一套合理的爆破參數(shù)，然后再通過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)來對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。周邊眼的設(shè)置及裝藥情況也要滿足不耦合系數(shù)，這樣可以最大限度的減低對(duì)圍巖的破壞，提高巷道周圍巖體的穩(wěn)定性。對(duì)于比較破碎的圍巖，通常選用了雙傳爆線形式，這樣可以更好的達(dá)到施工效果。近些年來的施工經(jīng)驗(yàn)表明，科學(xué)的、合理的光面爆破可以更好的提高施工效果。

7.結(jié)束語

綜上所述，自從光面爆破技術(shù)引入到煤礦巷道施工中來，大大提供了巷道的施工進(jìn)度和施工質(zhì)量。近些年來，大多數(shù)煤礦企業(yè)進(jìn)行了一系列的改革和完善，尤其是巷道的施工標(biāo)準(zhǔn)，采用光面爆破技術(shù)可以有效的提高其開挖質(zhì)量和支護(hù)質(zhì)量，降低資本投入，更好的提升了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。