淺析巷道光面爆破技術(shù)研究與應(yīng)用

中國有色金屬工業(yè)第六冶金建設(shè)有限公司 洛陽機(jī)械化分公司 河南 471000

摘要：在我國的堅(jiān)硬巖層的施工過程中，要進(jìn)行爆破開挖的工作。針對傳統(tǒng)的爆破對圍巖的破壞較大，光面爆破技術(shù)克服了破壞性大的缺點(diǎn)，有效地控制周邊眼炸藥的爆破作用，從而減少對圍巖的破壞，鞏固了圍巖的穩(wěn)定性和自承力。本文結(jié)合實(shí)際案例，進(jìn)行闡述巷道光面爆破技術(shù)的有效應(yīng)用，提高巷道的掘進(jìn)速度和工程完工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：巷道；光面爆破；巖石

一、光面爆破的基本概念

光面爆破技術(shù)，是一項(xiàng)新型爆破技術(shù)，是通過計(jì)算爆破參數(shù)，選擇合理的施工方案，在炮眼位置、裝藥量的測定控制以及分不同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝藥等手段，分區(qū)分段進(jìn)行微差爆破，使巷道斷面的形狀和尺寸光滑、并不損壞巖幫，符合設(shè)計(jì)斷面的輪廓要求，是支撐新奧法原理的重要技術(shù)之一，是一種控制爆破技術(shù)。

二、光面爆破的優(yōu)越性

光面爆破最顯著的特點(diǎn)就是對圍巖的創(chuàng)傷面積小，破壞程度輕，爆破裂縫痕跡隱蔽甚至不產(chǎn)生，巷道成型規(guī)整，有利地減少巷道支護(hù)的維修量，對圍巖的抗拉平衡能力和對巷道輪廓以外的圍巖免受破壞，最大范圍地保留下圍巖的自身結(jié)構(gòu)的完整和自身承載強(qiáng)度，減少或控制施工過程的超挖和欠挖，減弱地應(yīng)力的過于集中，降低材料的回填量，節(jié)省了生產(chǎn)成本，加快了施工進(jìn)度和安全施工的保障，提高巷道掘進(jìn)的整體效益。

三、光面爆破技術(shù)的主要方法

光面爆破技術(shù)主要分為三種方法，一種是輪廓線光爆法，其原理是沿著輪廓線按點(diǎn)緊密地安裝空的周邊眼，在相鄰的炮眼安裝炸藥，其爆炸力是通過巖石的斷裂縫隙，沿周邊眼傳遞到下一個(gè)裝有炸藥的周邊眼進(jìn)行爆破，爆炸過程如同撕剪縫線的原理；一種是修邊光爆法，這種方法在我國的煤礦廣為采用。其原理是用預(yù)留光面層，并且裝置緩沖炸藥的周邊眼，在其他炮眼爆破后再引爆的方法；還有就是裂縫光爆法，其原理較雷同修邊光爆法，只是周邊眼裝藥量很少。

四、巷道光面爆破技術(shù)要領(lǐng)分析及應(yīng)用

光面爆破的技術(shù)是被現(xiàn)代施工認(rèn)可的破巖機(jī)理技術(shù)。在鉆爆點(diǎn)的周邊，間距布有許多的炮眼相鄰，一個(gè)炮眼起爆，則會(huì)向四周的炮眼發(fā)出沖擊波，引起連續(xù)起爆，爆破產(chǎn)生的應(yīng)力不斷疊加，切向拉力沿著相鄰炮眼中心線的中點(diǎn)拉開，巖體就會(huì)被拉裂成一條裂縫，隨后，不斷擴(kuò)展，巖石崩落，最終巖體形成平整的爆裂面。

1、光面爆破的方案制定。

在各項(xiàng)工程施工前，對巷道的光面爆破情況進(jìn)行調(diào)查。對現(xiàn)場進(jìn)行試驗(yàn)爆破。分析巷道的具體情況，選擇最適用的爆破方法，正確合理地布置炮孔的安裝，控制其開挖輪廓，對光面爆破技術(shù)參數(shù)進(jìn)行有效地優(yōu)化調(diào)整，以確保爆破工作的順利進(jìn)行。比如：在我國的煤礦井巷施工過程，90%都采用修面爆破法；而在中國六冶三門峽礦段村-雷溝鋁土礦項(xiàng)目巷道施工中，經(jīng)過試驗(yàn)及方法比對，選擇全斷面光面爆破一次成型法。

2、光面爆破技術(shù)參數(shù)的確定。

合理的爆破參數(shù)是爆破工作的重點(diǎn)內(nèi)容，是巷道開掘工作確保光面關(guān)鍵。參數(shù)的選擇主要是與巖石所在的地質(zhì)狀況有關(guān)，同時(shí)也與巷道開挖地點(diǎn)的巖層斷面的形狀、大小、炸藥的品種與性能等條件相關(guān)。

（1）、綜合考慮巖石的性質(zhì)、施工機(jī)具、爆破器材、炸藥類別等，為炮眼深度的選擇做好準(zhǔn)備。第一，合理的鉆眼深度應(yīng)與鉆眼速度相匹配，與鉆眼機(jī)具相適應(yīng)；針對不同的作業(yè)環(huán)境與施工設(shè)備，選擇炮眼深度。比如：在中國六冶三門峽礦段村-雷溝鋁土礦項(xiàng)目的平巷開拓建設(shè)中，對三級、四級圍巖條件下，最佳循環(huán)進(jìn)尺為2.5～2.8米之間，炮眼深度為3.0～3.3米為宜；對于普通的氣腿式鑿巖機(jī)，一般炮眼深度控制在2.5米以內(nèi)；第二，鉆眼深度與循環(huán)作業(yè)方式有關(guān)，要保證每班完成一個(gè)輪回的完整循環(huán)，避免中途斷班，同時(shí)，配合錨網(wǎng)噴支護(hù)作業(yè)方式，爭取一班多循環(huán)或中深孔爆破一班一個(gè)循環(huán)。在巷道拐彎處，必須要進(jìn)行一次光面爆破，使拐角能夠與周邊眼形成起行，滿足支護(hù)要求。第三、巷道斷面的大小、巷道迎頭巖性等其他因素，也對炮眼深度的選擇有著不小的影響。比如：斷面過小的輔助硐室，圍巖對爆破器材的要求偏高，牽制太大，巖石在爆破時(shí)不易被拋出，整個(gè)圍巖的損傷程度也較大，因此，采用中深孔爆破方式進(jìn)行爆破不太適合，正確的方式是用小炮掘進(jìn)的特殊方式進(jìn)行爆破。還有“雙傳爆線”形式，通常用于較破碎的圍巖的施工處理。

（2）、不耦合系數(shù)，也是光爆參數(shù)中較重要的因素。它的選取原則是以巖石的抗壓強(qiáng)度為基準(zhǔn)，低于它抗壓強(qiáng)度，則可以在孔壁上施壓，否則，就要按照一定的公式計(jì)算，來推定不耦合系數(shù)的大小，一般值取在1.5～2.5之間。

（3）開挖槽眼。

掏槽在光面爆破施工中非常關(guān)鍵，根據(jù)不同的巖石構(gòu)造和施工要求選擇掏槽方式的不同，它分成直眼掏槽、斜眼掏槽和混合掏槽等幾種方式。針對不同的掏槽方式，對眼距的要求要嚴(yán)格控制。與多臺(tái)鉆機(jī)和機(jī)械化作業(yè)相結(jié)合的直眼掏槽，眼距太大不能實(shí)現(xiàn)掏槽，太小又受到巖的夾制，爆破效果不理想；用途較廣的斜眼掏槽，炮眼的設(shè)置較少，單位耗藥量小，炮眼的傾角精度與位置對掏槽的效果影響不大，但對鉆眼方向的技術(shù)要求較好，難以掌握鉆眼傾角。斜眼掏槽所鉆研（眼）的炮眼深度對巷道斷面有限制，爆破力強(qiáng)，但對巷道內(nèi)的設(shè)備及巖壁損壞大；而直眼掏槽對炮眼深度則沒有限制。實(shí)行深孔爆破，對巷道內(nèi)的設(shè)備及巖壁的破壞性較小。

（4）、炮眼之間的間距，要綜合考慮爆炸時(shí)，所產(chǎn)生的應(yīng)力波，貫通裂縫在爆炸生氣體中的作用，計(jì)算光爆周邊眼間距與最小抵抗線的關(guān)系。公式為：炮眼密集系數(shù)=周邊眼間距/最小抵抗線，一般炮眼密集系數(shù)在0.6～1.0之間，硬巖情況，取大值，軟巖情況，取小值。

（5）、起爆時(shí)差的控制。在周邊眼的布置方面，根據(jù)不同的巖石情況，合理有序地安排布置周邊眼，對稱均勻，保證爆破后的巷道斷面成型規(guī)整。先引爆的巖石在應(yīng)力作用尚有余威、巖體開始斷裂移動(dòng)時(shí)，后發(fā)爆破緊接著起爆，使后發(fā)爆破創(chuàng)造個(gè)自由面，前后應(yīng)力重疊，將微差爆破的優(yōu)勢發(fā)揮出。如果周邊眼起爆時(shí)差超過0.1秒，炮眼之間的爆破不連續(xù)，而是斷續(xù)得像單獨(dú)起爆式的爆破，容易造成較多的裂縫，形成不平整的壁面。因此，控制起爆時(shí)差至關(guān)重要。

（6）炸藥的確定。根據(jù)巖石的不同情況，選擇不同的炸藥類型。對于爆炸速度低、敏感性能高并且密度小的斷面，采用低威力炸藥；否則就用威力大的炸藥。比如：礦井生產(chǎn)通常用直徑為32毫米和35毫米的礦用乳化炸藥，既能滿足巷道施工生的需要，又能較好地保護(hù)巖層結(jié)構(gòu)。周邊眼的裝藥結(jié)構(gòu)和用量，都要因地制宜，合理布置。一般單孔裝藥量為0.8，周邊眼結(jié)構(gòu)采用連續(xù)、藥卷直徑為￠25毫米，裝藥不耦合系數(shù)為1.9，另一種起爆方式為并聯(lián)導(dǎo)爆管傳爆，導(dǎo)爆管長度不少于30厘米，用泥砂將眼口堵塞嚴(yán)實(shí)。

五、結(jié)束語

巷道光面爆破施工技術(shù)在我國工程的應(yīng)用，提高了巷道的施工質(zhì)量，又節(jié)約了生產(chǎn)成本，降低了人工的工作強(qiáng)度，安全性能也得到了保障。作為工程技術(shù)人員，要努力學(xué)習(xí)光面爆破技術(shù)，對尚待完善的技能加以研究，在實(shí)際的運(yùn)用中探索出更加有效的參數(shù)控制方式，加快掘進(jìn)進(jìn)度，推動(dòng)光面爆破技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)真正意義上的光爆。

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