光面爆破在礦山巷道掘進(jìn)爆破施工中的應(yīng)用

王東冬

【摘要】本文首先闡述了光面爆破概述，接著分析了影響因素分析，最后對(duì)炮眼布置對(duì)光面爆破的重要性進(jìn)行了探討。希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供有益的參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】光面爆破;礦山;巷道掘進(jìn)

現(xiàn)階段礦井光面爆破技術(shù)在巷道掘進(jìn)中有極其重要的作用，這種技術(shù)不僅能夠保持保證巷道施工的質(zhì)量水平，同時(shí)在一定程度上能夠提升掘進(jìn)生產(chǎn)效率，有利于推進(jìn)整個(gè)礦井的生產(chǎn)效率提升。

1、光面爆破概述

1.1 光面爆破的原理

對(duì)于光面爆破，其實(shí)質(zhì)是沿著開挖輪廓線進(jìn)行間距小的平行炮眼布置，其應(yīng)用特殊的裝藥結(jié)構(gòu)，在光面炮眼中采取不耦合裝藥，并對(duì)光爆參數(shù)進(jìn)行合理的設(shè)置，最后同時(shí)起爆。在起爆過程中，會(huì)沿著炮眼的中心連成線破裂成平整的光面。如在巷道掘進(jìn)設(shè)計(jì)斷面的輪廓線上，設(shè)置周密的周邊孔，降低藥包直徑，利用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)及低密度、低爆數(shù)炸藥，對(duì)爆炸能量進(jìn)行控制，降低爆炸能量對(duì)巖石的應(yīng)力波強(qiáng)度，防止在炮孔周圍出現(xiàn)壓碎區(qū)，要將爆破作用集中在爆落的一側(cè)巖體上，降低對(duì)原巖體的破壞效果。由于在光面爆破中，采用的是不耦合裝藥，在爆轟藥包后，會(huì)極大的降低炮眼壁上的壓力，這種情況下藥包的爆破作用相當(dāng)于準(zhǔn)靜壓作用，低于巖石動(dòng)抗壓強(qiáng)度，不會(huì)在炮眼壁上形成壓碎破壞。

1.2 光面爆破的特點(diǎn)

對(duì)于光面爆破，其特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：首先，爆破后成型規(guī)整，與設(shè)計(jì)輪廓相符合，在相對(duì)松軟的巖層中，更是可以將光面爆破的效果顯示出來;其次，實(shí)施光面爆破后，可以在很大程度上減少巷道的超挖量，有利于施工質(zhì)量、施工進(jìn)度的提升，同時(shí)還可以最大限度的減少混凝土襯砌澆筑量;最后，光面爆破對(duì)于圍巖的破壞比較小，一般情況下，實(shí)施光面爆破后，圍巖松弛帶范圍是常規(guī)爆破的1/3，極大的提升了圍巖的穩(wěn)定性。在完整巖體中，光面爆破的特點(diǎn)會(huì)十分顯著，其可以最大限度的確保巖體完整性，提升了安全性。同時(shí)在松軟巖石中，特別是一些構(gòu)造發(fā)育巖體、不均質(zhì)巖體中，光面爆破依然可以發(fā)揮十分良好的作用。在光面爆破中，巷道成型比較規(guī)整，可以極大的消除凸凹處的集中應(yīng)力，確保了圍巖本身的強(qiáng)度，提升了圍巖承載力，為錨噴支護(hù)提供了保障。同時(shí)光爆會(huì)極大的減少掘進(jìn)超挖量，減少了材料損耗，降低了施工成本，提升了巷道掘進(jìn)速度。此外，光面爆破可以有效的消除圍巖的凸凹不平，緩解了瓦斯聚集現(xiàn)象，降低了通風(fēng)阻力，為安全生產(chǎn)打下了良好的基礎(chǔ)。

2、影響因素分析

2.1 掏槽效果

在礦井巷道的掘進(jìn)爆破過程中，關(guān)于掏槽眼的布置在一定程度上決定了整體爆破效果。在工作面上，需要保證巖石能夠有效破碎并排出，自由面上須保證能崩出另一自由面，其他的條件應(yīng)當(dāng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定。掏槽效果在一定程度上會(huì)影響巷道的進(jìn)尺量，而進(jìn)尺量的影響因素較多，一般受炮眼的深度、數(shù)量、直徑、爆破順序等方面的影響。同時(shí)，空眼也是掏槽效果的主要影響因素之一，在一定程度上，炮眼爆破的輔助自由面可以看作是原來巖石破碎的補(bǔ)償區(qū)域，只有在保證炮眼及裝藥量都合理的前提下才能夠?qū)崿F(xiàn)巖體的完全破碎，從而獲得較為理想的掏槽效果。

2.2 光爆層厚度

光爆層是指爆破過程中，炮眼周圍的巖石的厚度，此厚度值是周圍炮眼的最小抵抗線，其厚度對(duì)于光面爆破效果會(huì)有不同程度影響。當(dāng)其厚度較厚或較薄時(shí)都會(huì)對(duì)光面爆破的最終效果造成不同程度的影響，實(shí)際生產(chǎn)過程中應(yīng)當(dāng)根據(jù)目標(biāo)礦井的地質(zhì)情況以及巖石特征，對(duì)于其厚度進(jìn)行調(diào)整，硬巖厚度應(yīng)控制在50-600mm，軟巖厚度應(yīng)控制在900-1000mm。

2.3 裝藥量

光面爆破過程中炮眼裝藥量應(yīng)當(dāng)約等于巖石抗拉強(qiáng)度，保證不會(huì)對(duì)其周邊圍巖造成嚴(yán)重破壞。實(shí)際生產(chǎn)過程中，為保證炮眼的均勻分布，一般采用小直徑的間隔裝藥形式，光爆層周邊的裝藥量應(yīng)在0.1-0.2kg/m，全斷面同時(shí)起爆時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加炮眼裝藥量，基本為0.2-0.3kg/m。實(shí)際生產(chǎn)過程中，對(duì)于裝藥量的選擇應(yīng)當(dāng)根據(jù)巖石的實(shí)際情況進(jìn)行合理調(diào)整。

3、炮眼布置對(duì)光面爆破的重要性

3.1 炮眼種類

炮眼在掘進(jìn)斷面中的布置按用途和位置可分為掏槽眼、輔助眼和周邊眼， 正確的布置炮眼是光面爆破技術(shù)的有效途徑。由于井下的地質(zhì)條件和地質(zhì)構(gòu)造時(shí)發(fā)生變化，所以在掘進(jìn)時(shí)炮眼的布置不能一成不變，要根據(jù)巖石的性質(zhì)、巷道的斷面大小及形狀等諸多因素并結(jié)合爆破說明書來確定炮眼位置和裝藥量，以使爆破取得良好的效果。

3.2 炮眼的技術(shù)要求

具體要求如下：第一，眼痕的利用率硬巖不小于 80%，中硬巖不小于 60%。第二，軟巖巷道中周邊眼的成形應(yīng)符合設(shè)計(jì)輪廓要求。第三，巖面不應(yīng)有明顯的炮震裂縫。第四，巷道周邊眼不應(yīng)欠挖，平均線性超挖值應(yīng)小于 200mm。

3.3 光面爆破的幾種方法

3.3.1 輪廓線鉆眼法

這種方法是在巷道輪廓線上，預(yù)先打好一排不裝藥的密集的空眼，經(jīng)與相鄰的一排眼裝藥爆破后將巷道與圍巖切開的一種方法。這種方法效果好，但費(fèi)工費(fèi)時(shí)，費(fèi)用高。

3.3.2 修邊爆破法

此法是使周邊眼通過緩沖裝藥，并預(yù)留光面層，在其它炮眼爆破后，再爆破周邊眼的一種方法。 它可分為全斷面一次爆破與預(yù)留光爆層兩種，預(yù)留光爆層法分兩次起爆，即周邊眼以里的所有炮眼首先起爆，周邊眼最后一次起爆，預(yù)留光爆層法光爆效果好，大斷面巷道經(jīng)常使用此法。

3.3.2 預(yù)裂爆破法

在巷道輪廓線上打一排較密集的炮眼，并裝有少量的藥，先放周邊眼再放其它眼，使巷道與應(yīng)爆破下來的掩體預(yù)先切開分離，以確保其它炮眼爆破時(shí)不至于破壞巷道的圍巖的穩(wěn)定性，此法打眼較多。

結(jié)語(yǔ)：

光面爆破技術(shù)具有對(duì)圍巖破壞強(qiáng)度低，提升巖巷道穩(wěn)定性，確保施工安全，降低巷道維修強(qiáng)度等優(yōu)勢(shì)，并且通過光面爆破技術(shù)形成的巷道十分規(guī)整，能降低巷道通風(fēng)阻力，確保了巷道的安全性，因此，在巷道掘進(jìn)中，要結(jié)合具體的情況，合理的應(yīng)用光面爆破技術(shù)，從而最大限度的提升礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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