探究光面爆破在礦山巷道掘進(jìn)爆破施工中的運(yùn)用

孟俊

摘要：在進(jìn)行金屬礦山巷道掘進(jìn)的過程中，需要對(duì)礦山圍巖開展一系列的爆破工作，通常情況下進(jìn)行爆破掘進(jìn)巷道的斷面面積相對(duì)較小，且自由面的數(shù)量也偏低，巷道內(nèi)部巖石受強(qiáng)烈的夾制作用。但是在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)巷道爆破作業(yè)的過程中，卻存在大量打眼少、裝藥多的亂象，從而大幅度的降低了炮眼的利用率，嚴(yán)重影響巷道掘進(jìn)的速度，威脅到礦山巷道的穩(wěn)定性和安全性，為后期的開采和掘進(jìn)工作增加了風(fēng)險(xiǎn)。因此，如何改變炮眼利用率低下的情況，不斷的完善巷道爆破的效果，保證掘進(jìn)巷道的安全和穩(wěn)定是巷道掘進(jìn)爆破過程中首先要解決的問題。對(duì)此，文章從多個(gè)視角出發(fā)，對(duì)基于光面爆破在礦山巷道掘進(jìn)爆破施工中的運(yùn)開展開分析和研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：光面爆破;巷道掘進(jìn);爆破施工

前言

為了進(jìn)一步提高礦山巷道掘進(jìn)爆破作業(yè)的施工速度以及巷道質(zhì)量，我國(guó)在進(jìn)行巷道掘進(jìn)爆破施工的過程中引用了光面爆破技術(shù)，并且取得了十分可觀的爆破效果。隨著光面爆破技術(shù)在井巷施工中的廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了礦山巷道掘進(jìn)作業(yè)的安全性和可靠性要求，并且在一定程度上增加了巷道的使用壽命，有力的保障了礦山巷道掘進(jìn)爆破作業(yè)的工程效益。

1光面爆破的作用原理

針對(duì)光面爆破作用原理的研究，迄今為止，我國(guó)的學(xué)者已經(jīng)得出了以下幾種觀點(diǎn)：應(yīng)力波干涉觀點(diǎn);高壓氣體作用觀點(diǎn);應(yīng)力波與高壓氣體聯(lián)合作用觀點(diǎn)。在實(shí)際的礦山巷道掘進(jìn)工程實(shí)踐中，應(yīng)力波與高壓氣體聯(lián)合作用原理與巷道掘進(jìn)的光面爆破更加貼合。

光面爆破過程是減弱之后的沖擊波與高壓氣體聯(lián)合對(duì)巷道內(nèi)壁作用的過程，當(dāng)炸藥完成起爆準(zhǔn)備以后會(huì)產(chǎn)生大量的沖擊波，這種沖擊波穿過巷道的空間孔隙，導(dǎo)致孔隙內(nèi)的氣體受到強(qiáng)烈的沖擊波作用，進(jìn)而產(chǎn)生高強(qiáng)度的高壓氣體，并作用在巖石內(nèi)壁上。使得巖石在巨大的拉應(yīng)力作用下發(fā)生斷裂。但是，由于巖石孔隙空間氣體有一定的緩沖作用，所以能夠保證爆破后的巷道產(chǎn)生良好的光面效果。

2光面爆破的技術(shù)參數(shù)

為了實(shí)現(xiàn)更加優(yōu)異的光面效果，需要對(duì)影響光面爆破的各種因素進(jìn)行分析和探討，合理的設(shè)計(jì)炮眼間距以及裝藥結(jié)構(gòu)，根據(jù)礦山掘進(jìn)巷道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來確定光面爆破的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)更加科學(xué)合理的爆破作業(yè)。

2.1鉆孔直徑

首先，針對(duì)不同特點(diǎn)的掘進(jìn)巷道而言，我們需要確定不同的鉆孔直徑，如果是進(jìn)行露天小臺(tái)階掘進(jìn)作業(yè)時(shí)，可以將鉆孔的直徑確定在30～45mm之間;對(duì)于高臺(tái)階的掘進(jìn)作業(yè)而言，通常情況下，可以將鉆孔的直徑定在60～100mm之間;其次，如果掘進(jìn)巷道內(nèi)部的巖石硬度不同，也應(yīng)該根據(jù)巖石硬度的不同來設(shè)計(jì)更加合理的鉆孔直徑，一般情況下，巷道內(nèi)部的巖石硬度越高，則需要選用直徑更大的鉆孔，反之，如果掘進(jìn)巷道內(nèi)部的巖石硬度偏低，則需要適當(dāng)?shù)目s小鉆孔的直徑。

2.2邊坡坡度

在進(jìn)行邊坡坡度設(shè)計(jì)時(shí)，我們要考慮周圍的地質(zhì)條件對(duì)光面爆破的影響，經(jīng)過大量的爆破工作經(jīng)驗(yàn)匯總，我們可以總結(jié)出確定邊坡坡度的一些方法，對(duì)于坡度大于63°的陡坡而言，更加適合采用光面爆破的爆破技術(shù)，而對(duì)于低于63°的緩坡來說，盡管也可以采用光面爆破的爆破手段，但是難以取得令人滿意的光面效果，所以在實(shí)際的爆破施工過程中不推薦使用光面爆破的技術(shù)手段。

2.3鉆孔深度

鉆孔深度也會(huì)影響光面爆破的實(shí)際效果，所以也需要對(duì)鉆孔深度進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，一般情況下，鉆孔深度是由超鉆值和梯段高度決定的，所以鉆孔的深度可以確定為是兩者之和與邊坡坡度正弦值的乘積。

3.光面爆破的應(yīng)用特點(diǎn)

3.1光面爆破的裝藥手段

在進(jìn)行光面爆破時(shí)，我們首先針對(duì)爆破前的裝藥方法進(jìn)行分析和探討，通常情況下，在進(jìn)行光面爆破的裝藥環(huán)節(jié)時(shí)，我們首先將具體的裝藥手法分為三個(gè)過程。首先，在進(jìn)行裝藥前，必須確保炮眼內(nèi)沒有其他雜質(zhì)，檢查內(nèi)部的巖石粉末是否清掃干凈，避免產(chǎn)生炸藥殘留的現(xiàn)象，因此影響預(yù)期的光面爆炸效果。并且在要確保炮眼的封泥具有不燃性。其次在進(jìn)行裝藥時(shí)，需要利用專門的炮棍將底部的藥卷緩緩地推入周邊眼的炮孔內(nèi)部，確保各個(gè)藥卷之間不存在明顯的縫隙，并能夠與切割方向保持在同一水平面上。最后，在進(jìn)行光面爆破時(shí)，如果爆破環(huán)境中有水存在時(shí)，不需要單獨(dú)進(jìn)行防水工作和排水工作，而是可以直接將乳化后的炸藥放在炮孔內(nèi)進(jìn)行爆破作業(yè)。

3.2裝藥構(gòu)造和炸藥集中度

最佳的光爆裝藥結(jié)構(gòu)有兩種形式，一種是徑向的空間裂隙不偶合結(jié)構(gòu)，另一種是軸向的軟墊層不偶合結(jié)構(gòu)。通常情況下，炮眼內(nèi)炸藥的用量可以用裝藥的集中度來進(jìn)行把控，而裝藥的集中度控制時(shí)一般要確保實(shí)際的爆破工作完成以后，不會(huì)對(duì)炮眼周圍的巖石產(chǎn)生嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)性破壞，并且能夠留下明顯的眼痕。

采用定向斷裂控制爆破的方法時(shí)，需要采取有效的措施使得炮眼壁面周圍的應(yīng)力能夠集中作用，從而產(chǎn)生徑向斷裂的裂痕。與此同時(shí)，要保證巖石壁面的其他地方不會(huì)產(chǎn)生明顯的微細(xì)裂痕。這樣才能夠確保爆炸應(yīng)力波和爆炸高壓氣體能夠共同作用在徑向裂隙內(nèi)，使得徑向的裂隙能夠在高壓氣體和沖擊波的共同作用下不斷的向兩邊延伸，從而形成預(yù)先期望的爆破斷裂面。這種爆破方式與普通的光面爆破作業(yè)相比，能夠進(jìn)一步提高巷道周圍成型的質(zhì)量，大大的降低了巷道圍巖的損壞程度，使得周圍壁面的鉆眼工作量大幅度減少。尤其是在一些軟巖巷道中，這種光面爆破優(yōu)勢(shì)更加明顯。在爆眼壁可以形成V型溝槽。使得爆炸后產(chǎn)生的應(yīng)力沖擊波和高壓氣體首先作用在V型槽的尖端，引起切槽尖端迅速開裂，導(dǎo)致裂縫沿著切槽的方向不斷伸長(zhǎng)，直到與炮眼壁周圍的其他炮眼聯(lián)通。

結(jié)束語

優(yōu)良的光面爆破技術(shù)可以確保巷道成型更加規(guī)整，同時(shí)能夠進(jìn)一步減少爆破作業(yè)對(duì)周邊圍巖的破壞，并且可以保證巷道的輪廓更加平整光滑，為之后的礦井通風(fēng)工作減少了工作壓力。同時(shí)由于光面爆破對(duì)巷道輪廓的損傷程度較小，在爆破過程中可以減少對(duì)圍巖的破壞，所以進(jìn)一步提高了掘進(jìn)巷道的穩(wěn)定性，使得之后的施工工作更加安全可靠。所以，在之后的礦山巷道掘進(jìn)過程中，應(yīng)該廣泛的應(yīng)用光面爆破技術(shù)來進(jìn)一步降低巷道的掘進(jìn)成本和維護(hù)費(fèi)用。

參考文獻(xiàn)

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山東金嶺礦業(yè)股份有限公司侯莊礦 255000