光面爆破在井巷掘進中應用及注意事項

王大成

摘 要：井巷掘進中，爆破效果的好壞不僅能夠保證施工安全，還能減少施工成本、加快施工速度、延長巷道服務年限。該文通過對爆破參數，掏槽孔布置方式及參數確定等分析的研究，該文通過解決現場施工中打眼希、單孔藥量大的問題，為現場指導掏槽眼、輔助眼、周邊眼的參數確定等拋磚引玉。

關鍵詞：爆破參數 掏槽眼 輔助眼 周邊眼

中圖分類號：TD265 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（c）-0042-02

在井巷掘進中，爆破效果的好壞是斷面內所有炮孔彼此配合、相互影響的效果。因此，合理優化掏槽孔、輔助孔和周邊孔爆破參數，合理確定炮孔布置方式、炮孔裝藥結構與堵塞，不僅能夠保證施工安全，還能減少施工成本、加快施工速度、延長巷道服務年限。希望此文能解決現場施工中打眼希、單孔藥量大的問題，能夠現場指導掏槽眼、輔助眼、周邊眼的參數確定。

1 爆破參數的計算

光面爆破簡單講就是重掏心、輕扒皮，在保證圍巖完整的前提下掏槽眼加重藥量掘出自由面，輔助孔、周邊孔逐漸減少藥量進行修復保證完好輪廓，因此各爆破參數確定尤其重要。

1.1 掏槽孔布置方式及參數確定

井巷爆破中，一般是幾個炮孔在只有一個臨空面的條件下爆破，為后續炮孔爆破處第二個自由面以提高井巷爆破效率，這就是掏槽爆破。掏槽爆破藥量過大對圍巖損害較大，藥量較小直接影響其他炮孔的爆破效果，是爆破技術中的難點和關鍵。

斜孔掏槽具有適用范圍廣，爆破效果好，所需炮孔少等優點，建議推廣使用，以下炮孔裝藥量計算也以斜孔掏槽為例。

（1）斜孔掏槽裝藥量計算。

每個掏槽孔裝藥量Q（kg）與掏槽爆破的體積成正比即：

Q=qv/n （1）

q掏槽爆破巖石單位體積炸藥消耗量取1.2 kg/m3。

v槽腔體積1.8×1.7=3.06 m3

n=斜孔掏槽炮孔（可按下式計算，也可按照表一炮孔數進行）

（2）

f巖石普氏系數為6。

s現場槽腔斷面積為1.2×1.5=1.8 m2

帶入公式（1）（2）得n=8，Q=0.45 kg，現場實際裝藥量取0.4 kg，計算值與現場實際值基本相符。

（2）掏槽孔間距。

掏槽孔間距目前仍沒有較好的理論計算公式，大多依照經驗參數取值，以下兩表僅為參考。

1.2 輔助孔爆破參數

掏槽爆破后，由于槽腔的存在，輔助孔爆破就存在兩個自由面，其最小抵抗線可按下面公式計算：

，且w≤3L/5 （3）

ρ裝藥密度（三級乳化炸藥為0.57 kg/m3）

d裝藥直徑（三級乳化炸藥藥卷直徑為0.032 m）。

g炸藥相對做功能力（三級乳化炸藥做功能力為210 mL）。

L炮孔深度（取1.5 m）

fk巖石抗爆性系數，砂巖fk為1.53。

輔助爆破炮孔間距為a=0.8 w （4）

崩落孔裝藥量Q=qawL （5）

q單位體積裝藥量砂巖取0.5 kg/m3

將各參數帶入公式（3）（4）（5）得w=0.72 m≤0.9 m，a=0.576 m，Q=0.31 kg。

根據現場實際裝藥情況輔助孔間距取0.6 m，單個炮孔裝藥量取0.3 kg，現場實際與計算基本相符。

1.3 周邊孔爆破參數

井巷掘進爆破，不僅要做到開挖輪廓平整、光滑，更重要的是要盡可能降低爆破對圍巖的破壞，以保證圍巖原有的強度和穩定性，這就需要合理確定周邊孔的爆破參數。

（1）裝藥不耦合系數。

≥ （6）

為炮孔直徑。

為裝藥直徑。

一般控制在1.5～20.0爆破效果最好，但在實際中炮孔直徑為0.042 m，藥卷直徑為0.032 m，為1.3采用空氣柱裝藥。

（2）炮孔線裝藥密度。

（7）

炸藥密度取1.0 g/cm3

裝藥不耦合系數

炮孔直徑取0.042 m

裝藥系數為裝藥長度與炮孔長度比值取0.25。

帶入得=0.2 kg/m。

帶入公式Q=ηL （8）

η周邊眼炮孔裝藥系數砂巖取0.6

L炮孔長度取1.5 m。

帶入公式得單個炮孔裝藥量為0.165 kg，現場實際裝藥量在0.18 kg，計算與現場基本相符。

（3）炮孔間距。

（9）

每個炮孔產生的裂紋長度

P為爆炸氣體產生的靜壓力

（10）

Pk爆生氣體膨脹過程中的臨界壓力取100MP。

爆轟壓34 MP

K1取3，K2取1.4

、裝藥體積和炮孔體積

帶入得炮孔間距a=0.55 m，現場實際取0.5 m，實際與計算基本相符。

（4）最小抵抗線

周邊孔最小抵抗線計算方式不同于輔助孔最小抵抗線計算方式，它主要與周邊孔孔距和裝藥密集系數有關。

（11）

W周邊孔最小抵抗線。

m裝藥密集系數，一般取0.8～1.0

帶入得=0.550～0.687 m之間。

2 施工注意事項

2.1 炮孔布置

合理選擇炮孔掏槽孔布孔方式會影響巖石的拋擲距離和破碎成都，也會影響炮孔數目和炸藥消耗量，掏槽孔應比其他炮孔深0.2 m左右，裝藥系數也應比其他炮孔大。輔助孔以掏槽孔為中心層層布置，圈距一般控制在0.6～0.8 m，孔距控制在0.5 m，單孔裝藥量控制在0.3 kg。底孔孔口應高出底板水平0.15 m左右，孔深宜與掏槽孔相同，孔距和抵抗線與崩落孔相同。為避免欠挖、消除底坎，應適當減小底孔的間距，一般為0.5～0.6 m，并使鉆孔方向朝底板下方有一定的傾斜角度。在軟巖中傾角小些，硬巖中傾角大些，使炮孔根部低于底板標高0.1～0.15 m，還應適當加大周邊孔裝藥量，適當減少堵塞長度。周邊孔與輔助孔圈距在0.55～0.7 m之間并將炮孔布置在輪廓線上，孔距控制在0.4～0.5 m，單孔裝藥量控制在0.18 kg。

2.2 裝藥結構與堵塞

不耦合裝藥時，藥卷直徑要比炮孔直徑小，不耦合系數一般控制在1.5～2.0左右為宜，目前我公司使用藥卷直徑為0.032 m，鉆頭直徑為0.042 m，不耦合系數較小，不利于光爆效果建議改為直徑較小藥卷或間隔裝藥；此外間隔裝藥時藥卷之間用炮泥或空氣柱隔開，這種裝藥結構震動小，適用于控制爆破或巷道穿層時爆破。反向裝藥由于爆破作用時間較長，破碎效果優于正向裝藥。

2.3 檢驗標準

井巷光面爆破效果的質量評價的標準，目前尚未統一，通常按照以下標準進行驗收。

（1）平均線性超挖量≤0.1 m，最大線性超挖量≤0.25 m。

（2）爆破后壁面光滑，凸凹度在0.05 m左右。

（3）炮孔殘孔率硬巖石≥80%，中硬巖石≥50%，軟巖符合設計要求。

（4）不應出現欠挖，特別是在堅硬巖石中。

（5）圍巖原有裂隙大體上沒有擴展，也沒有產生過多的新的爆破裂隙，圍巖完整穩固。

2.4 影響爆破效果的幾個環節

（1）炮孔角度方向不一致，孔底沒有落在一個平面上。

（2）炮距不合理，鉆孔時擅自將炮距加大。

（3）部分單孔裝藥量擅自加大，起爆雷管段數和連線不當未按順序起爆，造成超挖、欠挖。

3 結語

井巷掘進爆破效果的好壞，炮孔爆破參數合理優化是基礎，施工操作是否符合要求是關鍵，本文通過解決現場施工中打眼希、單孔藥量大的問題，更好的現場指導掏槽眼、輔助眼、周邊眼的參數確定。

（1）炮孔鉆孔前準備工作。

①給鉆孔工作做好基礎，巷道迎頭3～5 m范圍內兩幫必須清理干凈，漏出底板，否則打周邊孔時外甩角不易掌握，易造成超挖、欠挖。

②巷道中腰線必須找準，巷道中心找準，畫出輪廓線后按照爆破參數表嚴格定出炮孔位置。

③鉆孔前在釬子上做出標記，嚴格按照炮孔深度鉆孔，保證掏槽孔和其他炮孔孔底必須打在一個水平面上。

（2）鉆孔時注意事項。

①先按照巷道中腰線方向大號第一個正中頂眼，插上釬子或炮棍作為導向標志。其他炮孔以此類推都以此炮孔方向為準進行鉆孔，務必保證孔位、方向、深度符合爆破圖標要求。

②如果周邊孔輪廓線遇到軟巖、夾石、煤層或層理較發育的部位孔距可適當加密或增加空孔作為圍巖斷裂導向孔。

③周邊孔必須布置在設計的巷道斷面輪廓線上，外甩角控制在3°～5°，孔底向巷道周邊輪廓線外的偏差值不應大于0.05 m。

④鉆孔時要做到一條線、中心轉、靠邊站、給水適量。

參考文獻

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