巷道光面爆破技術分析

摘 要：文章主要針對現(xiàn)代巖巷開掘技術中廣泛采用的光爆技術進行了分析，著重論述了該施工技術的現(xiàn)狀以及爆破原理和相關參數(shù)確定、施工注意事項等內容，對光面爆破在巖巷開掘中技術的應用予以指導。

關鍵詞：光面爆破；技術分析；井巷工程

1 概述

井巷挖掘技術隨著科技的進步不斷的涌現(xiàn)很多新型的應用技術，其中光面爆破技術在井巷掘進技術中的應用越來越廣泛，該項技術屬于控制爆破，其目的在于控制爆破圍巖的形狀，即令圍巖在爆破后產(chǎn)生預期的規(guī)則形狀，保證其形狀能夠滿足設計需要，將爆破損傷降至最低，保證爆破位置表面平整，且具有較高的穩(wěn)定性。爆破范圍僅僅限制在光面爆破的周邊，在斷面頂部以及兩幫處的一層巖石為主要的控制巖層，因此光面爆破又被稱作為周邊爆破和輪廓爆破。該種技術應用在軟巖爆破中能夠有效的減少超挖現(xiàn)象，并且能夠有效成形，并且爆破后周邊圍巖的穩(wěn)定性較高，能夠有效提高施工進度，減少支護的使用，降低工程成本。

但是目前在巷道的掘進中光面爆破技術并不成熟，認知也存在缺陷，爆破操作中往往存在諸多不規(guī)范的操作，例如打眼數(shù)量不足，亂打眼以及裝藥數(shù)量過多，不規(guī)范的放炮等，該類問題所造成的后果則是降低了炮眼的利用率，同時使得爆堆無法集中，拋擲碎石距離過遠，容易在周邊造成超挖現(xiàn)象，形成的巷道無法滿足標準掘進要求，并且會嚴重破壞周圍的巖層結構，若是遇到松軟巖層，那么很難在周邊留下眼痕。這都會對掘進速度造成影響，并且由于結構的不穩(wěn)定還需要額外的支護，這樣相對增加了成本。文章主要針對光面爆破的相關內容進行了探討，包括原理、相關參數(shù)的確定以及施工等。

2 原理

光面爆破的實質，是通過對炮眼以及藥量的控制從而保證爆破輪廓線的控制。通過在斷面上設置間距一定且平行的炮眼，并裝配合理數(shù)量的藥量，選用炸藥為低爆速且密度較低的炸藥種類，裝藥方式不耦合，并保證起爆同時進行，使得爆炸的瞬間，各個炮眼的爆炸作用剛好能夠產(chǎn)生貫通裂縫，將炮眼練成線，從而形成井巷的掘進輪廓，將需要掘進的巖石崩落下來。

3 相關參數(shù)

3.1 炮眼深度

在爆破操作中，爆破會受到炮眼深度的影響，因而為了保證爆破效果，應當確定合理的炮眼深度。而巖石的性質、循環(huán)作業(yè)方式以及鉆眼機具和炸藥類別是影響炮眼深度的主要因素，因此在炮眼深度確認上應當采取綜合考量的方式。

3.1.1 鉆眼機具

合理的炮眼深度應與鉆眼機具相適應，即合理的炮眼深度要保證鉆眼有較高的鉆眼速度。研究表明：對于普通的氣腿式鑿巖機在相同的鑿巖條件下，采用同一根釬子鉆眼，每增加1m炮眼，其鉆眼速度下降4%～10%，且隨著深度的增加鉆眼速度就下降得越快。由于釬子重量增加，使克服釬子彈性變形的沖擊力增加，排巖粉難度也增加；其次釬桿與眼壁間摩擦阻力增大，并且人工拔釬也有相當大的難度，因此，使用普通氣腿式鑿巖機，炮眼深度宜控制在1.8m以內；如果采用液壓鉆車，可以克服上述缺點，炮眼深度可達2.5m，對于巷道掘進中深孔爆破非常有利。

3.1.2 循環(huán)作業(yè)方式

合理的炮眼深度應與循環(huán)作業(yè)方式相適應，即合理的炮眼深度應能保證每班完成完整循環(huán)，保證實施正規(guī)循環(huán)作業(yè)，這樣，每班工作任務明確，便于組織和管理，配合錨梁網(wǎng)噴支護及其掘支作業(yè)方式，在合理的炮眼深度內，力爭達到一班多循環(huán)或中深孔爆破一班一循環(huán)。

3.1.3 其他因素

巷道斷面大小、巷道迎頭巖性、地質構造等也對炮眼深度的確定有著很大的影響，甚至有著決定作用。斷面太小，圍巖對爆破的夾制太大，不適合用中深孔爆破，巖石不易被拋出并且對圍巖損傷較大；迎頭巖性差時宜采用小炮掘進；有地質構造時，宜用小炮，采取特殊方式爆破。

3.2 炮眼間距

炮眼之間在爆破之后所形成的貫通裂縫會將炮眼連通起來，因此在設置炮眼時應當將爆破產(chǎn)生的氣體以及爆炸應力因素綜合考慮，使得其二者發(fā)揮出應有的作用。在光面爆破中，周邊炮眼間距和抵抗線的最小值之間存在著一定的比例關系，可以得到以下關系式：K=E/W

K表示炮眼的密集系數(shù)，若巖石堅硬度高那么K為1.0，若巖石堅硬度較低則取值0.6。E表示周邊的眼間距，其取值一般為400mm至600mm之間。而W表示抵抗線的最小值。

3.3 起爆時差

在光面爆破中，起爆的同時性是對裂縫方向控制的關鍵因素，當起爆同時進行時，炮眼之間會較早形成貫穿裂縫，一旦貫穿裂縫出現(xiàn)，那么就會降低周邊巖體中的應力，因而使得其他方向的裂縫無法繼續(xù)擴展和形成。但是，如果周邊炮眼并非是同時起爆，即起爆時間差距超過了0.1s，那么這種起爆方式則會造成周邊裂縫的產(chǎn)生，并且使得爆炸后的壁面凹凸不平。所以，在爆破中應當使得爆破時差相應的縮短至0.1s內，保證周邊炮眼起爆能夠同時進行，從而降低由于起爆時間對爆破效果的影響。選擇合理的起爆時差能夠有效控制光面爆破效果。起爆時間的控制最理想的狀態(tài)應當是在前一爆破應力還沒有消失時，后一爆破便開始進行，并且后發(fā)爆破應當在巖體斷裂移動剛剛發(fā)生時產(chǎn)生。該種狀態(tài)下，不但能夠產(chǎn)生自由面為后發(fā)爆破提供便利，又能夠疊加應力，充分發(fā)揮微差爆破所具有的優(yōu)勢。同時應當注意，炮眼的深度會對起爆時差造成影響，起爆時間差會隨著炮眼深度的增加而增加，一般的差值在50ms至100ms范圍內。

4 光面爆破施工

首先在炮眼的開鉆中要保證：“平、齊、直、準”。因此需要按照一定的規(guī)范進行炮眼的施工：

4.1 應當保證炮眼之間相互平行，并且深度應當同其他炮眼相當。

4.2 炮眼應當同掘進工作面迎頭垂直。

4.3 若工作面不整齊，合計的狀況對炮眼的深度進行調整，并及時的確定裝藥量，保證炮眼地面保持一致。

4.4 開眼位置要準確，偏差值不大于30mm。對于周邊眼開眼位置均應位于井巷斷面的輪廓線上，不允許有偏向輪廓線里面的誤差。

5 結束語

文章著重對光面爆破的原理以及現(xiàn)狀予以分析，針對施工過程中應當注意的事項進行了論述。只有充分認識到光面爆破的原理，且根據(jù)適用地點的實際狀況選擇科學合理的爆破技術，才能對相關參數(shù)予以正確的確定，并發(fā)揮出光面爆破應有的作用，才能真正獲得光面爆破的預期效果。

參考文獻

[1]王樹仁.程玉生.鉆眼爆破簡明教程[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社，1989.