巷道光面爆破技術分析

摘 要：文章主要針對現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狀以及爆破原理和相關參數確定、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生預期的規則形狀，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象，并且能夠有效成形，并且爆破后周邊圍巖的穩定性較高，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范的操作，例如打眼數量不足，亂打眼以及裝藥數量過多，不規范的放炮等，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

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、循環作業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 循環作業方式

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

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生的氣體以及爆炸應力因素綜合考慮，使得其二者發揮出應有的作用。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，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，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，并且后發爆破應當在巖體斷裂移動剛剛發生時產生。該種狀態下，不但能夠產生自由面為后發爆破提供便利，又能夠疊加應力，充分發揮微差爆破所具有的優勢。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，才能對相關參數予以正確的確定，并發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：中國礦業大學出版社，1989.