淺析巖巷光面爆破技術

王上飛 孟獻歌 李明棟

摘要： 礦山爆破技術是貫穿于礦井建設和煤炭生產全過程的核心技術之一，在爆破工程中除了要求崩落和破碎巖石之外，還要求對保留的巖體進行保護，盡量減少炸藥的爆炸效應所產生的破壞，降低開挖面的超挖和欠挖，以達到巖體穩定、開挖面光滑平整、開挖輪廓符合設計要求的目的。

關鍵詞： 炸藥;超挖;巖體

目前，由于對光爆的認識不足，在巖巷掘進爆破中普遍存在少打眼、亂打眼、多裝藥、亂放炮的現象，造成的后果是炮眼利用率低、巖石碎塊拋擲遠，爆堆不集中，周邊超挖大，巷道成形差，圍巖松動破壞嚴重;在松軟巖層中，周邊眼很難留下半邊眼痕。河南能源化工集團城郊煤礦對于光面爆破很重視，下面就結合實際生產及理論知識對于光面爆破技術做一總結。

1.光爆效果作用機理

光面爆破的基本原理是合理選擇周邊眼爆破參數[1]（眼間距、抵抗線、裝藥量），在井巷掘進輪廓線上鉆鑿相互平行的炮眼;控制炸藥的爆破作用，選用低密度和低爆速的炸藥或專用藥包，控制每個炮眼的裝藥量和裝藥結構，降低炸藥爆炸的初始沖量;保證周邊眼同時起爆，使炸藥的爆炸作用剛好切斷周邊眼連線上的巖石，形成貫穿裂隙，從而減少了對炮眼眼壁巖體的破壞，并將井巷輪廓線內巖石崩落下來，爆后形成圍巖形狀規整、表面光滑、符合設計要求的井巷斷面。因此，控制好周邊眼的爆破質量成為實現光面爆破的關鍵。

2.關于裂隙形成的機理

當今爆破研究中，大家已普遍認為爆炸應力波與高壓氣體共同作用理論對于各種爆破試驗現象的解釋更為合理，此理論已成為指導光面爆破設計的重要理論。

圖1 ?炮孔變化

圖1-a表示兩相鄰裝藥炮孔;圖1-b表示兩炮孔裝藥爆炸后所形成的初始裂紋及向外擴展一定距離的情況。圖1-c表示在爆生氣體侵人的準靜壓作用下，使裂紋沿連心線進一步擴展貫通形成貫穿裂縫。

3.炸藥在巖石中爆破作用范圍及在巖石中爆破破壞過程

假設巖石為均勻介質，當炸藥置于無限均質巖石中爆炸時，在巖石中將形成以炸藥為中心的由近及遠的不同破壞區域，分別稱為粉碎區、裂隙區及彈性震動區。

圖2 ?爆破過程的三階段

4.周邊眼光爆成型技術

周邊眼空氣柱S單封法光爆成型技術能夠使周邊眼爆破時孔壁承受較長時間的準靜態壓力作用，最終使巖壁受力均勻，減少了破碎帶范圍，控制了巷道成型，大幅度提高周邊眼眼痕率，光爆成型效果顯著，減少了巷道的超挖量和噴漿量，節省了材料費和人工的投入。此外，由于空氣柱的緩沖作用保護了圍巖完整性，增強了圍巖抗壓強度，因而在現有支護手段的基礎上，將大大提高在深部巷道及軟巖巷道中的支護效果。

圖3 ?周邊眼空氣柱S單封法裝藥結構

5.掏槽眼爆破增威技術

粘土炮泥將炸藥封在一個密閉的藥室內，可以很好的傳導炸藥在炮孔軸向產生的應力波，從而增強反射拉伸波的破巖效果。此外，由于增加的粘土炮泥極大限度地縮小了炸藥初爆時的密閉空間，從而增加了爆炸氣體的爆破初壓，進而增強了爆炸氣體對巖石的破碎效果。

圖4 L-S兩封法掏槽眼裝藥結構

6.多段毫秒延期電雷管全斷面一次起爆技術

對于大斷面提出了1～5段毫秒延期雷管全斷面一次起爆技術，從而實現了大斷面巖石巷道一次裝藥一次起爆，以縮短裝藥放炮時間，提高施工速度。起爆順序為1掏槽眼→2第一圈輔助眼→3第二圈輔助眼→4第三圈輔助眼→5周邊眼、底眼和水溝眼，當設計中有輔助掏槽眼時，起爆順序為1掏槽眼→2輔助掏槽眼→3第一圈輔助眼→4第二圈輔助眼→5周邊眼、底眼和水溝眼。

現場試驗表明，只要合理選擇爆破參數，合理布置炮孔和起爆順序，完全可以做到在大斷面巷道實現全斷面一次爆破，以縮短裝藥、聯線、放炮和通風時間，提高工作效率。

參考文獻：

[1]宗琦，郝飛.提高巖巷掘進爆破速度和質量的若干技術問題[J].中國煤炭，2004.30（10）39-43.

作者簡介：王上飛（1991-），男，河南商丘人，助理工程師，2012年畢業于中國礦業大學（徐州），現從事煤礦技術管理工作。