淺析巷道光面爆破技術研究與應用

中國有色金屬工業第六冶金建設有限公司 洛陽機械化分公司 河南 471000

摘要：在我國的堅硬巖層的施工過程中，要進行爆破開挖的工作。針對傳統的爆破對圍巖的破壞較大，光面爆破技術克服了破壞性大的缺點，有效地控制周邊眼炸藥的爆破作用，從而減少對圍巖的破壞，鞏固了圍巖的穩定性和自承力。本文結合實際案例，進行闡述巷道光面爆破技術的有效應用，提高巷道的掘進速度和工程完工質量。

關鍵詞：巷道；光面爆破；巖石

一、光面爆破的基本概念

光面爆破技術，是一項新型爆破技術，是通過計算爆破參數，選擇合理的施工方案，在炮眼位置、裝藥量的測定控制以及分不同的結構進行裝藥等手段，分區分段進行微差爆破，使巷道斷面的形狀和尺寸光滑、并不損壞巖幫，符合設計斷面的輪廓要求，是支撐新奧法原理的重要技術之一，是一種控制爆破技術。

二、光面爆破的優越性

光面爆破最顯著的特點就是對圍巖的創傷面積小，破壞程度輕，爆破裂縫痕跡隱蔽甚至不產生，巷道成型規整，有利地減少巷道支護的維修量，對圍巖的抗拉平衡能力和對巷道輪廓以外的圍巖免受破壞，最大范圍地保留下圍巖的自身結構的完整和自身承載強度，減少或控制施工過程的超挖和欠挖，減弱地應力的過于集中，降低材料的回填量，節省了生產成本，加快了施工進度和安全施工的保障，提高巷道掘進的整體效益。

三、光面爆破技術的主要方法

光面爆破技術主要分為三種方法，一種是輪廓線光爆法，其原理是沿著輪廓線按點緊密地安裝空的周邊眼，在相鄰的炮眼安裝炸藥，其爆炸力是通過巖石的斷裂縫隙，沿周邊眼傳遞到下一個裝有炸藥的周邊眼進行爆破，爆炸過程如同撕剪縫線的原理；一種是修邊光爆法，這種方法在我國的煤礦廣為采用。其原理是用預留光面層，并且裝置緩沖炸藥的周邊眼，在其他炮眼爆破后再引爆的方法；還有就是裂縫光爆法，其原理較雷同修邊光爆法，只是周邊眼裝藥量很少。

四、巷道光面爆破技術要領分析及應用

光面爆破的技術是被現代施工認可的破巖機理技術。在鉆爆點的周邊，間距布有許多的炮眼相鄰，一個炮眼起爆，則會向四周的炮眼發出沖擊波，引起連續起爆，爆破產生的應力不斷疊加，切向拉力沿著相鄰炮眼中心線的中點拉開，巖體就會被拉裂成一條裂縫，隨后，不斷擴展，巖石崩落，最終巖體形成平整的爆裂面。

1、光面爆破的方案制定。

在各項工程施工前，對巷道的光面爆破情況進行調查。對現場進行試驗爆破。分析巷道的具體情況，選擇最適用的爆破方法，正確合理地布置炮孔的安裝，控制其開挖輪廓，對光面爆破技術參數進行有效地優化調整，以確保爆破工作的順利進行。比如：在我國的煤礦井巷施工過程，90%都采用修面爆破法；而在中國六冶三門峽礦段村-雷溝鋁土礦項目巷道施工中，經過試驗及方法比對，選擇全斷面光面爆破一次成型法。

2、光面爆破技術參數的確定。

合理的爆破參數是爆破工作的重點內容，是巷道開掘工作確保光面關鍵。參數的選擇主要是與巖石所在的地質狀況有關，同時也與巷道開挖地點的巖層斷面的形狀、大小、炸藥的品種與性能等條件相關。

（1）、綜合考慮巖石的性質、施工機具、爆破器材、炸藥類別等，為炮眼深度的選擇做好準備。第一，合理的鉆眼深度應與鉆眼速度相匹配，與鉆眼機具相適應；針對不同的作業環境與施工設備，選擇炮眼深度。比如：在中國六冶三門峽礦段村-雷溝鋁土礦項目的平巷開拓建設中，對三級、四級圍巖條件下，最佳循環進尺為2.5～2.8米之間，炮眼深度為3.0～3.3米為宜；對于普通的氣腿式鑿巖機，一般炮眼深度控制在2.5米以內；第二，鉆眼深度與循環作業方式有關，要保證每班完成一個輪回的完整循環，避免中途斷班，同時，配合錨網噴支護作業方式，爭取一班多循環或中深孔爆破一班一個循環。在巷道拐彎處，必須要進行一次光面爆破，使拐角能夠與周邊眼形成起行，滿足支護要求。第三、巷道斷面的大小、巷道迎頭巖性等其他因素，也對炮眼深度的選擇有著不小的影響。比如：斷面過小的輔助硐室，圍巖對爆破器材的要求偏高，牽制太大，巖石在爆破時不易被拋出，整個圍巖的損傷程度也較大，因此，采用中深孔爆破方式進行爆破不太適合，正確的方式是用小炮掘進的特殊方式進行爆破。還有“雙傳爆線”形式，通常用于較破碎的圍巖的施工處理。

（2）、不耦合系數，也是光爆參數中較重要的因素。它的選取原則是以巖石的抗壓強度為基準，低于它抗壓強度，則可以在孔壁上施壓，否則，就要按照一定的公式計算，來推定不耦合系數的大小，一般值取在1.5～2.5之間。

（3）開挖槽眼。

掏槽在光面爆破施工中非常關鍵，根據不同的巖石構造和施工要求選擇掏槽方式的不同，它分成直眼掏槽、斜眼掏槽和混合掏槽等幾種方式。針對不同的掏槽方式，對眼距的要求要嚴格控制。與多臺鉆機和機械化作業相結合的直眼掏槽，眼距太大不能實現掏槽，太小又受到巖的夾制，爆破效果不理想；用途較廣的斜眼掏槽，炮眼的設置較少，單位耗藥量小，炮眼的傾角精度與位置對掏槽的效果影響不大，但對鉆眼方向的技術要求較好，難以掌握鉆眼傾角。斜眼掏槽所鉆研（眼）的炮眼深度對巷道斷面有限制，爆破力強，但對巷道內的設備及巖壁損壞大；而直眼掏槽對炮眼深度則沒有限制。實行深孔爆破，對巷道內的設備及巖壁的破壞性較小。

（4）、炮眼之間的間距，要綜合考慮爆炸時，所產生的應力波，貫通裂縫在爆炸生氣體中的作用，計算光爆周邊眼間距與最小抵抗線的關系。公式為：炮眼密集系數=周邊眼間距/最小抵抗線，一般炮眼密集系數在0.6～1.0之間，硬巖情況，取大值，軟巖情況，取小值。

（5）、起爆時差的控制。在周邊眼的布置方面，根據不同的巖石情況，合理有序地安排布置周邊眼，對稱均勻，保證爆破后的巷道斷面成型規整。先引爆的巖石在應力作用尚有余威、巖體開始斷裂移動時，后發爆破緊接著起爆，使后發爆破創造個自由面，前后應力重疊，將微差爆破的優勢發揮出。如果周邊眼起爆時差超過0.1秒，炮眼之間的爆破不連續，而是斷續得像單獨起爆式的爆破，容易造成較多的裂縫，形成不平整的壁面。因此，控制起爆時差至關重要。

（6）炸藥的確定。根據巖石的不同情況，選擇不同的炸藥類型。對于爆炸速度低、敏感性能高并且密度小的斷面，采用低威力炸藥；否則就用威力大的炸藥。比如：礦井生產通常用直徑為32毫米和35毫米的礦用乳化炸藥，既能滿足巷道施工生的需要，又能較好地保護巖層結構。周邊眼的裝藥結構和用量，都要因地制宜，合理布置。一般單孔裝藥量為0.8，周邊眼結構采用連續、藥卷直徑為￠25毫米，裝藥不耦合系數為1.9，另一種起爆方式為并聯導爆管傳爆，導爆管長度不少于30厘米，用泥砂將眼口堵塞嚴實。

五、結束語

巷道光面爆破施工技術在我國工程的應用，提高了巷道的施工質量，又節約了生產成本，降低了人工的工作強度，安全性能也得到了保障。作為工程技術人員，要努力學習光面爆破技術，對尚待完善的技能加以研究，在實際的運用中探索出更加有效的參數控制方式，加快掘進進度，推動光面爆破技術的發展，實現真正意義上的光爆。

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