對巖巷掘進光面爆破技術的探討

王桂凡

摘 要：本文闡述了巖巷掘進光面爆破技術，介紹了光面爆破參數確定，列舉了技術指標，說明了在礦井應用中的實際效果。

關鍵詞：光面爆破；技術探討；實際效果

爆破后巖體輪廓面形成規整，圍巖穩定，無明顯炮震裂隙的控制爆破叫光面爆破。光面爆破也稱密眼小爆破，是一種人為控制的爆破方法，通過合理的選擇爆破參數，嚴格控制裝藥量，科學布置各種炮眼，達到光爆要求。光面爆破的實質是在井巷掘進設計斷面的輪廓線上布置間距較小、相互平行的炮眼，控制每個炮眼的裝藥量，選用低密度和低爆速的炸藥，采用不耦合裝藥（藥眼直徑明顯小于炮眼直徑，不耦合系數在1.5～3）同時起爆，使炸藥的爆炸作用剛好產生炮眼連線上的貫穿裂縫，并沿各炮眼的連線一井巷輪廓線將巖石崩落下來。光面爆破能使巷道成形并達到設計要求，減少掘進過程中的超挖量，減少巖石裝運量，加快了施工進度，降低了通風阻力，減少瓦斯聚集，便于運輸和行人。當前，還有一些問題認識不盡一致和沒有得到令人滿意的結果，需要在實踐和研究中不斷地去探討，進一步完善、提高。

一、技術指標

一般地光面爆破要求：

（1）圍巖是硬巖（f值在10以上）的時候眼痕率應達到80%以上；圍巖是中硬巖（f值在6～8）的時候眼痕率應達到50%以上；圍巖是軟巖（f值在4～5）的時候爆破應基本成型。

（2）超挖尺寸不大于150㎜，主要運輸巷和機電硐室不大于設計值的20㎜，其它巷道和硐室的尺寸不大于設計值的50㎜；欠挖尺寸不得小于質量標準規定的巷道幾何尺寸。

（3）巖面上不應有明顯的炮震裂縫。因此，要達到理想的光爆效果，必須控制好巷道周邊的光爆炮眼，既不把圍巖壁上的巖石炸碎，不產生明顯的爆震裂縫，又要把周邊炮眼整齊地截斷下來，使圍巖壁面規整，符合設計的輪廓要求，不能產生較大的凸起和凹入。

二、技術要求

（1）鉆眼質量。炮眼眼位的標定、鉆鑿各個環節都必須準確無誤，尤其是周邊眼一定要做到互相平行且眼底落在同一平面上，否則其他光爆措施都難以實現。現場實踐證明，大多數情況下周邊眼以一定的角度向輪廓線外偏斜，即“外插”是必要的，眼底落在設計輪廓線外一般不超過20cm。這樣可保證得到預定的設計輪廓表面而不發生欠超挖。

（2）掏槽方式。決定掘進進尺的關鍵是掏槽眼的爆破。要提高炮眼利用率，就應首先選擇合理的掏槽形式和掏槽參數。根據實際情況，我們目前使用菱形直眼掏槽，掏槽眼垂直深度比其他炮眼深100mm。

（3）鄰近周邊眼炮孔的裝藥。鄰近周邊眼的炮孔（二圈眼，三圈眼）裝藥量較多且先于周邊眼起爆，過量裝藥，可能使這些炮孔起爆后破壞范圍超過設計輪廓界面，在周邊眼起爆之前先將控制界面破壞，形成超挖，降低光爆質量。因此鄰近周邊眼的炮孔裝藥應均衡遞減，這樣就可保證周邊眼鄰近炮眼爆破后所形成的破壞范圍不超過周邊眼范圍，使周邊光滑平整且圍巖穩定。

（4）放炮順序。從安全方面考慮最好是采用毫秒延期爆破全斷面一次起爆，為了達到好的爆破效果也可也采用分段起爆。預留光爆層法分兩次起爆，即周邊眼以里的所有炮眼首先起爆，周邊眼最后一次起爆。

三、技術探討

為了提高光面爆破質量，首先，需要領導充分重視，在制度方面加大獎懲力度；其次，注重培訓，培養熟練的班組長、驗收員、打眼工；最后，從源頭抓起，嚴格按照光面爆破的技術參數和施工標準施工。

1.根據光面爆破理論以及已有現場經驗，結合井礦現場地質情況，對爆破參數做以下探討

（1）周邊眼的間距一般選擇在250～300㎜之間，巖石軟、裂隙發育取小值，對成型要求高的取小值。

（2）光面層厚度，通常用周邊眼間距與他之比稱作炮眼密集系數，巖巷一般取0.8～1，如：周邊眼距取300㎜，則抵抗距可取300～350㎜，巖石越硬取大值，軟時取小值。

（3）二圈眼設計是否合適，決定了光爆層的厚度及均勻性，直接影響光爆效果。二圈眼間距一般應比周邊眼間距大100～150㎜，一般取350～450㎜。

（4）適當加深掏槽眼

真正達到了掏槽眼比其他炮眼深200㎜，達到“重掏槽，輕剝皮”的效果。

（5）其他炮眼間距則根據巖石硬度一般取600㎜左右，以崩開巖石、塊度適中、拋渣適宜為原則。

（6）起爆順序一般由里到外，即按掏槽眼、輔助眼、二圈眼、底眼、周邊眼起爆的順序。

2.全面有效的施工標準對現場施工時有重要的指導意義，因此，在井下光面爆破施工時，要嚴格按以下標準施工

（1）開鉆領釬必須由有經驗的人員擔任，眼位要做到“準、平、直、齊”。準，即各炮眼必須準確地打在點好的眼位上，上下左右誤差不得超過20㎜。平，即要求各炮眼必須互相平行，尤其是周邊眼和二圈眼，角度誤差不大于5度，以防止巷道的超挖和欠挖。直，即要求各炮眼的方向與巷道軸線方向平行一致。齊，即同一類的炮眼深度必須一致，其深度誤差不得超過50㎜，已保證爆破后的斷面平整，炮眼利用率提高，并為下一循環打眼創造條件。

（2）必須首先打出高質量的導向眼。導向眼應選在正頂部、兩幫拱基線處各兩個，由跟班人員及驗收員在現場指導完成，上尺上線，確保準確無誤，所有鉆工根據導向眼的方向打出其余炮眼。

（3）堅持五定原則。一定鉆工。打眼人員基本固定，做到操作專業化；二定鉆具。每個鉆工所用的鉆具要固定，做到人知機性，得心應手；三定眼數。每位鉆工所打的炮眼要基本固定，且炮眼參數盡可能相似，做到心中有數，操作熟練；四定位置。每位鉆工的作業位置要基本固定，做到環境熟悉，操作有序；五定責任。要有明確的責任制，所有眼孔必須符合質量標準，個人必須對自己所打眼孔的質量負責。

四、實際效果

（1）光爆成型效果好：采用以上措施進行光爆后，能有效控制放炮效果，控制爆破質量，巷道周邊成型規整，不超挖不欠挖，周邊眼眼痕率能達到集團公司規定要求。

（2）降低材料消耗，提高經濟效益：由于光爆成型好，使噴漿支護量相對減少，按照放炮效果不好比光爆效果好時超挖100mm（斷面4.2m寬、3.6m高）計算，每米巷道節省噴漿料約1立方米，1立方米C20的混泥土需要水泥391kg，黃砂430kg，石子1357kg，按照現行市場價格水泥488元/噸，黃砂50元/立方米，石子80元/立方米，計算可得每米巷道可節約成本約280元。

（3）放炮落矸塊度均勻，不易出現大塊矸石，便于運輸。

五、結束語

解決好巖巷中深孔光面爆破設計及施工中的若干技術問題，是保證有較高的炮眼利用率、較規整的周邊成型、較均勻的爆破塊度的技術關鍵。在使用中不斷總結經驗，改進不足，對提高巷道的成巷質量、保障安全生產能起到良好的促進作用。在應用中，要根據井巷支護方式及巷道巖性特點，結合實際爆破成巷效果，進行修改和調整，可最大限度發揮光面爆破工藝的作用。

（作者單位：永興工程公司）