重庆川九建设有限责任公司 重庆 401120
摘要：在岩巷掘进中应用光爆技术，能够在强化工程进度的同时，提高经济效益。光面爆破其实就是顺着开挖边界对密集炮孔进行布置，于主爆区应用装填低威力炸药，进行起爆，以此来构建一个平整的轮廓面展开爆破作业。巷道的平均日进尺达到3.38m，提高了39%；炮眼平均利用率达到90%左右；巷道轮廓成形达到了预期要求，超挖量控制在100mm。该技术在巷道掘进爆破中取得了较佳的效果，为类似工程光面爆破提供了理论和实践指导意义。
关键词：光面爆破技术；石灰岩；巷道掘进；应用
1导言
光面爆破是井巷掘进中的一种典型的控制爆破方法，目的是使爆破后留下的井巷围岩形状规整，符合设计要求，表面光滑，损伤小，稳定性强。巷道成型完好，可以提高巷道掘进速度等优点。在岩巷掘进中，光面爆破是普遍采用的一种爆破方法。
2工程概况
打通二矿一号暗斜井，其断层、节理、裂隙和溶洞较发育，巷道围岩大多为石灰岩，巷道顶板多为石灰岩。巷道断面形状为直墙半拱，其断面净宽为5.2m，高为4.2m，断面面积约为19.84m2。根据巷道岩层条件及现阶段巷道支护的发展现状，确定具体支护锚网索喷。该巷道在实验之前采用浅眼爆破方案，钻眼采用YT-28型气腿式凿岩机钻眼，使用直径为42mm的柱齿钎头，钎杆长度为2.0m。炮眼深度为1.75m，双楔形直眼掏槽，试爆后，经过3个循环的统计，发现工人钻眼、爆破和清渣都比较困难，循环进尺平均为1.6m，有的循环进尺不足1m；日进尺2.43m左右；炮眼利用率低，平均仅有77.2%。巷道掘进速度偏低，很大程度上制约着巷道的建设速度。
3光面爆破概述
光面爆破主要是通过人为地选择合理的炮眼数目、炮眼间距、炮眼装药量、起爆顺序等爆破参数，在爆生气体膨胀作用下，使爆生冲击压缩力引起作用在周边眼连线上的垂直方向上的拉应力大于周边岩体的抗拉强度，使周围边眼的连线形成贯穿裂隙；同时，爆生冲击应力波传递到自由面上反射成拉伸应力，在拉伸应力作用下将光爆层的岩石一层一层地拉开，形成拉断裂隙，周边眼连线上的贯穿裂隙刚刚形成，正好与光爆层上的拉开裂隙贯通，使光爆层的岩石沿周边眼连线规整地切割下来。
4光面爆破技术在石灰岩巷道掘进中的应用
4.1普通光面爆破
预留光爆层分次爆破以及全断面一次爆破是光面爆破掘进巷道最主要的方案。其中在实际的全断面一次爆破过程中，需要按照起爆的顺序对多段毫秒电雷管分别地进行装入、起爆，掏槽眼。在掘进小断面巷道中大多应用了周边眼、辅助眼。若是遇到大断的峒室、巷道的稳定性较差的情况时，需要应用预留光爆层展开分次的爆破，这种方式也被称为修边爆破。
4.2光面爆破的参数
最小抵抗线，周边眼起爆过程中最小的抵抗线其实就是周边眼至邻近辅助眼的长度或者光爆层厚度，一般大于周边眼的间距。炮眼间距通常是炮眼直径的15倍左右。在裂隙、节理少以及整体性较好的岩石中需取大值，在裂隙发育、节理的岩石中需取小值，同时需充分考虑岩石的岩性。装药密度其实就是单位长度炮眼的实际装药量。要想有效对裂隙的发育进行控制，需要在周边炮眼间构建贯穿裂隙的基础上，需尽量少装药，确保眼壁的完整性。炮眼密集系数M其实就是爆破施工中的周边眼间距E和最小抵抗线评的比值，具体公式为M=E/w，一般值常取0．9左右。若是此值过小会造成超挖的不良后果，此值过大会造成欠挖。炮眼质量要想保住光爆有一个令人满意的效果，就需要进一步完善钻眼作业，对钻眼的质量进行严格的控制，比如周边眼需处于一个轮廓线上，其眼底也需要处于此轮廓线上。
4.3周边光面爆破
周边眼是布置在掘进巷道周边岩石上，且爆破后使巷道形成设计轮廓的炮眼。巷道成形质量的好坏关键在于周边眼布置的合理与否，钻眼时通常向外偏斜一定的角度，以眼底落在设计轮廓线外不超过100mm为宜。周边眼数目为24个，炮眼深度为2.3m，均匀布置在距第二圈辅助眼600mm处，即巷道轮廓线上。水平方向倾角为87°，炮眼间距为450mm。
4.4炮眼深度
影响炮眼深度的主要因素有被爆岩体的性质、钻眼工具等。合理的炮眼深度要保证钻眼时有较高的钻眼速度。研究表明：对于普通的气腿式凿岩机，在条件相同时，采用同一根钎子钻眼，每增加1m炮眼，其钻速就下降4%~10%，且随着钻眼深度的增加，钻眼速度下降得就越快。使用普通气腿式凿岩机，炮眼深度宜控制在2.5m以内。
4.5装药参数
装药参数：一阶掏槽眼数目取2个，炮眼深度为2.5m，炮眼与工作面夹角为72°，装药系数为0.5；二阶掏槽眼数目取6个，炮眼深度为2.5m，炮眼与工作面夹角为72°，装药系数为0.5。辅助眼炮眼数目31个，装药系数0.5。周边眼深度2.3m，炮眼间距0.45m，炮眼与工作面夹角87°，炮眼数目为24，装药集中度a=200~300g/m。底眼炮眼个数为12个，深度为2.3m，装药系数一般在0.5~0.7，但两底脚眼的装药系数应比其它底眼少30%~40%，以避免巷道两帮悬空，因此，底眼装药系数取0.45。
4.6掏槽爆破
在井巷掘进中，掏槽爆破技术在保证取得较好的爆破效果中，发挥着极为重要的作用。掏槽孔间排距和掏槽孔的大小不仅制约掘进速度的快慢，同时还影响着掘进巷道效果的好坏。根据岩体性质、断面大小确定：爆破掏槽方式为双楔形斜眼掏槽，掏槽数目为8个，分4排平行布置，掏槽孔与工作面夹角为72°，孔口间距为1800mm，每对炮孔孔底间距为200mm。
4.7爆破效果
因现场岩层条件和施工条件的限制，实际钻眼深度在2.25~2.52m。在工程技术人员的精心安排和组织下，巷道的掘进速度和循环进尺得到了很大的提高。试验历时30d，巷道进尺约为101.4m，平均日进尺3.38m；炮眼利用率达到90%以上；巷道轮廓线基本都控制在有效范围内。爆破统计结果（平均值）见表1。爆破后工作面的岩石充分破碎，大块率低，爆岩块度均匀，大量的岩石抛掷在距断面10~14m的距离内，利于后续的清渣工作；掘进巷道的设备和机械器具基本没有受到影响。试验后统计结果表明：每循环巷道掘进断面尺寸增加了2.3m2，提高了13.11%；每循环进尺提高了0.37m；每循环炮眼利用率提高了12.8%；每循环炸药和雷管消耗减少了约9.68%和21.05%；炮眼深度提高0.55m；施工过程中钻眼工人少打20个炮眼，减少了工人的劳动强度。
结束语
综上所述，只有应用岩巷掘进光面爆破技术，选取适宜的掏槽形式，对炮眼深度进行合理设计，对爆破参数、装药结构进行优化，才能实现岩巷的施工质量、速度大力提高的目的。
参考文献：
[1]皇甫美俊.光面爆破技术在煤矿的应用[J].山东煤炭科技，2017，02：32-33+36.
[2]张晓岚，史晓东.光面爆破技术在石灰岩巷道掘进中的应用[J].煤炭与化工，2017，02：76-79.
[3]许大成，闫满志，王磊，李万涛.光面爆破技术在田兴铁矿巷道掘进中的应用[A].辽宁省金属学会、山东金属学会、河北省冶金学会、山西省金属学会、广东省金属学会、四川省金属学会、北京金属学会.第二十三届辽鲁冀晋粤川京七省市金属学会矿业学术交流会论文集[C].辽宁省金属学会、山东金属学会、河北省冶金学会、山西省金属学会、广东省金属学会、四川省金属学会、北京金属学会：，2016：4.
论文作者:孔德兵,谢文彬
论文发表刊物:《基层建设》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/25
标签：炮眼论文; 巷道论文; 光面论文; 进尺论文; 裂隙论文; 断面论文; 深度论文; 《基层建设》2017年第17期论文;