岩巷掘进使用光面爆破技术对巷道成形的重要性

应用技术　ｌ■　Ｃｈｉｎａ　ｓｅｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｒｅｖｉｅｗ　岩巷掘进使用光面爆破技术对巷道成形的重要性　崔礼明　（山西煤炭运销集团掌石沟煤业有限公司山西晋城高平０４８４００）　［摘要］本文介绍煤矿岩巷掘进光面爆破的技术原理、光面爆破的主要特点、炮眼布置对光面爆破的重要影响，以及相关的技术要求和炮眼布置的基本要　求。文中阐述了光面爆破技术在岩巷掘进时对巷道成形的重要性与影响。　［关键词］光面爆破，机理；特点；影响；岩巷掘进　中图分类号：Ｕ４５５．３＋１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１４）０１－０６０２—０１　１引言　煤矿岩巷掘进过程中，应用光面爆破技术能取得理想的预期成型效果，减　少返修及二次挖掘的几率。同时，巷道掘进一次性成型好了，也能有效降低掘进　施工成本，减少支护材料消耗，从而取得较好的社会经济效果。但是，在操作过　程中，必须掌握光面爆破技术原理，按照技术要求进行施工，特别是炮眼的布置　方式及装药量的控制等。　２光面爆破机理　在岩石巷道的掘进过程中，一般主要是依靠打眼放炮形式来完成的。而如　今，岩巷掘进主要运用的就是光面爆破技术。光面爆破技术就是在巷道掘进过　程中，能够使巷道轮廓保持平整且围岩稳定状态，无明显炮震裂缝的控制性爆　破技术。这种爆破技术能够合理的利用炸药，能够使围岩产生较小的震动裂缝，　而放炮后的自由面具有规整形、尺寸大小合乎设计要求的特性。使用该爆破技　术，一般掘进工作面很少出现“危石”，这就明显的给施工人员提供了安全的工　作环境。　３光面爆破的主要特点　（１液用爆破技术，爆破后的围岩比较完整，没有明显的炮震裂缝，且顶板及　墙壁均没有“浮石”或“大掉”现象，这不仅增强了围岩的自身强度和承载能力，　而且也给工人的施工带来了较为安全的环境。　（２）掘进工作量小，其超挖欠挖现象也大为减小，从而使工作效率得到明显　的提高，并有效加快了工作进度。　（３爆破后的巷道墙壁趋于平整，其凹凸不平的现象大为减少，而且成型后　的工程质量也符合要求，且巷道也易于维修，服务年限也得到增加。　（４）由于巷道爆破后，表面比较光滑平整，也利于了通风，瓦斯和有毒气体也　不易积聚，并提高了工人的劳动效率，大大改善了工人的工作环境。　（５）在支护材料消耗方面，所用的爆破材料等，消耗得到明显的降低，相应的　巷道掘进成本也得到了降低，其经济效益明显被提高。　４炮眼布置对光面爆破的重要影响　４．１光面爆破常用的几种方法　（１）轮廓线钻眼法。这种钻眼方法就是在巷道的轮廓线上，预先打好一排不　装药的密集的空眼，经与相邻的一排眼装药爆破后将巷道与围岩切开的一种方　法。这种钻眼爆破方法效果较好，但比较费工费时，且费用也高。　（２）预裂爆破法。就是在巷道轮廓线上打一排较密集的炮眼，并装有少量的　药，然后先放周边眼再放其它眼，使巷道与应爆破下来的岩体预先切开分离，以　确保其它炮眼爆破时不至于破坏巷道的围岩稳定性。在实际施工中，采用该法　打眼的比较多。　（３憋边爆破法。修边爆破法是使周边眼通过缓冲装药，并预留光面层，在其　它炮眼爆破后，再爆破周边眼的一种方法。这种爆破方法，可分为全断面一次爆　破与预留光爆层两种，而预留光爆层法分两次起爆，即周边眼以里的所有炮眼　首先起爆，周边眼最后一次起爆。预留光爆层法光爆效果较好，一般大断面巷道　爆破施工经常采用这种方法。　４．２炮眼布置的形式和种类　巷道掘进中，炮眼在掘进断面中的布置按用途和位置可分为掏槽眼、辅助　眼和周边眼，正确的布置炮眼也是实现光面爆破技术的有效途径。由于煤矿井　下的地质条件和地质构造时常发生变化，因此在掘进时其炮眼的布置就不能一　成不变，需要根据岩石的性质、巷道的断面大小及形状等诸多因素，并结合爆破　技术要求确定具体炮眼位置和装药量，以使爆破最终取得较好的效果。　４．３炮眼布置的基本要求　１）炮眼布置的基本要求。从以上几种方法的分析可以看出，光面爆破的目　的也就是使巷道通过打眼放炮的方法，使设计巷遭与围岩切开，使其自由面能　够平整光滑。在炮眼布置时，周边眼起着重要的作用。光面爆破时，周边眼的布　置应在巷道的轮廓线上，其硬岩可布置在轮廓线以外，与轮廓线外切；软岩可布　置在轮廓线以内，与轮廓线内接。周边眼的布置，可根据煤矿多年的生产经验操　６０２　ｌ科技博览　作。周边眼的眼距一般为４０ｏ～５００ｒａｍ，其光面爆破效果好。但是，在实际生产　中，可根据具体情况作适当的调整：①在大跨度的巷道拱顶上及边墙部位，其眼　距可以适当放大为５００－６００ｒａｍ。②在拱顶两侧曲率半径较小的地方，因岩石的　夹制力大眼距应适当的缩小，一般为控制在３００－４ｏｏｍｍ左右。③在裂缝、节理　发育或层理明显的岩石中，其眼间距可适当的缩小（至２０ｏ～３００ｍｍ），同时要少　装药（或间隔装药）　④在开挖面要求平度较高或特殊的工程施工中，眼间距也　应适当的缩小。⑤采用光面爆破时，周边眼的布置和排列分为等距法、非等距　法。在非等距法中，考虑到拱顶的岩石易于爆落，拱顶的基线附近的岩石夹制力　较大不易爆落，在拱顶附近的眼间距应较大一些，而靠近拱基线附近的眼间距　应较小一些，这样才是合理的布局方式。　２）光面爆破技术的要求。①对于密集打眼，近距离的，其周边眼眼距应为　３５０　４５ｏｍｍ；而软岩可适当变小，硬岩可适当变大。②要重视二圈眼。对于二圈　眼的眼间距，也要适当的加密，约为５５Ｏ～６５Ｏｍｍ左右；二圈眼的抵抗线，取周边　眼的１～２．５倍，软岩取小，硬岩取大。③对于钻眼操作规范来说，炮眼要打的圆　直，必须提高打眼工的技术水平。④药量控制与雷管的使用。周边眼装药直径为　２５ｍｍ４￣药卷。在无瓦斯的工作面，可采用反向装药，在有瓦斯的工作面，采用正　向装药。各巷道装药量要依据爆破说明书进行，根据具体的情况可作适当的调　整。依据软岩取小，硬岩取大。在爆破时，同段雷管一次起爆，周边眼最好采用电　雷管或毫秒电雷管（煤矿许用瞬发电雷管或毫秒延期电雷管）同时起爆（井下不　准使用两种雷管，现在都是使用毫秒延期电雷管。建议修改）。⑤光面爆破时，周　边眼应用（水）泡泥封实且封泥长度不小于ｏ．３ｍ。⑥采用预留光面层时，可分两　次起爆。二圈眼以内的全部先装药首次起爆，然后再根据周边眼的抵抗线和岩　石的性质对周边眼进行装药，进行第二次起爆，从而崩下预留光面层。　４　４炮眼的技术要求　（１）软岩巷道中，周边眼的成形应符合设计轮廓要求。　（２）眼痕的利用率。一般，硬岩不小于８０％，中硬岩不小于６０％。　（３）岩面不应有明显的炮震裂缝。　（４）巷道周边眼不应欠挖，平均线性超挖值应小于２００ｒａｍ。　（５）两炮的衔接台阶，尺寸在眼深小于３ｍ时不得大于１５０ｍｍ　眼深为５ｍ时　不得大于２５０ｒａｍ。　矿受断面，一般掏槽眼最深２．５ｍ，辅助眼和周边眼在　２ｍ，建议修改。）　５结束语　在煤矿岩石巷道的掘进施工过程中，进行光面爆破时，必须要根据光面的　爆破技术要求，然后按照岩石的发育状况及岩层的基本性质来合理布置炮眼。　同时，提高打眼工的业务水平也很重要。只有多方面严格要求，按章操作才能够　提高光面爆破的质量和效果，使光面爆破后的巷遭更符合设计要求。如此进行，　施工的巷道也能减少返修率，延长使用寿命，降低施工成本。　参考文献　［１］王文龙．钻眼爆破［Ｍ】．北京：煤炭工业出版社，１９８９．　［２】ｌ菱伟明．光面爆破破裂机理的研究．工程爆破（第四集）［Ｍ】．北京：冶金　工业出版社，１９９３．　［３】高金石，张奇．爆破理论和爆破优化［Ｍ】．西安：西安地图出版社，１９９３．　［４Ｄ．ｃ．Ｈｏｌｌｏｗａｙ．房泽法译．光面控制断裂技术的现场试验（二）．工程爆　破论文选编【Ｍ】．武汉：中国地质大学出版社，１９９３．　［５】张志呈．爆破基础理论与设计施工技术［Ｍ】．重庆：重庆大学出版社，　１９９４．　【６】林学圣．土石爆破［Ｍ】．南京：工程兵工程学院，１９９５．　【７｝除颖，方江华．光面爆破合理炮孔密集系数的研究【Ｊ】．工程爆破．１９９８．　４（１）：２５～２９．　［８】孙学军，刘宏刚．复杂环境下高梯段深孔光面爆破技术［Ｊ】．工程爆破．　１９９８，４（４）：６０～６５．