張向磊 ZHANG Xiang-lei；趙永年 ZHAO Yong-nian；周新華 ZHOU Xin-hua

（河南能源化工集團(tuán)九里山礦，焦作454150）

0 引言

光面爆破是在輪廓或挖掘邊上鉆一圈較密集的炮孔使其抵抗線大于孔距，爆破時(shí)沿炮孔聯(lián)線形成破裂帶而獲得較平整的破裂面。它是通過(guò)正確選擇爆破參數(shù)和合理的施工方法，達(dá)到爆后壁面平整規(guī)則、輪廓線符合設(shè)計(jì)要求的一種控制爆破技術(shù)。

1 光面爆破原理

光面爆破的實(shí)質(zhì)是在巷道掘進(jìn)設(shè)計(jì)斷面的輪廓線上布置間距較小、相互平行的炮眼?？刂浦苓呇鄣难b藥量，選用低密、低爆速的炸藥，采用不耦合裝藥，同時(shí)起爆，使炸藥的爆炸作用剛好產(chǎn)生炮眼連線上的貫穿裂縫，并沿周邊眼的連線將巖石崩落下來(lái)。裂縫的形成主要是應(yīng)力波與爆炸氣體共同作用的結(jié)果。貫穿裂縫的形成是基于各裝藥爆炸所激起的應(yīng)力波先在各炮眼壁上產(chǎn)生初始裂隙，然后在爆炸氣體作用下使之?dāng)U展貫穿，最終形成貫穿裂縫。

2 光面爆破技術(shù)在二水平軌道暗斜井的應(yīng)用

2.1 二水平軌道暗斜井地質(zhì)概況 二水平軌道暗斜井擔(dān)負(fù)二水平行人、運(yùn)輸、通風(fēng)等任務(wù)，巷道地面標(biāo)高+91.39m。二水平軌道石門(mén)設(shè)計(jì)開(kāi)口位置巷道頂板標(biāo)高-215.629m，底板標(biāo)高-219.419m，該巷道設(shè)計(jì)方向?yàn)镹120°E。在二1煤層頂板細(xì)粒砂巖層中掘進(jìn)，該層巖石裂隙較為發(fā)育，在掘進(jìn)過(guò)程中會(huì)有少量頂板砂巖淋水，對(duì)掘進(jìn)影響不大。

2.2 光面爆破設(shè)計(jì)原則 ①不耦合系數(shù)。不耦合系數(shù)是指炮孔直徑與藥包直徑的比值，選取的原則是使作用在孔壁上的壓力低于巖石的抗壓強(qiáng)度，而高于抗拉強(qiáng)度。實(shí)踐表明，不耦合系數(shù)的大小因炸藥和巖層性質(zhì)不同，一般取1.5～2.5。②周邊眼間距。合適的周邊眼間距應(yīng)使炮眼間形成貫穿裂縫，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)一般為炮眼直徑的10～20倍。③臨近系數(shù)和最小抵抗線。光面爆破炮眼的最小抵抗線過(guò)大，光爆層的巖石將得不到適當(dāng)破碎；反之，則在反射波作用下，圍巖內(nèi)將產(chǎn)生較多的裂隙，影響圍巖穩(wěn)定。實(shí)踐中得知合適的抵抗線為眼距的1～1.3倍。④周邊眼起爆時(shí)差。模型試驗(yàn)和實(shí)際爆破表明：周邊眼同時(shí)起爆時(shí)，貫穿裂縫平整；微差起爆次之；秒延期起爆最差。因此，在光面爆破中應(yīng)盡可能減小周邊眼的起爆時(shí)差。

2.3 二水平軌道暗斜井光面爆破設(shè)計(jì) 目前本礦施工炮眼采用YT-28型氣腿式風(fēng)鉆配合42mm一字型鉆頭，直徑為23mm乳化炸藥，毫秒延期電雷管起爆，延期時(shí)間不大于150ms，不耦合系數(shù)為1.8。炮眼深度1.7m，掏槽眼深度1.9m。周邊眼間距為400mm，光爆層厚度為500mm，根據(jù)以上設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)爆破圖表如圖1、表1、表2。

圖1

表1 下部爆破說(shuō)明書(shū)

表2 上部爆破說(shuō)明書(shū)

圖2 周邊眼裝藥結(jié)構(gòu)示意圖

周邊眼采用空氣柱裝藥結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖2），反向裝藥，每孔裝藥0.2kg，藥卷后緊跟一卷水炮泥起到阻擋沖擊波作用，減少殘眼長(zhǎng)度，提高炮眼利用率，孔口封泥長(zhǎng)度不小于300mm，中間留設(shè)空氣柱。周邊眼同時(shí)起爆，總延期時(shí)間不超過(guò)150ms。

3 光面爆破施工要點(diǎn)

①實(shí)行“定人、定位、定機(jī)、定質(zhì)、定量”的五崗位責(zé)任制，分區(qū)按順序鉆孔。不鉆殘孔、不鉆石縫、不鉆軟夾層、不鉆破碎帶的四不鉆制度。②嚴(yán)格控制周邊眼間距及最小抵抗線厚度，并使周邊眼盡可能打在輪廓線上。③在鉆桿上做好標(biāo)記，確保周邊眼“準(zhǔn)、直、平、齊”，要利用長(zhǎng)鉆桿、導(dǎo)向棍控制鉆眼角度及錯(cuò)臺(tái)。④鉆眼完成后，應(yīng)按炮眼布置圖進(jìn)行檢查并作好記錄，有不符合要求的炮眼應(yīng)重鉆，經(jīng)檢查合格后才能裝藥爆破。⑤裝藥前應(yīng)將炮孔內(nèi)泥漿、石屑吹洗干凈，已裝藥的炮孔及時(shí)用炮泥堵塞，周邊眼堵塞長(zhǎng)度不小于300mm。

4 應(yīng)用效果

4.1 光爆效果 ①光爆眼痕率統(tǒng)計(jì)。二水平軌道暗斜井光爆眼痕率統(tǒng)計(jì)：最大為76%，最小為64%，平均69.5%，超挖率不大于5%。采用光面爆破法后，巷道毛斷面輪廓均不超過(guò)設(shè)計(jì)150mm，多數(shù)都在50-100mm之間，淋水較小的地方眼痕率平均達(dá)到70%以上。②減少出矸量。實(shí)行光面爆破超挖量?jī)H為5%左右，每米少出矸6車左右。③減少支護(hù)材料消耗，降低支護(hù)成本。④減少出矸時(shí)間。⑤提高圍巖自承能力。巖面平整，炮震裂隙小，應(yīng)力集中小，圍巖整體性好。光面爆破技術(shù)和錨噴技術(shù)的結(jié)合，進(jìn)一步增強(qiáng)了錨噴支護(hù)的作用，特別是在松軟巖層中更能顯示這一特點(diǎn)。

表3 二水平軌道暗斜井光爆率統(tǒng)計(jì)表

4.2 經(jīng)濟(jì)效益分析 ①節(jié)約材料費(fèi)。②節(jié)約矸石的提升和運(yùn)輸費(fèi)用。③節(jié)省時(shí)間。由于光面爆破爆破效果好，節(jié)省了爆破時(shí)間；光爆巷道成型規(guī)整，初期支護(hù)時(shí)間縮短20min。④安全效益。由于光面爆破技術(shù)減少對(duì)圍巖的破壞，減少了聾矸危巖，安全系數(shù)大幅度提高。

5 結(jié)語(yǔ)

光面爆破技術(shù)通過(guò)在本礦二水平軌道暗斜井的應(yīng)用，取得了良好的爆破效果，值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

[1]劉先平,宋占友.光面爆破理論的具體應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì),2002(06).

[2]王明珍.影響光面爆破的因素[J].價(jià)值工程,2010(21).

[3]唐序武.淺談巷道光面爆破施工技術(shù)[J].中小企業(yè)管理與科技(上旬刊),2009(09).