空气柱装药结构光面爆破技术浅析

王上飞++苗良磊++李明栋

摘 要 空气柱装药爆破技术能够使得周边眼爆破时孔壁承受较长时间的准静态压力作用，延长了作用时间，最终使岩壁受力均匀，减少了破碎带范围，控制了巷道成型；大幅度提高周边眼眼痕率，光爆成型效果显著，减少巷道的超挖量和喷浆量；保护了围岩完整性，增强了围岩抗压强度，再配合现有支护手段，将大大提高在深部巷道及软岩巷道中的支护效果。

关键词 空气柱装药爆破技术；光爆；周边眼

中图分类号：TD235 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）19-0103-01

在煤矿井下岩巷掘进过程中，巷道的成型质量对巷道支护效果[1]、材料消耗、工作效率、巷道面貌有很大影响，为了使巷道成型更加接近设计轮廓线，提高岩巷炮掘光面爆破成型质量极其重要。河南能源城郊煤矿在光面爆破过程中大力推行空气柱装药结构光面爆破技术，提高周边眼眼痕率，实现光爆成型效果。

1 爆破原理

空气柱装药爆破技术就是在炮孔封泥与炸药之间留设一段空气柱的装药结构形式，是间隔不连续装药的一种，与之相对应的是连续装药结构；简言之，减少原来连续不耦合装药结构中粘土炮泥的长度，形成空气柱，主要用于周边眼装药，控制周边眼眼痕率，进而控制光爆效果。

其原理为：炸药爆炸瞬间产生的爆轰波向外传播时，首先接触到空气柱，使用空气柱有了动能，形成具有陡峭波头的空气冲击波，在未扰动的空气中传播，当空气冲击波遇到孔壁时，速度瞬间变为零，将动能转化为准静态能储存在被压缩的空气中，实际上起到了缓冲作用，由于爆轰波冲击动能被空气柱吸收、缓冲，因此炮孔壁受到的冲击压力峰值明显降低；随着爆轰压力的作用，被压缩的空气柱开始释放储存的准静态能，并产生大量气体，使得孔壁承受较长时间的准静态压力作用，延长了作用时间，最终使岩壁受力均匀，减少了破碎带范围，控制了巷道成型，对软岩效果比较明显。

2 装药方法

常规的装药方法为将药卷送至眼底，装100 mm长粘土炮泥，再装400 mm长水炮泥，最后封装粘土炮泥长度不少于500 mm。空气柱装药爆破技术是仅对周边眼采用的装药技术，在周边眼装药时，必须将药卷送至眼底，使用炮泥封孔时，先用一根棉线绳拴住一卷充好水的水炮泥一端，将水炮泥送入孔内300 mm即可，安装完水炮泥后，一手拉住棉线绳不动，一手再用粘土炮泥将眼孔封实，保证封泥长度300 mm[2]。

附图1 常规炮眼装药结构示意图

附图2 空气柱装药炮眼示意结构图（周边眼）

3 注意事项

1）封泥质量尤为重要，特别是周边眼，使用的炮泥必须柔软，随手一捏即重塑形状，且必须有黏度，保证封口是封实，否则很容易出现抽炮现象。

2）周边眼装药时，将水炮泥送入孔内300 mm，一手拉住棉线绳不动，一手再用粘土炮泥将眼孔封实，保证封泥长度300 mm即可。

3）必须保证打眼质量，特别是周边眼和掏槽眼，要严格按照设计角度和深度进行施工，使用好导向棍很重要，严防炮眼上挑、下扎，同时保证同一类型的炮眼落底必须保证在同一个平面上。

4）注意围岩情况，及时调整装药量，对周边眼岩石松软或层理发育容易出现片落地点只需要装半卷药。

5）打眼坚持“五定”原则，即：一定钻工，打眼人员基本固定，做到操作专业化；二定钻具，每个钻工所用钻具要固定，做到人知机性，得心应手；三定眼数，每位钻工所打的炮眼要基本固定，且炮眼参数尽可能相似，做到心中有数，操作熟练；四定位置，每个钻工的作业位置要基本固定，做到环境熟悉，操作有序；五定责任，要有明确的责任制，所有眼孔必须符合质量标准，个人必须对自己所打眼孔的质量负责。

4 结论

空气柱装药爆破技术能够有效的减少了围岩破坏，提高周边眼眼痕率，光爆成型效果显著，减少巷道的喷浆量，既节约了材料投入，又减少了人工投入，同时也增加了巷道的美观。

参考文献

[1]章兵，潘天林.坚硬岩石巷道合理掏槽形式的探讨[J].煤矿开采，2000（4）.

[2]田会礼，周茂普.大断面岩巷中深孔爆破实验研究[J].煤炭工程，2004（9）：62-64.

[3]姚振武.光面爆破现场设计与施工[A].中国土木工程学会隧道及地下工程学会第七届年会暨北京西单地铁车站工程学术讨论会论文集（上）[C].1992.

[4]贾佩儒.XD炸药在宝库河二级站隧洞光面爆破开挖中的应用[A].中国水利学会一九九九年优秀论文集[C].1999.

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[6]王守海.坑道测控法[A].中国土木工程学会隧道及地下工程学会第八届年会论文集[C].1994.

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[8]单士军.隧道层状围岩全断面深孔光面爆破[A].第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C].2000.

[9]于海山，张永生，张宝强.大气对喷射砼层的力学作用的一点探讨[A].第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C].2000.

作者简介

王上飞（1991-），男，河南商丘人，助理工程师，2012年毕业于中国矿业大学（徐州），现从事煤矿技术管理工作。endprint