浅析岩巷光面爆破技术

王上飞 孟献歌 李明栋

摘要： 矿山爆破技术是贯穿于矿井建设和煤炭生产全过程的核心技术之一，在爆破工程中除了要求崩落和破碎岩石之外，还要求对保留的岩体进行保护，尽量减少炸药的爆炸效应所产生的破坏，降低开挖面的超挖和欠挖，以达到岩体稳定、开挖面光滑平整、开挖轮廓符合设计要求的目的。

关键词： 炸药;超挖;岩体

目前，由于对光爆的认识不足，在岩巷掘进爆破中普遍存在少打眼、乱打眼、多装药、乱放炮的现象，造成的后果是炮眼利用率低、岩石碎块抛掷远，爆堆不集中，周边超挖大，巷道成形差，围岩松动破坏严重;在松软岩层中，周边眼很难留下半边眼痕。河南能源化工集团城郊煤矿对于光面爆破很重视，下面就结合实际生产及理论知识对于光面爆破技术做一总结。

1.光爆效果作用机理

光面爆破的基本原理是合理选择周边眼爆破参数[1]（眼间距、抵抗线、装药量），在井巷掘进轮廓线上钻凿相互平行的炮眼;控制炸药的爆破作用，选用低密度和低爆速的炸药或专用药包，控制每个炮眼的装药量和装药结构，降低炸药爆炸的初始冲量;保证周边眼同时起爆，使炸药的爆炸作用刚好切断周边眼连线上的岩石，形成贯穿裂隙，从而减少了对炮眼眼壁岩体的破坏，并将井巷轮廓线内岩石崩落下來，爆后形成围岩形状规整、表面光滑、符合设计要求的井巷断面。因此，控制好周边眼的爆破质量成为实现光面爆破的关键。

2.关于裂隙形成的机理

当今爆破研究中，大家已普遍认为爆炸应力波与高压气体共同作用理论对于各种爆破试验现象的解释更为合理，此理论已成为指导光面爆破设计的重要理论。

图1  炮孔变化

图1-a表示两相邻装药炮孔;图1-b表示两炮孔装药爆炸后所形成的初始裂纹及向外扩展一定距离的情况。图1-c表示在爆生气体侵人的准静压作用下，使裂纹沿连心线进一步扩展贯通形成贯穿裂缝。

3.炸药在岩石中爆破作用范围及在岩石中爆破破坏过程

假设岩石为均匀介质，当炸药置于无限均质岩石中爆炸时，在岩石中将形成以炸药为中心的由近及远的不同破坏区域，分别称为粉碎区、裂隙区及弹性震动区。

图2  爆破过程的三阶段

4.周边眼光爆成型技术

周边眼空气柱S单封法光爆成型技术能够使周边眼爆破时孔壁承受较长时间的准静态压力作用，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，减少了巷道的超挖量和喷浆量，节省了材料费和人工的投入。此外，由于空气柱的缓冲作用保护了围岩完整性，增强了围岩抗压强度，因而在现有支护手段的基础上，将大大提高在深部巷道及软岩巷道中的支护效果。

图3  周边眼空气柱S单封法装药结构

5.掏槽眼爆破增威技术

粘土炮泥将炸药封在一个密闭的药室内，可以很好的传导炸药在炮孔轴向产生的应力波，从而增强反射拉伸波的破岩效果。此外，由于增加的粘土炮泥极大限度地缩小了炸药初爆时的密闭空间，从而增加了爆炸气体的爆破初压，进而增强了爆炸气体对岩石的破碎效果。

图4 L-S两封法掏槽眼装药结构

6.多段毫秒延期电雷管全断面一次起爆技术

对于大断面提出了1～5段毫秒延期雷管全断面一次起爆技术，从而实现了大断面岩石巷道一次装药一次起爆，以缩短装药放炮时间，提高施工速度。起爆顺序为1掏槽眼→2第一圈辅助眼→3第二圈辅助眼→4第三圈辅助眼→5周边眼、底眼和水沟眼，当设计中有辅助掏槽眼时，起爆顺序为1掏槽眼→2辅助掏槽眼→3第一圈辅助眼→4第二圈辅助眼→5周边眼、底眼和水沟眼。

现场试验表明，只要合理选择爆破参数，合理布置炮孔和起爆顺序，完全可以做到在大断面巷道实现全断面一次爆破，以缩短装药、联线、放炮和通风时间，提高工作效率。

参考文献：

[1]宗琦，郝飞.提高岩巷掘进爆破速度和质量的若干技术问题[J].中国煤炭，2004.30（10）39-43.

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。