光面爆破技术在不稳固采准巷道中的应用探讨

吕波+郝宁刚

摘要：在不稳固采准巷道的施工过程中，通常会碰到砾石层、淤泥层和断层破碎带等特殊性地质状况，如果对这些特殊性地质处理的不恰当，就有可能会导致地质灾害的发生，给生产建设甚至施工者的生命财产带来损失。因此，在巷道的掘进过程中，必须采取科学的、先进的方法进行施工作业，并且要安排专业技术人员参与施工。 采用光面爆破掘进技术，能够在一定程度上减小对周围岩石的扰动，从而确保围岩的完整性和稳定性，保障铁矿的生产安全。

关键词：光面爆破 不稳固巷道 铁矿 施工方法

引言

在铁矿的开采过程中，通常都是采用平巷掘进法，现阶段的平巷掘进主要使用凿岩爆破法进行施工。但是，在施工中可能会遇到不同的地质条件，因此需要不断改革传统的凿岩爆破法，使之适应不同的地质施工条件。本文简要介绍了光面爆破技术的基本原理以及参数设计，阐述了不稳固岩层对施工作业困难造成的危害，并且对全断面炮孔布置、光面爆破技术要求以及施工注意事项等进行了探讨。

一、光面爆破技术的基本原理及参数设计

在铁矿巷道开挖中，光面爆破是一种经常应用的技术，这种技术比较成熟，主要是利用光面爆破原理，针对不同类别的围岩选择合理的爆破参数进行爆破，在实践的过程中，要根据实际情况不断优化爆破参数，使光面爆破取得更好的效果。在具体的爆破过程中，应该通过合理选择周边孔的爆破参数和优化试验，使爆破后留下半边炮孔，岩石层沿着炮孔连线爆落，巷道洞壁的平整度比较好，能够在一定程度上使超挖减少，同时把爆破对围岩的破坏程度降至最低。制约爆破效果的主要因素以下几种，一是周边孔线的装药密度即P值，二是周边孔间距即E值，三是最小抵抗线即W值。其中，周边孔密集系数即K值等于E/W，通常K值范围应该在0.6至0.9之間，一般取0.8左右即可，在相同的条件下，K值越小岩体越能精确地沿炮孔连线爆裂开来，但是钻孔的工作量比较大，如果钻孔量不增大就需要使W值增加，但是，往往又受装药量的制约而导致冲炮的情况发生，如果K值过大，那么各个炮孔就只能起独立的作用，这样就会造成两个炮孔间出现洞壁欠挖的情况，而如果再进一步增加装药量的话，就会增加对围岩的破坏程度，使炮孔附近的洞壁过量超挖，损害巷道洞壁的成形结果。从上述分析我们可以发现，爆破参数是否合理是光面爆破成功与否的主要影响因素。

二、不稳固岩层对巷道施工产生的危害分析

（一）不稳固岩层的主要特征分析

在铁矿巷道的开挖过程中，不稳固岩层主要有以下几项特征，一是岩体松软，二是岩体破碎，三是岩体的承载力低。在施工过程中，不稳固岩层会给巷道开挖带来一定的危害，可能会导致岩体挤压变形，或者出现片帮以及流体状等不同情况。

（二）不稳固岩层的基本分类情况

不稳固岩层具有不同的结构类别，其物理力学性质也各不相同，一般可以分为以下几个类别：一是中等稳固岩层，这种岩层的节理裂隙发育不佳，整体强度比较低，因此在开挖之后的一段时间内，通常会有一段比较稳定的时期，过一段时间后，往往就会出现冒顶和片帮等情况。二是破碎的岩层，这种岩层的单体强度较高，但是整体比较容易破碎，开挖后始终处于一种不稳定的状态。三是流沙和砾石岩层，这种岩层主要是由松散的砂石堆积而成，因此稳固性更低。四是淤泥和砂质粘土等非常软弱的岩层，这种岩体通常是由松散物体胶凝而成，因此稳固性也很低。五是风化岩层，这种岩层在裸露之后，往往容易因遭到长期的风蚀和水蚀，而对其稳固性产生破坏。

（三）不稳固岩层对巷道施工的主要危害分析

在巷道的掘进过程中，在穿过不稳固岩层的时候，砌体边墙可能会挤入巷道的中间，这种情况下，砌体边墙以及拱顶就会出现一定程度的裂纹，严重时甚至会出现垮塌现象，巷道的底板也会进一步出现底鼓现象，造成铁道发生变形甚至拉断等问题，从而使机车跳道，并且出现巷道积水等情况，给铁矿的安全生产带来很多问题。

三、全断面炮孔布置研究

（一） Ⅲ类围岩炮孔布置

设计孔深为3米，掏槽空孔的孔径为ф52毫米，周边孔的孔径为ф42毫米，其余孔的孔径为ф32毫米，其中掏槽空孔为1个，掏槽孔为10个，辅助孔为26个，底孔为5个，周边光面爆破孔为22个，总计炮孔为64个，掏槽空孔比其它炮孔长20厘米。

装药结构：全断面使用乳化炸药爆破，其中掏槽孔、辅助孔连续装药；周边光爆孔间隔装药，导爆索连结，以竹片扎紧，加工成药串。周边光爆孔药卷直径为ф25毫米，起爆药卷直径为ф32毫米，其余炮孔药卷直径也为ф32毫米。

起爆网络：各炮孔采用非电毫秒雷管微差顺序起爆，分1、3、5、7、9共五段，反向起爆，一次性并联集束，由火雷管引爆各段炮孔。

炮孔堵塞：所有炮孔均用普通粘土堵塞，堵塞长度为30至35厘米。

（二）Ⅳ类围岩炮孔布置

设计孔深为2.5米，周边孔的孔径为ф42毫米，其余孔的孔径为ф32毫米，其中掏槽孔为6个，辅助孔为25个，底孔为4个，周边光面爆破孔为29个，总计炮孔为64个。

装药结构：全断面使用乳化炸药爆破，其中掏槽孔、辅助孔连续装药；周边光爆孔间隔装药，导爆索连结，以竹片扎紧，加工成药串。周边光爆孔药卷直径为ф25毫米，起爆药卷直径为ф32毫米，其余炮孔药卷直径也为ф32毫米。

起爆网络：各炮孔采用非电毫秒雷管微差顺序起爆，分1、3、5、7共四段，反向起爆，一次性并联集束，由火雷管引爆各段炮孔。

炮孔堵塞：所有炮孔均用普通粘土堵塞，堵塞长度为30至35厘米。

四、光面爆破技术要求以及施工注意事项分析

任一周边孔装药量所引起的爆破裂隙伸入到岩体的破坏带不应超过周边孔爆破产生的破坏带，因而光面爆破孔应尽量采用低爆速炸药，并严格控制其装药量。周边孔的装药不偶合系数一定要达到不小于1.5的要求。由于周边孔装药量小，必须采用导爆索实行间隔不偶合装药，因而周边孔药串必须精心加工，绑扎牢固。每循环开挖必须测定隧洞中线、腰线及开挖轮廓线，周边孔必须沿轮廓线开孔，控制孔位偏差不大于5厘米。周边孔为3%孔深的倾斜角度向外放射，孔底误差范围不超过10厘米，每米炮孔长度误差范围不超过5厘米，并应保证炮孔平行度。各炮孔必须用炮泥堵塞，堵塞长度≮30厘米，并紧靠药卷。做好爆破原始记录和爆破效果分析记录，检查原因，不断完善。endprint