光面爆破在煤矿掘进巷道中的应用

白宪华

【摘 要】煤炭行业作为我国支柱性产业，在进入新时期后，其施工技术获得快速发展，光面爆破是一种人为控制爆破技术，其对于煤矿巷道掘进起着十分重要的作用。在实际中光面爆破的应用范围十分广泛，一方面促进了施工效率的提升，另一方面也可以按照最佳的标准来控制施工质量。就目前而言，在煤矿巷道掘进中，光面爆破是十分常见的爆破技术，其最显著的特点就是在爆破过程中，周边眼会同时起爆以形成平整轮廓面。对此，下面结合煤矿的具体情况，就光面爆破在掘进巷道中的应用展开分析。

【关键词】煤矿；光面爆破；掘进；巷道；应用

引言

煤矿掘进过程中，应用巷道光面爆破施工的技术具有普遍性。对岩巷施工的工程质量提出了更高的要求，并且依附着强大的科学技术，煤矿掘进的施工速度逐渐得到提高。长期的施工经验表明，且经过了对各大煤矿的掘进施工调查发现，中深孔光面爆破的施工质量较其他爆破技术好，符合了各大煤矿企业的对爆破的要求。有的服务年限长、开采环境不理想的巷道，受矿压的影响较大，产生此类的巷道并大多分部在岩石中，规律不明显，呈不规则分部状态。由此看来，岩巷掘进施工的质量的优劣，与掘进方法息息相关，爆破效果与爆破参数和施工技术措施也有着紧密的关系，如何有效应用中深孔光面爆破，在岩巷施工中实践，是能够很好提高工程效率。基于此目标，下文在结合笔者对有关文献研究以及自己多年工作实践基础上，就中深孔光面爆破在煤矿掘进中的应用进行分析。

1中深孔光面爆破技术简述

1.1技术原理

以爆破的方式开展煤矿掘进施工的形式较多，其中中深孔光面爆破属于全新的技术，并且在具体应用中获得良好的效果。该技术的主要原理为：对所有炮眼进行同时引爆，并且在爆破中，由于炮眼之间的相互作用，会产生叠加的冲击力，冲击波在之间扩散中会引发重叠效应，进而提升爆破的威力和强度。同时，当冲击破作用于岩体中，以爆眼为中心点就出现大量裂缝，冲击效果不断扩大，进而产生全面爆破的效果。

1.2应用要点

该技术在煤矿掘进中应用，由于其自身特点和应用范围的优势，已经获得各大煤矿企业的认可。但是在应用该技术的过程中，需要注意以下几点：首先，技术人员需要对现场进行勘察，掌握现场的具体情况，合理设置各个爆破点的距离；其次，装药是该技术应用的重点环节，技术人员需要确保各个爆破点药量一致；最后，引爆方式要结合具体情况科学选定，保证各个爆破点同时引爆，优化爆破效果。在光面爆破中，巷道成型比较规整，可以极大的消除凸凹处的集中应力，确保了围岩本身的强度，提升了围岩承载力，为锚喷支护提供了保障。同时光爆会极大的减少掘进超挖量，减少了材料损耗，降低了施工成本，提升了巷道掘进速度。此外，光面爆破可以有效的消除围岩的凸凹不平，缓解了瓦斯聚集现象，降低了通风阻力，为安全生产打下了良好的基础。

2光爆参数和合理微差间隔时间的选择

2.1确定炮眼密集系数和周边炮眼间距

多种是实践经验和理论研究分析得到，0.8到1.0之间是光面爆破炮眼密集系数的最合适的取值。这是基于双孔、双自由面爆破模型试验得出的，首先要确保平整的炮眼断面，以及明确标准的炮眼利用率指标，加大对光爆炮眼密集系数的合理性分析进，实践中增大光爆炮眼密集系数，直到巷道曲率半径足够大时，且破坏力逐渐减少时，此时的光面层的厚度为最厚的。反之，减少系数，巷道曲率半径拱顶曲率小，减少横向和纵向的跨度，则对破坏力要求则会增大。此外，爆破后炮眼间贯通裂隙形成，与周边炮眼间距有着很大的关系，在充分的保证科学的合理的周边炮眼间距，使爆炸应力波在综合作用下，爆炸应力波产生的爆破气体是贯通裂缝的很大的形成因素。

2.2装药结构

第一，装药结构的参数要控制在标准范围内，可以在两个方面控制。其一是利用未受到破坏的围岩，由于完整的岩石对岩壁上的初始压力小，抗压强度小能够使装药结构可塑性强，弹性大。其二，孔壁处开裂处会形成眼壁上的初始拉力，炮眼连心开裂的受力大于岩石的抗拉程度，则利用周边炮眼对反向装药的装药孔内装填满炮泥，封堵孔口后，此时装药结构较为完整。第二，炸药爆炸时，药孔的水炮泥被爆破后形成了雾状，作为传播介质降低了空气中的冲击波强度，围岩受到的破碎压力减少。此时，整个炮孔内不断发生膨胀，雾状的空气柱加速了爆炸产生物的形成，则周边的炮眼、岩壁并无明显裂缝。

2.3炮眼深度和毫秒延期间隔时间的确定

炮眼深度在中深孔爆破中起到的也是关键性的影响。确定炮眼深度，首先，明确岩石属性、巷道断面面积、工作方式、机械设备等客观爆破环境对其的影响，特别是固定下机械设备的具体操作方式。其次，炮眼的越深凿岩机钻眼速度越慢，反之。由此可断炮眼的深度。例如，常见的凿岩设备7655型气腿式凿岩机，钻眼速度变化不明显是在炮眼深度在2米左右时；而钻眼速明显降低是当炮眼深度在2.5米之后。因此，有的爆破为了加快掘进速度，人为地增加深炮眼深度，这是违背常理的，当炮眼足够深时，需要打击炮眼的时间成本更多，越深的炮眼钻眼速度也会减缓。另外，岩石受到了高强度的夹制后，岩巷掘进的自由面和空间变得狭窄，则又加大了夹制力，加重了岩石受力变形的速度，掏槽爆破和中深孔的移动和破坏现象明显，因此，需要对延期间隔时间控制，间隔的时间短，减少了岩石在破碎移动的速度，在简短的时间内快速形成新自由面，减少了爆破的负面影响。

2.4分段确定现场爆破

结合实践来看，当前直眼掏槽形式复杂多样，其主要有螺旋、角柱、五花眼以及菱形这积累掏槽，它们各有优缺点。以五花眼掏槽为例，在井矿爆破中，增大第二个自由面效果明显的是五花眼掏槽。首先，提高掏槽深度，五花眼掏槽划分了炮眼装药部分为内外两层，装药爆破能够将将内外两段形成漏斗形槽腔，上分段的炸药抛出了破碎的岩石，下分段炸药利用破碎岩石创造自由面。装药分段起爆的时间短促，强大的装药能量与岩石破碎碰撞的过程中，积累了碎块岩石抛掷的能量，岩石抛掷的量大则有助于扩大了第二个自由面的表面积。

3中深孔光面爆破技术的应用事项

在煤矿掘进中应用该技术可以切实提升施工效率和质量，保证操作人员的施工安全，而想要切实发挥该技术的应用優势，煤矿企业需要注意以下几点：第一，在应用该技术的过程中，需要加强班组管理，做好班组之间的协调和配合工作，为循环施工奠定基础；第二，该技术对钻打眼具有较高的要求，需要两部钻打眼共同配合，严格控制钻孔深度、炮眼间距、炮眼位置以及炮眼角度；第三，要充分重视封孔工作，并且严格按照相关规定组织施工，保证封孔强度符合施工要求；第四，喷浆作业要保证符合标准和要求，一般情况下，迎头和喷浆位置要在巷道内保持一定的安全距离。

结语

总之，科学的合理的中深孔光面爆破施工技术，在不规则的巷道中提高了掘进施工的质量，并且对于缩短了施工周期以及降低企业建设成本都大有帮助，同时采用此技术对提高施工质量、方便施工安排有很大的优势。有鉴于此，煤矿掘进时中深孔光面爆破技术应用上首先需要企业科学合理确定炮眼深度以及选择最佳的掏槽形式，之后再基于施工实际明确下包括装药结构、光爆参数和毫秒延期间隔时间等，这样一来方能最大限度地保证煤矿掘进中岩巷挖掘效率以及质量。

参考文献：

[1]麻日平.中深孔光面爆破技术在岩石巷道掘进中的应用[J].能源与节能，2015（11）：174-175.

[2]李红勋，宋建伟.中深孔爆破技术在煤矿井下掘进中的应用[J].企业技术开发，2015，34（30）：60+76.

（作者单位：冀中能源峰峰集团新屯矿）