探究光面爆破在矿山巷道掘进爆破施工中的运用

孟俊

摘要：在进行金属矿山巷道掘进的过程中，需要对矿山围岩开展一系列的爆破工作，通常情况下进行爆破掘进巷道的断面面积相对较小，且自由面的数量也偏低，巷道内部岩石受强烈的夹制作用。但是在进行现场巷道爆破作业的过程中，却存在大量打眼少、装药多的乱象，从而大幅度的降低了炮眼的利用率，严重影响巷道掘进的速度，威胁到矿山巷道的稳定性和安全性，为后期的开采和掘进工作增加了风险。因此，如何改变炮眼利用率低下的情况，不断的完善巷道爆破的效果，保证掘进巷道的安全和稳定是巷道掘进爆破过程中首先要解决的问题。对此，文章从多个视角出发，对基于光面爆破在矿山巷道掘进爆破施工中的运开展开分析和研究，以供参考。

关键词：光面爆破;巷道掘进;爆破施工

前言

为了进一步提高矿山巷道掘进爆破作业的施工速度以及巷道质量，我国在进行巷道掘进爆破施工的过程中引用了光面爆破技术，并且取得了十分可观的爆破效果。随着光面爆破技术在井巷施工中的广泛应用，实现了矿山巷道掘进作业的安全性和可靠性要求，并且在一定程度上增加了巷道的使用寿命，有力的保障了矿山巷道掘进爆破作业的工程效益。

1光面爆破的作用原理

针对光面爆破作用原理的研究，迄今为止，我国的学者已经得出了以下几种观点：应力波干涉观点;高压气体作用观点;应力波与高压气体联合作用观点。在实际的矿山巷道掘进工程实践中，应力波与高压气体联合作用原理与巷道掘进的光面爆破更加贴合。

光面爆破过程是减弱之后的冲击波与高压气体联合对巷道内壁作用的过程，当炸药完成起爆准备以后会产生大量的冲击波，这种冲击波穿过巷道的空间孔隙，导致孔隙内的气体受到强烈的冲击波作用，进而产生高强度的高压气体，并作用在岩石内壁上。使得岩石在巨大的拉应力作用下发生断裂。但是，由于岩石孔隙空间气体有一定的缓冲作用，所以能够保证爆破后的巷道产生良好的光面效果。

2光面爆破的技术参数

为了实现更加优异的光面效果，需要对影响光面爆破的各种因素进行分析和探讨，合理的设计炮眼间距以及装药结构，根据矿山掘进巷道的结构特点来确定光面爆破的各项技术参数，实现更加科学合理的爆破作业。

2.1钻孔直径

首先，针对不同特点的掘进巷道而言，我们需要确定不同的钻孔直径，如果是进行露天小台阶掘进作业时，可以将钻孔的直径确定在30～45mm之间;对于高台阶的掘进作业而言，通常情况下，可以将钻孔的直径定在60～100mm之间;其次，如果掘进巷道内部的岩石硬度不同，也应该根据岩石硬度的不同来设计更加合理的钻孔直径，一般情况下，巷道内部的岩石硬度越高，则需要选用直径更大的钻孔，反之，如果掘进巷道内部的岩石硬度偏低，则需要适当的缩小钻孔的直径。

2.2边坡坡度

在进行边坡坡度设计时，我们要考虑周围的地质条件对光面爆破的影响，经过大量的爆破工作经验汇总，我们可以总结出确定边坡坡度的一些方法，对于坡度大于63°的陡坡而言，更加适合采用光面爆破的爆破技术，而对于低于63°的缓坡来说，尽管也可以采用光面爆破的爆破手段，但是难以取得令人满意的光面效果，所以在实际的爆破施工过程中不推荐使用光面爆破的技术手段。

2.3钻孔深度

钻孔深度也会影响光面爆破的实际效果，所以也需要对钻孔深度进行科学的设计，一般情况下，钻孔深度是由超钻值和梯段高度决定的，所以钻孔的深度可以确定为是两者之和与边坡坡度正弦值的乘积。

3.光面爆破的應用特点

3.1光面爆破的装药手段

在进行光面爆破时，我们首先针对爆破前的装药方法进行分析和探讨，通常情况下，在进行光面爆破的装药环节时，我们首先将具体的装药手法分为三个过程。首先，在进行装药前，必须确保炮眼内没有其他杂质，检查内部的岩石粉末是否清扫干净，避免产生炸药残留的现象，因此影响预期的光面爆炸效果。并且在要确保炮眼的封泥具有不燃性。其次在进行装药时，需要利用专门的炮棍将底部的药卷缓缓地推入周边眼的炮孔内部，确保各个药卷之间不存在明显的缝隙，并能够与切割方向保持在同一水平面上。最后，在进行光面爆破时，如果爆破环境中有水存在时，不需要单独进行防水工作和排水工作，而是可以直接将乳化后的炸药放在炮孔内进行爆破作业。

3.2装药构造和炸药集中度

最佳的光爆装药结构有两种形式，一种是径向的空间裂隙不偶合结构，另一种是轴向的软垫层不偶合结构。通常情况下，炮眼内炸药的用量可以用装药的集中度来进行把控，而装药的集中度控制时一般要确保实际的爆破工作完成以后，不会对炮眼周围的岩石产生严重的结构性破坏，并且能够留下明显的眼痕。

采用定向断裂控制爆破的方法时，需要采取有效的措施使得炮眼壁面周围的应力能够集中作用，从而产生径向断裂的裂痕。与此同时，要保证岩石壁面的其他地方不会产生明显的微细裂痕。这样才能够确保爆炸应力波和爆炸高压气体能够共同作用在径向裂隙内，使得径向的裂隙能够在高压气体和冲击波的共同作用下不断的向两边延伸，从而形成预先期望的爆破断裂面。这种爆破方式与普通的光面爆破作业相比，能够进一步提高巷道周围成型的质量，大大的降低了巷道围岩的损坏程度，使得周围壁面的钻眼工作量大幅度减少。尤其是在一些软岩巷道中，这种光面爆破优势更加明显。在爆眼壁可以形成V型沟槽。使得爆炸后产生的应力冲击波和高压气体首先作用在V型槽的尖端，引起切槽尖端迅速开裂，导致裂缝沿着切槽的方向不断伸长，直到与炮眼壁周围的其他炮眼联通。

结束语

优良的光面爆破技术可以确保巷道成型更加规整，同时能够进一步减少爆破作业对周边围岩的破坏，并且可以保证巷道的轮廓更加平整光滑，为之后的矿井通风工作减少了工作压力。同时由于光面爆破对巷道轮廓的损伤程度较小，在爆破过程中可以减少对围岩的破坏，所以进一步提高了掘进巷道的稳定性，使得之后的施工工作更加安全可靠。所以，在之后的矿山巷道掘进过程中，应该广泛的应用光面爆破技术来进一步降低巷道的掘进成本和维护费用。

参考文献

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[3]汪学清， 单仁亮， & 黄宝龙. （2008）. 光面爆破技术在破碎的软岩巷道掘进中的应用研究. 爆破（03）， 15-19.

山东金岭矿业股份有限公司侯庄矿 255000