目 錄

1 前言 3

2光面爆破的原理 3

3 巷道的施工技術 5

3.1合理選擇巷道形狀 5

3.2精心設計光面爆破圖表，優(yōu)化炮眼參數(shù) 6

3.3精心鉆眼 7

3.4認真做好放炮工作 12

4成功實現(xiàn)光面爆破應采取的措施 12

參 考 文 獻 14

1 前言

在煤礦生產(chǎn)和建設中，巷道掘進占有十分重要的地位，目前在生產(chǎn)礦井的井巷掘進中，巷道工程量約占掘進總工程量的20%—25%，施工工期占掘進總工期的40%-60%。在技改礦井建設中，巷道工程量約占掘進總工程量的40%—60%，施工工期占掘進總工期的30%-40%。因此加快巷道掘進速度和質(zhì)量，對于保證煤礦采掘關系正常發(fā)展和加快礦井的建設速度有著十分重要的意義。

目前在巷道掘進主要采用鉆眼爆破方法，因此我們縣各煤礦在組織巷道掘進的工作中，都以發(fā)展和完善鉆爆法施工技術作為巖和巷掘進技術的主攻方向。光面爆破是一種控制巖體開挖輪廓的爆破技術，是通過一系列措施對開挖工程周邊部位實行正確的鉆孔和爆破，并使周邊眼最后起爆的爆破技術。巷道圍巖不產(chǎn)生或很少產(chǎn)生炮震裂縫，保持了圍巖完整性，從而增大了圍巖自身的承載能力，這為采用錨噴支護創(chuàng)造了有利的條件。光面爆破技術和錨噴技術相結合，進一步增強了錨噴支護的作用，特別是在松軟巖層中更能顯示這一特點。 在裂隙發(fā)育的地層中，避免裂隙擴大和產(chǎn)生新的裂縫，提高了圍巖的穩(wěn)定性，能基本清除落石傷人事故，為快速施工提供了有利條件。巷道成型規(guī)整，極大地減少了掘進超挖數(shù)量和出碴工作量，加快了掘進速度，節(jié)省了襯砌材料，提高了施工進度。由于巷道成型規(guī)整，凹凸很少，除增強巷道本身穩(wěn)定性外，也減少了巷道的維護量，在有瓦斯的巷道則不易于產(chǎn)生瓦斯局部聚集。

2 光面爆破的原理

光面爆破的破巖機理是一個十分復雜的問題，目前仍在探索之中。盡管在理論上還不甚成熟，但在定性分析方面已有共識。一般認為，炸藥起爆時，對巖體產(chǎn)生兩種效應;一種是兩炮眼同時起爆，兩炮眼產(chǎn)生壓縮應力相互疊加，匯合形成拉伸應力波，形成貫穿裂隙。二是爆炸氣體膨脹做功所起的作用。光面爆破是周邊眼同時起爆，各炮眼的沖擊波向其四周作徑向傳播，相鄰炮眼的沖擊相遇，則產(chǎn)生應力波的疊加，并產(chǎn)生切向拉力，拉力的最大值發(fā)生在相鄰炮眼中心連線的中點，當巖體的極限抗拉強度小于此拉力時，巖體便被拉裂，在炮眼中心連線上形成裂縫，隨后，爆炸氣的膨脹合裂縫進一步擴展，形成平整的爆裂面。

在這主要介紹一種以縣安監(jiān)局行業(yè)指導部門探討在沙壩煤礦實驗效果比較成功的一種原理，沿開挖輪廓線布置間距較小的平行炮眼，在這些光面炮眼中進行藥量較少的不耦合裝藥，然后同時起爆，爆破時沿這些炮眼的中心連線破裂成平整的光面。

光面炮眼組同時起爆時，由于起爆器材的起爆時間誤差，不可能在同一時刻爆炸。先起爆的藥包的應力波作用在炮眼周圍產(chǎn)生細微徑向裂隙(圖1-b的A炮眼)。由于B炮眼所起的導向作用，結果沿相鄰兩炮眼連心線的那條徑向裂隙得到優(yōu)先發(fā)育。在爆炸氣體作用下，這條裂隙繼續(xù)延伸和擴展，在相鄰兩炮眼的連心線同眼壁相交處產(chǎn)生應力集中，此處拉應力最大。A、B兩炮眼中爆炸氣體的氣楔作用將這些徑向裂隙加以擴展，成為貫通裂隙。

a)孔裝藥情況;(b)先爆炮孔對相鄰炮孔的影響;(c)光面的形成形成光面

圖1 光面爆破時炮眼連心線上破裂面的形成

3巷道施工

為了成功實現(xiàn)光面爆破，必須有一套科學的管理方法、必須精心設計、認真操作、管理到位。

3.1 合理選擇巷道形狀

巷道的輪廓線的選擇十分重要，為了便于施工，盡量選擇形狀簡單的巷道形狀。拱形巷道是煤礦中最多的巷道，一般都是全礦的開拓、準備巷道，服務年限長、巷道中管線多、巷道的利用要求高。煤礦常用的拱形巷道形狀有半圓拱形、圓弧拱形、三心圓拱。半圓拱形形狀簡單，拱部成型好，是最佳選擇，在巷道跨度較大時，為了提高巷道的利用，同時為了使巷道斷面更為合理，宜采用圓弧拱形。在沙壩煤礦的主運輸大巷 2.8X2.5米的圓弧拱巷道、馬河煤礦的下山2.2X2.2米的半圓巷道在進都取得了良好的效果。

3.2精心設計光面爆破圖表，優(yōu)化炮眼參數(shù)

優(yōu)化炮眼參數(shù)，設計切合實際的光面爆破參數(shù)、編制貫徹好作業(yè)規(guī)程。圖2為沙壩煤礦主運輸大巷的光面爆破圖表。

3.21施工前技術人員應根據(jù)施工圖和光面爆破參數(shù)選擇的原則，精心設計合理的光爆圖表，并在施工中及時根據(jù)巖性的變化，不斷的修改完善光面爆破圖表。

3.22光面爆破圖表中要明確規(guī)定炮眼的位置、角度、裝藥量、裝藥結構，聯(lián)線方式及起爆序。表1為沙壩煤礦的爆破說明書。

3.23光面爆破參數(shù)的選擇主要是對炮眼布置與裝藥量選擇。

1、掏槽眼

光面爆破與普通爆破一樣，掏槽是控制巷道進尺的關健一環(huán)，在現(xiàn)在煤礦小斷面巷道爆破中主要采用的是圓柱法直眼掏槽。直眼掏槽不受斷面的限制，可多臺風鉆同時打眼，炮眼質(zhì)量易掌握，爆破效率高，光面效果好，但因掏槽眼垂直于工作面，爆破抵抗線大，往往需要打空心眼做掏槽輔助自由面，所以掏槽打眼多，用藥多。在實際的巷道掘進過程中要根據(jù)巖層情況增減空眼數(shù)量（硬巖中取小值，軟巖中取大值），例如銀華礦業(yè)公司中吳家坪全巖巷中一般用六棱柱掏槽，而在沙壩煤礦梁山組較硬的黃龍灰?guī)r中增加了三個炮眼，用九棱柱掏槽，以便達到掏槽的效果。

直眼掏槽的眼距要嚴格控制。太大時掏槽比較困難，太小時巖石被擠實，掏槽效果差。直眼掏槽的眼距一般等于破碎圈的直徑，即為 100-150毫米。

2、輔助眼

掏槽眼以外布置輔助眼進行擴槽，擴槽眼的布置主要遵循先從最弱面進行，逐步擴大巖層的自由面，靠近掏槽眼的第一、二圈輔助眼的間距為什么300-350毫米，以外輔助眼一般間距為600-750毫米（硬巖中取小值，軟巖中取大值）。

3、二圈眼（又稱抵抗眼）

輔助眼以外布置二圈眼，二圈眼是確保光爆層厚厚度的重要參數(shù)。在松軟圍巖中，應從二圈眼開始盡量減少裝藥量。二圈眼的間距略大于抵抗值，一般取550-650毫米。

4、周邊眼

周邊眼一般布置在巷道輪廓線附近。硬巖可以布置在輪廓線以外，與輪廓線外接；軟巖布置在輪廓線以里，與輪廓線外切。

周邊眼是直接保護圍巖的，因此其參數(shù)應嚴格控制。其抵抗線一般為400-500毫米。周邊眼的間距為350-450毫米，與一般規(guī)律相反，軟巖取小值，硬巖取大值，軟巖或裂隙發(fā)育處應加空心眼起導向作用，眼距縮為200-300毫米。如圖3所示。

3.3精心鉆眼

鉆出的眼孔要做到平、準、直。巷道方位使用激光指向儀進行導向，控照設計方位、坡度安好定向儀后，要根據(jù)指向儀光心定出炮眼的位置。

平：要求周邊眼、二圈眼、掏槽眼要互相平行。幫眼、周邊眼的外插上爬不得超過100毫米，不得向內(nèi)插和下栽。

準：各炮眼要打在點好的眼位上，上下左右的誤差要控制在20毫米以內(nèi)。各個炮眼的深度要達到掏槽眼的位置，個別帶有角度的眼，同時也為了減少兩發(fā)炮的接頭臺階，要備用一根3米的鉆桿，適當加長炮眼，以達到相同位置。

直：要求上述炮眼的方向，特別是周邊眼的方向與巷道方位線的方向平行一致。

打眼應注意事項：

1）、掌握《煤礦安全規(guī)程》、作業(yè)規(guī)程相關內(nèi)容，掌握安全操作規(guī)程，掌握鉆眼機具結構、性能和使用方法，正確佩戴勞動防護用品，遵守操作規(guī)程，按作業(yè)規(guī)程要求作業(yè)，特別是要把握好前進的度，打好眼也是提高掘進速度關健的一環(huán)，所以打眼的力度要調(diào)合適，太慢容易影響進度，太快容易發(fā)造型生斷釬傷人。

2）、鉆眼作業(yè)前應做好如下檢查：（1）工作面支護和頂板管理情況；（2）鉆眼機具、供水管路、水壓是否正常，電纜是否有漏電、失爆現(xiàn)象；工作面是否有瞎炮；工作面瓦斯是否超限；控頂距是否符合作業(yè)規(guī)程要求；有無透水、瓦斯突出等異?，F(xiàn)象。

3）、鉆眼前要做好下列準備：在坡度較大的上山和平巷打上部眼時，應搭設腳手架或工作臺，巷道設置擋板，防止煤、矸滑落傷人，風、水管和電纜吊掛、固定好；需要超前支護的地方，應做好超前支護；清理工作面浮煤、浮矸，排除積水；

4）、應按爆破說明書規(guī)定的炮眼位置、個數(shù)布置炮眼。多臺風鉆同時打眼，應先劃分區(qū)域，定人、定具、定順序打眼，不準交叉作業(yè)。在一些經(jīng)驗比較先進的浙江掘進隊中把打眼看的相當重要，打完炮眼后認真檢查眼位、眼間距、角度、深度。凡是不到位的炮眼都重新打眼，直到打到符合條件為止。打完眼后，必須用高壓風進行掃孔，將巖粉積水排凈后方可裝藥放炮。

5）、鉆進過程中，堅持先打出高質(zhì)量的導向孔，并插上釬了或炮棍，作為其它各眼的導向，司機應集中精力，注意觀察工作面和鉆進情況，發(fā)現(xiàn)煤、巖片幫、冒頂危險時，應立即停鉆處理；如遇突水征兆，應立即停止鉆眼，不準拔出鉆桿。

6）、風鉆操作應符合下列要求：風鉆司機應站在風鉆一側，兩腳前后錯開，腳踏實地，防止踩空；不準騎在氣腿上打眼；定眼時，領釬人應站在鉆桿一側，將鉆頭放在眼窩上，先低速鉆進20~30毫米后，再全速鉆進；鉆眼時，司機應調(diào)整好氣腿高度、角度，推力均勻適度；鉆進時，風鉆、鉆桿下禁止站人；更換眼位、調(diào)整氣腳時應停鉆。

7）、有下列情況之一，禁止鉆眼作業(yè)：

（1）工作面風流瓦斯超過1%時；

（2）支護不牢，有倒棚危險，局部片幫來壓及控頂距超過作業(yè)規(guī)程規(guī)定時；

（3）瞎炮未處理時；

（4）局部通風機停止運轉時；

（5）工作面無風或風筒口距離工作面超過作業(yè)規(guī)程規(guī)定時；

（6）有瓦斯突出、透水征兆時；

（7）鉆孔與老采空區(qū)、舊巷相透時；

（8）溜道上需打眼，卻正在運煤時；

（9）供水管路無水或水壓不正常時；

（10）無防塵設施或防塵設施損壞時；

（11）煤電鉆響聲異常、過熱時。

8）、鉆眼結束后，應將鉆具放在指定位置，放在無淋水地點。

3.4認真做好放炮工作

（1）必須嚴格按照爆破圖表規(guī)定的裝藥結構、各炮眼的裝藥量、封泥長度進行裝藥、定炮、聯(lián)線。裝藥時要用竹質(zhì)或木質(zhì)炮棍將藥輕輕的推入眼內(nèi)，不得沖撞和搗實，各藥卷必須彼此密實，炮泥要要封至眼口。定眼聯(lián)線后要檢查線路有無斷路、短路、接地、經(jīng)檢查無誤后方可放炮。

（2）起爆順序。掏槽眼為1號，擴槽眼為2號，輔助眼為3號，三圈眼為4、5號，幫眼、底眼為6號。

（3）放炮后的檢查。放炮后要認真檢查有無瞎炮、殘爆。發(fā)現(xiàn)有瞎炮、殘爆的炮眼必須嚴格按煤礦安全規(guī)程的有關要求，及時進行處理。還要對巷道的斷面按設計尺寸進行檢查驗收，凡有欠挖部位都要進行處理。

4成功實現(xiàn)光面爆破應采取的措施

（1）光面爆破實際上是控制周邊眼爆破。周邊眼的爆破效果直接影響到光面爆破的效果，周邊眼的爆破是巷道成形的關鍵。因此裝藥定炮眼時周邊眼必須采用瞬發(fā)雷管和同極毫秒雷管。

（2）合理的光爆裝藥結構，裝藥結構為徑向空氣間隙不偶合和軸向軟墊層不偶合裝藥。盡可能減少裝藥密度。因為藥量越大，產(chǎn)生的破碎范圍越大，爆生氣體壓力也更大，故在能夠將巖石炸落的前提下，藥量越少越好。一種方法減小炸藥直徑。目前我縣暫無光面爆破專用這種炸藥，盡量不用這種方法。第二種方法眼中間隔墊襯裝藥，如圖4所示。將藥裝入眼底，再裝一節(jié)導管（木質(zhì)竹管，長度不超60毫米），只在炮眼口按規(guī)程要求進行封泥。這種裝藥操作簡單，效果可靠，在沙壩煤礦普遍采用取得良好的效果。

參考文獻

[1] 黃志偉. 掘進施工光面爆破技術的運用。巴東安監(jiān)局.2011

[2] 白云，丁志誠. 隧道掘進機施工技術.北京: 中國建筑工業(yè)出版社.2008

[3] 馬念杰，潘瑋，李新元. 煤巷支護技術與機械化掘進.北京: 中國礦業(yè)大學出版社.2008

[4] 袁河津. 煤礦掘進安全知識.北京: 中國勞動社會保障出版社.2010

[5] 王德勝，龔敏. 露天礦山臺階中深孔爆破開采技術.北京: 冶金工業(yè)出版社.2007

[6] 徐穎 宗琦. 光面爆破軟墊層裝藥結構參數(shù)理論分析[J]. 煤炭學報,2000,6: 610-613.

[7] 潘吉仁 付菊根. 雙空氣柱裝藥光爆效果模型試驗研究[J]. 礦業(yè)科學技術,2001,5.

[8] 徐穎 方江華. 光面爆破合理炮孔密集系數(shù)的研究[J]. 工程爆破,1998,1: 103-113.

[9] 韓殿峰. 光面爆破技術在隧洞開挖中的應用[J]. 廣東水利水電,2004,1: 18-31.

[10] 王修勇. 光面爆破巖石破碎的力學分析[J]. 力學與實踐, 1998,3: 36-38.

[11] 張義同. 隧道盾構掘進土力學.天津: 天津大學出版社.2010