光面爆破在井巷掘進中應用及注意事項

王大成

摘 要：井巷掘進中，爆破效果的好壞不僅能夠保證施工安全，還能減少施工成本、加快施工速度、延長巷道服務年限。該文通過對爆破參數(shù)，掏槽孔布置方式及參數(shù)確定等分析的研究，該文通過解決現(xiàn)場施工中打眼希、單孔藥量大的問題，為現(xiàn)場指導掏槽眼、輔助眼、周邊眼的參數(shù)確定等拋磚引玉。

關鍵詞：爆破參數(shù) 掏槽眼 輔助眼 周邊眼

中圖分類號：TD265 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（c）-0042-02

在井巷掘進中，爆破效果的好壞是斷面內(nèi)所有炮孔彼此配合、相互影響的效果。因此，合理優(yōu)化掏槽孔、輔助孔和周邊孔爆破參數(shù)，合理確定炮孔布置方式、炮孔裝藥結構與堵塞，不僅能夠保證施工安全，還能減少施工成本、加快施工速度、延長巷道服務年限。希望此文能解決現(xiàn)場施工中打眼希、單孔藥量大的問題，能夠現(xiàn)場指導掏槽眼、輔助眼、周邊眼的參數(shù)確定。

1 爆破參數(shù)的計算

光面爆破簡單講就是重掏心、輕扒皮，在保證圍巖完整的前提下掏槽眼加重藥量掘出自由面，輔助孔、周邊孔逐漸減少藥量進行修復保證完好輪廓，因此各爆破參數(shù)確定尤其重要。

1.1 掏槽孔布置方式及參數(shù)確定

井巷爆破中，一般是幾個炮孔在只有一個臨空面的條件下爆破，為后續(xù)炮孔爆破處第二個自由面以提高井巷爆破效率，這就是掏槽爆破。掏槽爆破藥量過大對圍巖損害較大，藥量較小直接影響其他炮孔的爆破效果，是爆破技術中的難點和關鍵。

斜孔掏槽具有適用范圍廣，爆破效果好，所需炮孔少等優(yōu)點，建議推廣使用，以下炮孔裝藥量計算也以斜孔掏槽為例。

（1）斜孔掏槽裝藥量計算。

每個掏槽孔裝藥量Q（kg）與掏槽爆破的體積成正比即：

Q=qv/n （1）

q掏槽爆破巖石單位體積炸藥消耗量取1.2 kg/m3。

v槽腔體積1.8×1.7=3.06 m3

n=斜孔掏槽炮孔（可按下式計算，也可按照表一炮孔數(shù)進行）

（2）

f巖石普氏系數(shù)為6。

s現(xiàn)場槽腔斷面積為1.2×1.5=1.8 m2

帶入公式（1）（2）得n=8，Q=0.45 kg，現(xiàn)場實際裝藥量取0.4 kg，計算值與現(xiàn)場實際值基本相符。

（2）掏槽孔間距。

掏槽孔間距目前仍沒有較好的理論計算公式，大多依照經(jīng)驗參數(shù)取值，以下兩表僅為參考。

1.2 輔助孔爆破參數(shù)

掏槽爆破后，由于槽腔的存在，輔助孔爆破就存在兩個自由面，其最小抵抗線可按下面公式計算：

，且w≤3L/5 （3）

ρ裝藥密度（三級乳化炸藥為0.57 kg/m3）

d裝藥直徑（三級乳化炸藥藥卷直徑為0.032 m）。

g炸藥相對做功能力（三級乳化炸藥做功能力為210 mL）。

L炮孔深度（取1.5 m）

fk巖石抗爆性系數(shù)，砂巖fk為1.53。

輔助爆破炮孔間距為a=0.8 w （4）

崩落孔裝藥量Q=qawL （5）

q單位體積裝藥量砂巖取0.5 kg/m3

將各參數(shù)帶入公式（3）（4）（5）得w=0.72 m≤0.9 m，a=0.576 m，Q=0.31 kg。

根據(jù)現(xiàn)場實際裝藥情況輔助孔間距取0.6 m，單個炮孔裝藥量取0.3 kg，現(xiàn)場實際與計算基本相符。

1.3 周邊孔爆破參數(shù)

井巷掘進爆破，不僅要做到開挖輪廓平整、光滑，更重要的是要盡可能降低爆破對圍巖的破壞，以保證圍巖原有的強度和穩(wěn)定性，這就需要合理確定周邊孔的爆破參數(shù)。

（1）裝藥不耦合系數(shù)。

≥ （6）

為炮孔直徑。

為裝藥直徑。

一般控制在1.5～20.0爆破效果最好，但在實際中炮孔直徑為0.042 m，藥卷直徑為0.032 m，為1.3采用空氣柱裝藥。

（2）炮孔線裝藥密度。

（7）

炸藥密度取1.0 g/cm3

裝藥不耦合系數(shù)

炮孔直徑取0.042 m

裝藥系數(shù)為裝藥長度與炮孔長度比值取0.25。

帶入得=0.2 kg/m。

帶入公式Q=ηL （8）

η周邊眼炮孔裝藥系數(shù)砂巖取0.6

L炮孔長度取1.5 m。

帶入公式得單個炮孔裝藥量為0.165 kg，現(xiàn)場實際裝藥量在0.18 kg，計算與現(xiàn)場基本相符。

（3）炮孔間距。

（9）

每個炮孔產(chǎn)生的裂紋長度

P為爆炸氣體產(chǎn)生的靜壓力

（10）

Pk爆生氣體膨脹過程中的臨界壓力取100MP。

爆轟壓34 MP

K1取3，K2取1.4

、裝藥體積和炮孔體積

帶入得炮孔間距a=0.55 m，現(xiàn)場實際取0.5 m，實際與計算基本相符。

（4）最小抵抗線

周邊孔最小抵抗線計算方式不同于輔助孔最小抵抗線計算方式，它主要與周邊孔孔距和裝藥密集系數(shù)有關。

（11）

W周邊孔最小抵抗線。

m裝藥密集系數(shù)，一般取0.8～1.0

帶入得=0.550～0.687 m之間。

2 施工注意事項

2.1 炮孔布置

合理選擇炮孔掏槽孔布孔方式會影響巖石的拋擲距離和破碎成都，也會影響炮孔數(shù)目和炸藥消耗量，掏槽孔應比其他炮孔深0.2 m左右，裝藥系數(shù)也應比其他炮孔大。輔助孔以掏槽孔為中心層層布置，圈距一般控制在0.6～0.8 m，孔距控制在0.5 m，單孔裝藥量控制在0.3 kg。底孔孔口應高出底板水平0.15 m左右，孔深宜與掏槽孔相同，孔距和抵抗線與崩落孔相同。為避免欠挖、消除底坎，應適當減小底孔的間距，一般為0.5～0.6 m，并使鉆孔方向朝底板下方有一定的傾斜角度。在軟巖中傾角小些，硬巖中傾角大些，使炮孔根部低于底板標高0.1～0.15 m，還應適當加大周邊孔裝藥量，適當減少堵塞長度。周邊孔與輔助孔圈距在0.55～0.7 m之間并將炮孔布置在輪廓線上，孔距控制在0.4～0.5 m，單孔裝藥量控制在0.18 kg。

2.2 裝藥結構與堵塞

不耦合裝藥時，藥卷直徑要比炮孔直徑小，不耦合系數(shù)一般控制在1.5～2.0左右為宜，目前我公司使用藥卷直徑為0.032 m，鉆頭直徑為0.042 m，不耦合系數(shù)較小，不利于光爆效果建議改為直徑較小藥卷或間隔裝藥；此外間隔裝藥時藥卷之間用炮泥或空氣柱隔開，這種裝藥結構震動小，適用于控制爆破或巷道穿層時爆破。反向裝藥由于爆破作用時間較長，破碎效果優(yōu)于正向裝藥。

2.3 檢驗標準

井巷光面爆破效果的質(zhì)量評價的標準，目前尚未統(tǒng)一，通常按照以下標準進行驗收。

（1）平均線性超挖量≤0.1 m，最大線性超挖量≤0.25 m。

（2）爆破后壁面光滑，凸凹度在0.05 m左右。

（3）炮孔殘孔率硬巖石≥80%，中硬巖石≥50%，軟巖符合設計要求。

（4）不應出現(xiàn)欠挖，特別是在堅硬巖石中。

（5）圍巖原有裂隙大體上沒有擴展，也沒有產(chǎn)生過多的新的爆破裂隙，圍巖完整穩(wěn)固。

2.4 影響爆破效果的幾個環(huán)節(jié)

（1）炮孔角度方向不一致，孔底沒有落在一個平面上。

（2）炮距不合理，鉆孔時擅自將炮距加大。

（3）部分單孔裝藥量擅自加大，起爆雷管段數(shù)和連線不當未按順序起爆，造成超挖、欠挖。

3 結語

井巷掘進爆破效果的好壞，炮孔爆破參數(shù)合理優(yōu)化是基礎，施工操作是否符合要求是關鍵，本文通過解決現(xiàn)場施工中打眼希、單孔藥量大的問題，更好的現(xiàn)場指導掏槽眼、輔助眼、周邊眼的參數(shù)確定。

（1）炮孔鉆孔前準備工作。

①給鉆孔工作做好基礎，巷道迎頭3～5 m范圍內(nèi)兩幫必須清理干凈，漏出底板，否則打周邊孔時外甩角不易掌握，易造成超挖、欠挖。

②巷道中腰線必須找準，巷道中心找準，畫出輪廓線后按照爆破參數(shù)表嚴格定出炮孔位置。

③鉆孔前在釬子上做出標記，嚴格按照炮孔深度鉆孔，保證掏槽孔和其他炮孔孔底必須打在一個水平面上。

（2）鉆孔時注意事項。

①先按照巷道中腰線方向大號第一個正中頂眼，插上釬子或炮棍作為導向標志。其他炮孔以此類推都以此炮孔方向為準進行鉆孔，務必保證孔位、方向、深度符合爆破圖標要求。

②如果周邊孔輪廓線遇到軟巖、夾石、煤層或層理較發(fā)育的部位孔距可適當加密或增加空孔作為圍巖斷裂導向孔。

③周邊孔必須布置在設計的巷道斷面輪廓線上，外甩角控制在3°～5°，孔底向巷道周邊輪廓線外的偏差值不應大于0.05 m。

④鉆孔時要做到一條線、中心轉、靠邊站、給水適量。

參考文獻

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