巷道爆破技术2

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Q-炸药量，kg ; q-单位耗药量（可查表），kg/m3; V-爆破漏斗体积，m3 ; L-炮孔深度，m; γ -岩石重力密度，kg/m3
四、光面爆破
什么是光面爆破?
为什么要搞光面爆破?
光面爆破的机理是什么?
光面爆破应达到什么效果? 如何搞好光面爆破?
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（一）什么是光面爆破？
二圈眼参数选择应引起重视，它要确保光 爆层的厚度。
装药量一般为周边眼的3倍，其每米装药量 为250-600g（软岩取小值，硬岩取大值）， 其抵抗值为500-600mm （硬岩取小值，软岩 取大值）； 炮眼间距略大于抵抗值，一般为550-650mm （硬岩取小值，软岩取大值）。
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⑤周边眼 周边眼直接保护围岩，其参数应严加控 制。其抵抗值一般为400-500mm（硬岩 取小值，软岩取大值），炮眼间距一般 为350-450mm（与一般规律相反，软岩 取小值，硬岩取大值）。
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A.爆破漏斗的四种基本形式
a-松动漏斗
b-减弱抛掷漏斗 c-标准漏斗 d-加强抛掷漏斗 井下巷道爆破选择 减弱抛掷漏斗爆破 较好。
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B.相邻装药的装药密集系数对爆破漏斗的影响
最小抵抗线W：装药中心到自由面的垂直距离。
装药密集系数m：相邻两装药的间距a与最小抵抗线W的 比值。m = a / W
选择基本合理，但是在实际施工中，存在不按 照设计参数打眼、装药爆破的现象。导致光爆 效果不理想，巷道局部超、欠挖超过规定，造 成人、财、物的浪费。
2.光爆参数没有根据岩性条件的变化随时调整，
一套参数掘到底。
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（三）装药结构选择不合理，不耦合系 数小。选用眼底空气柱式、不耦合装药 结构有力于提高浅孔光爆效果。
实践证明：当m=0.8-1.0时，两装药爆破后合成一个爆 破漏斗，底部平坦，体积最大。
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2.爆炸应力波反射拉伸作用理论
爆炸应力波在自由面 反射成反射拉伸波。 岩石的破坏是拉应力 大于岩石的抗拉强度 而产生的，岩石是被 拉断的。
右图：岩石杆件 爆破试验
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三、如何确定炸药量
1.炸药量的多少取决于要求爆破的岩石体积、爆破类 型等。 2.井下爆破选择减弱抛掷（加强松动）漏斗爆破。 3.每孔装药量: Q=（0.33～0.55）qV
用的结果。
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（二）岩石爆破破碎机理
1.爆生气体膨胀作用理论
爆生气体膨胀推力造成岩石质 点径向位移，由于药包距自由 面距离在各个方向上不一样， 质点位移所受的阻力不同，岩 石质点移动速度就不同，因此 造成岩石中的剪应力。一旦剪 应力大于岩石抗剪强度，岩石 即发生剪切破坏。破碎岩石在 爆生气体推动下沿径向抛出， 形成椎形爆破漏斗。
光面爆破是合理选择爆破参数的一种控制爆
破技术。它是通过合理选择爆破参数，使爆
破后的巷道成形规整，减少超挖和欠挖，最
大限度地保持围岩的自身强度。 光面爆破主要是对断面周边层的爆破，也称 作轮廓爆破或周边爆破。
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（二）为什么要采用光面爆破?
《煤矿安全规程》第44条规定：采用钻爆 法掘进的岩石巷道，必须采用光面爆破。 应用光面爆破有以下优点：
m=a/W ：如果m选择不当，将导致巷道超、 欠挖，达不到好的光爆效果。
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光爆装药与炮眼布置原则
光爆装药看岩石，重掏心、轻扒皮；
由里向外依次减，二圈周边三比一； 炮眼布置有诀窍，中间周边要加密；
掏槽辅助最重要，“槽一辅二”近距 离。
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不同岩石各圈炮眼光爆参数
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4.选择爆破效果好的装药结构
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（2）细药卷不偶合装药结构
一般炮眼直径42mm，药卷直径32mm，不偶合系
数为1.31。
若减小药卷直径，不偶合系数增大，周边眼留
下半边眼痕就越多，光爆效果越好。所以，我
们推广使用小炸药。
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（3）空气柱装药结构
分为眼底集中空气柱装药和分节空气柱装药。
①眼底集中空气柱装药：是现将药卷装入眼底，再 装入小块炮泥，最后在眼口用长度不小于300mm的炮 泥塞紧。 结构简单，爆破效果较好，浅孔爆破普遍采用。
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①掏槽眼
掏槽方式：直眼掏槽、斜眼掏槽、混合掏槽
光爆宜采用直眼掏槽，直眼掏槽不受断面 限制，易掌握眼底位置，迎头齐，需打空眼。
掏槽眼距控制在100-250mm（硬岩取小值，软岩取大
值）。
装药系数为60%-75%（软岩取小值，硬岩取大值）。
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②辅助眼（又称扩槽眼）
炮眼个数为4-6个（软岩取小值，硬岩取
极硬 岩石
岩石名称举例
普氏 系数
极硬、极致密石英岩、 15-20 150-200 其他特坚硬岩石 10-15 100-150 8-10 60-100
很硬岩 很硬花岗岩、硅质页 石 岩 硬砂岩和石灰岩
Ⅲ 硬岩石
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相当硬 普通砂岩、铁矿石、砂 Ⅳ 的岩石 质页岩、片状砂岩 中硬岩 不坚硬的砂岩、石灰岩 Ⅴ 石 和页岩、致密泥灰岩
（四）爆破对巷道底板破坏较严重。
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六、中深孔爆破 钻孔深度： 2.0m-4.0m。
掏槽方式：直 眼，挤压抛渣 掏槽法。如右 图
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采用高精度毫秒雷管起爆，以确保爆破时差。 采用挤压抛渣掏槽法，把空心眼加深500mm，装
1-3卷炸药。
先进行挤压起爆，挤压起爆后，再起爆空心眼，
将挤压的岩石抛出来。
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（五）如何搞好光面爆破？
1.掌握光爆打眼要领
光爆打眼要 “准、正、齐”。即点眼要准，
要按巷道中腰线画出巷道轮廓线；按照炮眼布
置图标出炮眼位置；炮眼方向要正；眼底要落 在一个垂直面上。为什么？
看线画圈标眼位，定人定钻定眼位；点 眼准，钻平直，眼底落面一般齐。
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2.选择效果好的光爆方法
（1）轮廓线钻眼法：沿巷道轮廓线钻一排紧密相邻的 眼，不装炸药，在轮廓线以里打眼、装药、爆破。 该法爆破效果较好，但钻眼量大，费用高，影响掘 进速度，一般很少采用。 （2）预裂爆破法：在轮廓线上打互相平行的密眼，首 先起爆，使炮眼间形成贯穿裂隙。 该法打眼较多，难度大，除超深孔光爆采用外，目 前很少采用。 （3）修边爆破法：与普通爆破相似。先掏槽，再由里 向外一圈一圈地爆破，最后通过合理选择爆破参数，轻 轻地将周边岩石沿轮廓线切割下来。 该法打眼少，光爆效果好，普遍采用。 22
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②分节空气柱装药：是在眼底和眼中分两节 或两节以上装药。
光爆效果好，一般中深孔和深孔爆破采用。炸药之 间用导爆索引爆。
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五、现场巷道爆破存在问题及注意事项
（一）煤巷、半煤岩巷爆破存在问题及注意事项
煤巷和半煤岩巷多采用普通爆破方法，存在两帮布置 炮眼少，炮眼间距大，装药量大，巷道成形差，爆破 对两帮岩体破坏严重，造成滞后溜帮等问题。
修边爆破法：分全断面一次爆破法和预留光爆层爆破法。 预留光爆层爆破是分两次爆破，周边眼以里炮眼先起爆， 周边眼光爆层最后一次起爆，光爆效果好。 大断面巷道和硐室常采用预留光爆层爆破法。
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3.选择合理的光爆参数
（1） 炮眼布置与 装药量
炮眼名称：
掏槽眼
辅助眼 三圈眼 二圈眼 周边眼
巷 道 爆 破 技 术
张同华
肥城矿业集团公司生产技术处
主要内容
一、围岩分类
二、炸药爆炸及岩石爆破破碎机理
三、如何确定炸药量
四、如何搞好光面爆破
五、现场巷道爆破存在问题及注意事项 六、中深孔爆破
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一、围岩分类：（一）普氏岩石分类（坚硬程度）
极限抗 压强度 （Mpa）
类 别
Ⅰ Ⅱ
坚硬 程度
5-7 3-4
50-60 30-40 20-30
盐岩、石膏、冻土、无 相当软 Ⅵ 烟煤、坚硬煤、破碎砂 1.5-2.0 的岩石 岩 Ⅶ 软岩石 软至中硬的煤、致密粘 0.8-1.0 土、粘土质土壤
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（二）锚喷围岩分类（稳定性ห้องสมุดไป่ตู้类）
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二、炸药爆炸及岩石爆破破碎机理
（一）炸药
1.什么是炸药？ 炸药是在一定条件下，能够发生快速化学反应， 放出能量，生成气体产物，并显示爆炸效应的化合 物或混合物。 2.什么是爆炸？ 爆炸是物质系统一种极速物理或化学变化，在变 化过程中，瞬间放出其内含能量，并借助系统内原 有气体或爆炸生成气体的膨胀，对系统周围介质做 功，使之发生巨大破坏效应，并伴有发光和声响。
（1）正向装药结构与反向装药结构
①正向装药：所有炸药与雷管的聚能 穴都指向炮眼底 。
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②反向装药：所有炸药与雷管的聚能穴都指向炮眼口 。
反向装药要比正向装药爆破效果好。《煤矿安全 规程 》第322条规定：高瓦斯矿井、低瓦斯矿井的高 瓦斯区域的采掘工作面采用毫秒爆破时，若采用反向 起爆，必须制定安全技术措施。
（1）能减少超挖，对松软岩层更显其优点。
（2）爆破后成形规整，提高巷道轮廓质量。 （3）减少炮震裂隙，有利于巷道围岩稳定。 （4）加快掘进速度，降低成本，保证安全。
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（三）光面爆破的机理是什么？
适当选择周边眼间距和装药量，爆破后，在爆生冲 击压缩应力作用下，沿周边眼连线上产生了贯穿裂 隙。 同时，爆生冲击应力波传到自由面上，反射成拉伸 应力，将光爆层的岩石由自由面向周边眼连线方向 一层层地拉断，形成拉断裂隙。 当周边眼抵抗值选择适当，周边眼连线上的贯穿裂 隙刚刚形成，正好与光爆层上的拉断裂隙贯通。与 此同时，在爆生气体膨胀作用下，将光爆层的岩石 沿周边眼连线规整的切割下来。
应采用光面爆破的原理和方法，合理选择周边眼间距、 周边眼装药量、周边眼密集系数等爆破参数，提高巷
道成形质量，减少巷道两帮超挖和片帮现象，降低架 棚支护背帮及背顶材料消耗，提高锚杆支护巷道锚杆 对围岩的加固作用效果，提高掘进效率。