煤矿巷道开挖支护工程光面爆破施工技术讲座资料

优点
(1) 巷道围岩不产生或很少产生炮震裂缝，保持了围 岩完整性，从而增大了围岩自身的承载能力，这为采用 锚喷支护创造了有利的条件。光面爆破技术和锚喷技术 相结合，进一步增强了锚喷支护的作用，特别是在松软 岩层中更能显示这一特点。
(2) 在裂隙发育的地层中，避免裂隙扩大和产生新的 裂缝，提高了围岩的稳定性，能基本清除落石伤人事故， 为快速施工提供了有利条件。
当周边眼同时起爆时,由于应力波的叠加和爆 生气体准静压力的作用,炮眼连线上切向拉应力超 过岩石抗拉强度而首先产生裂缝并贯通,同时也抑 制了孔壁上其它方向裂缝的产生从而达到不破坏 围岩的目的。
技术要求 (1)光面爆破的启爆顺序为:掏槽眼—辅助眼—周
边眼—底板眼。辅助眼应由里向外逐层启爆。 (2)严格掌握钻眼作业,使各种炮眼的位置及方向
(2) 需要一些特殊器材，如专用炸药、毫秒雷 管、导爆索（传爆线）等。
图5—2普通爆破和光面爆破的效果 (a)普通爆破(b)光面爆破
第一节、炮眼的装药量
掏槽眼装药结构示意图
辅助眼的装药结构示意图
周边眼装药结构示意图
第二节、每个循环装药量
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我矿采用多打眼少装药的施工方法，此种方
法可大大提高光爆效果和眼痕率。
装药量
装药量对光爆效果影响很大，一般用线装药密度来衡 量。
线装药密度又叫装药集中度，它是指单位长度炮眼中 装药量的多少。
为了控制裂隙的发育，以保持新壁面的完整稳固，在 保证沿炮孔连心线破裂的前提下，应尽可能少装药。
一般线装药密度如下: 软岩中为70g/m—120g/m。 中硬岩中为100g/m—150g/m。 硬岩中为150g/m—250g/m。
4、每次连线放炮前，瓦检员必须检查风筒距工作 面距离是否符合规定，以及风筒对接、吊挂是否完 好。 5、每次连线放过程，放炮员必须随身佩戴便携仪， 做到瓦斯浓度达到1％时严禁连线作业。 6、每次连线放炮前，班组长都必须对爆破地点15 米范围内进行洒水消尘。 7、瓦检员必须使用“理研”及专用瓦斯杖进行瓦 斯检查，只有浓度小于1％，方准进行放炮作业。
光面爆破的五条标准：
（1）眼痕率：f=4—6、硬岩不小于80％。 f=2—4、中硬岩不小于50％。
眼痕率：可见眼痕的炮眼个数与不包括底眼的周边眼总数之 比，当炮眼眼痕大于孔长的70%时，算一个可见眼痕炮眼。 （2）软岩巷道：周边成型符合设计轮廓。 （3）两炮衔接的台阶尺寸：眼深小于3.0ｍ时不得大于150mm；眼 深为5ｍ时不得大于250mm。 （4）围岩不应有明显的炮震裂隙。 （5）巷道周边不应有明显的欠挖，平均线性超挖值应小于200mm。
光面爆破具体措施：
1、 严格按爆破说书进行打眼、装药及爆破。 2 、密打眼、近距离、周边眼距300mm—450mm， 软岩取小值、硬岩取大值，二圈眼的距离也要适当加 密，约为500mm—600mm．二圈眼抵抗线取周边眼距 的1－1.25倍．软岩取小值．硬岩取大值。 3、钻眼操作准确，打眼前要按中心、腰线轮尺定 位，要采用钻头、机头与钻腿三点成一线打眼法，炮 眼的质量达到准、平、直、齐。
准确无误。否则光面爆破的效果将明显降低,达不到 光面爆破的目的。
(3)根据围岩特点,合理选择周边眼间距和最小 抵抗线。光面爆破的要点是,周边眼的间距比一 般爆破的间距要小,周边眼的最小抵抗线也相应 减小,即适当加密周边眼,调整间距与抵抗线的比 值E/V。周边眼的间距具体偏小多少,要依岩石 的抗爆性、炸药性能、炮眼直径和装药量而定 。
4 周边眼必须按设计装药爆破，辅助眼抵抗值 取周边眼距的1－1.25倍，软岩取小值、硬岩取 大值。
5 预留光面层、分多次起爆，辅助眼以内的全 部炮眼起爆完毕后对辅助眼进行装药起爆，起 爆后预留光面层。
6 周边炮眼应用炮泥封实，且封泥长度不得 小于0.3m。
光面爆破参数
1.周边眼的眼距和最小抵抗线 周边眼的眼距,一般为炮眼直径的10—20倍，在节理裂隙比 较发育的岩石中应取小值，整体性好的岩石中应取大值。 最小抵抗线是光爆炮眼中心到邻近辅助炮眼中心的距离,既 光面层厚度.一般应大于或等于光爆孔间距。 它们的关系用炮眼密集(邻近)系数Ｍ来反映:
(4)严格控制周边眼的装药量。为使药量沿炮眼全长 合理分布,合理选择炸药品种和装药结构十分重要。周 边眼的装药量应具有破岩所需的应力能量,也不能造成 对围岩的严重破坏,施工中应根据炮眼孔距、光面层厚 度、围岩石质及炸药种类等因素综合考虑选择和调整。
(5)采用周边眼同时启爆,要求采用毫秒雷管微差顺 序启爆。为使周边爆破时产生临空面,同段的周边眼雷 管启爆时差应尽可能小。
8、分次放炮期间，必须将回风巷内所有电气设备 电源切断。 9、岩石最小抵抗线不小于300mm,煤不小于500mm。 10、掏槽及辅助眼的封泥长度不小于500mm，周 边眼不小于300mm。同时化学炮泥长度都不小于 200mm。
1、红色炮眼第一次起爆 2、黄色炮眼第二次起爆 3、绿色炮眼第三次起爆
第四节、电管的选择
• 国产毫秒延期电雷管共20段，段数越大，延期时间 越长，根据段数可以知道其延期时间 ，我矿采用 红、黄、蓝白、绿五种雷管。
第五节、炮眼的封堵
根据炮眼的施工长度其封泥长度有这严格的规定： （一）、炮眼深度小于0.6m时，不得装药爆破， 在特殊条件下必须制定安全措施。 （二）、炮眼深度为0.6—1m时，封泥长度不得 小于炮眼深度的1/2。 （三）、炮眼深度超过1m时，封泥长度不得小于 0.5m。 （四）、炮眼深度超过2.5m时，封泥长度不得小 于1m。 （五）、光面爆破时，周边眼应用炮泥封实，且 封泥长度不得小于0.3m。
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此图为封泥长度示意图
第六节、导向钎的使用
• 该导向眼与巷道规定坡度保证平 行，使该导向眼为之后的钻眼起到指 导方向和坡度的作用，该方法可有效 减小循环台阶，大大的提高了光面爆 破的质量。
该图为导向钎的正视和侧视图
谢谢各位领导，不当之处请多多指正。
(3) 巷道成型规整，极大地减少了掘进超挖数 量和出矸工作量，加快了掘进速度，节省了衬砌 材料，提高了施工进度。
(4) 由于巷道成型规整，凹凸很少，除增强巷 道本身稳定性外，也减少了巷道的维护量，在有 瓦斯的巷道则不易于产生瓦斯局部聚集。
缺点
(1) 炮眼数较一般爆破法要多一些，钻眼的准 确性要求较高，钻爆作业的单项工序时间要多一 些。
Ｍ＝Ｅ／Ｗ 式中：Ｅ－周边眼眼距（m），Ｗ－周边眼最小抵抗线（ m）。
密集系数Ｍ过大时，爆后在光面眼间的岩壁 面留下岩埂造成欠挖；Ｍ值过小时，则形成超 挖。实践证明一般情况下Ｍ值在0.8－1.0范围内 效果最佳。
周边眼口位置: 在硬岩中，眼口应在轮廓线上，眼底应在 轮廓线外100 mm处。在软岩中，眼口应在轮廓 线内100mm处，眼底应正好落在轮廓线上。
• 该图是我矿施工的西部入风井爆破说明书该工 程每循环施工120个炮眼、炮眼总长度242.6米 、火药量62.7公斤。
第三节、分次放炮
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经过我矿的多年研究和实践，我矿现阶段采用
的是分次放炮，这样能很好的形成光面，不但工程
形象好而且对围岩破坏小，有利于围岩的支护。
分次放炮的具体措施： 1、严格执行“一炮四检”及三人联锁放炮制度。 2、第一次爆破后，必须由瓦检员和班组长共同检 查槽口内的瓦斯浓度， 大于1％时严禁进行第二次 爆破作业，要立即将风筒接到槽口进行处理。 3、第二次及以后每次连线爆破前，要由班组长对 工作面顶、帮及支护情 况进行全面检查，发现问 题，必须在放炮前处理完，否则严禁放炮作业。
光面爆破技术
从20世纪50年代开始，研究一种能按设计轮廓线爆 破岩体，使巷道周壁或开挖面平整，并使围岩不受明显
破坏的控制爆破技术，即光面爆破技术，下面我将结合
我矿的实际应用浅谈一下光面爆破的原理、标准、措施、 做法及光面爆破技术的优缺点。
光面爆破的原理
一般情况下,炸药爆炸时,药包表面的冲击波压力峰值 可达数百万千帕(kPa),这个数值远远超过了岩石的抗压强 度。因此,药包周围的岩体被压碎成粉状,形成一个粉碎区 。光面爆破的原理就是降低炮孔壁上的压力峰值,使炸药 爆炸后,孔壁上产生的冲击压力低于处于体积应力状态下 的岩石抗压强度,而由此产生的切向拉应力要超过岩体的 抗拉强度。