光面爆破技术应用分析
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２ ０ １ ３ 年第 ５期
中 州煤 炭
总第 ２ ０ ９ 期
光 面 爆 破 技 术 应 用 分 析
李光 辉 ， 刘 光照 ， 黄 礼福
（ １ ． 山 东丰 源远 航 煤 业有 限公 司 赵 坡 煤 矿 ， 山东 滕 州 ２ ７ ７ ５ １ ８ ； ２ ． 山 东能 源新 矿 集 团 翟镇 煤矿 ， 山东 新泰 ３ ． 枣庄 王晁 煤 矿 有 限责 任 公 司 ， 山东 滕 州 ２ ７ ７ ５ １ ８ ） ２ ７ １ ２ ０ ４；
摘要 ： 赵坡煤矿 １ ６ ３ ０ ８运 输 巷 在 实 施 光 面 爆破 过程 中， 通 过 沿 巷 道 轮廓 线 布 置 密 集 炮 孔 ， 科 学 选 择 炮 眼数 目 和装 药 量 ， 并 根 据 围 岩 条 件 设定 相应 的光 爆 参 数 ， 采 用 空 气 间 隔反 向装 药结 构 使 光 爆 炮 孔 后 于 开 挖 区 主爆 孔
起爆 ， 且 爆 破 后 巷 道 出现 平 整 轮 廓 面 ， 既 保 证 了施 工 效 率 ， 又 保 证 了质 量 和 安全 。
关键 词 ： 光面爆破 ； 掘进工作面 ； 掏槽 眼 ； 装 药 结 构
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｄ ２ ３ ５ ． ３ 文献标志码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ３—０ ５ ０ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５— ０ ０ ５ ４—０ ３
２ 光 面 爆破 原 理
目前 ， 国 内关 于光 面爆 破 的成 缝 机 理 有 ３种解 释： 应力波 干涉 破坏 理论 、 以高 压气 体 为 主要作 用 的 理论 、 爆炸应力波 和高压气体联合 作用理 论 。受到 多 数人认可 的高压气 体联 合作 用理 论可 以用 以下 粗 略
爆、 使 岩体 出现平整 轮廓 面 的爆破 技术 ， 保持 围岩 的
的关键 技术 ， 对类似 条件 的矿 井有借 鉴价值 。
１ 工 程 概 述
赵 坡煤 矿 １ ６ ３ ０ ８运输巷 位 于 １ ６ ３采 区南 翼 。巷 道 设计 长度 ８ １ １ ｍ， １ ６ ３ ０ ８运输 巷沿 ｌ ６煤顶板 掘 进 ， １ ６煤 平均 厚 １ ． １ ５ ｍ， 倾 角约 ６ 。 ； 巷 道荒高 ２ ． ５ ｍ、 荒
过岩石 的抗拉 强 度而使 岩石 破裂 。最初 的 裂缝 出现 在炮孔壁 向外 的短距 离 内， 如果应力 波在两孔 之间能 够发生叠加 ， 那么， 在 此区段 内， 合成 拉应力也 能使岩 石产生裂缝 。这些 裂缝 给预裂 面 的形成 创 造有 利 的
导 向条 件 。
爆炸 高 压气 体 紧 接着 应力 波 作用 到 孔 壁上 ， 它 的作 用时 间 比应 力波要 长得 多 。孔 周 围便 形 成准静 态 的应力 场 ， 相邻炮孔相互作用 ， 并 互 位 于 应 力 场
赵坡 煤 矿 位 于滕 州 市 西 １ ５ ｋ ｍ， 设 计 生 产 能 力 ３ ０万 ｔ ／ ａ ， 核 定生 产能力 ６ ９万 ｆ ／ ａ ， 主采 １ ２下 煤 、 １ ４ 煤、 １ ６煤 、 １ ７煤 ， 煤层厚 度在 ０ ． ７～１ ． ４ ｍ之 间 ， 掘 进 工 艺采 用炮 掘 、 耙 装 机 装矸 、 矿车（ 胶带输送机 ） 运 输、 锚 网钢带 （ 或锚 网喷 ） 支 护 。通 过 近几 年 的实 践 和应用 ， 赵坡 煤矿 系统 总结 出掘进 工 作 面光 面爆 破
・
根 据上 述 情 况并 结合 该 巷道 的具体 情 况 ， 决定
５４ ・
２ ０ １ ３年第 ５期 采用倾 斜 孑 Ｌ 掏槽 。
３ ． ２ 辅 助 眼 与 周 边 眼 的布 置
是连 续 的 、 不 可 分 割 的。第 一个 过 程 是 应力 波 的作 用， 当它从孔壁 向 四周传 开后 ， 产生 的切 向拉 应力 超
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ １— ２ ４
作 者简 介 ：李 光 辉 （ １ ９ ７ ２ 一） ， 男， 河 南 巩 义人 ， 工程师 ， 注 册 安 全 工 程 师， １ ９ ９ ７年 毕 业 于 河 北建 筑 科 技 学 院 ， 现从 事 煤 矿 采 掘 技 术 工 作 。
宽３ ． ０ ｍ， 净高 ２ ． ２ ｍ、 净宽 ２ ． ８ ｍ。 由于安 全 生 产
的要求 ， 需要 对 １ ６ ３ ０ ８运输 巷实 施光 面爆破 。
光 面爆 破 实施 过 程 中 ， 需 沿 开挖 边 界 布置 密集 炮孔 ， 采 取 空气 间 隔装 药 、 主 爆 区爆 炸 后 光 爆 孑 Ｌ 起
稳定 ， 减 少超 、 欠挖 ， 提高施 工质 量和进 度 。
３ 光 面爆 破 设 计
３ ． １ 掏 槽 眼 布 置 掏 槽 的 方 式 直 接 影 响 其 他 炮 眼 的 爆 破 效 果 。 因
的模式来描 述 ， 爆 炸应力 波 由炮 孔 向 四周 传播 ， 在孑 Ｌ 壁及 炮 孔 连线 方 向出现 裂 缝 ， 随后 在爆 炸 气体 作 用 下， 使原 裂缝 延 伸 扩 大 ， 最 后 形 成 平 整 的 开裂 面 。
上述模式将 预裂成缝机理 分为 ２个过程 ， 即应力 波 的
此， 必须 合理 选择 掏 槽 方 式 。掏槽 方 式 分 为倾 斜 孔
掏槽 和直孔 掏槽 ２类 ， 其 适用 条件 …见 表 １ 。
表 １ 两种 掏 槽 方 式 的 适 用 条 件
作用 过程和高压 气体 的Baidu Nhomakorabea 用过 程 ， 它们 有先 后 ， 但 又
中。孔 中连线方 向产 生很 大 的 拉应 力 ， 孔 壁 两侧 产 生 拉应力 集 中。如 果孔 的间 距很 近 ， 则 炮 孔 之 间连 线 两侧全 部是拉 应 力 区 ， 并 达 到 足 以拉 断 岩 石 的程 度 。爆炸 气体作 用 是 预 裂缝 最 终形 成 的基 本条 件 ，
起 着主导 作用 。
中 州煤 炭
总第 ２ ０ ９ 期
光 面 爆 破 技 术 应 用 分 析
李光 辉 ， 刘 光照 ， 黄 礼福
（ １ ． 山 东丰 源远 航 煤 业有 限公 司 赵 坡 煤 矿 ， 山东 滕 州 ２ ７ ７ ５ １ ８ ； ２ ． 山 东能 源新 矿 集 团 翟镇 煤矿 ， 山东 新泰 ３ ． 枣庄 王晁 煤 矿 有 限责 任 公 司 ， 山东 滕 州 ２ ７ ７ ５ １ ８ ） ２ ７ １ ２ ０ ４；
摘要 ： 赵坡煤矿 １ ６ ３ ０ ８运 输 巷 在 实 施 光 面 爆破 过程 中， 通 过 沿 巷 道 轮廓 线 布 置 密 集 炮 孔 ， 科 学 选 择 炮 眼数 目 和装 药 量 ， 并 根 据 围 岩 条 件 设定 相应 的光 爆 参 数 ， 采 用 空 气 间 隔反 向装 药结 构 使 光 爆 炮 孔 后 于 开 挖 区 主爆 孔
起爆 ， 且 爆 破 后 巷 道 出现 平 整 轮 廓 面 ， 既 保 证 了施 工 效 率 ， 又 保 证 了质 量 和 安全 。
关键 词 ： 光面爆破 ； 掘进工作面 ； 掏槽 眼 ； 装 药 结 构
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｄ ２ ３ ５ ． ３ 文献标志码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ３—０ ５ ０ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５— ０ ０ ５ ４—０ ３
２ 光 面 爆破 原 理
目前 ， 国 内关 于光 面爆 破 的成 缝 机 理 有 ３种解 释： 应力波 干涉 破坏 理论 、 以高 压气 体 为 主要作 用 的 理论 、 爆炸应力波 和高压气体联合 作用理 论 。受到 多 数人认可 的高压气 体联 合作 用理 论可 以用 以下 粗 略
爆、 使 岩体 出现平整 轮廓 面 的爆破 技术 ， 保持 围岩 的
的关键 技术 ， 对类似 条件 的矿 井有借 鉴价值 。
１ 工 程 概 述
赵 坡煤 矿 １ ６ ３ ０ ８运输巷 位 于 １ ６ ３采 区南 翼 。巷 道 设计 长度 ８ １ １ ｍ， １ ６ ３ ０ ８运输 巷沿 ｌ ６煤顶板 掘 进 ， １ ６煤 平均 厚 １ ． １ ５ ｍ， 倾 角约 ６ 。 ； 巷 道荒高 ２ ． ５ ｍ、 荒
过岩石 的抗拉 强 度而使 岩石 破裂 。最初 的 裂缝 出现 在炮孔壁 向外 的短距 离 内， 如果应力 波在两孔 之间能 够发生叠加 ， 那么， 在 此区段 内， 合成 拉应力也 能使岩 石产生裂缝 。这些 裂缝 给预裂 面 的形成 创 造有 利 的
导 向条 件 。
爆炸 高 压气 体 紧 接着 应力 波 作用 到 孔 壁上 ， 它 的作 用时 间 比应 力波要 长得 多 。孔 周 围便 形 成准静 态 的应力 场 ， 相邻炮孔相互作用 ， 并 互 位 于 应 力 场
赵坡 煤 矿 位 于滕 州 市 西 １ ５ ｋ ｍ， 设 计 生 产 能 力 ３ ０万 ｔ ／ ａ ， 核 定生 产能力 ６ ９万 ｆ ／ ａ ， 主采 １ ２下 煤 、 １ ４ 煤、 １ ６煤 、 １ ７煤 ， 煤层厚 度在 ０ ． ７～１ ． ４ ｍ之 间 ， 掘 进 工 艺采 用炮 掘 、 耙 装 机 装矸 、 矿车（ 胶带输送机 ） 运 输、 锚 网钢带 （ 或锚 网喷 ） 支 护 。通 过 近几 年 的实 践 和应用 ， 赵坡 煤矿 系统 总结 出掘进 工 作 面光 面爆 破
・
根 据上 述 情 况并 结合 该 巷道 的具体 情 况 ， 决定
５４ ・
２ ０ １ ３年第 ５期 采用倾 斜 孑 Ｌ 掏槽 。
３ ． ２ 辅 助 眼 与 周 边 眼 的布 置
是连 续 的 、 不 可 分 割 的。第 一个 过 程 是 应力 波 的作 用， 当它从孔壁 向 四周传 开后 ， 产生 的切 向拉 应力 超
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ １— ２ ４
作 者简 介 ：李 光 辉 （ １ ９ ７ ２ 一） ， 男， 河 南 巩 义人 ， 工程师 ， 注 册 安 全 工 程 师， １ ９ ９ ７年 毕 业 于 河 北建 筑 科 技 学 院 ， 现从 事 煤 矿 采 掘 技 术 工 作 。
宽３ ． ０ ｍ， 净高 ２ ． ２ ｍ、 净宽 ２ ． ８ ｍ。 由于安 全 生 产
的要求 ， 需要 对 １ ６ ３ ０ ８运输 巷实 施光 面爆破 。
光 面爆 破 实施 过 程 中 ， 需 沿 开挖 边 界 布置 密集 炮孔 ， 采 取 空气 间 隔装 药 、 主 爆 区爆 炸 后 光 爆 孑 Ｌ 起
稳定 ， 减 少超 、 欠挖 ， 提高施 工质 量和进 度 。
３ 光 面爆 破 设 计
３ ． １ 掏 槽 眼 布 置 掏 槽 的 方 式 直 接 影 响 其 他 炮 眼 的 爆 破 效 果 。 因
的模式来描 述 ， 爆 炸应力 波 由炮 孔 向 四周 传播 ， 在孑 Ｌ 壁及 炮 孔 连线 方 向出现 裂 缝 ， 随后 在爆 炸 气体 作 用 下， 使原 裂缝 延 伸 扩 大 ， 最 后 形 成 平 整 的 开裂 面 。
上述模式将 预裂成缝机理 分为 ２个过程 ， 即应力 波 的
此， 必须 合理 选择 掏 槽 方 式 。掏槽 方 式 分 为倾 斜 孔
掏槽 和直孔 掏槽 ２类 ， 其 适用 条件 …见 表 １ 。
表 １ 两种 掏 槽 方 式 的 适 用 条 件
作用 过程和高压 气体 的Baidu Nhomakorabea 用过 程 ， 它们 有先 后 ， 但 又
中。孔 中连线方 向产 生很 大 的 拉应 力 ， 孔 壁 两侧 产 生 拉应力 集 中。如 果孔 的间 距很 近 ， 则 炮 孔 之 间连 线 两侧全 部是拉 应 力 区 ， 并 达 到 足 以拉 断 岩 石 的程 度 。爆炸 气体作 用 是 预 裂缝 最 终形 成 的基 本条 件 ，
起 着主导 作用 。