光面爆破技術在巷道掘進的應用研究范文

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摘要：當前時期下，光面爆破技術在井巷施工中應用效果十分顯著，這項技術的廣泛使用，不僅切實體現了井巷施工作業的安全性與穩定性，同時也有效延長了巷道的使用壽命，優化了巷道的使用結構，為井巷施工效益的優質展現提供有力保障。本文以武山銅礦的實際應用為例，闡述松軟巖層中光面爆破技術參數設計選取等技術要求，為軟巖巷道光面爆破參數的計算提供一定依據。

關鍵詞：光面爆破；炸藥消耗量；炮眼直徑

1地質條件簡介

武山銅礦位于江西省瑞昌市白楊鎮，開采的地段的層理、節理、裂隙、地質構造較發育，巖石的堅硬系數f=8~12；地層由志留系—三疊系（其中缺失泥盆系中、下統和石碳系上、下統）碎屑巖及碳酸鹽類巖石組成；斷裂構造以北東東向、北北西—北西向及北東向比較發育。

2光面爆破的爆破參數

根據巖石的抗劈能力選擇具體的爆破方法，爆破參數需要結合具體使用情況進行合理設置，保證井巷的穩定性。井巷的周圍巖石輕微破壞后可以獲得一個良好的挖掘路線，使施工人員可以實施下一步的施工計劃。這種爆破方法的合理使用，能夠最大程度控制爆破的破壞性，降低資金成本損失。井巷光面爆破的主要參數主要有：炸藥消耗量，炮眼直徑炮眼間距，炮眼深度和炮眼數目等。

2.1炸藥消耗量及裝藥爆破一立方米原巖所需的炸藥重量叫做單位炸藥消耗量，通常用q來表示，單位用kg/m³。q一般取0.15~0.28kg/t，對于f=10~12的硬巖層，取0.27kg/t，該礦山圍巖密度為2.60t/m3，得q=2.60×0.27=0.70kg/m³，選用2號巖石硝銨炸藥（我們礦用的乳化炸藥）。當炮眼直徑為32mm~45mm時，Rd=1.5~2.0之間滿足本設計要求，故可取不耦合系數為1.7。對于軟巖隧道，掏槽眼采用連續裝藥結構，將空氣柱留在裝藥與炮泥之間，底部藥量適當加強。為更好地達到光爆效果，周邊眼采用導爆管、有2#巖石硝銨炸藥加竹片綁扎的串狀裝藥結構（空氣間隔不耦合裝藥結構），底部藥量適當加強，其他裝藥均采用標準藥卷連續裝藥反向起爆結構。采用空氣間隔裝藥，可以增加用于破碎或拋擲巖石的爆炸能量，提高炸藥能量的有效利用率，降低裝藥量。炮眼裝藥安裝藥集中度計算出的藥量均勻裝入炮眼內。炮泥堵塞炮孔，生產中常取填塞長度相當于0.35倍~0.50倍裝藥長度，在此取0.35，周邊孔裝藥結構如圖所示：圖1  周邊孔裝藥結構圖

2.2炮眼直徑目前我國普遍采用的藥包直徑為32mm和35mm兩種，由表4-1在這選藥包直徑為35mm。則炮眼直徑為41mm。

2.3炮眼深度炮眼深度決定了一個循環的鉆眼，裝渣工作量、循環時間以及施工組織和掘進速度?，F用的氣腿式輕型鑿巖機，較適宜的鉆眼深度一般為2.2m~3.0m。根據普通型眼徑的炮眼深度對于巖石堅固系數在10~12，若堅固性系數取11。掘進面積大于12m2的炮眼深度在1.5m~2.2m，而掏槽眼比一般炮眼深0.15m~0.25m。計算每一循環炮眼深度：每一循環進尺L=每一循環炮眼深度l炮眼利用率此次采用循環進尺為2.4m；炮眼利用率取0.9；每一循環炮眼深度l=2.4/0.9=2.667m

2.4確定炮眼間距（1）掏槽孔、輔助眼。根據實踐經驗，a一般為炮孔直徑的10倍~20倍；其間距從巖石的巖性、強度、斷面尺寸等考慮，一般掏槽孔0.3m~0.35m，輔助眼取0.4m~0.8m，兩圈之間的距離為0.6m~1.0m。（2）周邊眼間距。在光面爆破中爆破后巖石的平整成程度，與最小抵抗線W和周邊眼炮眼密集系數m有關。通常周邊眼間距取0.5mm~1.0mm，底眼0.4m~0.7m，周邊眼距巷道輪廓線取0.1m~0.2m。在兩邦和跨度大的拱頂上可取上限0.7m，或接近0.7m；而在拱頂兩側曲率半徑小的地方，因夾制作用較大，為了有利于控制曲面，可取0.4m~0.5m，或接近0.4m。

2.5最小抵抗線最小阻力線是光滑表面層的厚度，光滑爆破的效果主要受最小阻力線的影響，除了周邊眼睛之間的距離和周圍眼睛的電荷結構參數。一般光面爆破的抵抗線可按Wmin=(10~20)d式中：Wmin——光面爆破最小抵抗線（m）；d——炮眼直徑，取d=41mm；則Wmin=18.78d=0.615m

2.6裝藥量確定每一掘進循環所需的炸藥量Q：式中：Q——每一掘進循環所需的炸藥量（kg）；S——掘進斷面面積（㎡）；L——平均炮眼深度（m），取L=2.667m；q——炸藥單耗（kg/m³）；——炮眼利用率，取0.90；算出Q=65.51kg2.7炮孔數目（1）總眼數目N。設每個炮孔的合理裝藥量為式中：L——平均炮眼深度（m），取L=2.667m；——平均裝藥系數，即裝藥長度與炮孔長度之比，一般為0.5~0.7，取0.7；——炮眼利用率，取0.90；h——藥卷長度（m）；m——藥卷質量（kg）；而炮孔數目N可根據每一循環炸藥量Q求得：算出N=65.51/1.456=44.99，取N為45個。（2）周邊眼數目N1。由于光面爆破的周邊眼距小，周邊眼裝藥量少，因此根據這一特點先求出周邊眼數目，然后按平均裝藥量原則計算出其他炮眼數目。式中B——巷道掘進寬度，m；a——周邊眼平均間距，m；P——巷道掘進周長，m；算出N1=24個

3結論

在實踐中，光面爆破技術具有明顯的技術優勢：光面爆破后巷道周圍形成光滑平滑的側壁，使巷道橫截面符合輪廓要求，不破壞圍巖，從而確保了圍巖本身的完整性與承載能力，通過對爆破參數的不斷調整，最終也找到了較為理想的爆破應用參數，對武山銅礦軟巖巷道掘進參數的選擇的提供一定的參考

作者：許長虹 單位：江西銅業股份有限公司武山銅礦