岩巷施工光面爆破参数选择与质量控制措施

维普资讯 http://www.cqvip.com 第１６卷第６期　中　国　矿　业　Ｖｏｌ＿１６，Ｎｏ．６　２００７年６月　ＣＨＩＮＡ　ＭＩＮＩＮＧ　ＭＡＧＡＺＩＮＥ　Ｊｕｎｅ　２００７　岩巷施工光面爆破参数选择与质量控制措施　胡红利　（中国矿业大学，江苏徐州２２１００８）　摘要：爆破参数的选择直接影响着爆破效果，是光面爆破工程设计的重要内容。本文介绍了光面　爆破及其优点，为使光面爆破达到理想的效果，提出了在施工中应如何合理的选择最佳参数，并对确保　光爆质量的技术措施进行了归纳总结。　关键词：岩巷光面爆破参数质量控制　中图分类号：ＴＤ２３５．５７４　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００４—４０５１（２００７）０６—００６３—０３　Ｔｈｅ　Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｍｏｏｔｈ　Ｂｌａｓｔｉｎｇ　Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ａｎｄ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　Ｔｕｎｎｅｌ　ｉｎ　ｒｏｃｋｓ　ＨＵ　Ｈｏｎｇ－Ｌｉ　（Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｍｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｏｎｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ　２２１００８，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｂｌａｓｔｉｎｇ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｗｈｉｃｈ　ａｆｆｅｃｔｓ　ｔｈｅ　ｂｌａｓｔｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ　ｄｉｒｅｃｔｌｙ，ｉｓ　ｔｈｅ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｊｏｂ　ｉｎ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｓｍｏｏｔｈ　Ｂａｓｔｉｎｇ．Ｔｈｅ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ａｎｄ　ａｎｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｓｍｏｏｔｈ　ｂｌａｓｔｉｎｇ．Ｉｔ　ｒｅｆｅｒｓ　ｔＯ　ｈｏｗ　ｃｏｒｒｅｃｔｌｙ　ｔＯ　ｓｅｌｅｃｔ　ｔｈｅ　ｂｅｓｔ　ｂｌａｓｔｉｎｇ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｆｏｒ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ　ａｎｔｉｃｉ—　ｐａｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ，ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｔＯ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｈｅ　ｂｌａｓｔｉｎｇ　ｑｕａｌｉｔｙ　ａｒｅ　ａｌｓｏ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｕｎｎｅｌ　ｉｎ　ｒｏｃｋｓ　ｓｍｏｏｔｈ　ｂｌａｓｔｉｎｇ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　岩巷施工最基本的任务是破碎岩体，以形成一　的；使巷道成形规整，尺寸达到设计要求，减少超　个符合设计要求的断面，然后对巷道进行维护。防　挖或欠挖，节省因超挖、欠挖而增加的工程量和费　止岩体破碎，岩巷施工中常采用钻眼爆破掘进和掘　用，提高工程速度和质量；光面爆破还能节省大量　进机掘进两种方法。其中，钻眼爆破掘进占绝大多　材料，降低了支护费用和在服务年限内的巷道维修　数。钻眼爆破掘进的方式又分为普通爆破和光面爆　费用。　破。目前，在岩层比较稳定、层理和节理不发育，　２光面爆破参数的选择　以及围岩比较完整的地质条件下，在岩巷施工中应　爆破参数的选择直接影响着光爆效果，只有合　用光面爆破，是较为普遍的一种爆破方法。　理选取，才能达到围岩既不严重被破坏，又在周边　１光面爆破　眼间形成贯通裂缝，把光面层整齐地切割下来。其　光面爆破也称密眼小炮爆破。通过合理地选择　主要参数为不耦合系数、炮眼间距、炮眼密集系　各种爆破参数，在设计断面的轮廓线上布置间距较　数、起爆时差、炮孔装药量。　小、相互平行的炮眼。严格控制每个炮眼的装药　（１）不耦合系数　量，选用低密度和低爆速的炸药，采用不耦合装　不耦合系数是指炮眼直径与装药直径之比，它　药，同时起爆，使炸药的爆炸作用刚好产生炮眼连　反映炸药与孔壁的接触情况。不耦合系数选取的原　线上的贯穿裂缝，并沿各炮眼的连心——井巷轮廓　则，是使作用在孔壁上的压力低于岩石的抗压强　线，将岩石崩落下来。这种人为控制爆破方法称为　度，而高于抗拉强度。一般情况下，光面爆破采用　光面爆破。光面爆破能使巷道围岩不产生或产生很　的不耦合系数为１——５～２．５。由于岩石的极限抗　少的爆震裂缝，保护了围岩的完整性，提高了围岩　拉强度，一般仅为岩石极限抗压强度的１／１０～　的稳定性和自身的承载能力，达到了安全可靠的目　１／４０，因此，随着不耦合系数的增大，爆轰波经空　气压缩传递作用时间延长，炮孔周壁上的切向最大　收稿日期：２００７—０３—０７　作者简介：胡红利（１９７７一），男，安徽淮北矿业集团工程建设公　应力急剧下降，这种空气间隙即起到降低爆轰波强　司技术人员，现就读于中国矿业大学矿井建设专业。　度的缓冲作用，而不易产生孔壁破碎现象。　维普资讯 http://www.cqvip.com ６４　（２）炮眼间距　中国矿业　第１６卷　术中最关键的问题，因为贯穿裂缝就是巷道轮廓线　的一部分，它的整齐光滑或凸凹，决定了巷道的成　形。　光面爆破的实质是使炮眼之间产生贯通裂缝，　以沿着设计开挖轮廓线形成规整的断裂面。因此，　炮眼间距对形成贯通裂缝，有着非常重要的作用。　合适的炮眼间距，是以两眼在连线上叠加的切向应　力大于岩石的抗拉强度为原则。炮眼间距的大小，　周边眼同时起爆时，贯穿裂缝平整。同时起　爆，炮眼间的贯穿裂缝形成得较早，一旦裂缝形成　使其周围岩体内的应力下降，从而抑制了其它方向　裂缝的形成和扩展，爆破形成的壁面就较平整。若　周边眼起爆时差超过０．１ｓ时，个炮眼就如同单独　主要取决于围岩岩性、节理裂隙发育程度、炸药性　质、不耦合系数和光爆层厚度。一般情况下，围岩　坚硬完整，抗拉强度则相对较低，眼距相对较大；　反之，则相对较小。只有当炮眼间距比抵抗线小一　起爆一样，炮眼周围将产生较多的裂缝，并形成凸　凹不平的壁面。实际操作证明，起爆时差小于　ｌＯｍｓ的光爆效果最好。　些或等于抵抗线时，才能较好的实现光爆效果。　（３）炮眼密集系数　相邻两炮眼间的距离Ｌ与最小抵抗线Ｈ的比　（５）炮孔装药量　炮孑Ｌ装药量计算的原则，取决于要求爆破的岩　石的体积、爆破类型等。为减少爆震裂隙，减少静　压的破坏作用，其周边眼的药量必须控制，尽可能　减少装药密度。因为药量越大，产生的破碎范围也　越大，不仅使爆生气体的压力增大，而且爆轰波与　爆生气体压力的作用时间也延长。故能在岩石炸落　的前提下，药量愈少愈好。因此，在实施光面爆破　值，成为炮眼密集系数厂。如果厂值较大时，炮眼　间距过大，两炮眼就会各自形成单独的爆破漏斗，　就会在两眼之间留下岩石残根形成欠挖，如图１所　示。　一　—　时，必须多打炮眼少装药，将岩石炸落。　３光面爆破质量的控制措施　影响光爆效果的因素很多，如工程地质条件、　爆破参数选择、施工工艺等。对此，必须充分考虑　ｆ＝－ＵＨ＞Ｉ．５　各种影响因素，有针对性的采取措施。　（１）爆破裂缝的控制　图１欠挖图　光面爆破的关键技术，就是控制爆破裂缝的方　向，使其只沿着某一要求的特定方向，而其它方向　不产生或少产生裂缝。因此，可采取以下措施：　选择适当的掏槽形式。合理的选择掏槽形式，　能够在自由面上形成一个适当的空腔，作为一个新　的临空面，使周围其余部分的岩石都顺序向这个空　腔方向崩落，以获得较好的爆破效果。掏槽爆破炮　眼布置，可分为两大类：斜眼掏槽和直眼掏槽。斜　眼掏槽适用于各种岩层，并能获得较好的掏槽效　果，但其炮眼深度受井巷断面，尤其在小断面　井巷中更为突出，故在岩巷施工中很少使用，常用　于井筒施工；直眼掏槽炮眼深度不受井巷断面限　制，可实现中深孑Ｌ爆破，当炮眼深度改变时，掏槽　布置可不变，只需调整装药量即可，但其施工中，　需要较多的炮眼数目和较多的炸药。由于炮眼垂直　于工作面布置，方式简单，易于掌握和实现多台钻　机同时作业和钻机机械化，所以在岩巷施工中应用　普遍。　如果厂值较小时，两装药距离过近，大部分　能量用于抛掷岩石，就会在两眼之间形成超挖，如　图２所示。只有当厂一０．８～１．０时，两炮眼爆破后　合成一个爆破漏斗，底部平坦，才能够获得较好的　光爆效果。　卜＿叫　ｆ＝Ｌ／Ｈ＜Ｉ　图２超挖图　（４）起爆时差　两个周边眼之间形成贯穿裂缝，是光面爆破技　适当控制炮孔密集度。控制爆破炮孑Ｌ要适当加　密，才能有效地形成光面裂缝。在工程实践中可以　维普资讯 http://www.cqvip.com 第６期　胡红利：岩巷施工光面爆破参数选择与质量控制措施　知道，周边眼孔距不能过大，装药孔起爆后，裂缝　明显地只朝距离较近的空孔发展。孔距过大，光面　角度为３。～５。；齐就是个炮孔孔底要落在同一铅垂　面上，以使爆出的断面整齐，便于下一循环作业；　准就是钻眼位置，要准确，偏差值不应大于　３０ｍｍ。对于周边眼开眼位置均应位于井巷断面的　裂缝不可以形成；孔距也不能过小，过小要增加工　作量，一般孔距控制在孔径的１０￣２０倍。　合理选择装药结构。合理选择周边眼的装药结　构，对实现光面爆破非常关键。光面爆破周边眼，　一轮廓线上，不允许有偏向轮廓线里面的误差。目　前，常用的控制方法是仪器量测法、吊线法、插炮　棍法。　般采用以下几种装药结构（见图３）：（ａ）标准　药卷（￣ｏ３２ｍｍ）的空气间隔装药结构；（ｂ）小直　径药卷间隔装药结构；（ｃ）小直径药卷连续装药结　构。（ａ）所示装药结构，施工简单，通用性强，但　由于药包直径大，靠近药包孔壁容易产生微小裂　纹；（ｂ）所示装药结构，用于开掘质量较高的巷　道，对围岩破坏作用小。（ｃ）所示装药结构，用于　炮孔深度小于２ｍ时，爆破效果较好。　（ａ）　一（３）合理利用结构面　根据岩体的不同地质条件，合理利用结构面或　根据结构面改变钻爆工艺，将炮孔沿结构面布置。　这样只需少量的炸药，就可获得理想的爆破效果。　些断层、节理、裂隙，可以起到控制裂缝扩展方　向的导向作用，爆破时可加以合理利用。　４结束语　（１）合理的爆破参数是爆破成功的重要因素，　对不同的条件，应认真分析，选取不同的爆破参　数。　（２）影响光爆效果的因素很多，如工程地质　爆破参数选择、施工工艺等。要想取得理想的爆破　效果，必须充分考虑各种影响因素，根据工程地质　条件，选择合理的参数和施工工艺。　参考文献　Ｉ　（１３　东兆星，邵鹏，爆破工程［Ｍ］，北京：中国建筑工业出　图３装药结构　１一　２０ｍｍ～　２５ｍｍ药卷；２－－　２ｍｍ药卷；３一导爆索　（或脚线）４一径向空气间隔：５：空气间隔；６一堵塞　版社，２００５．　［２］　佟铮，马万珍，曹玉生．爆破与爆炸技术［Ｍ３，北京：　中国人民大学出版社，２００１．　（３３　蔡福广．光面爆破新技术［Ｍ３，北京：中国铁道出版社，　（２）钻眼质量的控制　［４］　张１３３ｏｑ志呈．爆破基础理论与设计施工技术［Ｍ］．重庆；重庆　，为保证光面爆破的良好效果，除根据岩层条　件、工程要求，正确选择光爆参数外，精确的钻眼极为重要，是保证光爆质量的前提。光爆对钻眼质　量的控制要求是：‘‘平、直、齐、准”。大学出版社１９９４．　（５３　张国建．实用爆破技术ＥＭ］－北京：冶金工业出版社，　１９９７．　（６３　沈芙河・爆破与锚喷工程实用技术手册ＥＭ－Ｉ・北京：中国　度般不应比其他炮眼深；直是指各炮眼均应垂直　警墨要　嬖　眼竺　导芒　，　一某　霉　版社，石爆破新技术　Ｍ　．北京：中国铁道　‘。　１　８６．　于工作面，实际施工中，周边眼不可能完全与工作面垂直，必然有一个角度，根据炮眼深度，一般此　（８３　马乃耀．爆破施工技术ＥＭ－Ｉ．北京：中国铁道出版社，　１９８５．　ＳＦＭ热塑性塑料微粉磨　国家重点高新技术企业浙江丰利粉碎设备有限公司研成的国家重点新产品，这是一种目前国内常温下　对热塑性塑料进行粉碎加工的理想设备。专家认为该机采用在静盘和动盘表面均匀布置勾形齿槽结构形　式，物料在动盘和静盘问经高速剪切、撞击、磨擦，在粉碎过程中产生极少热量，故可在常温下进行热塑　性塑料（聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、尼龙等）的粉碎加工，且能达到深冷粉碎加工的同等产量和细度，此　项技术在国内尚属首创，标志着我国粉体工程获得了重大突破。整机具有设计先进、运转平稳、产品粒度细　（最细达１２０目）而均匀、流动性好、产量高、能耗低、安全可靠等优点，在国内同类设计中居领先水平。