光面爆破技術(shù)

1、光面爆破技術(shù)一、圍巖分類：（一）普氏巖石分類（堅(jiān)硬程度）類堅(jiān)硬普氏極限抗巖石名稱舉例壓強(qiáng)度別程度系數(shù)（Mpa）極硬極硬、極致密石英巖、其他特15-20150-200巖石堅(jiān)硬巖石很硬巖石很硬花崗巖、硅質(zhì)頁巖10-15100-150硬巖石硬砂巖和石灰?guī)r8-1060-100相當(dāng)硬的巖一般砂巖、鐵礦石、砂質(zhì)頁巖、5-750-60石片狀砂巖中硬巖石不堅(jiān)硬的砂巖、石灰?guī)r和頁3-430-40巖、致密泥灰?guī)r相當(dāng)軟的巖鹽巖、石膏、凍土、無煙煤、20-30石堅(jiān)硬煤、破碎砂巖軟巖石軟至中硬的煤、致密粘土、粘土質(zhì)土壤普氏巖石堅(jiān)固性系數(shù)f為巖石的單向抗壓強(qiáng)度除以100所得之商。1（二）錨噴圍巖分類（堅(jiān)固性分類）圍巖分類

2、巷道挖掘后圍巖堅(jiān)固類名巖層描述巖種舉例狀態(tài)（3-5m跨度）別稱穩(wěn)1完滿堅(jiān)硬巖層，Rb60Mpa，完滿的玄武巖，石英質(zhì)定不宜風(fēng)化；圍巖堅(jiān)固，長遠(yuǎn)不支護(hù)無砂巖，奧陶紀(jì)灰?guī)r，茅圍2.層狀巖層層間粘結(jié)較好無軟碎塊掉落現(xiàn)象。口灰?guī)r，大冶厚層灰?guī)r巖弱夾層。穩(wěn)定1.完滿似較堅(jiān)硬巖層，性Rb=40-60Mpa；圍巖基本堅(jiān)固，較長時(shí)間膠結(jié)好的砂巖、礫巖、較2.層狀巖層,粘結(jié)較好;不支護(hù)會(huì)出現(xiàn)小塊掉落大冶薄層灰?guī)r好3.堅(jiān)硬塊狀巖層，裂隙面閉合，巖無泥質(zhì)充填物，Rb60Mpa層中1完滿的中硬巖層，等Rb=20-40Mpa；砂巖，砂質(zhì)頁巖。粉砂穩(wěn)2.層狀巖層以堅(jiān)硬巖層為主，夾能保持一個(gè)月以上的穩(wěn)巖，石灰?guī)r，硬質(zhì)凝灰定

3、有少許軟巖層；定，會(huì)產(chǎn)生局部巖塊掉落巖巖3.比較堅(jiān)硬塊狀巖層，層Rb=40-60Mpa2堅(jiān)固性較差巖層不穩(wěn)定巖層較軟的完滿巖層，Rb20Mpa；圍巖堅(jiān)固的時(shí)間只有幾頁巖，泥巖，膠結(jié)不好2.中硬的層狀巖層;天的砂巖，硬煤中硬的塊狀巖層，Rb=20-40Mpa炭質(zhì)頁巖，花斑泥巖，1易風(fēng)化潮解剝落柔嫩巖層；圍巖很簡單產(chǎn)生冒頂片軟質(zhì)凝灰?guī)r，煤，各種2.各種破碎巖層幫破碎巖石注：1.描述巖層時(shí)，將巖層分為完滿、層狀、塊狀、破碎四種。（1）完滿巖層：層理和節(jié)理裂隙間距大于1.5m。（2）層狀巖層：層與層間距小于1.5m。（3）塊狀巖層：節(jié)理裂隙間距小于1.5m，大于0.3m。（4）破碎巖層：節(jié)理裂隙間距小

4、于0.3m。當(dāng)?shù)叵滤绊憞鷰r穩(wěn)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)試慮合適降級(jí)。3.Rb為巖石的飽和抗壓強(qiáng)度。不同樣巖石各種炮眼光爆參數(shù)炮眼巖石性質(zhì)眼距抵抗值裝藥量3名稱掏硬巖槽中硬巖眼軟巖輔硬巖助中硬巖眼軟巖三硬巖圈中硬巖眼軟巖二硬巖圈中硬巖眼軟巖周硬巖邊中硬巖眼軟巖（mm）（mm）裝藥系數(shù)（%）g/m10020070751201506570150250606520025060652503005560300350505565070060065050557007506507004550750800700750404555055045060055060050055030045060065055060025030040045

5、040045015025040045040045010015035040045050050100為搞好質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化，抓好巷道的成型質(zhì)量。因此在這里簡要介紹一下光面爆破的一些基本知識(shí)。分以下幾方面：一、什么是光面爆破？光爆的主要指標(biāo)有哪些？二、光爆的機(jī)理是什么三、光爆參數(shù)怎樣選擇四、光爆施工應(yīng)注意哪些事項(xiàng)4一、什么是光面爆破看法煤礦安全規(guī)程第44條規(guī)定，采用鉆爆法掘進(jìn)的巖石巷道，必定采用光面爆破。我們要求無論是什么巷道，煤巷也必定實(shí)行光爆。光面爆破（簡稱光爆）是合理選擇爆破參數(shù)的一種控制爆破技術(shù)。它是經(jīng)過合理選擇爆破參數(shù)，使爆破后的巷道成形規(guī)整，減少超挖和欠挖，巖壁無明顯的爆震龜裂，最大限度地保持

6、圍巖的自己強(qiáng)度和整體性，提高了圍巖的堅(jiān)固性和自承能力。我們所說的光爆方法主要指周邊眼后裂法，又稱修邊法。修邊爆破法：與一般爆破相似。先掏槽，再由里向外一圈一圈地爆破，周邊眼的光爆炮孔安排在最后起爆，經(jīng)過合理選擇爆破參數(shù)，輕輕地將周邊巖石沿輪廓線切割下來。該法打眼少，光爆收效好。寬泛采用。光爆的標(biāo)準(zhǔn)原煤炭工業(yè)部光爆錨噴試行規(guī)程中對(duì)光爆規(guī)定了以下三項(xiàng)指標(biāo)：眼痕率不小于50%；超挖尺寸不大于150mm，欠挖尺寸不高出質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求；巖面上不留有明顯（肉眼觀察）的炮震裂隙。什么是眼痕率？怎樣才算一個(gè)眼痕？眼痕率是指光爆后，周邊眼留有半邊炮眼痕的長度（或總個(gè)數(shù)）與周邊眼的總長度（或總個(gè)數(shù)）的百分比。（不包

7、括底眼）當(dāng)炮眼眼痕累計(jì)長度大于炮眼長度的70%時(shí)，才算一個(gè)眼痕。光爆的優(yōu)點(diǎn)5（1）光爆成形規(guī)整，除掉了圍巖凸凹處的應(yīng)力集中，最大限度地保持了圍巖自己強(qiáng)度，從而加強(qiáng)了圍巖自承能力，為錨噴支護(hù)供應(yīng)了基礎(chǔ)。（2）光爆大大減少了掘進(jìn)超挖量，因此可減少資料耗資，從而降低了成本，加快了掘進(jìn)速度。（3）光爆可有效地減少巖面的危巖，使井巷圍巖較為堅(jiān)固，有利于施工和安全。同時(shí)也減少了井巷的維修量，降低了井巷的失修率。（4）光爆除掉了圍巖的凸凹不平，從而減少了通風(fēng)阻力和瓦斯齊聚，有利于安全。二、光爆的機(jī)理理解要點(diǎn)：光爆是怎樣將光爆層的巖石沿著周邊眼連線完滿地切割下來的。光爆機(jī)理：當(dāng)兩炮眼同時(shí)起爆后，兩眼產(chǎn)生的壓縮

8、應(yīng)力波將在兩孔中間相遇，兩壓縮波波峰互相疊加，會(huì)合形成拉伸變形波，產(chǎn)生拉應(yīng)力，從而使炮孔間形成貫穿裂縫，崩落光面層巖體，達(dá)到光爆收效。適當(dāng)選擇周邊眼間距和裝藥量，爆破后，在爆生沖擊壓縮應(yīng)力作用下，沿周邊眼連線產(chǎn)生了貫穿裂隙。同時(shí)，爆生沖擊應(yīng)力波傳到自由面上，反射成拉伸應(yīng)力，將光爆層的巖石由自由面向周邊眼連線方向一層層地拉壞，形成拉斷裂隙。當(dāng)周邊眼抵抗值選擇合適，周邊眼連線上的貫穿裂隙方才形成，正好與光爆層上的拉斷裂隙貫穿。與此同時(shí)，在爆生氣體膨脹作用下，將光爆層的巖石眼周邊眼連線規(guī)整的切割下來。三、光爆參數(shù)的選擇6光爆炸藥井工煤礦使用的炸藥都是安全炸藥。有銨梯炸藥、硝銨炸藥、水膠炸藥、乳化炸藥

9、。目前實(shí)履行用的是乳化炸藥。乳化炸藥爆破威力高，安全性能好，適應(yīng)于低瓦斯、高瓦斯和有瓦斯、煤塵突出危險(xiǎn)礦井的巷道爆破。炸藥為什么“吃硬不吃軟”？因?yàn)檎ㄋ幈〞r(shí)，在脆性硬巖中爆生的沖擊波和爆轟波流傳速度快，形成的沖擊破壞作用大；而在韌性軟巖中爆生的沖擊波和爆轟波的流傳速度慢，形成的沖擊破壞作用小。這就是我們常說的“脆性硬巖不吃藥，韌性軟巖吃藥多”和“炸藥吃硬不吃軟”的原因。電雷管分為瞬發(fā)電雷管、秒延期電雷管、毫秒延期電雷管。瞬發(fā)電雷管：通電后馬上起爆的電雷管。毫秒延期電雷管（又稱毫秒雷管）：通電后在252000ms內(nèi)爆炸的電雷管。秒延期電雷管：通電后在110秒內(nèi)爆炸的電雷管。一般使用毫秒延期電雷

10、管，共分為20段。巷道掘進(jìn)使用前五段，因?yàn)榍拔宥蔚目傃悠跁r(shí)間控制在130ms以內(nèi)，即在瓦斯還沒有泄出時(shí)，爆炸已經(jīng)完成。因此，不會(huì)引起瓦斯或煤塵爆炸事故。光爆參數(shù)光爆參數(shù)的選擇主若是對(duì)炮眼部署與裝藥量的選擇。（1）掏槽眼7掏槽方式：直眼掏槽、斜眼掏槽、混雜掏槽光爆宜采用直眼掏槽，直眼掏槽不受斷面限制，易掌握眼底地址，迎頭齊。需打空眼。掏槽眼眼距控制在100-250mm（硬巖取小值，軟巖取大值）。裝藥系數(shù)為60%-75%（軟巖取小值，硬巖取大值）。（2）輔助眼（又稱擴(kuò)槽眼）炮眼個(gè)數(shù)為4-6個(gè)（軟巖取小值，硬巖取大值），間距一般為200-350mm(硬巖取小值，軟巖取大值），大體是掏槽眼距的2倍。裝

11、藥系數(shù)50%-60%（軟巖取小值，硬巖取大值）。3）三圈眼若巷道斷面較大，如雙軌巷道，能夠在輔助眼以外面署三圈眼。炮眼間距一般為650-800mm，裝藥系數(shù)40%-55%。4）二圈眼（又稱抵抗眼）二圈眼參數(shù)選擇應(yīng)引起重視，它要保證光爆層的厚度。裝藥量一般為周邊眼的3倍，其每米裝藥量為250-600g（軟巖取小值，硬巖取大值），其抵抗值為500-600mm（硬巖取小值，軟巖取大值），炮眼間距略大于抵抗值，一般為550-650mm（硬巖取小值，軟巖取大值）。5）周邊眼周邊眼直接保護(hù)圍巖，其參數(shù)應(yīng)嚴(yán)加控制。其抵抗值一般為400-500mm（硬巖取小值，軟巖取大值），炮眼間距一般為350-450mm（

12、與一般規(guī)律相反，軟巖取小值，硬巖取大值）。在軟巖和裂隙發(fā)育處，應(yīng)減小炮眼間距或加空眼。裝藥量：軟巖50-100g/m,中硬巖100-150g，硬巖150-250g。8（6）光爆炮眼密集系數(shù)M貫穿裂隙與拉斷裂隙同時(shí)形成是實(shí)現(xiàn)光爆的要點(diǎn)。要想同時(shí)形成，周邊眼間距E與周邊眼抵抗值W必定有一個(gè)合適的比值，這個(gè)比值叫做光爆炮眼密集系數(shù)M。軟巖可?。挥矌r可取。M=E/W若是M選擇不當(dāng)，將以致巷道超、欠挖，到不到光爆收效。因此，需要合理選擇E和W值。7）光爆裝藥與炮眼部署原則光爆裝藥看巖石，重掏心、輕扒皮，由里向外依次減，二圈周邊三比一；炮眼部署有訣竅，中間周邊要加密，掏槽輔助最重要，“槽一輔二”近距離。裝

13、藥結(jié)構(gòu)1）正向裝藥：所有炸藥與雷管的聚能穴都指向炮眼底。2）反向裝藥：所有炸藥與雷管的聚能穴都指向炮眼口。反向裝藥要比正向裝藥爆破收效好。但是煤礦安全規(guī)程第322條規(guī)定：高瓦斯礦井、低瓦斯礦井的高瓦斯地區(qū)的采掘工作面采用毫秒爆破時(shí)，若采用反向起爆，必定擬定安全技術(shù)措施?，F(xiàn)在一般要求正向裝藥。（3）細(xì)藥卷不偶合裝藥結(jié)構(gòu)一般炮眼直徑42mm，藥卷直徑32mm，不偶合系數(shù)為1.31。若減小藥卷直徑，不偶合系數(shù)增大，周邊眼留下半邊眼痕就越多，光爆收效越好。因此，我們實(shí)履行用小炸藥。94）空氣柱裝藥結(jié)構(gòu)空氣柱裝藥分為眼底集中空氣柱裝藥和分節(jié)空氣柱裝藥。A、眼底集中空氣柱裝藥是現(xiàn)將藥卷裝入眼底，再裝入小塊

14、炮泥，最后在眼口用長度不小于300mm的炮泥塞緊。結(jié)構(gòu)簡單，爆破收效較好，淺孔爆破寬泛采用。B、分節(jié)空氣柱裝藥是在眼底和眼中分兩節(jié)或兩節(jié)以上裝藥。光爆收效好，一般中深孔和深孔爆破采用。炸藥之間用導(dǎo)爆索引爆。四、光爆施工注意事項(xiàng)編制爆破圖表炮眼部署三面投影圖和爆破說明書。光爆打眼要領(lǐng)1）打眼要掌握“準(zhǔn)、平、直、齊”四要點(diǎn)。即點(diǎn)眼要準(zhǔn)，掌釬要平，炮眼要直，眼底要落在一個(gè)垂直面上。“準(zhǔn)”就是要按巷道中腰線，畫出巷道輪廓線，依照炮眼部署圖標(biāo)出炮眼地址?！捌?、直、齊”就是要求打眼前量好釬長，做好標(biāo)記。打眼時(shí)，先按巷道中線和坡度打好第一個(gè)炮眼，插入炮桿作為打其他炮眼的標(biāo)準(zhǔn)。點(diǎn)眼人要為打眼人掌握好打眼方向（

15、一部鉆兩個(gè)人）。2）打眼要領(lǐng)口訣看線畫圈標(biāo)眼位，定人定鉆定眼位；點(diǎn)眼準(zhǔn)，鉆平直，眼底落面一般齊。10影響掘進(jìn)速度的主要因素：爆破參數(shù)的確定（炮眼深度、直徑、數(shù)目）、裝巖工作、支護(hù)工作一、爆破參數(shù)炮眼深度：主要依照巖石性質(zhì)、巷道斷面大小，循環(huán)作業(yè)方式、鑿巖機(jī)種類、炸藥威力、工人技術(shù)水同樣因素來確定。單從爆破理論解析，采用深孔爆破（大于2.5m）最為合理，但我們大多采用淺孔多循環(huán)方式，主若是因?yàn)樵械氖殖质借弾r機(jī)鉆速低，眼深增加時(shí)鉆速明顯下降，而且采用的裝巖機(jī)能力也不高，工作面采用的支護(hù)手段也有限。在這種情況下，若是采用中深孔爆破，誠然爆破合理了，而且減少了爆破輔助作業(yè)時(shí)間，但是鉆眼時(shí)間將增加過多

16、，而且工作面對(duì)時(shí)支護(hù)也發(fā)生困難。隨著新設(shè)備的應(yīng)用，鉆速提高，裝巖能力提高，新支護(hù)手段的實(shí)行，在同一個(gè)時(shí)間內(nèi)能夠完成更多的工作，經(jīng)過測試比較，鉆速與眼深的關(guān)系曲線在2.0m左右變化不大，因此將炮眼深度從淺孔增大到中深孔勢在必行。而且鑿巖臺(tái)車的應(yīng)用，使鉆深孔的能力大大提高。若是仍采用淺孔多循環(huán)，則設(shè)備能力不僅不能夠發(fā)揮，反而輔助作業(yè)時(shí)間增加。當(dāng)設(shè)備條件和循環(huán)時(shí)間已定，炮眼深度仍不是一個(gè)固定值，還應(yīng)當(dāng)隨著工人技術(shù)水平的千錘百煉和熟練，在地質(zhì)條件和循環(huán)時(shí)間不變的條件下，不斷地加深炮眼，待炮眼達(dá)到必然深度后，及時(shí)地調(diào)整循環(huán)時(shí)間，增加循環(huán)次數(shù)，才能不斷地提高掘進(jìn)速度、提高效率，使11炮眼深度達(dá)到或湊近最優(yōu)

17、值。炮眼直徑：多依照藥卷直徑確定，一般以炮眼直徑比藥卷直徑大于4mm為宜。炮眼過小，不利于裝填藥卷；炮眼過大，會(huì)降低爆破收效和鉆眼速度。炮眼數(shù)目：炮眼數(shù)目得多少直接影響著鉆眼工作量、爆破巖石的塊度、巷道的形狀等。多依照巖石性質(zhì)、巷道斷面的大小、炸藥威力，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)來確定合適的炮眼數(shù)目。也可經(jīng)過單位炸藥耗資量估計(jì)。N=qsm/ap式中N炮眼數(shù)目；q單位炸藥耗資量，Kg/m3；（斷面10平方，硬度系數(shù)4-6，一般取1.9）；S巷道掘進(jìn)斷面積，m2；m每個(gè)藥卷長度，m；炮眼利用率；a裝藥滿度系數(shù)，即裝藥長度與炮眼長度之比，一般??；p每個(gè)藥卷的重量，Kg。二、工作面炮眼部署包括掏槽方式的選擇與部署，輔助

18、眼及底眼部署。底眼爆破較為困難，有積水簡單造成瞎炮。一般底眼間距400-700mm，拋渣爆破時(shí)，采用較小的間距；底眼眼口應(yīng)比巷道底板高出150-200mm，但其眼底應(yīng)低于地板100-200mm，拋渣爆破還應(yīng)將炮眼深度加深200mm左右。底眼裝藥量一般介于掏槽眼和輔助眼之間，裝藥滿度系數(shù)為。拋渣爆破時(shí)，每個(gè)炮眼增加12個(gè)藥卷。三、裝巖工作巷道施工中，裝巖工作是最深重、最費(fèi)時(shí)的工序，一般情況下它約占35-50%，因此做好裝巖工作，對(duì)提高效率、加快掘進(jìn)速度、改進(jìn)12勞動(dòng)條件及降低成本關(guān)系親近。裝巖工作包括工作面裝巖和調(diào)車運(yùn)輸兩項(xiàng)工作，這兩項(xiàng)工作必定做到配合適合、協(xié)調(diào)一致，操作熟練，機(jī)械故障少才能獲取

19、好的收效。裝巖設(shè)備一般是相對(duì)固定的，盡量做到連續(xù)裝載，一是可采用錯(cuò)車場調(diào)車（固定錯(cuò)車場和活動(dòng)錯(cuò)車場），注意的是盡量縮短裝巖工作面與錯(cuò)車場的距離，減少調(diào)車時(shí)間。二是使用轉(zhuǎn)載設(shè)備裝巖，裝巖時(shí)，轉(zhuǎn)載機(jī)下能夠由電機(jī)車推入一組空車，采用屢次調(diào)車的方法，增加連續(xù)裝車的數(shù)目，變裝巖機(jī)間歇作業(yè)為連續(xù)作業(yè)。第三是利用梭式礦車裝巖，這樣轉(zhuǎn)載與礦車合為一體，工時(shí)利用率提高，實(shí)現(xiàn)了裝、轉(zhuǎn)、運(yùn)、卸機(jī)械化作業(yè)線。別的還需加強(qiáng)裝巖調(diào)車的組織管理工作：一是提高裝巖機(jī)司機(jī)操作技術(shù)，加強(qiáng)作業(yè)線的維涵保養(yǎng)，以保證裝巖熟練，減少故障。二是嚴(yán)格執(zhí)行工種崗位責(zé)任制，保證各工種親近配合，工序連結(jié)迅速。三是保證軌道質(zhì)量，加強(qiáng)經(jīng)常保護(hù)，提高行

20、車速度，減少落道事故。四是加重申動(dòng)，及時(shí)供應(yīng)車皮。四、支護(hù)工作巷道施工包括掘進(jìn)和支護(hù)，只有正確而又及時(shí)地予以支護(hù)，掘進(jìn)工作才能正常進(jìn)行，永久支護(hù)一般工作量大，質(zhì)量要求高，有時(shí)因巷道圍巖堅(jiān)固性差等原因?yàn)楸ＷC安全還需要進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，由施工單位自行選定，必定在施工中隨著條件的變化及時(shí)調(diào)整，提前預(yù)知，在遇水膨脹的地層中施工，疏排水必定穩(wěn)當(dāng)安排；對(duì)松弛破碎帶施工前做好充分準(zhǔn)備，采用有效措施，迅速經(jīng)過，稍一延誤即可能造成冒頂事故。對(duì)地應(yīng)力較大的地區(qū)，可考慮釋放應(yīng)力等等。13巷道施工方法及施工隊(duì)的組織管理：巷道施工分為：一次成巷和分次成巷。一次成巷就是把巷道施工中的掘進(jìn)、支護(hù)、溝渠等三個(gè)分部工程視為一個(gè)整體，有機(jī)的聯(lián)系起來，在必然距離內(nèi)按質(zhì)量及標(biāo)準(zhǔn)要求，互相當(dāng)合，前后連結(jié)地最大限度地同時(shí)施工，一次做成巷道，不留收尾工程，而分次成巷是先以小斷面掘進(jìn)，過一準(zhǔn)時(shí)間后再刷大，并進(jìn)行永久支護(hù)。一次成巷擁有：（1）成巷速度快，全斷面一次施工，簡化了施工工序，施工空間大，有利于發(fā)展施工機(jī)械的效率。（2）節(jié)約資料，工程成本低。一次成巷臨時(shí)支護(hù)的距離一般小于40m，資料用量少，復(fù)用率高，臨時(shí)支護(hù)時(shí)間短；炸藥、雷管耗資量也少。（3）施工作業(yè)安全，工程質(zhì)量高。一次成巷圍巖裸露時(shí)間短，風(fēng)化、變形和破碎較輕，永久支護(hù)時(shí)作業(yè)安全，簡單保證工程質(zhì)量。（4）施工計(jì)劃管理可靠，井巷收尾工程量少，施工進(jìn)度統(tǒng)計(jì)數(shù)字