光面爆破技术在巷道掘进的应用研究范文

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摘要：当前时期下，光面爆破技术在井巷施工中应用效果十分显著，这项技术的广泛使用，不仅切实体现了井巷施工作业的安全性与稳定性，同时也有效延长了巷道的使用寿命，优化了巷道的使用结构，为井巷施工效益的优质展现提供有力保障。本文以武山铜矿的实际应用为例，阐述松软岩层中光面爆破技术参数设计选取等技术要求，为软岩巷道光面爆破参数的计算提供一定依据。

关键词：光面爆破；炸药消耗量；炮眼直径

1地质条件简介

武山铜矿位于江西省瑞昌市白杨镇，开采的地段的层理、节理、裂隙、地质构造较发育，岩石的坚硬系数f=8~12；地层由志留系—三叠系（其中缺失泥盆系中、下统和石碳系上、下统）碎屑岩及碳酸盐类岩石组成；断裂构造以北东东向、北北西—北西向及北东向比较发育。

2光面爆破的爆破参数

根据岩石的抗劈能力选择具体的爆破方法，爆破参数需要结合具体使用情况进行合理设置，保证井巷的稳定性。井巷的周围岩石轻微破坏后可以获得一个良好的挖掘路线，使施工人员可以实施下一步的施工计划。这种爆破方法的合理使用，能够最大程度控制爆破的破坏性，降低资金成本损失。井巷光面爆破的主要参数主要有：炸药消耗量，炮眼直径炮眼间距，炮眼深度和炮眼数目等。

2.1炸药消耗量及装药爆破一立方米原岩所需的炸药重量叫做单位炸药消耗量，通常用q来表示，单位用kg/m³。q一般取0.15~0.28kg/t，对于f=10~12的硬岩层，取0.27kg/t，该矿山围岩密度为2.60t/m3，得q=2.60×0.27=0.70kg/m³，选用2号岩石硝铵炸药（我们矿用的乳化炸药）。当炮眼直径为32mm~45mm时，Rd=1.5~2.0之间满足本设计要求，故可取不耦合系数为1.7。对于软岩隧道，掏槽眼采用连续装药结构，将空气柱留在装药与炮泥之间，底部药量适当加强。为更好地达到光爆效果，周边眼采用导爆管、有2#岩石硝铵炸药加竹片绑扎的串状装药结构（空气间隔不耦合装药结构），底部药量适当加强，其他装药均采用标准药卷连续装药反向起爆结构。采用空气间隔装药，可以增加用于破碎或抛掷岩石的爆炸能量，提高炸药能量的有效利用率，降低装药量。炮眼装药安装药集中度计算出的药量均匀装入炮眼内。炮泥堵塞炮孔，生产中常取填塞长度相当于0.35倍~0.50倍装药长度，在此取0.35，周边孔装药结构如图所示：图1  周边孔装药结构图

2.2炮眼直径目前我国普遍采用的药包直径为32mm和35mm两种，由表4-1在这选药包直径为35mm。则炮眼直径为41mm。

2.3炮眼深度炮眼深度决定了一个循环的钻眼，装渣工作量、循环时间以及施工组织和掘进速度。现用的气腿式轻型凿岩机，较适宜的钻眼深度一般为2.2m~3.0m。根据普通型眼径的炮眼深度对于岩石坚固系数在10~12，若坚固性系数取11。掘进面积大于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。计算每一循环炮眼深度：每一循环进尺L=每一循环炮眼深度l炮眼利用率此次采用循环进尺为2.4m；炮眼利用率取0.9；每一循环炮眼深度l=2.4/0.9=2.667m

2.4确定炮眼间距（1）掏槽孔、辅助眼。根据实践经验，a一般为炮孔直径的10倍~20倍；其间距从岩石的岩性、强度、断面尺寸等考虑，一般掏槽孔0.3m~0.35m，辅助眼取0.4m~0.8m，两圈之间的距离为0.6m~1.0m。（2）周边眼间距。在光面爆破中爆破后岩石的平整成程度，与最小抵抗线W和周边眼炮眼密集系数m有关。通常周边眼间距取0.5mm~1.0mm，底眼0.4m~0.7m，周边眼距巷道轮廓线取0.1m~0.2m。在两邦和跨度大的拱顶上可取上限0.7m，或接近0.7m；而在拱顶两侧曲率半径小的地方，因夹制作用较大，为了有利于控制曲面，可取0.4m~0.5m，或接近0.4m。

2.5最小抵抗线最小阻力线是光滑表面层的厚度，光滑爆破的效果主要受最小阻力线的影响，除了周边眼睛之间的距离和周围眼睛的电荷结构参数。一般光面爆破的抵抗线可按Wmin=(10~20)d式中：Wmin——光面爆破最小抵抗线（m）；d——炮眼直径，取d=41mm；则Wmin=18.78d=0.615m

2.6装药量确定每一掘进循环所需的炸药量Q：式中：Q——每一掘进循环所需的炸药量（kg）；S——掘进断面面积（㎡）；L——平均炮眼深度（m），取L=2.667m；q——炸药单耗（kg/m³）；——炮眼利用率，取0.90；算出Q=65.51kg2.7炮孔数目（1）总眼数目N。设每个炮孔的合理装药量为式中：L——平均炮眼深度（m），取L=2.667m；——平均装药系数，即装药长度与炮孔长度之比，一般为0.5~0.7，取0.7；——炮眼利用率，取0.90；h——药卷长度（m）；m——药卷质量（kg）；而炮孔数目N可根据每一循环炸药量Q求得：算出N=65.51/1.456=44.99，取N为45个。（2）周边眼数目N1。由于光面爆破的周边眼距小，周边眼装药量少，因此根据这一特点先求出周边眼数目，然后按平均装药量原则计算出其他炮眼数目。式中B——巷道掘进宽度，m；a——周边眼平均间距，m；P——巷道掘进周长，m；算出N1=24个

3结论

在实践中，光面爆破技术具有明显的技术优势：光面爆破后巷道周围形成光滑平滑的侧壁，使巷道横截面符合轮廓要求，不破坏围岩，从而确保了围岩本身的完整性与承载能力，通过对爆破参数的不断调整，最终也找到了较为理想的爆破应用参数，对武山铜矿软岩巷道掘进参数的选择的提供一定的参考

作者：许长虹 单位：江西铜业股份有限公司武山铜矿