冀中能源峰峰集团邯郸宝峰矿业有限公司九龙矿 河北邯郸 056000
摘要：光面爆破是一种人为控制爆破技术，其对于煤矿巷道掘进起着十分重要的作用。在实际中光面爆破的应用范围十分广泛，一方面促进了施工效率的提升，另一方面也可以按照最佳的标准来控制施工质量。就目前而言，在煤矿巷道掘进中，光面爆破是十分常见的爆破技术，其最显著的特点就是在爆破过程中，周边眼会同时起爆以形成平整轮廓面。对此，下面结合煤矿的具体情况，就光面爆破在掘进巷道中的应用展开分析。
关键词：煤矿；光面爆破；掘进；巷道；应用
引言
近年来，伴随着我国社会经济的快速发展，越来越多的新型技术被应用在煤矿巷道掘进中。目前，光面爆破在煤矿掘进巷道中具有很高的地位，其不仅可以确保施工的质量，同时还能最大限度的提升其施工效率，有利于煤矿掘进效率的提升。对于巷道长期受矿压的情况，通过光面爆破技术可以获得极佳的效果，保证巷道掘进的有序进行。
1光面爆破技术的概述
1.1光面爆破的原理
对于光面爆破，其实质是沿着开挖轮廓线进行间距小的平行炮眼布置，其应用特殊的装药结构，在光面炮眼中采取不耦合装药，并对光爆参数进行合理的设置，最后同时起爆。在起爆过程中，会沿着炮眼的中心连成线破裂成平整的光面。如在巷道掘进设计断面的轮廓线上，设置周密的周边孔，降低药包直径，利用不耦合装药结构及低密度、低爆数炸药，对爆炸能量进行控制，降低爆炸能量对岩石的应力波强度，防止在炮孔周围出现压碎区，要将爆破作用集中在爆落的一侧岩体上，降低对原岩体的破坏效果。由于在光面爆破中，采用的是不耦合装药，在爆轰药包后，会极大的降低炮眼壁上的压力，这种情况下药包的爆破作用相当于准静压作用，低于岩石动抗压强度，不会在炮眼壁上形成压碎破坏。
1.2光面爆破的特点
对于光面爆破，其特点主要表现在：（1）爆破后成型规整，与设计轮廓相符合，在相对松软的岩层中，更是可以将光面爆破的效果显示出来；（2）实施光面爆破后，可以在很大程度上减少巷道的超挖量，有利于施工质量、施工进度的提升，同时还可以最大限度的减少混凝土衬砌浇筑量；（3）光面爆破对于围岩的破坏比较小，一般情况下，实施光面爆破后，围岩松弛带范围是常规爆破的1/3，极大的提升了围岩的稳定性。在完整岩体中，光面爆破的特点会十分显著，其可以最大限度的确保岩体完整性，提升了安全性。同时在松软岩石中，特别是一些构造发育岩体、不均质岩体中，光面爆破依然可以发挥十分良好的作用。
在光面爆破中，巷道成型比较规整，可以极大的消除凸凹处的集中应力，确保了围岩本身的强度，提升了围岩承载力，为锚喷支护提供了保障。同时光爆会极大的减少掘进超挖量，减少了材料损耗，降低了施工成本，提升了巷道掘进速度。此外，光面爆破可以有效的消除围岩的凸凹不平，缓解了瓦斯聚集现象，降低了通风阻力，为安全生产打下了良好的基础。
2影响爆破质量的因素分析
2.1掏槽效果
在煤矿掘进爆破过程中，其显著特点就是只有一个爆破自由面，爆破条件比较困难，所以掏槽眼布置是十分重要的。对于掏槽眼，其首要作用是在工作面上，将相应的岩石破碎并抛出，在自由面基础上崩出另一个自由面，为其他的爆破创建相应的条件。掏槽效果将会对于循环进尺带来很大的影响，而影响掏槽效果的因素则有很多，如掏槽眼形式、炮眼深度、炮眼直径、炮眼数量、炮眼装药量、起爆顺序等。此外，空眼也是影响掏槽效果的关键因素，其不仅可以当做是装药炮眼爆破的辅助自由面，同时还可以看做是破碎体的补偿空间，只有保证空眼与装药量的距离适宜，才可以保证爆破作用产生破碎体可以从槽腔中完全抛出，获得好的掏槽效果。
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2.2光爆层厚度
对于光爆层，其主要是指部分开挖过程中，由周边眼所爆落的一层岩石，其厚度是周边眼的最小抵抗线，会对光面爆破效果及石碴块度带来直接的影响，光爆层过厚、过薄都不利于光面爆破活动的开展。在实际中，应该结合巷道岩石性质、地质构造等对光面厚度进行调整，岩石坚韧时，其厚度可以控制为500-600mm，岩石比较软时，可以将其厚度控制在900-1000mm。
2.3装药量
在光面爆破中，周边眼的装药量应该做到刚好大于岩石抗拉强度，又不会对围岩造成破坏。在实际操作中，为了确保炸药沿炮眼均匀的分布起来，一般会应用小直径卷连续、间隔装药结构。光爆层单独爆落时，周边眼的装药集中度控制在0.1-0.2kg/m；全断面一次起爆时，为了最大限度的减少残眼，可以适当的增加些装药量，将其控制在0.2-0.3kg/m。在具体的施工中，应该对周边眼装药量进行严格的控制，同时要随着岩石的变化而做出调整。
3煤矿光面爆破应用实例
3.1煤矿概述
该煤矿某石门掘进工作面，全长为300m，石门3‰上山掘进，净断面12㎡，锚喷巷道。巷道穿越的岩层包括细粉砂岩、泥岩、砂岩，岩石硬度系数为=4-8。
3.2光面爆破
在该煤矿石门钻孔中，采用YT-29气腿式凿岩钻机，其孔径为φ42mm，辅助眼、掏槽眼、周边眼、底眼直径均为φ42mm。结合现场情况，选用φ35mm×300mm乳化炸药。在施工过程中，采用了平行直眼微倾角掏槽、楔形掏槽，并中间加空眼的形式，其中岩性比较硬时应用直眼微倾角掏槽，主要是将工作面与掏槽眼的水平夹角控制到75-84°，同排两槽眼眼口间距设置为1.0-1.2m，底眼间距设置为400-600mm，要控制掏槽眼比辅助眼深200mm，而中间空眼比掏槽眼深200mm。在岩性比较软时，应用楔形掏槽，这样就可以保证掘进的有序进行。本次施工中，结合石门围岩的性质，断面尺寸、形状，确定空眼、掏槽眼、辅助眼、周边眼、底眼的个数分别是1、6、22、19、18，一共66个炮眼。在进行炮眼布置时，空眼应处于巷道中间点偏上位置；掏槽眼的间距要控制在400-600mm；辅助眼的间距要控制在400-500mm；周边眼间距分别控制在300-400mm；底眼的间距控制在400-600mm。在本工程中，实施光面爆破后，获得了良好的效果，主要表现在：
（1）开挖断面规则，轮廓整齐，平均超挖量低于50mm，最大超挖量小于100mm；（2）掘进效率高，掘进速度为80m/月，显著优于类似巷道掘进的60m/月；（3）爆破后围岩稳定好，基本无剥落，爆破震动影响小；（4）爆破石碴块度均匀，且低于200mm，碴堆集中。
4总结
综上所述，光面爆破技术具有对围岩破坏强度低，提升半煤岩巷道稳定性，确保施工安全，降低巷道维修强度等优势，并且通过光面爆破技术形成的巷道十分规整，能降低巷道通风阻力，确保了巷道的安全性，因此，在煤矿巷道掘进中，要结合具体的情况，合理的应用光面爆破技术，从而最大限度的提升煤矿企业的经济效益。
参考文献：
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[3]赵云飞.煤矿掘进中深孔光面爆破技术的应用探讨[J].科技风，2015（04）：80.
论文作者:吉鹏
论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/22
标签：光面论文; 巷道论文; 炮眼论文; 围岩论文; 煤矿论文; 岩石论文; 药量论文; 《防护工程》2018年第33期论文;