目 錄

1 前言 3

2光面爆破的原理 3

3 巷道的施工技術(shù) 5

3.1合理選擇巷道形狀 5

3.2精心設(shè)計(jì)光面爆破圖表，優(yōu)化炮眼參數(shù) 6

3.3精心鉆眼 7

3.4認(rèn)真做好放炮工作 12

4成功實(shí)現(xiàn)光面爆破應(yīng)采取的措施 12

參 考 文 獻(xiàn) 14

1 前言

在煤礦生產(chǎn)和建設(shè)中，巷道掘進(jìn)占有十分重要的地位，目前在生產(chǎn)礦井的井巷掘進(jìn)中，巷道工程量約占掘進(jìn)總工程量的20%—25%，施工工期占掘進(jìn)總工期的40%-60%。在技改礦井建設(shè)中，巷道工程量約占掘進(jìn)總工程量的40%—60%，施工工期占掘進(jìn)總工期的30%-40%。因此加快巷道掘進(jìn)速度和質(zhì)量，對(duì)于保證煤礦采掘關(guān)系正常發(fā)展和加快礦井的建設(shè)速度有著十分重要的意義。

目前在巷道掘進(jìn)主要采用鉆眼爆破方法，因此我們縣各煤礦在組織巷道掘進(jìn)的工作中，都以發(fā)展和完善鉆爆法施工技術(shù)作為巖和巷掘進(jìn)技術(shù)的主攻方向。光面爆破是一種控制巖體開(kāi)挖輪廓的爆破技術(shù)，是通過(guò)一系列措施對(duì)開(kāi)挖工程周邊部位實(shí)行正確的鉆孔和爆破，并使周邊眼最后起爆的爆破技術(shù)。巷道圍巖不產(chǎn)生或很少產(chǎn)生炮震裂縫，保持了圍巖完整性，從而增大了圍巖自身的承載能力，這為采用錨噴支護(hù)創(chuàng)造了有利的條件。光面爆破技術(shù)和錨噴技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步增強(qiáng)了錨噴支護(hù)的作用，特別是在松軟巖層中更能顯示這一特點(diǎn)。 在裂隙發(fā)育的地層中，避免裂隙擴(kuò)大和產(chǎn)生新的裂縫，提高了圍巖的穩(wěn)定性，能基本清除落石傷人事故，為快速施工提供了有利條件。巷道成型規(guī)整，極大地減少了掘進(jìn)超挖數(shù)量和出碴工作量，加快了掘進(jìn)速度，節(jié)省了襯砌材料，提高了施工進(jìn)度。由于巷道成型規(guī)整，凹凸很少，除增強(qiáng)巷道本身穩(wěn)定性外，也減少了巷道的維護(hù)量，在有瓦斯的巷道則不易于產(chǎn)生瓦斯局部聚集。

2 光面爆破的原理

光面爆破的破巖機(jī)理是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題，目前仍在探索之中。盡管在理論上還不甚成熟，但在定性分析方面已有共識(shí)。一般認(rèn)為，炸藥起爆時(shí)，對(duì)巖體產(chǎn)生兩種效應(yīng);一種是兩炮眼同時(shí)起爆，兩炮眼產(chǎn)生壓縮應(yīng)力相互疊加，匯合形成拉伸應(yīng)力波，形成貫穿裂隙。二是爆炸氣體膨脹做功所起的作用。光面爆破是周邊眼同時(shí)起爆，各炮眼的沖擊波向其四周作徑向傳播，相鄰炮眼的沖擊相遇，則產(chǎn)生應(yīng)力波的疊加，并產(chǎn)生切向拉力，拉力的最大值發(fā)生在相鄰炮眼中心連線的中點(diǎn)，當(dāng)巖體的極限抗拉強(qiáng)度小于此拉力時(shí)，巖體便被拉裂，在炮眼中心連線上形成裂縫，隨后，爆炸氣的膨脹合裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展，形成平整的爆裂面。

在這主要介紹一種以縣安監(jiān)局行業(yè)指導(dǎo)部門探討在沙壩煤礦實(shí)驗(yàn)效果比較成功的一種原理，沿開(kāi)挖輪廓線布置間距較小的平行炮眼，在這些光面炮眼中進(jìn)行藥量較少的不耦合裝藥，然后同時(shí)起爆，爆破時(shí)沿這些炮眼的中心連線破裂成平整的光面。

光面炮眼組同時(shí)起爆時(shí)，由于起爆器材的起爆時(shí)間誤差，不可能在同一時(shí)刻爆炸。先起爆的藥包的應(yīng)力波作用在炮眼周圍產(chǎn)生細(xì)微徑向裂隙(圖1-b的A炮眼)。由于B炮眼所起的導(dǎo)向作用，結(jié)果沿相鄰兩炮眼連心線的那條徑向裂隙得到優(yōu)先發(fā)育。在爆炸氣體作用下，這條裂隙繼續(xù)延伸和擴(kuò)展，在相鄰兩炮眼的連心線同眼壁相交處產(chǎn)生應(yīng)力集中，此處拉應(yīng)力最大。A、B兩炮眼中爆炸氣體的氣楔作用將這些徑向裂隙加以擴(kuò)展，成為貫通裂隙。

a)孔裝藥情況;(b)先爆炮孔對(duì)相鄰炮孔的影響;(c)光面的形成形成光面

圖1 光面爆破時(shí)炮眼連心線上破裂面的形成

3巷道施工

為了成功實(shí)現(xiàn)光面爆破，必須有一套科學(xué)的管理方法、必須精心設(shè)計(jì)、認(rèn)真操作、管理到位。

3.1 合理選擇巷道形狀

巷道的輪廓線的選擇十分重要，為了便于施工，盡量選擇形狀簡(jiǎn)單的巷道形狀。拱形巷道是煤礦中最多的巷道，一般都是全礦的開(kāi)拓、準(zhǔn)備巷道，服務(wù)年限長(zhǎng)、巷道中管線多、巷道的利用要求高。煤礦常用的拱形巷道形狀有半圓拱形、圓弧拱形、三心圓拱。半圓拱形形狀簡(jiǎn)單，拱部成型好，是最佳選擇，在巷道跨度較大時(shí)，為了提高巷道的利用，同時(shí)為了使巷道斷面更為合理，宜采用圓弧拱形。在沙壩煤礦的主運(yùn)輸大巷 2.8X2.5米的圓弧拱巷道、馬河煤礦的下山2.2X2.2米的半圓巷道在進(jìn)都取得了良好的效果。

3.2精心設(shè)計(jì)光面爆破圖表，優(yōu)化炮眼參數(shù)

優(yōu)化炮眼參數(shù)，設(shè)計(jì)切合實(shí)際的光面爆破參數(shù)、編制貫徹好作業(yè)規(guī)程。圖2為沙壩煤礦主運(yùn)輸大巷的光面爆破圖表。

3.21施工前技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)施工圖和光面爆破參數(shù)選擇的原則，精心設(shè)計(jì)合理的光爆圖表，并在施工中及時(shí)根據(jù)巖性的變化，不斷的修改完善光面爆破圖表。

3.22光面爆破圖表中要明確規(guī)定炮眼的位置、角度、裝藥量、裝藥結(jié)構(gòu)，聯(lián)線方式及起爆序。表1為沙壩煤礦的爆破說(shuō)明書(shū)。

3.23光面爆破參數(shù)的選擇主要是對(duì)炮眼布置與裝藥量選擇。

1、掏槽眼

光面爆破與普通爆破一樣，掏槽是控制巷道進(jìn)尺的關(guān)健一環(huán)，在現(xiàn)在煤礦小斷面巷道爆破中主要采用的是圓柱法直眼掏槽。直眼掏槽不受斷面的限制，可多臺(tái)風(fēng)鉆同時(shí)打眼，炮眼質(zhì)量易掌握，爆破效率高，光面效果好，但因掏槽眼垂直于工作面，爆破抵抗線大，往往需要打空心眼做掏槽輔助自由面，所以掏槽打眼多，用藥多。在實(shí)際的巷道掘進(jìn)過(guò)程中要根據(jù)巖層情況增減空眼數(shù)量（硬巖中取小值，軟巖中取大值），例如銀華礦業(yè)公司中吳家坪全巖巷中一般用六棱柱掏槽，而在沙壩煤礦梁山組較硬的黃龍灰?guī)r中增加了三個(gè)炮眼，用九棱柱掏槽，以便達(dá)到掏槽的效果。

直眼掏槽的眼距要嚴(yán)格控制。太大時(shí)掏槽比較困難，太小時(shí)巖石被擠實(shí)，掏槽效果差。直眼掏槽的眼距一般等于破碎圈的直徑，即為 100-150毫米。

2、輔助眼

掏槽眼以外布置輔助眼進(jìn)行擴(kuò)槽，擴(kuò)槽眼的布置主要遵循先從最弱面進(jìn)行，逐步擴(kuò)大巖層的自由面，靠近掏槽眼的第一、二圈輔助眼的間距為什么300-350毫米，以外輔助眼一般間距為600-750毫米（硬巖中取小值，軟巖中取大值）。

3、二圈眼（又稱抵抗眼）

輔助眼以外布置二圈眼，二圈眼是確保光爆層厚厚度的重要參數(shù)。在松軟圍巖中，應(yīng)從二圈眼開(kāi)始盡量減少裝藥量。二圈眼的間距略大于抵抗值，一般取550-650毫米。

4、周邊眼

周邊眼一般布置在巷道輪廓線附近。硬巖可以布置在輪廓線以外，與輪廓線外接；軟巖布置在輪廓線以里，與輪廓線外切。

周邊眼是直接保護(hù)圍巖的，因此其參數(shù)應(yīng)嚴(yán)格控制。其抵抗線一般為400-500毫米。周邊眼的間距為350-450毫米，與一般規(guī)律相反，軟巖取小值，硬巖取大值，軟巖或裂隙發(fā)育處應(yīng)加空心眼起導(dǎo)向作用，眼距縮為200-300毫米。如圖3所示。

3.3精心鉆眼

鉆出的眼孔要做到平、準(zhǔn)、直。巷道方位使用激光指向儀進(jìn)行導(dǎo)向，控照設(shè)計(jì)方位、坡度安好定向儀后，要根據(jù)指向儀光心定出炮眼的位置。

平：要求周邊眼、二圈眼、掏槽眼要互相平行。幫眼、周邊眼的外插上爬不得超過(guò)100毫米，不得向內(nèi)插和下栽。

準(zhǔn)：各炮眼要打在點(diǎn)好的眼位上，上下左右的誤差要控制在20毫米以內(nèi)。各個(gè)炮眼的深度要達(dá)到掏槽眼的位置，個(gè)別帶有角度的眼，同時(shí)也為了減少兩發(fā)炮的接頭臺(tái)階，要備用一根3米的鉆桿，適當(dāng)加長(zhǎng)炮眼，以達(dá)到相同位置。

直：要求上述炮眼的方向，特別是周邊眼的方向與巷道方位線的方向平行一致。

打眼應(yīng)注意事項(xiàng)：

1）、掌握《煤礦安全規(guī)程》、作業(yè)規(guī)程相關(guān)內(nèi)容，掌握安全操作規(guī)程，掌握鉆眼機(jī)具結(jié)構(gòu)、性能和使用方法，正確佩戴勞動(dòng)防護(hù)用品，遵守操作規(guī)程，按作業(yè)規(guī)程要求作業(yè)，特別是要把握好前進(jìn)的度，打好眼也是提高掘進(jìn)速度關(guān)健的一環(huán)，所以打眼的力度要調(diào)合適，太慢容易影響進(jìn)度，太快容易發(fā)造型生斷釬傷人。

2）、鉆眼作業(yè)前應(yīng)做好如下檢查：（1）工作面支護(hù)和頂板管理情況；（2）鉆眼機(jī)具、供水管路、水壓是否正常，電纜是否有漏電、失爆現(xiàn)象；工作面是否有瞎炮；工作面瓦斯是否超限；控頂距是否符合作業(yè)規(guī)程要求；有無(wú)透水、瓦斯突出等異?，F(xiàn)象。

3）、鉆眼前要做好下列準(zhǔn)備：在坡度較大的上山和平巷打上部眼時(shí)，應(yīng)搭設(shè)腳手架或工作臺(tái)，巷道設(shè)置擋板，防止煤、矸滑落傷人，風(fēng)、水管和電纜吊掛、固定好；需要超前支護(hù)的地方，應(yīng)做好超前支護(hù)；清理工作面浮煤、浮矸，排除積水；

4）、應(yīng)按爆破說(shuō)明書(shū)規(guī)定的炮眼位置、個(gè)數(shù)布置炮眼。多臺(tái)風(fēng)鉆同時(shí)打眼，應(yīng)先劃分區(qū)域，定人、定具、定順序打眼，不準(zhǔn)交叉作業(yè)。在一些經(jīng)驗(yàn)比較先進(jìn)的浙江掘進(jìn)隊(duì)中把打眼看的相當(dāng)重要，打完炮眼后認(rèn)真檢查眼位、眼間距、角度、深度。凡是不到位的炮眼都重新打眼，直到打到符合條件為止。打完眼后，必須用高壓風(fēng)進(jìn)行掃孔，將巖粉積水排凈后方可裝藥放炮。

5）、鉆進(jìn)過(guò)程中，堅(jiān)持先打出高質(zhì)量的導(dǎo)向孔，并插上釬了或炮棍，作為其它各眼的導(dǎo)向，司機(jī)應(yīng)集中精力，注意觀察工作面和鉆進(jìn)情況，發(fā)現(xiàn)煤、巖片幫、冒頂危險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)立即停鉆處理；如遇突水征兆，應(yīng)立即停止鉆眼，不準(zhǔn)拔出鉆桿。

6）、風(fēng)鉆操作應(yīng)符合下列要求：風(fēng)鉆司機(jī)應(yīng)站在風(fēng)鉆一側(cè)，兩腳前后錯(cuò)開(kāi)，腳踏實(shí)地，防止踩空；不準(zhǔn)騎在氣腿上打眼；定眼時(shí)，領(lǐng)釬人應(yīng)站在鉆桿一側(cè)，將鉆頭放在眼窩上，先低速鉆進(jìn)20~30毫米后，再全速鉆進(jìn)；鉆眼時(shí)，司機(jī)應(yīng)調(diào)整好氣腿高度、角度，推力均勻適度；鉆進(jìn)時(shí)，風(fēng)鉆、鉆桿下禁止站人；更換眼位、調(diào)整氣腳時(shí)應(yīng)停鉆。

7）、有下列情況之一，禁止鉆眼作業(yè)：

（1）工作面風(fēng)流瓦斯超過(guò)1%時(shí)；

（2）支護(hù)不牢，有倒棚危險(xiǎn)，局部片幫來(lái)壓及控頂距超過(guò)作業(yè)規(guī)程規(guī)定時(shí)；

（3）瞎炮未處理時(shí)；

（4）局部通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)；

（5）工作面無(wú)風(fēng)或風(fēng)筒口距離工作面超過(guò)作業(yè)規(guī)程規(guī)定時(shí)；

（6）有瓦斯突出、透水征兆時(shí)；

（7）鉆孔與老采空區(qū)、舊巷相透時(shí)；

（8）溜道上需打眼，卻正在運(yùn)煤時(shí)；

（9）供水管路無(wú)水或水壓不正常時(shí)；

（10）無(wú)防塵設(shè)施或防塵設(shè)施損壞時(shí)；

（11）煤電鉆響聲異常、過(guò)熱時(shí)。

8）、鉆眼結(jié)束后，應(yīng)將鉆具放在指定位置，放在無(wú)淋水地點(diǎn)。

3.4認(rèn)真做好放炮工作

（1）必須嚴(yán)格按照爆破圖表規(guī)定的裝藥結(jié)構(gòu)、各炮眼的裝藥量、封泥長(zhǎng)度進(jìn)行裝藥、定炮、聯(lián)線。裝藥時(shí)要用竹質(zhì)或木質(zhì)炮棍將藥輕輕的推入眼內(nèi)，不得沖撞和搗實(shí)，各藥卷必須彼此密實(shí)，炮泥要要封至眼口。定眼聯(lián)線后要檢查線路有無(wú)斷路、短路、接地、經(jīng)檢查無(wú)誤后方可放炮。

（2）起爆順序。掏槽眼為1號(hào)，擴(kuò)槽眼為2號(hào)，輔助眼為3號(hào)，三圈眼為4、5號(hào)，幫眼、底眼為6號(hào)。

（3）放炮后的檢查。放炮后要認(rèn)真檢查有無(wú)瞎炮、殘爆。發(fā)現(xiàn)有瞎炮、殘爆的炮眼必須嚴(yán)格按煤礦安全規(guī)程的有關(guān)要求，及時(shí)進(jìn)行處理。還要對(duì)巷道的斷面按設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行檢查驗(yàn)收，凡有欠挖部位都要進(jìn)行處理。

4成功實(shí)現(xiàn)光面爆破應(yīng)采取的措施

（1）光面爆破實(shí)際上是控制周邊眼爆破。周邊眼的爆破效果直接影響到光面爆破的效果，周邊眼的爆破是巷道成形的關(guān)鍵。因此裝藥定炮眼時(shí)周邊眼必須采用瞬發(fā)雷管和同極毫秒雷管。

（2）合理的光爆裝藥結(jié)構(gòu)，裝藥結(jié)構(gòu)為徑向空氣間隙不偶合和軸向軟墊層不偶合裝藥。盡可能減少裝藥密度。因?yàn)樗幜吭酱?，產(chǎn)生的破碎范圍越大，爆生氣體壓力也更大，故在能夠?qū)r石炸落的前提下，藥量越少越好。一種方法減小炸藥直徑。目前我縣暫無(wú)光面爆破專用這種炸藥，盡量不用這種方法。第二種方法眼中間隔墊襯裝藥，如圖4所示。將藥裝入眼底，再裝一節(jié)導(dǎo)管（木質(zhì)竹管，長(zhǎng)度不超60毫米），只在炮眼口按規(guī)程要求進(jìn)行封泥。這種裝藥操作簡(jiǎn)單，效果可靠，在沙壩煤礦普遍采用取得良好的效果。

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