煤矿井巷施工中的光面爆破技术分析

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【摘要】随着煤矿井巷施工的重要性不断提高，引进先进的光面爆破技术可以有效的提高其施工质量。光面爆破技术主要是通过对其爆破的方向和范围给予合理的控制，以确保爆破后的岩面平整光滑，进而减少了支护和超、欠挖的工作量，提高了巷道岩壁的稳定性。本文将会针对煤矿井巷中光面爆破技术的原理、特点、基本要求以及应用分析等给予介绍，为工程的顺利实施提供借鉴。

【关键词】煤矿；井巷施工；光面爆破技术

在进行煤矿开采过程中，巷道的服务年限一般在10年以上，导致巷道需要承受较大的压力。对于这种类型的巷道，在进行施工的过程中，施工的设计和施工工艺的选择会对施工进度及施工质量产生较大的影响，同时决定了巷道的最终使用寿命。如今，在我国各大煤矿中，基本上都采用了中深孔光面爆破施工技术，其不仅降低了作业时间，而且还有效的提高了施工质量和巷道的使用寿命。

1.光面爆破技术的基本原理

光面爆破技术的设计及原理主要是在岩石抗劈能力的基础上，选择合适的爆破参数和施工工艺以确保光面爆破沿着巷道的周边劈裂开来，而且不会对井巷周边的围岩产生任何破坏的爆破方法。该方法主要是在预订爆破线上设置一排周边眼，选择合理的间距，并且抵抗线一般要选用弱性装药结构，即炮眼孔中的炸药不能装的太满，炮眼孔之间还要存有一定的空隙，以保证所有的炸药都能够在最后一起爆炸，这样做可以使相邻炮眼之间的岩体依靠破坏冲击波形成合理的轮廓裂缝。由于炮眼孔壁上的炸药一般采用的是弱性装药，爆破阶段能够确保岩层沿着周边炮孔连续断裂下来，其不仅提高了围岩的稳定性和整体性，而且还尽可能的确保了围岩的完整性，提高了巷道施工的安全系数。随着我国煤矿巷道施工的不断发展，光面爆破技术的引进可以有效的提高巷道的施工质量。在巷道的实际施工过程中，光面爆破具有一定的技术优势，可以有效的避免井巷施工过程中的超挖和欠挖现象，大大节省了施工时间和施工成本，提高了施工速度和整体质量。煤矿井巷实施光面爆破之后，在井巷的四周会形成一个光滑平整的边壁，从而确保井巷的断面满足井巷轮廓的要求，并且提高了井巷围岩自身的完整性和承载力，通过采用光面爆破技术，不仅可以避免爆破过程中对围岩造成较大的破坏，而且还能提高井巷的稳定性，提高井巷的整体寿命。

2.光面爆破的基本特点

煤矿井巷施工过程中的光面爆破技术具有多方面的特点：首先，光面爆破之后巷道的形状比较规整，很好的符合了预先的设计标准，尤其是在比较松散的岩层中，更能凸显出该技术的优势。其次，光面爆破可以有效降低井巷的超挖量，提高井巷施工的进度和整体质量，大大节省了混凝土衬砌的浇筑量。最后，光面爆破对巷道围岩的破坏比较轻，通过声波测试可知，采用光面爆破技术其对围岩的破坏程度仅是常规爆破的1/3-1/2，从而大大减少了围岩的支护工作，提高了围岩整体的稳定性。光面爆破技术之后爆破裂隙不发育，能够为工作人员提供安全保护。特别是对于一些比较松软的非均质岩体，采用光面爆破技术可以很好的避免对围岩的破坏和冒顶现象发生，大大提升了施工的整体质量。

3.光面爆破的技术要求

光面爆破过程中必须按照严格的技术要求来进行施工，只有这样才能确保巷道的施工质量。具体要求主要包括以下几个方面：

（1）周边眼的眼距要预留出一定的厚度。

（2）周边眼的装药结构和装药量要合理。

（3）周边眼的不耦合系数要符合要求。通常情况下药卷直径dc和炮眼的直径db的反比被定义为不耦合系数。合理的不耦合系数要保证爆炸之后炮眼壁的压力明显的小于井巷围岩的抗压强度。大量的实践表明，如果周边眼的不耦合系数在1.5-3.4之间，则爆破过程中对周围岩体的缓冲作用比较差，从而光爆效果是理想的。在实际工作阶段，通常周边眼的施工会采用42mm的钻头，选用直径为27mm的乳胶炸药，从而得到其不耦合系数为155，在规定的允许范围之内。

4.光面爆破技术的主要方法

4.1轮廓线光爆法

此方法主要是指周边眼沿着轮廓线密集的安装一排空眼，该空眼中一般是不装炸药的，然后在相邻装药眼爆炸之后，其爆破力经过裂缝的传递导致岩石沿着弱线分割开来，其实该过程和撕邮票的原理是一样的。

4.2修边光爆法

该种方法主要是指周围眼通过预留光面层和缓冲装药，但是周边眼的爆破通常是在其它炮眼顺利爆破之后才爆破的，该方法已经在我国各大煤矿中被采用。

4.3预裂光爆法

该方法主要是指周边眼沿着巷道周边设置一些炮眼，并且这些炮眼的装药量比较少，但是爆破之后仍然能够将岩体顺利切开。

5.光面爆破的施工工艺

为了能够保证光面爆破能够达到预想的施工效果，不仅要掌握围岩的基本地质条件，而且还要正确的选取光面爆破的基本参数，尤其是钻眼的精确程度最为重要。对于钻眼的要求主要有“平、直、准、齐”。光面爆破的主要施工工艺有：（1）所有钻进的周边眼相互之间要平行，而且其深度也要适中。（2）所有的炮眼都应该垂直于工作面，在具体的施工过程中，虽然周边眼的施工不可能完全与工作面垂直，但是其倾斜角度最好控制在3-5°之间。（3）如果光爆工作面不够平整，这时应该根据巷道的实际情况来重新规划炮眼的深度及装药量，最好确保所有跑眼底能够有效的落在同一个断面之上。（4）开眼的设定位置要准确，并且将误差控制在300mm之内。周边眼的开眼位置要坐落在巷道断面的轮廓线之上，最好不要出现偏离情况。

6.在井巷施工中光面爆破技术的应用情况

6.1光面爆破方案的规划

对于光面爆破的规划，要根据巷道的基本情况来制定，以确保爆破工作能够顺利的进行。如今，煤矿井巷施工中光面爆破技术主要分为两类，一类是全断面一次性开挖法，另一类是预留光爆层法。大量的实践结果表明，第二类的爆破效果明显好于第一类，并且我国几乎90%以上的煤矿井巷施工均采用了该类方法。光面爆破技术阶段要对炮孔进行合理的布置，并对所选参数进行有效的优化，从而达到预想的爆破效果。光面爆破技术可以有效的控制其开挖轮廓，提高巷道施工的速度和施工质量。

6.2爆破参数的确定

影响光面爆破顺利进行的因素很多，归纳起来主要有炮眼直径、炮孔间距、最小抵抗线、光爆层厚度、光面爆破的角度和深度、装药结构和装药量等。例如，炮眼直径的确定将会直接决定光面爆破施工的成本和效果，因此，必须对岩石的基本性质、装药的性能、现有的设备情况以及相关的工程要求等进行综合考虑，并对已有的参数进行合理的优化，从而更好的满足规范要求。

6.3光面爆破施工过程

在进行煤矿井巷施工过程中，由于围岩的基本类型变化较大，因此要对其进行综合性的分析，只有这样才能确保工程的顺利施工。例如，在某矿井巷道施工阶段，首先要对相关的地质条件、工程条件等进行分析，并通过类比法选择一套合理的爆破参数，然后再通过相关的实验来对各项参数进行调整和优化。周边眼的设置及装药情况也要满足不耦合系数，这样可以最大限度的减低对围岩的破坏，提高巷道周围岩体的稳定性。对于比较破碎的围岩，通常选用了双传爆线形式，这样可以更好的达到施工效果。近些年来的施工经验表明，科学的、合理的光面爆破可以更好的提高施工效果。

7.结束语

综上所述，自从光面爆破技术引入到煤矿巷道施工中来，大大提供了巷道的施工进度和施工质量。近些年来，大多数煤矿企业进行了一系列的改革和完善，尤其是巷道的施工标准，采用光面爆破技术可以有效的提高其开挖质量和支护质量，降低资本投入，更好的提升了企业的经济效益。