煤矿掘进中的岩巷光面爆破及断裂爆破

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【摘 要】本文主要阐述了煤矿掘进中的岩巷毫秒爆破、光面爆破和断裂爆破等技术问题。

【关键词】煤矿；岩巷；光面爆破；断裂爆破

1、毫秒爆破

毫秒爆破即微差爆破，相邻炮眼或药包群之间的起爆时间间隔以毫秒计的延期爆破，即毫秒爆破。采用毫秒爆破，相邻段之间的间隔只有25ms，只要最末一段延期时间小于130m，便可避免瓦斯爆炸、煤尘爆炸，实现全断面一次爆破。由于在360ms内，瓦斯浓度通常也不超过1%，而且130ms仅为360ms的30%多一点，这样在工作面的瓦斯涌出量未达到爆炸浓度之前，爆破已经完毕。它对岩体有以下三种作用：

（1）应力波的作用

因爆破间隔时间短，后发药包起爆时，前发药包爆炸在岩体中造成的应力波并未消失，会出现应力叠加，加强破碎效果，使爆下来的岩块小并均匀。

（2）残余应力作用

先发药包激起的爆炸应力波在炮孔周围出现径向裂缝外向扩展，应力波遇自由面反射回拉伸波，使一开始裂缝在张应力作用下不断发展，其后爆生气体渗入裂缝，使岩石处在准应力状态，后发药包如果在这时爆炸，利用岩体内已形成的预应力，增强对岩石的破碎。

（3）自由面作用

先发药包爆炸后即形成爆破漏斗，增添了新自由面。毫秒爆破的雷管段数越多，自由面发挥的就越充分，越能节约炸药和提高炮眼利用率。

毫秒爆破使相邻装药以毫秒间隔起爆，使爆破地震效应在时间上和空间上均错开，这等于减弱相邻装药的单独作用，使地震效应降低。与瞬发爆破相比，毫秒爆破的地震效应能降低50%左右，爆破后围岩稳定，顶板易于管理。

2、光面爆破

2.1普通光面爆破

光面爆破掘进巷道时有全断面一次爆破和预留光爆层分次爆破两种方案。全断面一次爆破时，根据起爆顺序分别装入多段毫秒电雷管起爆，起爆顺序为掏槽眼。辅助眼、周边眼，多用在掘进小断面巷道。

在大断而巷道和硐室或围岩稳定性较差时，应采用预留光爆层分次爆破，此法即修边爆破。

2.2预裂光面爆破

沿巷道轮廓线布置一圈密集的周边眼，采用低密度均匀分布的弱威力炸药，先引爆周边眼，使各眼间形成相互联通的破裂面，使主爆体与围岩分割开后，再爆破主爆体。这种方法可在保护围岩不受周边眼破坏的情况下，能得到完整的巷道设计轮廓线。因为其对周边眼装药的间距、密度等技术要求严格，炮眼数目多，在煤矿应用不多。

2.3光面爆破的参数

（1）炮眼间距。一般为炮眼直径的10～20倍。在节理、裂隙发育的岩石中要取小值，在整体性好，节理、裂隙较少的岩石中要取大值，还应兼顾岩石的岩性。

（2）最小抵抗线。光爆层厚度或周边眼到邻近辅助眼的距离为周边眼起爆时的最小抵抗线，通常不可小于或等于周边眼的间距。

（3）炮眼密集系数。爆破施工中一般把周边眼问距E 与最小抵抗线评的比值称为炮眼密集系数M，即M=E/w，其值常取0.8—1.0。此位太大会导致欠挖，若过小可能导致超挖。

（4）装药密度。它是单位长度炮眼的装药量。为控制裂隙的发育以保持眼壁的完整，在确保周边炮眼之间形成贯穿裂隙的条件下，要尽可能少装药。

（5）炮眼质量。为使光爆效果可靠，钻眼作业非常重要，必须严格控制钻眼的质量，周边眼要在一个轮廓线上，眼底也要在一个轮廓线上。

（6）装药结构。光面爆破周边眼采用。

3、断裂爆破

3.1定向断裂爆破

定向断裂爆破是在岩巷周边眼爆破时，利用切缝药包中的切缝管对炮眼内的爆炸能量释放方向进行定向控制，使高压爆生气体在爆炸瞬间沿切缝方向形成能量集中，作用于炮眼壁，并造成裂缝，裂缝在爆生气体的作用下定向扩展，形成精确控制的断裂面，以达到周边眼的精确控制爆破。

定向断裂爆破是在光面爆破技术的基础上发展起来的控制爆破技术，它解决了光面爆破自身不能解决的缺点，即由药卷爆炸周围出现的裂缝，提高了眼痕率，减少周边眼的超、欠挖现象，使巷道周边成形得以较好的控制。同时，采用此技术能增大周边眼的间距，减少钻眼工作量，减弱爆破应力波对巷道周边的破坏，最大限度地维护围岩自身的稳定性。而定向断裂爆破钻眼精度要求很高，周边眼必须在同一轮廓内，眼底偏差不可太大，要求技术人员有较高的操作技术；周边眼装药时，切缝方向要沿巷道轮廓线的切线方向，偏差要小于25%，要求技术人员有较强的责任心。

3.2深孔断裂爆破

中深孔爆破，是一次爆破的炮眼深度不小于25m的爆破。实验表明，加大每循环的爆破深度，能减少工序的交换和辅助工作时间，可以提高掘进速度。采用“浅眼多循环”也可以提高掘进速度的原因是：使用的凿岩机的能力有限，随着钻眼深度的增加，钻眼速度会大幅降低，所以，采用打2.0m以下浅眼的措施，能提高打眼效率；同时，浅眼的爆破技术简单，可以获得较好的爆破效果。随着凿岩机械的改进及凿岩机械化程度的提高，如钻车可以顺利打深眼，爆破技术的有很大改进，能够控制深孔的爆破质量。推广中深孔爆破技术已经成为岩巷掘进爆破的趋势。

岩巷中深孔断裂控制爆破技术是在光面爆破和断裂控制爆破的基础上发展而来的。周边眼主要技术参数包括：炮眼间距、装药结构、装药量、装药方式和封泥长度。

参考文献

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