光面爆破技术在煤矿巷道掘进中的应用

光面爆破技术在煤矿巷道掘进中的应用

许杰

平凉新安煤业有限责任公司  甘肃省平凉市  744200

摘要：近年来，我国很多煤矿企业为了提高煤矿巷道掘进效率，都逐渐在煤矿巷道掘进中应用新的技术，而光面爆破技术就是其中一种。基于此，本文主要介绍了光面爆破技术的特点、基本原理、优点和参数，而且分析了光面爆破技术在煤矿巷道掘进中的现场应用，希望可以为有需要的人提供参考意见。

关键词：光面爆破技术；煤矿巷道掘进；煤矿企业

引言

巷道掘进方法通常包括两种，一种是综掘，另一种是炮掘。在掘进中运用炮掘法，炸药往往在爆炸瞬间将很多能量释放出来，可以将岩石破碎，所以这种方法在很多国民经济建设领域中普遍应用，比如：国防领域、水利领域以及矿山领域等等。炮掘的重点在于掘进中确保巷道岩石既均匀又完整，利用光面爆破技术可以防止巷道出现欠挖以及超挖等情况，让巷道周壁保持相对平整，降低将对围岩的破坏程度控制在最小化。并且在进行光面爆破前，必须要将爆破参数进行确定，这是尤为重要的。

一、光面爆破技术的介绍

（一）特点

就光面爆破技术来讲，其有很多特点，具体如下：第一，爆破后成型相当规整，与设计轮廓相符，尤其在松软岩层中，可以将光面爆破本身的作用充分体现出来。光面爆破后在新形成的壁面上有一些比较清晰的半边孔壁痕迹。第二，利用光面爆破技术能够将巷道的超挖量显著降低，提升施工质量，促进施工进度，减少很多混凝土衬砌浇筑量。第二，采用光面爆破技术不会严重破坏围岩。结合声波探测显示，在运用光面爆破技术过程中，围岩松弛带的范围仅仅是常规爆破方式的三分之一到二分之一之间，以确保围岩更加安全稳定，大大降低支护工作量。当然，光面爆破技术也有很多优点，主要体现在完整岩体中，能够感受到爆破之后的开挖面既平整又光洁，岩体十分完整，而且爆裂裂隙没有发育，让人非常安全。然而在松软的岩石中尤其是在部分不均质的岩体以及构造发育的岩体中，运用光面爆破技术，除了可以减轻围岩的破坏程度，还可以降低超挖，甚至防止出现冒顶等问题，还是发挥出重要的作用[1]。

（二）基本原理

光面爆破技术的基本原理是顺着开挖轮廓线合理布置间隔距离降低的平行炮眼，运用比较特殊的装药结构，在光面炮眼中实施降低药量的不耦合装药，正确选择合适的光爆参数，再在同一时间起爆。并且在爆破过程中，沿着炮眼的中心联结线破裂成比较平整的光线。就巷道掘进设计断面的轮廓线来讲，应该合理布置已经加密的周边空，将药包直径适当缩小，降低装药量，运用不耦合装药结构，选用低爆速以及低密度的炸药，而且专门使用的光面爆破炸药，进而对炸药爆炸能量及其作用合理控制，使爆炸冲击波的峰值压力下降，还将其在岩石中产生的应力波强度明显削弱，防止在炮孔附近出现压碎区，这样可以让爆碎作用在必须要爆落的一侧岩体集中，防止对原岩体造成很大的破坏。在光面爆破过程中因为选用不耦合装药，在爆轰药包后，减少炮眼壁的压力。在这种情况下，药包的爆破作用，其实就是准静压作用。如果炮孔压力值比岩石动抗压强度小，在炮眼壁上不会破坏“压碎”。

（三）优点

光面爆破技术有许多优点，具体如下：第一，因为光爆巷道成形较为规整，将围岩凹凸位置的应力集中完全消除，尽量将围岩本身强度保持下来，以提升围岩自承能力，这样在很大程度上可以为锚喷支护打下坚实的基础。第二，因为光爆将掘进挖量明显降低，普通爆破的超挖量约20%，但光爆的超挖量仅仅有5%，所以能够降低很多材料消耗，以减少成本，提升掘进速度。第三，光爆能够降低岩面的危岩，提高井巷围岩的可靠性和稳定性，对施工以及安全都有很大帮助，而且降低井巷的维修量，减少井巷的失修几率。第四，光爆将围岩的凹凸不平彻底消除，以降低瓦斯聚集以及通风阻力，不管是对安全生产还是通风工作，都极其有利。第五，炮眼临近系数[2]。当爆破能量达到某个程度时，如果炮眼临近系数m很大，那么爆破后光面眼间的岩壁表面容易出现岩埂，导致欠挖问题存在。

（四）参数

要想有不错的光面效果，必须要确保所选的炸药具有低体积威力以及低密度等特征，进而缩短炸药爆轰波的破碎时间，也将爆炸气体的膨胀作用时间有效延长，确定爆破作用即准静压力作用；做好选用光面爆破专门使用的药卷，进而实现预期的目标。第一，炮孔间隔距离。通常，是炮孔直径的15倍。一般来讲，在节理裂隙相当发育的岩石中必须要取小值，而且在整体性不错的岩石中取大值。第二，线装药密度。就线装药密度来讲，又叫做装药集小度。要想对裂隙的发育进行合理控制，必须要确保新壁面既稳固又完整[3]。

二、光面爆破技术在煤矿巷道掘进中的现场应用

（一）工程概况

本巷道名称为3207集中轨道巷，设计巷道长度为353m，巷道断面积是18.2平方米。顶底板岩性情况以巨厚层状粉砂岩为主厚8.78-13.68m，局部地段为泥岩、砂质泥岩厚0.38-5.23m，天然状态单向抗压强度28.50-33.4MPa，饱和状态单轴抗压强度8.30-18.5MPa，抗剪强度3.71-7.19MPa，天然状态抗拉强度1.32-1.92MPa，普氏系数最大3.34，属软岩-较软岩类，为不坚固岩石。

（二）光面爆破

就目标巷道围岩的钻孔来讲，使用7655型凿岩机，其钻孔直径约43毫米，附近区域的钻孔直径都是41毫米。结合目标矿井生产情况，选择的炸药是φ35毫米×200毫米。常见的工艺方法主要有两种，一种是平行掏槽，另一种是楔形掏槽，通常掏槽眼内和工作面之间的角度约80度，每个掏槽眼的间隔距离是1.0米，而且底部眼间隔距离和辅助眼都是0.5米，空心眼是0.9米。如果碰到巷道围岩相当软的区域，应该采取楔形掏槽手段。一般来说，在巷道施工中必须要结合岩性的有关性质，将炮眼的数量进行确定，本巷道的炮眼数量不得小于75个。在布置中必须要确保空心眼是在偏下位置，而且掏槽眼间隔距离约0.7米，也要保证辅助眼间隔距离约0.5米，底部炮眼间隔距离约0.5米。针对目标巷道合理运用光面爆破技术，可以获得相当不错的爆破效果。第一，巷道爆破断面轮廓不是坑坑洼洼，而是相当平整的，平均的超挖量也不足50毫米。第二，间隔距离效率大幅度提高，之前是90m/M，现在变成130m/M。第三，在进行爆破后，巷道围岩更加稳定，爆破不会严重影响整体围岩。第四，爆碎结束后，破碎岩体的大小相当均匀，直径都不足200毫米，而且堆放在一个位置[4]。

结束语

总而言之，光面爆破技术不会严重破坏围岩强度，可以使岩巷道更加安全，更加稳定，确保施工不会留下安全隐患，降低巷道维修量，减少很多巷道维修费用。并且巷道成型比较完整，使巷道没有较大的通风阻力。也提升巷道掘进速度，结合锚喷，大大减少成本。因此，从某个角度来看，在煤矿巷道掘进中光面爆破技术有着巨大的应用发展空间。

参考文献

[1]范允鑫.光面爆破技术在软岩巷道掘进中的应用[J].矿业工程,2023,21(04):20-23.

[2]赵剑.光面爆破技术在煤矿巷道掘进中的应用[J].山西冶金,2020,43(04):155-156.

[3]王明,谭伟,康伟权.光面爆破技术在谦比希铜矿巷道掘进中的应用[J].采矿技术,2019,19(06):149-151.

[4]王辉.光面爆破在煤矿巷道掘进中的应用[J].江西化工,2019(03):137-138.