岩石巷道光面爆破技术施工工法.docx

    岩石巷道光面爆破技术施工工法    薛昌龙（福建省安全生产科学研究院，福建福州 350003）【摘 要】本文面对现今矿井大部分掘进巷道工程质量偏差、影响安全等现象编写，亦是为了努力提高矿井安全质量标准化水平质量是安全的前提，炮眼布置的好坏直接影响到掘进质量文中主要从炮眼的角度，深入剖析光面爆破技术的现场运用，强调施工过程的技术管理Keys】光面爆破 炮眼控制 工程质量 工效1 前言福建省矿山井巷工程施工技术多以井工炮掘为主，目前存在的主要问题有：循环进尺低（仅1.2m）、工效低、巷道成形差（周边轮廓线不平整超欠挖严重）、围岩应力遭破坏出现许多裂缝或裂隙影响安全、巷道支护成本增加等本文通过介绍简易光面爆破（以下简称：光爆）技术在仙亭煤矿2#皮带斜井+300m环形车场中的应用及其取得的效果，分析光爆的工法特点、适用范围、工艺原理、工艺流程及操作要点、质量控制，以促进光爆施工技术有效地在5.0m2断面以上岩石巷道掘进中全面推广仙亭煤矿2#皮带斜井+300m环形车场位于205采区+300m东大巷南侧，工程量为330米，岩性为细粉砂岩、砂质泥岩、砂岩、煤层、泥岩等，岩石硬度系数f=4～8，较坚硬。

掘进断面为半圆拱形，净高为2.7m，净宽2.4m，断面积为6.5m22011年10月1日开始施工至12月23日施工到位，平均日进4m，月度实进尺达到120m2 工法特点2.1 劳动组织采用固定工序循环作业，人员固定无变动，单班进行“一循三爆”首先引爆掏槽眼，再爆扩槽眼及辅助眼，最后爆光爆眼做到预留光爆层，分层分次爆破，实现光爆2.2 采用激光指向和直眼掏槽技术，并优化炮眼参数，提高爆破效果，实现光爆炮眼的利用率达到了90%以上2.3 采用光爆有效地控制了成形质量炮眼的眼痕率（半孔率）在60%以上，每个循环的眼痕衔接得当，均控制在同一条直线上，起伏差控制在100mm范围内在钻眼控制上，讲究对风钻角度的控制：周边眼一定应贴近巷道的边帮施工，防止出现的喇叭状，衔接处的循环眼痕，起伏差不得大于0.15m拱顶光爆眼打钻时应填平矸石、加长气腿或进行搭架，提高作业时的高度，压低风枪的角度，能有效地减少起伏差2.4 选用较好的布眼方式，严格控制周边眼的装药量，减小周边眼的间距和最小抵抗线，采用较大的装药不耦合系数（系数在2～3为宜），防止炮孔壁被破坏2.5 炮泥封口长度一般不少于0.5m，周边眼、顶眼的封口长度为0.3m，甚至在眼内采用间歇式装药，留足预爆空间。

2.6 爆破后，岩帮成形规整，减少超、欠挖和出矸量半圆拱形成形标准，应力承受力大，不易产生变形2.7 单进高、工效高，工人的劳动强度大大降低3 适用范围3.1 岩性：光爆适用于围岩坚固性系数f≥4的岩巷施工，对于一些煤层厚度在0.8m以下，石门与煤层穿层的施工中也同样适用3.2 断面：在断面5.0~12.5m2的巷道施工中，都已得到应用，如区段石门及车场，实践表明断面越大，光爆效果越好3.3 角度：仙亭煤矿在2#皮带斜井，岩巷倾斜角度17°已全部推广应用；在立井煤仓施工中，也局部采用因此光面爆破可使用于任何角度巷道的施工3.4 适用于硐室的施工和凸包的扩刷4 工艺原理光爆是先爆除主体开挖部位的岩体，然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包，将光爆层炸除，形成一[来自www.lw5U.coM]个平整的开挖面，是通过正确选择爆破参数和合理的施工方法，达到爆后壁面平整规则、轮廓线符合设计要求的一种控制爆破技术光爆的破岩机理比较复杂，但普遍认为是炸药起爆时，爆炸气体膨胀做功对岩石所起的作用光爆是周边眼同时起爆时，各炮眼的冲击波向其四周作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，则产生应力波的叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点。

当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在相邻周边眼的炮眼中心连线上形成裂缝随后，爆炸气的膨胀和裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面5 工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程本工法的主要工序有安检、点眼、打眼、爆破、支护、出矸、质检等具体施工工艺流程如图5-1所示，每一循环时间为8h5.2 操作要点5.2.1工作面采用气腿式凿岩机打眼，两台平行作业，段发秒延期电雷管引爆，矿用乳化炸药全断面三次爆破；中型耙矸机装岩，1吨Ｕ型矿车装碴，采用局部通风机压入式通风5.2.2采用正规循环作业，早、中、夜每班各完成1个循环，当耙碴机距迎头15m时进行铺轨、清水沟5.2.3光爆成形效果与炮眼的布置效果好坏密不可分，具体炮眼布置如图5-2所示①掏槽方式的选择在巷道掘进爆破施工中，掏槽眼爆破效果的好坏直接影响掘进爆破效果，因此选择合适的掏槽方式非常重要以往仙亭煤矿在巷道掘进爆破常采用楔形掏槽和直眼掏槽两种楔形掏槽适用于各种巷道施工，但掏槽深度受巷道断面宽度限制，不宜太深，在岩性坚硬时掏槽效果较差；直眼掏槽炮眼垂直工作面，布置简单，炮眼深度不受断面宽度限制，在坚硬岩石时掏槽效果较好，由于直眼掏槽炮眼间距较小要求钻眼技术较高。

根据该工作面地质特点及现场的钻眼设备(采用ZY-24气腿式凿岩机)和施工队伍操作水平选择直眼掏槽，掏槽眼深度为1.6m，辅助眼及周边眼深度为1.4m②光爆层留设要求光爆层的留设厚度不宜超过0.5m，同时应略大于光爆眼之间的眼间距，实践证明控制在0.05～0.1m的差距比较合适③严格控制周边眼与顶眼的施工在角度上，炮眼必须垂直于施工面，每循环眼孔必须连续，连接点的台阶坎（起伏差）控制在0.15m内；间距上，墙体与拱顶分开，进行等距布置，一般按0.4～0.5m为宜④辅助眼的一般要求辅助眼的最边缘位置与光爆眼的间距不得大于0.5m，否则会对光爆效果产生很大影响⑤光爆眼装药要求周边眼的装药量一般控制在1～2节，根据前两次爆破后预留光爆层厚度及岩石硬度，进行适当调整装药时，应将引爆节放在最大凸包处（抵抗线最大处），为让眼底无残眼提高炮眼的利用率，借助炸药本身的殉爆特性，一般在眼底装设0.5节炸药，同时采用正向装药，可以将眼底一同引爆；封口时眼口的封泥长度控制在0.3m，与炸药之间应使用空气柱隔开，同时也能提高不耦合效果⑥正确使用炮向导棍为防止掏槽眼眼底穿孔，应认真使用导棍，打钻时认真调整眼的角度，误差不得超过5°。

导棍的长度应大于眼深，每次使用时应伸入眼底严禁将导棍当作炮棍使用，可以作为检验周边眼质量的工具⑦周边眼炮泥封泥质量控制周边眼的封泥比较有讲究，在炮棍上做个0.3m的记号，在首个炮泥伸至0.3m处时停止往前送，而且首个炮泥的直径应略大于眼直径30%，随后将炮泥堵孔直至眼口⑧爆破参数的选择炮眼的药量控制，具体见表5-1所示其中2#～7#为空眼，仅为增加掏槽眼的自由面5.3 劳动组织及作业制度按照正规循环作业表（见表5-2），合理控制作业时间，三个班按照“三八制”正规循环作业进行劳动组织见表5-3，其余管理人员以及相关的斜井司机、提升信挂人员不列入该工作面的劳动组织6 质量控制6.1 施工质量严格执行《煤矿井巷工程质量验收规范》（GB50213-2010）6.2 光爆质量，即开挖壁面岩石的完整性用岩壁上炮孔痕迹率来衡量，炮孔痕迹率也称半孔率，为开挖壁面上的炮孔痕迹总长与炮孔总长的百分比率根据煤炭部《光面爆破锚喷试行规程》中的规定，光面爆破应达到以下三项指标：6.2.1 眼痕率：硬岩不应小于80%，中硬岩不应小于60%6.2.2 超挖尺寸不得大于150mm，欠挖尺寸不得小于40mm的质量标准规定。

6.2.3 岩面上不应有明显的炮震裂隙，围岩壁面不应有明显的爆生裂隙6.3 影响施工质量的几点情况：6.3.1 未按给定的中腰线进行画轮廓线、点眼，周边眼位置不在巷道轮廓线上或周边眼打钻时方向偏斜，必然引起井巷超挖或欠挖6.3.2 装药结构不合理引起超（欠）挖，不能保证足够的不耦合系数，而采用孔底集中装药时，往往会造成装药部位的过度破坏，引起超挖6.3.3 预留的光爆层厚度大小不一致，周边眼炮眼间距及装药量末能根据岩性及最小抵坑线做适当调整，影响爆破效果，产生超（欠）挖、炮眼眼痕率低6.3.4 周边眼的钻眼数过少，周边眼的间距过大，装药量过多，影响光面效果6.4 巷道净宽、净高要求不小于设计40mm，不[来自wWw.Lw5u.coM]大于设计150mm；巷道水沟要求水沟的深度宽度不小于设计40mm编辑/黄 征）  -全文完-。