简述光面爆破的原理
光面爆破（Optical Fiber Cleaving）是在光纤端面上产生精确和平滑的切面，以使光能够有效地传输的过程。其原理主要包括两个步骤：切断和折断。
切断是指使用切刀或切割机对光纤进行切面处理。切面的质量直接影响到光纤的传输特性。通常，使用刀切或激光切割机切割光纤，以获得平整、光滑的断面。在进行切割之前，需要先将光纤固定在一个平坦、稳固的夹具上，以确保切口的准确性和一致性。
折断是指在光纤切面上施加压力，使其断裂。由于光纤是一种脆性材料，当光纤端面受到外力时容易折断。折断的目的是实现光纤切面的平整度。光纤折断需要在断口上施加足够的力量，以使其断裂，并保持切割面的平面度。
光面爆破的目的是获得质量好、平整、光滑的光纤切面。这样的切面可以减少光纤损耗和反射，提高光信号的传输效率和质量。
光面爆破的优点 1．减少超欠挖，减少炸药用量，减少支护混凝土用量； 2．爆破后岩面平整，岩碴块度均匀较小，利于装碴，为后期铺挂防水板及二次衬砌施工缩短时间； 3．减少支护投入，节约施工成本，增加效益。 三、光面爆破设计 1．光面爆破的起爆顺序。起爆顺序：掏槽炮→扩槽炮→内圈炮→周边炮→底板炮→底角炮。 2．光面爆破参数的确定 （1）周边孔间距E。周边眼通常布置在距开挖断面边缘0.1m至0.2m处,光爆孔的孔底的孔底朝隧道开挖轮廓线方向倾斜3～5°。当爆孔孔径D为40mm时，周边孔间距E =（10～16）D，Ⅱ、Ⅲ级围岩周边眼的间距为0.55m，Ⅳ级围岩约为0.50m比较合适。 （2）光爆层厚度W。光爆层厚度就是周边眼最小抵抗线，它与开挖的隧道断面大小有关。断面大，光爆眼所受到的夹制作用小，岩石比较容易崩落，可以大些；断面小，光爆眼受到的夹制力大，光爆层厚度相对要小些。同时，光爆层厚度与岩石的性质和地质构造有关，坚硬岩石光爆层可小些，松软破碎的岩石光爆层可大些。凤凰山隧道光爆层厚度W=0.5m～0.8m，Ⅱ、Ⅲ级围岩W取55cm，Ⅳ级围岩W取60cm。 （3）密集系数K。周边眼密度系数是周边眼间距E与光爆层厚度W的比值，是影响爆破效果的重要因素。 K=E/W（K取值0.8） （4）孔深L。围岩循环进尺：L=0.5×B×90%=0.5×6.0×90%=2.70m(隧道宽度B=6.0m)。除掏槽眼和底角眼取值3.2m外，其余各眼炮孔深度取3.0m。在实际操作中应视掌子面的凹凸情况，调整各炮眼钻孔长度，使所有炮眼眼底处于同一垂直面上。 （5）装药量Q。一是确定炸药单耗量q，炸药单耗量对装药效率、炮孔利用率、开挖壁面的平整程度和围岩的稳定性都有较大的影响。它取决于岩性、断面积、炮孔直径和炮孔深度等多种因素。q取值1.2kg/m3。二是装药集中度Q。光面爆破装药量的计算，主要是确定周边眼光爆层炮眼装药集中度，即 Q=qEW Q确定为0.11～0.30kg/m。 （6）炮孔数量N。炮孔数量取决于掘进断面积、岩石性能和炸药性能。孔数过少将造成大块增多，周壁不平整，甚至会出现炸不开的情况；相反，孔数过多将使凿岩工作量增大。 N=0.0012qS/ad2 式中N—炮孔数量，个；q—单位炸药消耗量, 取1.2kg/m3；S—开挖断面面积，（Ⅳ级围岩S=52m2 ，Ⅱ、Ⅲ级围岩S=42m2）a—炮眼装填系数，取0.62；d—炸药直径，硝铵炸药为32mm。Ⅱ、Ⅲ级围岩炮孔数量N=95个，Ⅳ级围岩炮孔数量N=118个。 3．装药结构。周边眼装药采用径向不偶合间隔装药结构，不偶合系数为1.5～2.0。所有爆眼统一装φ32标准药卷，周边眼间隔装药，岩石炸药与乳化炸药混装，周边眼药卷不需绑在竹片上，直接装入，孔口用炮泥堵塞。光面爆破装药过程中，如果只注意控制周边眼用药量而忽视内圈辅助眼的药量控制，很难达到理想的爆破效果。因此，为保证光爆效果，司钻手定岗定位，掏槽眼、底板眼、辅助眼、周边眼（又分拱部、拱墙、边墙）都实行专人负责。
光面爆破是一种控制巷道轮廓较好的爆破方法，它是国内外广泛使用的一项新的爆破技术。其主要优点是：巷道爆破后巷道成型规整，超挖量小；不产生或很少产生炮震裂缝，对围岩扰动小，利于巷道稳定；出渣量少、衬砌材料减少，经济合理。因此，随着锚喷支护新工艺的推广使用，光面爆破已成为一种配套技术。 （一）光面爆破一般应达到如下三个标准 （1）爆破后，周边留下的眼痕数应不少于其总数的50%； （2）超挖尺寸不得大于150mm，欠挖不得超过质量标准规定； （3）岩石上不应留有明显的炮震裂缝。 光面爆破的实质是：控制炸药的爆炸能量，减弱其对围岩的破坏作用，合理利用相邻周边眼爆炸冲击波的动力作用和爆破气体的静力作用，在其相邻周边眼的连线上产生有效的裂缝，将岩石切割破坏。 从上述光爆作用原理可知，为达到良好的光爆效果，必须合理选取光爆有关参数，如周边眼距、最小抵抗线、药卷直径、装药结构和起爆时间等。 （二）光面爆破参数 （1）周边眼布置 周边眼的最小抵抗线和眼距是光面爆破的两个主要参数，二者之间有一个合理的比例关系，并随岩石性质的不同而相应变动，同时还要考虑眼深和装药结构的影响。 根据试验，一般可依岩石情况不同，按下式选择 K=E/W (3-12) 式中E——周边眼距，一般取400～600mm，在拱顶两侧(靠近拱基处)，岩石对爆破的夹制作用较大，眼间距应适当减少，在裂缝节理发育或层理明显的岩层中，眼距也应适当减少，同时还要减少装药量； W——最小抵抗线，mm； K——炮眼密集系数，一般取0.8～1.0，硬岩中取大值，软岩中取小值。 （2）药卷直径 根据国内外经验，药卷直径与炮眼直径之比，在缓冲爆破作用方面，有着密切的关系。小直径药卷不但其爆炸性能低，而且由于它与炮眼间有较大的空隙，缓冲了爆轰波对岩石的冲击作用，减轻了对围岩的震裂破坏程度。 关于不耦合系数，我国目前多采用的炮眼：直径在40～42mm左右，小药卷直径一般为25mm，因此不耦合系数为1.6。随着炸药性能的改进，小药卷直径还可以变小(但不能小于该炸药的临界直径)，以便进一步提高光爆效果。 （3）炸药与装药结构的合理确定和周边眼的装药量 由于岩石性质各异，每米炮眼的装药量，一般按经验数据选取：在软岩中为100～150g，中硬岩层中为150～200g，坚硬岩层中为200～300g。 从理论上来说，光面爆破所要求的炸药应是猛度低爆力高，密度低感度高爆轰稳定。这些矛盾的要求，目前国产炸药很难满足，因为爆力高感度高爆轰稳定的炸药，一般猛度和密度也大。国外已生产专用光爆炸药，我国新近已试制成功专用的光面爆破炸药。 目前我国所用光爆炸药，一般以直径为25mm的药卷代替。这种炸药在眼孔中爆炸时，有较大的缓冲间隙，较好地减弱了炸药对围岩的破坏作用，同时又能使炮眼中装药较为均匀。根据我国经验，在无小药卷的情况下，当眼深小于2m时，也可采用一般直径的低威力安全炸药代替，同样可取得较好的光爆效果。 光面爆破的装药结构(表3-17)，合理的装药结构应使药卷能均匀地分布在炮眼中，并能有效地起到缓冲作用。
光面爆破原理及其应用 摘要：近年来随着锚喷支护在井下工程中的广泛应用，光爆技术得到了迅速的发展。利用光面爆破技术，选择合理的施工方法及爆破参数，不仅可以提高巷道的施工质量，而且可以提高巷道的掘进速度。 关键词：光爆原理应用优点 一、光面爆破的基本原理 光面爆破是合理选择爆破参数使巷道开挖面平整光滑而不受明显破坏的先进控制爆破技术。通过提高钻孔精度、科学合理装药、改变布孔形式等方法，使爆破后的巷道成型规整，减少超挖和欠挖，巷道围岩很少产生炮震裂缝，最大限度保持围岩的自身强度，从而提高巷道的安全稳定性能。 光爆与普通爆破一样，都是在巷道中间加密炮眼、加大药量，先掏出一个空间（即掏槽），然后一圈圈将岩石向里压下来。所不同的是光爆在巷道周边上要多打眼，少装药，并最后起爆，以确保将光爆层的岩石沿着周边眼的连线切割下来。因此光爆的关键是如何将光爆层的岩石沿周边眼连线规整的切割下来。 如图1所示，在掏槽眼、周边眼内第一圈辅助眼已爆破，周边眼未爆破之前的巷道断面图。 当周边眼两个炮眼同时爆炸时，炸药爆炸所产生的压缩应力在两个炮眼之间相遇，两孔之间连线上的岩石在压缩应力的作用下，引起垂直方向的拉应力。若此拉应力超过岩石的抗拉强度，就会沿两孔连线处产生裂缝，与此同时再爆生气体的膨胀压力作用下，进一步加强了连线上裂缝的形成。当两周边眼的间距E和装药量合适时，即可使上述拉应力刚好克服岩石的抗拉强度，而在两孔之间产生平整拉断裂隙，当最小抵抗线合适时，可将预留光面层同时崩落，从而获得规整的巷道断面。 二、根据岩层的不同情况，通过合理选择炸药，正确确定周边眼的爆破参数，选择合理的装药结构及保证周边眼采用高精度毫秒雷管控制起爆时差等措施来实现 1、合理确定周边眼的间距和最小抵抗线 在采用预留光面层的爆破中，爆破后岩面的平整程度与最小抵抗线W和周边眼距E的
光面爆破： 光面爆破已被规定为在地下开挖工程中控制周边超挖的标准方法。它不仅可以得到一个光滑的岩面，同时减少`了围岩中的裂隙，使随后的支护工程量得以减少。这种方法是20世纪50-60年代由瑞典发展起来的，它不但适用于地下工程，也适用于露天开挖。 一．什么叫光面爆破： 在主体岩石爆破后，沿设计轮廓线将爆破孔起爆的爆破方法称光面爆破。 二．光面爆破的基本作业方法： 1．预留光爆层：预留设计的光爆层，隧道一般留60-80cm,露天一般留1.5-2.0m,它与孔径有关。 2．一次分段爆破法：主体石方爆破与光面爆破一起进行分段爆破，主爆孔先响，光爆孔后响。它们的延迟时间一般选择为150-200ms。 三，光面爆破的优点、缺点： 优点： 1．减少超欠挖，节约工程成本。 2．开挖面完整，可以减少支护工作量，有利于后期作业。3．露天光爆，环保效果好，对保留岩体破坏小。 缺点： 钻孔工艺不当，要求钻孔水平高，钻孔量大，对钻孔人
员素质要求高。 四．光面爆破与预裂爆破的区别： 1．预裂孔先与主体石方起爆，而光面爆破是在主体石方爆破后起爆，所以预裂爆破的夹制作用大。 2．预裂爆破用药量大，光面爆破用药量小。 五．光面爆破适应条件： 1．在坚硬岩石和整体性较好的软岩石中效果明显。在不均匀岩体，构造发育的岩体中，虽然效果不明显，但对减轻围岩的破坏、超欠挖作用很大。 2．爆破方法的适用性： （1）大于1.5米深(浅孔)范围。 （2）露天深孔爆破。 （3）隧道、导流洞及地下开挖工程，铁、公路、场平等露天开挖工程。 六．光面爆破的设计原理与设计步骤： 设计原理： 光面爆破设计不仅要考虑周边孔，还必须同时严格控制靠近周边孔的主爆孔的装药。设计原理：任何主爆孔产生的裂隙破坏区均不能超过周边孔的裂隙破坏区。瑞典爆炸研究所利用的爆破振动速度计算经验公式：v=70Q0.7/R1.5 V:振速,cm/s,Q:单孔药量,kg。R：距离，m。 一般产生危险的振速范围是v=70-100cm/s。
光面爆破技术 光面爆破技术约在1950年发源于瑞典，1952年在加拿大首次应用；预裂爆破由光面爆破演变而来。从整个爆破技术来分，它们均属于光面爆破技术。 光面爆破是一种控制岩体开挖轮廓的爆破技术，是通过一系列措施对开挖工程周边部位实行正确的钻孔和爆破，并使周边眼最后起爆的爆破技术。预裂爆破则是周边眼最先起爆，线装药密度适当地比光面爆破大一些，周边眼间距则适当地小一些。 光面爆破可以分为三大类型： (1)轮廓线钻眼法 它是沿设计的隧道开挖轮廓线钻凿紧密相邻的炮眼，这些炮眼内不装炸药，然后视其离自由面的远近再钻一至若干排炮眼并装炸药爆破。由于密集且相邻的炮眼存在，隔开了其它炮眼爆炸时爆炸应力波和裂缝的传递与扩展，使岩体沿弱面切开，形成平整的岩壁保护岩体稳定。目前在隧道内使用较少，仅在不够稳定的岩层（如软弱岩层、断层带等）中及城市地下隧道、地铁为减轻地震动时，才部分采用，应用该种技术能获得较好的光面爆破效果，但钻眼工作量大，钻眼费用高。 (2)预裂爆破法 这种方法是在开挖轮廓线上钻凿相互平行较密集的炮眼，装炸药并使之先于其它爆破眼起爆，当轮廓线上的炮眼间距、数量、装药结构合适时，爆破后各炮眼间将形成相互贯通的裂隙，与原岩分割开来。此后再爆破其它炮眼，由于轮廓线上裂缝已形成，所以其它炮眼爆破时不会引起围岩岩体破坏，而构成光滑的平整壁面。预裂爆破可以起到较好的隔振作用，一般适用于岩体较为完整的硬岩、中硬岩中深眼及深眼爆破。 (3)光面爆破法 它与预裂爆破法恰好相反，轮廓线上的炮眼（周边眼）是在其它炮眼爆破后最后起爆，是软岩、中硬岩隧道浅眼爆破施工中广泛应用的方法。与预裂爆破法比较，周边轮廓线上炮眼数较少。根据断面不同，施工方法可分为光面层光面爆破法和全断面一次爆破光面爆破法。光面爆破技术的优缺点 (1)优点 1 隧道围岩不产生或很少产生炮震裂缝，保持了围岩完整性，从而增大了围岩自身的承载能力，这为采用锚喷支护创造了有利的条件。光面爆破技术和锚喷技术相结合，进一步增强了锚喷支护的作用，特别是在松软岩层中更能显示这一特点。 2 在裂隙发育的地层中，避免裂隙扩大和产生新的裂缝，提高了围岩的稳定性，能基本清除落石伤人事故，为快速施工提供了有利条件。 3 隧道成型规整，极大地减少了掘进超挖数量和出碴工作量，加快了掘进速度，节省了衬砌材料，提高了施工进度。 4 由于隧道成型规整，凹凸很少，除增强隧道本身稳定性外，也减少了隧道的维护量，在有瓦斯的隧道则不易于产生瓦斯局部聚集。 (2)缺点 1 炮眼数较一般爆破法要多一些，钻眼的准确性要求较高，钻爆作业的单项工序时间要多一些。 2 需要一些特殊器材，如专用炸药、毫秒雷管、导爆索（传爆线）等。 核心是药包布置原则。包括： （1）在任何情况下，药包布置均以最小抵抗线为设计依据；
光面爆破法是一种常用的矿山爆破技术，它通过应用爆破原理和技术，将岩石或矿石进行有效的破碎和分离。本文将介绍光面爆破法的核心 内容和技术要求。 一、光面爆破法的核心内容 1. 爆破原理 光面爆破法利用爆炸能量破坏岩石或矿石，以达到采矿、开采的目的。爆破作业本质上是将能量释放到岩石或矿石体中，产生巨大的应力波，使其发生破碎。光面爆破法采用炸药和导爆索等工具，将能量集中释放，从而有效地破碎岩石或矿石。 2. 爆破工程 光面爆破法的爆破工程包括设计、布置、引爆等一系列工作。设计阶 段需要根据岩石或矿石的性质和爆破要求，确定爆破参数、方案和方向。布置阶段需合理设置炸药、导爆索等爆破工具，以确保爆破效果 和安全性。引爆阶段是将爆破工具引爆，释放能量，实现破碎和分离。 3. 爆破效果 光面爆破法的爆破效果直接影响矿石开采的效率和质量。爆破效果主 要体现在岩石或矿石的破碎、分离和后续处理。良好的爆破效果应该 在满足采矿需求的尽量减少能源消耗、降低环境影响。 二、光面爆破法的技术要求
1. 爆破设计 光面爆破法的爆破设计需要按照矿石的特性和开采要求，确定合理的 爆破参数和方案。爆破参数包括炸药种类、装药量、装药方式、爆破 孔径和孔距等；爆破方案包括爆破序列、引爆方式、爆破方向等。 2. 爆破工艺 光面爆破法的爆破工艺需要严格执行爆破设计要求，合理布置工作面 和爆破工具。爆破工艺包括挖掘爆破孔、装药引爆和清理岩石或矿石 等过程。合理的爆破工艺可以提高采矿效率和工作安全。 3. 爆破设备 光面爆破法需要使用专业的爆破设备，如钻孔机、装药车、导爆索等。这些设备需要具备高效、精准、安全的特点，以保障爆破作业的顺利 进行。 4. 安全环保 光面爆破法的作业需要严格遵守安全规程和环保要求。爆破作业时要 保证人员和设备的安全，防止意外事故的发生；同时要减少爆破对周 边环境的影响，保护生态系统和公共利益。 5. 质量控制 光面爆破法的爆破作业需要进行全程质量控制，包括设计、施工、监 测等环节。质量控制应确保爆破效果符合要求，保证采矿质量和安全
光面爆破 1、光面爆破的概念 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。隧道全断面开挖光面爆破，是应用光面爆破技术，对隧道实施全断面一次开挖的一种施工方法。它与传统的爆破法相比，最显著的优点是能有效地控制周边眼炸药的爆破作用，从而减少对围岩的扰动，保持围岩的稳定，确保施工安全，同时，又能减少超、欠挖，提高工程质量和进度。 2、适用条件 不论在何种岩质条件下，采用光面爆破与不采用光面爆破或其他控制围岩轮廓爆破法相比，效果相差甚远。即使围岩岩质很差而不能留下半个孔壁，在对减轻围岩破坏、减少超挖，以及防止冒顶等方面，其作用都是不可忽视的。 3、核心技术 光面爆破施工，可以减少对围岩的扰动，增强围岩的自承能力，特别是在不良地质条件下效果更为显著，不仅可以减少危石和支护的工程量，而且保证了施工的安全；由于光面爆破使开挖面平整，岩石无破碎，减少了裂隙，这样可以大大减少超欠挖量。据有关资料统计，光面爆破与普通爆破相比，超挖量由原来的15%～20%降低到4%～7%，不但减少出碴量，而且还很大程度的减少了支护的工作量，从而降低了成本，加快了施工进度。目前，大断面隧道光面爆破施工有2种方法：一是预留光爆层法；二是全断面一次性开挖法， 光面爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题，目前仍在探索之中。尽管在理论上还不甚成熟，但在定性分析方面已有共识。一般认为，炸药起爆时，对岩体产生两种效应；二是爆炸气体膨胀做功所起的作用。光面爆破是周边眼同时起爆，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，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀合裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。要使光面爆破取得良好效果，一般需掌握以下技术要点： ⑴根据围岩特点，合理选定周边眼的间距和最小抵抗线，尽最大努力提高钻眼质量。
•隧道光面爆破基本知识 • •光面爆破是通过调整周边眼的各爆破参数，使爆破沿各孔的中心连线形成贯通的破裂缝，然后内围岩体裂解，并向临空面方向抛掷。这种爆破在围岩中产生的裂缝较少，使爆破的岩石表面能按设计轮廓线成型，表面较平顺，超欠挖很少。 • •光面爆破的作用机理是一个十分复杂的问题，尽管在理论上还不甚成熟，但在定性方面已有共识。一般认为，炸药起爆时，对岩体产生两种效应，一是药包爆炸瞬时高温高压气体形成的冲击波效应，二是爆炸气体膨胀作功所起的作用。光面爆破是周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向其四周作径向传播，相邻炮眼的冲击波相遇，则产生应力波叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中线连线的中点，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中线连线上形成裂缝，随后，爆炸气体的膨胀使裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。 • •光面爆破施工方案 •光面爆破的分区起爆顺序 •首先是掏槽眼; •其次是辅助眼; •第三是周边眼; •最后是底板眼. • •光面爆破器材选用 •光面爆破的爆破器材主要有：炸药、非电塑料导爆系统、毫秒(半秒)雷管和导爆索等。 •光面爆破周边眼使用的炸药主要有：选择低爆速、低密度、低猛度、高爆力、小直径、传爆性能良好的炸药。 •光面爆破周边眼使用的雷管主要有；选择分段多、起爆同时性好的毫秒雷管，能获得更减少振动的作用。 •光面爆破参数的选择 •(1)、周边眼间距E •它是直接控制开挖轮廓面平整度的主要因素，一般情况下E=（12～16）d，其中炮眼直径d=40～50mm。对于节理较发育、层理明显以及开挖轮廓要求较高的地下工程，周遍眼间距可适当减小，也可在两炮眼之间增加一个不装药的导向空眼。 •(2)、最小抵抗线V（光面层厚度） •V直接影响光面爆破效果和爆碴块度。其取值在（13～18）d范围内，且V≥E。 •(3)、周边眼密集系数 •一般情况，以周边眼的相对距E/V=0.7～1.0为宜。
为保证保留岩体按设计轮廓面成型并防止围岩破坏，须采用轮廓控制爆破技术。常用的轮廓控制爆破技术包括预裂爆破和光面爆破。光面爆破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，形成一个平整的开挖面。 1、光面爆破参数 1）光面爆破层厚度即最小抵抗线的大小，一般为炮孔直径的10～20倍，岩质软弱、裂隙发育者取小值。 2）孔距一般为光面爆破层厚度的0.75～0.90倍，岩质软弱、裂隙发育者取小值。 3）钻孔直径及装药不偶合系数参照预裂爆破选用。 一般按照松动爆破药量计算公式确定 4）线装药密度Q x 式中q—松动爆破单耗，kg/m3； a—光面爆破孔间距，m； W—光面爆破层厚度，m。 2、装药结构与起爆 （1）装药结构 1）堵塞段堵塞段的作用是延长爆生气体的作用时间，且保证孔口段只产生裂缝而不出现爆破漏斗，对深孔爆破该段长一般取0.5～1.5m。 2）孔底加强段段长大体等于堵塞段。由于孔底受岩石夹持作用，故需用较大的线装药密度。 3）均匀装药段该段一般为轴向间隔不偶合装药，并要求沿孔轴线方向均匀分布。轴向间隔装药须用导爆索串联各药卷起爆。为保证孔壁不被粉碎，药卷应尽量置于孔的中心。国外一般用炮孔中心定位器定位,国内一般是将药卷及导爆索绑于竹片进行药卷定位。 （2）起爆 为保证同时起爆，光面爆破一般都用导爆索起爆，并通常采用分段并联法。
由于光面爆破孔是最后起爆，导爆索有可能遭受超前破坏。为保证周边孔准爆，对光面爆破孔可采用高段延期雷管与导爆索的双重起爆法。预裂孔若与主爆区炮孔组成同一网路起爆，则预裂孔应超前第一排主爆孔75～100ms起爆。
光面爆破技术 一、围岩分类： （一）普氏岩石分类（坚硬程度） 普氏岩石坚固性系数f为岩石的单向抗压强度除以100所得之商。
（二）锚喷围岩分类（稳定性分类）
注：1.描述岩层时，将岩层分为完整、层状、块状、破碎四种。 （1）完整岩层：层理和节理裂隙间距大于1.5m。 （2）层状岩层：层与层间距小于1.5m。 （3）块状岩层：节理裂隙间距小于1.5m，大于0.3m。 （4）破碎岩层：节理裂隙间距小于0.3m。 2.当地下水影响围岩稳定时，应考虑适当降级。 3.Rb为岩石的饱和抗压强度。 不同岩石各种炮眼光爆参数
为搞好质量标准化，抓好巷道的成型质量。因此在这里简要介绍一下光面爆破的一些基本知识。分以下几方面： 一、什么是光面爆破？光爆的主要指标有哪些？ 二、光爆的机理是什么 三、光爆参数怎样选择
四、光爆施工应注意哪些事项 一、什么是光面爆破 1.概念 《煤矿安全规程》第44条规定，采用钻爆法掘进的岩石巷道，必须采用光面爆破。我们要求无论是什么巷道，煤巷也必须实行光爆。光面爆破（简称光爆）是合理选择爆破参数的一种控制爆破技术。它是通过合理选择爆破参数，使爆破后的巷道成形规整，减少超挖和欠挖，岩壁无明显的爆震龟裂，最大限度地保持围岩的自身强度和整体性，提高了围岩的稳定性和自承能力。 我们所说的光爆方法主要指周边眼后裂法，又称修边法。修边爆破法：与普通爆破相似。先掏槽，再由里向外一圈一圈地爆破，周边眼的光爆炮孔安排在最后起爆，通过合理选择爆破参数，轻轻地将周边岩石沿轮廓线切割下来。 该法打眼少，光爆效果好。普遍采用。 2.光爆的标准 原煤炭工业部《光爆锚喷试行规程》中对光爆规定了以下三项指标：眼痕率不小于50%；超挖尺寸不大于150mm，欠挖尺寸不超过质量标准要求；岩面上不留有明显（肉眼观察）的炮震裂隙。 3. 什么是眼痕率？怎样才算一个眼痕？ 眼痕率是指光爆后，周边眼留有半边炮眼痕的长度（或总个数）与周边眼的总长度（或总个数）的百分比。（不包括底眼） 当炮眼眼痕累计长度大于炮眼长度的70%时，才算一个眼痕。
光面爆破设计原理及实列分析 前言 光面爆破就是将周边眼范围内的岩石爆下来，形成规整的轮廓壁并尽可能多的保留半边眼痕迹和减小对围岩的扰动。通过控制爆破的作用范围和方向，使爆破后的岩面光滑平整，防止岩面开裂，以减少超、欠挖和支护的工程量，增加岩壁的稳定性，减弱爆破振动对围岩的扰动，改善支护结构物的受力状况，确保施工安全和延长使用年限等方面有重大意义。 1 光面爆破的机理 光面爆破是沿开挖轮廓线布置间距较小的平行炮眼，在这些光面炮眼中进行药量较少的不耦合装药，然后同时起爆，爆破时沿这些炮眼的中心连线破裂成平整的光面。通过国内外实验室研究和现场生产实践可以看出，光面爆破是由于采用不耦合装药，药包爆轰后，炮眼壁上的压力显著降低，此时药包的爆破作用为准静压力。当炮孔压力值低于岩石的抗压强度时，在炮眼壁上不至造成“压碎”破坏。这样爆轰波引起的应力波和凿岩时在炮眼壁上造成的应力状态相似，只能引起少量的径向细微裂隙。裂隙数目及其长度随不耦合系数和装药量而不同。一般在药包直径一定时，不耦合系数值愈大，药量愈小，则细微裂隙数愈少而长度也愈短。 光面炮眼组同时起爆时，由于起爆器材的起爆时间误差，不可能在同一时刻爆炸。先起爆的药包的应力波作用在炮眼周围产生细微径向裂隙（图1-b的A 炮眼）。由于B炮眼所起的导向作用，结果沿相邻两炮眼连心线的那条径向裂隙得到优先发育。在爆炸气体作用下，这条裂隙继续延伸和扩展，在相邻两炮眼的连心线同眼壁相交处产生应力集中，此处拉应力最大。A、B两炮眼中爆炸气体 图1 光面爆破时炮眼连心线上破裂面的形成
2.光面爆破的参数及工艺 2．1 光面爆破主要有以下几个参数 影响光面爆破效果的主要参数是：不偶合系数（D ）、装药集中度（q ）、炮眼间距（E ）、周边眼密集系数（m ）和最小抵抗线（W ）. 2.1.1不偶合系数 不偶合系数是指炮孔直径d 和药卷直径d 0之比。 D=d/ d 0 药卷在有空隙的炮眼中（不偶合装药）爆炸时，形成的冲击波随不偶合系数的增大而衰减。导致爆破介质中的应变随不偶合系数的增大而衰减，在双对数坐标系中，应变与不偶合系数间的规律，见图2。不偶合系数D 一般为1.25～2.0范围内，在1.5左右比较合适。 2.1.2装药集中度 间隔装药，以装药长度的平均线装药密度计，隧道爆 10 20 30 60200 500 1000 2000 3000 D=3.7 D=2.71 D=1.83 μ r r 1
光面爆破注意事项 光面爆破：就是控制爆破的作用范围和方向，使爆破后岩面光滑平整，防止岩石开裂，减少超、欠挖和支护工作量，增加岩壁的稳定性，减少爆破对保留岩体的破坏作用，进而达到控制岩体开挖轮廓的一种技术。 光面爆破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，形成一个平整的开挖面。 隧道爆破施工 第一节概述 钻爆法目前仍是我国隧道施工中开挖的主要方法，与机械开挖相比，适用地质条件广、费用低、设备简单，但对围岩的扰动大、开挖面成形质量差，主要表现在超欠挖量上。 1、超欠挖的定义：以设计的隧道开挖轮廓线为基准，实际开挖的断面在基准线以外的部分称为超挖，在基准线以内的部分称为欠挖。
2、严重的超欠挖会造成资源浪费和增大施工难度，主要表现在以下几方面： ⑴弃渣量增加，需多装多运； ⑵超挖空间回填，增加混凝土材料的消耗； ⑶欠挖清除，造成人工、器材的超额消耗； ⑷超欠挖形成的凹凸不平，对喷射混凝土、张挂防水板造成困难。 3、严重的超欠挖会影响施工质量，主要从以下几方面认识： ⑴超欠挖造成开挖轮廓（形状和尺寸）与设计相差很大时，围岩应力重分布也会相差很大，使支护受力状态与设计不符； ⑵超挖形成的凹角处存在应力集中，岩块易损坏； ⑶欠挖形成的凸部，在高地应力的作用下，岩块易挤出； 4、对隧道轮廓控制爆破的初步评价 ⑴隧道轮廓控制爆破两种技术——光面爆破与预裂爆破的比较。 英国人认为在有显著节理裂隙的地层中，岩体经常沿节理面破
碎爆落，不完全按预裂方向开裂，应普遍采用光面爆破； 我国隧道工程实践也表明，裂隙发育程度及倾角对预裂爆破后形成平滑壁面有很大影响，当裂隙与裂面斜交或几组裂隙相交，则易于造成岩石沿节理面脱落。应根据不同地质条件采取不同的爆破方法及相应的钻爆参数。 ⑵隧道轮廓控制爆破的经济价值。 瑞士经验表明，光面爆破减少20cm超挖，节省各种费用是爆破成本的4倍； 前苏联资料显示，光面爆破可使超挖减少到5～10cm，使圬工消耗量降低30～50％，减少装载、运输费用5～7％； 日本试验表明，采用光面爆破后，超挖率由23.77％降低到8.46％，混凝土超灌量由77.25％减少到27.5％。 国内对光面爆破的经济评价，概括为：超挖量由20％降低到10％，衬砌速度加快30％，开挖进度提高12.6％，炸药消耗量减少 19.5％。 ⑶隧道轮廓控制爆破的技术价值。主要表现在： ①围岩炮震裂缝减少，保护了围岩自身的承载能力，为锚喷支护提供有利的基础。特别在软弱岩层更显示出这一作用； ②避免围岩裂隙扩大，提高了坑道的稳定性，减少落石伤人事故； ③极大减少超挖量，减少出渣量，节约衬砌材料，提高施工进度；
光面爆破技术要点 一、光面爆破机理： 巷道掘进光面爆破的破岩机理涉及一个复杂的作用过程，理论上仍在探索之中。结合矿山生产实际，定性分析方面巳有共识：一般认为，炸药起爆时，对岩体产生两种效应；一是炸药爆轰在岩体中引起的围岩介质扰动幅度增加，特殊位置扰动超出岩体原岩应力屈服极限，产生物理破坏。光面爆破是周边眼同时起爆，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，在炮眼中心连线上形成裂缝。二是爆炸气体膨胀做功所起的作用，爆生气体的近似绝热膨胀气楔作用影响下，裂缝进一步扩展，光爆层岩体爆落，形成平整的爆裂而。 二、光面爆破效果要因分析： 1、对于光面爆破来讲，介质物理分布、力学特性越均衡，实现理想爆破效果的条件就充分。但是，岩体是一种非均质、各向异性的不连续介质，除了其本身含有微小裂隙外，由于在复杂的地质变化过程中，会产生许多不同方向、不同规模、不同特性的层理、节理、裂隙和断层，这就直接影响着光面爆破的效果。尽管许多爆破工作者对于含层理岩体的光爆成缝机理进行了大量的实验研究，但实验和应用还有相当大的距离，工程中岩体的结构面是复杂、无规律的。爆破工作准确把握掘进围岩物理力学特征，在光爆施工时，做到有的放矢，管套在药包表面上，将对称的聚能槽在装药时对准周边眼炮孔之间连线方向，则药包起爆后，
沿连线方向容易产生初始裂缝，此裂缝在爆生气体准静压作用下贯通达到光爆目的。影响光爆质量的要素很多，根据不同的岩性，地质条件，不断探讨研究优化爆破参数，最终实现理想的光爆效应。 六、光面爆破实施效果与经济效益 （一）、光爆效果 1、破后炮眼痕迹率达80%〜90%,两茬炮衔接台阶最大尺寸为Hem,超欠挖量仅为5%左右，比非光面爆破的超欠挖量（达20%）要低得多。 2、岩磕块度较小亦均匀，利于装植，节省装运时间。 3、减少支护投入，降低工程造价。 4、岩面平整，应力集中小，减少安全隐患。 （二）、经济效益 1、节省时间：光面爆破施工钻眼及装药延长20min,清理危石或补炮缩短20min,初期支护缩短20min,装砧及出ii查缩短20min, 并方便了后续的挂土工布、防水板施工。 2、节省材料：光面爆破比非光面爆破减少超挖量15%,按现行规范标准平均超挖值为150cm,即每延米少开挖约2. 0m3o同时也节省了火工品和因非光面爆破所造成的围岩破碎所需钢支撑、锚杆、钢筋网等初期支护的工程量。
光面爆破作用原理 光面爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题，目前仍在探索之中。尽管在理论上还不甚成熟，但在定性分析方面已有共识。一般认为，炸药起爆时，对岩体产生两种效应；二是爆炸气体膨胀做功所起的作用。光面爆破是周边眼同时起爆，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，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀合裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。 1.2光面爆破的技术要点 要使光面爆破取得良好效果，一般需掌握以下技术要点： 1、根据围岩特点，合理选定周边眼的间距和最小抵抗线，尽最大努力提高钻眼质量。 2、严格控制周边眼的装药量，尽可能将药量沿眼长均匀分布。 3、周边眼宜使用小直径药卷和低猛度、低爆速的炸药。为满足装药结构要求，可借助导爆索（传爆线）来实现空气间隔装药。 4、采用毫秒微差有序起爆。要安排好开挖程序，使光面爆破具有良好的临空面。 5、边孔直径小于等于50mm。 2主要应用 预裂爆破和光面爆破在坝基、边坡开挖中较多的运用。光面爆破在隧道开挖中的运用尤其广泛。 2.1（一）成缝机理 预裂爆破和光面爆破都要求沿设计轮廓产生规整的爆生裂缝面，两者成缝机理基本一致。现以预裂缝为例论述它们的成缝机理。 预裂爆破采用不耦合装药结构，其特征是药包和孔壁间有环状空气间隔层，该空气间隔层的存在削减了作用在孔壁上的爆炸压力峰值。因为岩石动抗压强度远大于抗拉强度，因此
可以控制削减后的爆压不致使孔壁产生明显的压缩破坏，但切向拉应力能使炮孔四周产生径向裂纹。加之孔与孔间彼此的聚能作用，使孔间连线产生应力集中，孔壁连线上的初始裂纹进一步发展，而滞后的高压气体的准静态作用，使沿缝产生气刃劈裂作用，使周边孔间连线上的裂纹全部贯通成缝。 2.2（二）质量控制标准 1）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。在水电部门，对节理裂隙极发育的岩体，一般应使炮孔痕迹率达到10%～50%；节理裂隙中等发育者应达50%～80%；节理裂隙不发育者应达80%以上。围岩壁面不应有明显的爆生裂隙。 2）围岩壁面不平整度（又称起伏差）的允许值为±15cm。 3）在临空面上，预裂缝宽度一般不宜小于1cm。实践表明，对软岩（如葛洲坝工程的粉砂岩），预裂缝宽度可达2cm以上，而且只有达到2cm以上时，才能起到有效的隔震作用；但对坚硬岩石，预裂缝宽度难以达到1cm。东江工程的花岗岩预裂缝宽仅6 m m，仍可起到有效隔震作用。地下工程预裂缝宽度比露天工程小得多，一般仅达0.3～0.5cm。因此，预裂缝的宽度标准与岩性及工程部位有关，应通过现场试验最终确定。 影响轮廓爆破质量的因素，除爆破参数外，主要依赖于地质条件和钻孔精度。这是因为爆生裂缝极易沿岩体原生裂隙、节理发展，而钻孔精度则是保证周边控爆质量的先决条件。 2.3（三）参数设计 预裂爆破和光面爆破的参数设计一般采用工程类比法，并通过现场试验最终确定。 （1）预裂爆破参数 1）孔径明挖工程为7 0～165mm；隧洞开挖为40～90mm；大型地下厂房为50～110mm。 2）孔距与岩石特性、炸药性质、装药情况、开挖壁面平整度要求和孔径大小有关。孔距一般为孔径的7～12倍。爆破质量要求高、岩质软弱、裂隙发育者取小值。 3）装药不偶合系数不偶合系数指炮孔半径与药卷半径的比值，为防止炮孔壁的破坏，该值一般取2～5。 4）线装药密度线装药密度是单位长度炮孔的平均装药量。影响预裂爆破参数的因素复杂,很难从理论上推导出严格的计算公式,以经验公式为主,目前国内较常用公式的基本形式 为 式中,QX—预裂爆破的线装药密度,kg/m； σC—岩石的极限抗压强度，MPa； a—炮孔间距，m；
浅谈光面爆破技术的应用 摘要：光面爆破在井巷施工中的运用，大大地减小了巷道围岩破坏范围，最大限度地保持了围岩的自身强度，具有表面平整，损伤小，稳定性好。通过我矿24采区开拓、准备巷道光面爆破的实践，降低巷道支护成本，提高了锚杆支护的安全可靠性，为煤矿取得了较好的技术经济效益和社会效益。 关键词：光面爆破；炮眼；装药；技术应用 1．概况 矿井24采区位于矿井北端，水文地质条件中等，矿井主采煤层为二煤、四煤，煤层赋存较稳定，采区开拓、准备工程一般布置在四煤层底板中，直接顶为砂质泥岩，厚2.8m，坚固性普氏系数为5，直接底为砂质泥岩,厚3.6m，坚固性普氏系数为5.5，掘进方式为炮掘。矿井掘进自九十年代初期已开始推广应用光面爆破技术，但由于施工普遍存在少打眼、乱打眼、多装药、乱放炮的现象，造成光爆效果欠缺。通过近几年掘进支护技术不断革新，掘进眼具更新，操作工序改进，在一定的程度上达到了提高爆破效率、改善爆破效果、增加进尺、保证了巷道成型。 2、光面爆破的原理概述 2.1 光面爆破的原理：沿巷道开挖边界布置密集炮孔，采取不耦合装药或填低威力炸药，在主爆区之后起爆，以形成平整的轮廓面的爆破作业。掘进巷道一般情况下,炸药爆炸时,药包表面的冲击波压力峰值可达数百万千帕( kPa) ,这个数值远远超过了岩石的抗压强度。因此,药包周围的岩体被压碎成粉状,形成一个粉碎区。光面爆破的原理就是降低炮孔壁上的压力峰值,使炸药爆炸后,孔壁上产生的冲击压力低于处于体积应力状态下的岩石抗压强度,而由此产生的切向拉应力要超过岩体的抗拉强度。这样,当周边眼起爆时,由于应力波的叠加和爆生气体准静压力的作用,炮眼连线上切向拉应力超过岩石抗拉强度，而首先产生裂缝并贯通, 同时也抑制了孔壁上其它方向裂缝的产生从而达到不破坏围岩的目的。