双向聚能拉伸爆破新技术在节理岩体中应用

光面爆破技术在坚硬岩层中的实践应用光面爆破技术是指通过正确确定爆破参数，合理利用炸药能量将设计断面的轮廓爆崩出来，使爆破后的围岩断面轮廓整齐，最大限度地减轻爆破对围岩的扰动和破坏，尽可能地保持原岩的完整性和稳定性的爆破技术。

实施光面爆破的基本目的是减少超欠挖量，并尽可能的降低爆破对围岩的破坏。

由于岩石性质和爆破过程的复杂性，巷道超欠挖是不可避免的，如果光面爆破参数选择合理，且施工得当，减少巷道超欠挖是可行的。

因此，在巷道施工过程中衡量光面爆破效果的主要指标之一就是巷道的超欠挖量。

本文结合枣庄市金庄生建煤矿三北采区轨道巷具体工程实例对光面爆破技术在坚硬岩层中的实践应用进行研究和探讨，最终确定最优光面爆破参数，为巷道快速高质量掘进提供依据和指导。

2 掘进工作面概况三北采区轨道巷布置在矿井二水平新开拓区域，该工作面在细粒砂岩～砂质泥岩层中施工，岩层产状稳定，岩层变化较小，岩层倾角最小0°，最大8°，平均6°左右，细粒砂岩灰色、薄层状，细粒砂质结构，成分以石英为主，岩石普氏硬度10.38-15.84。

三北采区轨道巷开门穿岩层掘进，采用炮掘工艺施工，巷道断面形状为直墙半圆拱型，掘进宽度4200mm、高度3400mm，巷道采用锚网喷作为永久支护。

3 光面爆破技术3.1 影响光面爆破参数的选择光面爆破参数的选择主要与地质条件、围岩稳定性有关，其次和炸药的性能有关，三北采区轨道巷地质条件较为简单，围岩类别主要为I类，开挖断面积12.38m2，周边眼采用空气间隔装药，其他炮眼采用连续柱状装药。

严格控制周边眼装药量，采用合理的装药结构，尽可能的使炸药与炮眼深度均匀分布，这是实现光面爆破的重要条件。

3.2 光面爆破主要器材炸药：使用煤矿许用二级乳化炸药（安全等级为二级），Φ23m m、长230mm、每块重量0.2kg。

雷管：煤矿许用毫秒延期电雷管，电雷管编号。

起爆器材：使用*****A型发爆器。

《隧道与地下工程》测试题1、隧道轴线的选择应考虑地应力和地质结构面的影响，不正确的隧道轴线设计是：A．隧道轴线设计应该与最大水平主应力方向夹角大于60°；B．隧道轴线设计应与最大水平主应力方向夹角为15°~30°；C．隧道轴线设计应与主要结构面尽量垂直；D．隧道轴线设计应与主要结构面平行。

2、在褶皱地层中建造隧道，隧道的位置应选择在：A．向斜的核部；B．背斜的核部；C．向斜或背斜的两翼；D．背斜的核部比向斜的核部好。

3、在隧道洞口位置的设计中，错误的选择是：A．洞口应尽量设在沟谷低洼处，这样可缩短隧道长度；B．洞口应避开断层、滑坡、崩塌等不良地质地段；C．进出洞口线路宜与地形等高线正交。

D．洞口位置的高程应高于最高洪水位。

4、在隧道纵断面线形设计中，正确的设计应该是：A．隧道纵断面线形设计应采用平坡；B．隧道纵坡坡度一般情况下应不小于0.2%，不大于5%；C．隧道纵坡坡度一般情况下应大于0.3%，小于3%；D．对于长大隧道考虑到施工期间有利于排水，应选择“人”字型双向坡的纵断面线形设计。

5、通常所说的新奥法“三大支柱”是指：A．信息化施工，反分析法，复合式衬砌；B．信息化设计，喷锚支护，控制爆破；C．控制爆破，围岩压力量测，复合式衬砌；D．喷锚支护，光面爆破，监控量测。

6、我国铁路隧道围岩分级中，根据声波波速对围岩分级时，V p=3200m/s是几级围岩？A．Ⅰ级，B．Ⅱ级，C．Ⅲ级，D．Ⅳ级7、在两步分级法中，修正系数K1、、K2、、K3分别代表的是：A．K1隧道的埋深，K2隧道的跨度，K3隧道的断面形状；B．K1结构面的类型及规模，K2结构面的产状，K3地下水发育状况；C．K1地下水条件，K2主要结构面的产状，K3地应力状态；D．K1声波波速，K2 RQD指标，K3隧道的规模。

8、深埋隧道与浅埋隧道的划分界限Z n等于：A．（1~2）倍的隧道跨度，B．（1.5~2.5）倍的围岩压力计算高度C．（2~3）倍的隧道跨度，，D．（2.0~2.5）倍的围岩压力计算高度，9、关于隧道的围岩压力，下列哪些观点是正确的？A．浅埋隧道的围岩压力随埋深增大而增大；B．深埋隧道的围岩压力与埋深有关，埋深越大围岩压力越大；C．深埋隧道的围岩压力与埋深无关，而是与围岩的等级有关；D．围岩形变压力是由于围岩松动破坏而产生的。

聚能爆破在岩巷掘进中的应用聚能爆破是一种应用高能密度材料，在爆破作用下释放巨大能量的技术。

它广泛应用于矿山、隧道等工程领域。

在岩巷掘进中，聚能爆破技术也有着重要的应用。

聚能爆破技术可以帮助提高掘进速度和效率。

在岩巷掘进中，聚能爆破可以迅速破坏岩石，加快掘进速度。

通过合理设计爆破参数和选用合适的炸药，可以实现岩石的快速破碎和剥离，从而减少掘进时间和成本。

聚能爆破还可以改善岩巷的质量和稳定性。

在岩巷掘进中，经过爆破作用的岩石会形成破碎带和松散带，这可以提高岩巷的透气性和排水性，减少岩巷的应力集中。

聚能爆破还可以改变岩石的物理性质，例如增加岩石的孔隙度和渗透性，从而提高岩巷的稳定性。

聚能爆破还可以减少岩巷掘进中的巷道变形和倒闭风险。

经过炸药爆炸的作用，岩石会发生断裂和破碎，从而消耗爆炸能量，减小岩石的应力和位移。

聚能爆破可以有效地控制岩巷的变形和塌陷，降低岩巷倒闭和事故的风险。

聚能爆破还可以减少岩石振动和噪音对周围环境的影响。

相比于传统的爆破方法，聚能爆破技术使能量集中于炸药中，减少了场地周围的冲击波和振动。

聚能爆破更加安全和环保，可以减少地质灾害和对附近居民的干扰。

聚能爆破技术还可以实现岩巷的自动化掘进。

通过合理选择爆破参数和布置炸药点，可以实现爆破过程的控制和自动化。

这不仅提高了掘进效率，还减少了人力劳动和工作风险。

聚能爆破在岩巷掘进中具有广泛的应用前景。

这项技术可以提高掘进速度和效率，改善岩巷的质量和稳定性，减少巷道变形和倒闭的风险，同时降低岩石振动和噪音对周围环境的影响。

随着技术的不断发展和创新，聚能爆破技术将在岩巷掘进中发挥越来越重要的作用。

隧道二氧化碳聚能爆破工艺
隧道二氧化碳聚能爆破工艺是一种先进的隧道开挖技术，它利用二氧化碳的物理性质和聚能效应，实现高效、安全、环保的隧道开挖。

在隧道施工过程中，传统的爆破方法往往会产生大量的噪音、振动和尘土，对周围环境和施工人员造成不良影响。

而隧道二氧化碳聚能爆破工艺则通过采用二氧化碳作为爆破介质，利用其低温、高压、高密度和高膨胀率的特性，实现了低噪音、低振动、低尘土的爆破效果。

该工艺的具体操作流程如下：首先，在隧道掌子面上钻孔，并将二氧化碳注入孔中。

然后，通过聚能装置将二氧化碳聚焦在指定位置，形成高密度的二氧化碳柱。

最后，通过引爆装置引爆二氧化碳柱，使隧道掌子面瞬间破裂。

与传统的爆破方法相比，隧道二氧化碳聚能爆破工艺具有以下优点：首先，它能够有效地降低噪音、振动和尘土的产生，减少对周围环境和施工人员的影响。

其次，它能够提高隧道的开挖效率，缩短工期。

最后，它能够降低施工成本，提高经济效益。

总之，隧道二氧化碳聚能爆破工艺是一种先进的隧道开挖技术，具有广泛的应用前景。

岩石定向断裂精细控制爆破研究进展张靖;罗宁;何伯应;王晓云;和中庆;张卫国;赵锡海【摘要】Thereis an urgent problem to be solved in the mine development and construction, which is the dynamic response and control of rock mass under the blasting load. To ultimately achieve the expected blasting effect that is safe and reliable, fine controlled blasting through quantitative design, careful construction and management to control explosive energy release, medium crushing and casting. Rock directional fracture controlled blasting technology--- slotted cartridge blasting technology with its low cost, easy construction, good blasting effect, and having higher target than traditional control blasting pursuit of blasting technology will profoundly affect the development of blasting technology.%爆破载荷作用下岩体动力响应及控制是矿山开发和工程建设中面临的一个亟待解决的问题。

精细控制爆破是通过定量化的爆破设计、精心施工和管理，进行炸药爆炸能量释放与介质破碎、抛掷等过程的控制，最终达到预期的爆破效果实现安全可靠的爆破作业。

0引言在高速公路路基边坡施工过程中，爆破工艺不仅要破碎和崩落作用岩石，而且要保留设计保护的岩石［1］。

预裂爆破可以减少开挖作业面超挖和欠挖，降低作业面破坏程度，形成光滑的开挖轮廓面［2］。

因此，预裂爆破被广泛使用于爆破工程中，但是在目前采用的预裂爆破装药技术通常在炮孔内直接填装药包，一般使用不耦合装药［3］。

药卷无聚能装置，无法实现炮孔连线处岩体裂纹的劈裂贯通，无法形成光滑的预裂面，实际爆破效果与预期效果不符［4］。

目前，针对预裂爆破的装药结构优化，通常是在实际施工中进行多次试爆，然后根据试爆结果设计和调整装药结构。

该方式不仅耗费人力和财力且缺乏一定的科学性，还严重影响爆破工程进度［5］。

基于此，本文对聚能预裂爆破方法的关键技术进行研究，利用聚能槽装药在预裂面形成能量射流的集聚，实现孔壁连线处裂纹的贯通。

1工程概况天峨—北海公路巴马至平果段（巴马至羌圩）三分部K29+255～K29+400路基爆破点，位于广西大化瑶族自治县乙圩乡坡连正南方，设计路线大致呈北—南走向，属深挖方路堑段，长度为150m，开挖高度为32m，设计公路采用整体式路基以全路堑的方式从山坡中上部通过。

边坡坡形采用台阶式，各级边坡都按照1∶0.75的比例进行放坡，每级坡高4～8m。

路基主线为北—南走向，北面为主线的岩滩水库大桥。

爆破点北面和西面都有民房，爆破点距离北面的那乙圩乡坡连屯民房最近为70m。

爆破点南面为山地，植被以桉树和杂草丛为主。

项目1000m范围内没有设置铁路，爆区周边无地上和地下管线。

预计爆破工程量约14万m3。

边坡区属剥蚀丘陵地貌，地形起伏较大，自然斜坡坡度为10°～30°。

根据地质调绘揭示，边坡表层多覆盖第四系坡残积粉质黏土，硬塑状，局部混碎石，层厚1.5～5.0m；下伏基岩主要为三叠系中统百逢组（T2b）地层，边坡岩性主要为泥质粉砂岩，薄～中厚层状构造，强风化状态为主，局部风化不均匀，节理发育，岩体破碎，层厚8.0～14.0m；中风化岩层埋藏较深；边坡岩层产状为304°/SW∠35°（214°∠35°）。

聚能水压爆破技术在水平岩层隧道施工中的应用超欠挖控制一直是影响隧道施工成本、工期的关键环节。

水平岩层是隧道工程施工经常遇到的一种地质构造，水平岩层的超欠挖控制相较于其他岩层更为复杂和困难，如果处理不好，隧道拱顶会出现大面积平顶、落石、冒顶等现象，造成大量超挖增加回填混凝土用量，还会影响围岩的稳定性，从而影响施工作业人员和机械安全，所以水平岩层的光面爆破超欠挖控制对于隧道施工意义重大。

通过研究新奥法施工的基本原理以及水平岩层对爆破的影响特点，在张吉怀铁路凤凰隧道使用了聚能水压爆破技术，取得了较好效果。

本文对此技术在水层岩层的光面爆破施工技术作一介绍。

2 工程概况凤凰隧道位于湖南省湘西州凤凰县沱江镇关岩层村境内，全长4375m，为时速350km单洞双线隧道，最大埋深约220m。

隧道分进口、横洞和出口3个工区平行组织施工。

隧道围岩为K1泥质粉砂岩，局部夹泥粉质砂岩，含砾砂岩，石英砂岩，红色，综红色，强风化～弱风化。

洞身弱风化层，粉砂岩，泥质胶结，中厚层状构，节理较发育，岩体较破碎，层厚1～3m。

岩层产状：100°～140°∠8°～25°。

岩层取样，实测饱和单轴抗压强度28MPa，属软软岩。

全隧地下水不發育，主要为基层裂隙水。

隧道最大开挖宽度14.7m，隧底至拱顶开挖高度12.38m，爆破开挖断面148.91m2。

其中进口工区采用全电脑三臂凿岩台车全断面法开挖施工，横同工区采用传人工钻眼爆破台阶法施工。

3 水平岩层变形破坏机理在薄水平岩层地段，爆破时岩体也极易沿着拱部某一层理面整体脱落，形成平如桌面的平顶现象。

此时隧道顶板呈悬露状态，顶板以梁（或板）的形式支撑着上覆岩体的重力作用，保持着应力场的平衡，此时覆岩的力学结构属于典型的梁（或板）式平街结构。

当此跨度达到岩梁的极限长度时，顶板在上部荷载的作用下，造成断裂、垮落破坏，顶板岩层在第一次断裂后，应力转移到两侧，使得上面的岩层又成为梁（或板）式平衡结构，其两侧分别位于隧道两侧悬臂岩层的上方。

采矿工程爆破新技术研究摘要：在现代采矿工程中，爆破技术依然占有无可替代的地位，它的普遍使用和推广，给采矿工程带来了强劲的发展势头。

然而，要想我国的爆破技术取得稳定的发展，就必须要有运营者和建设者，对其进行持续的学习，同时还要对其展开更多的讨论与研究，提高其自身的安全意识，才能将其在矿井建设中的作用最大化。

文章着重对采矿工程施工中的新型爆破技术进行了探讨。

关键词：采矿工程；新型爆破技术；成因；运用序言在采矿生产中，现行的新型爆破技术按其类别可分为很多种。

三种不同的爆破方式各有其特色与作用，它们不仅可以降低矿山建设成本，而且可以改变矿山围岩的构造，从而保证矿山工程的顺利进行。

一、爆破振动发生的成因当火药在岩体中发生爆破时，其产生的高温、高压和高密度气体将以波动的方式向岩体中传递，除了对岩体的破碎和位移等产生影响外，其余的能量将逐步减弱为地震波，少数将转变为大气中的冲击波。

爆破所产生的震动，就是这种波动对岩石内部质点所产生的干扰。

在一段距离之内，爆炸震动引起的震动对周围台阶、山体和建筑的影响，与震源（震源）的强度、距离以及建筑物的防震性能等有异曲同工之妙。

根据现场实测资料，爆破震动的强度随爆炸震源的远近而降低。

由于地形地貌，岩层结构，设计，设备，火工品的性能与质量，以及施工人员的素质等诸多原因，导致了爆破震动的强弱。

二、新型爆破技术在采矿工程中的运用（一）电子雷管与常规工业炸药相比，电子雷管在应用时对爆炸条件的要求较高，如漏电、拉扯等，会严重影响爆炸效果，而矿井下的小截面爆炸条件更为复杂，因此，通过合理的爆破操作，可以有效地提升小截面爆炸效果。

(1)地下工程中所用的电子引信必须具备良好的抗震和抗干扰性能，并在快接头中做好密封。

(2)在组网时，为了减少先发炮对后发炮的牵引力，应尽量采取反“U”型联结。

为了防止电子雷管末端的快接头掉入或浸入水中，造成爆破网络泄漏、短路，从而降低爆破效果。

(3)在爆破现场应用特殊的爆破现场导线（米阻低于0.09欧姆的铜芯双绞导线），爆破现场导线用完后不能再用；起爆导线采用多根铜芯双绞导线，其绝缘层的绝缘层在0.03欧姆以下，并能再利用。

聚能爆破技术在岩巷掘进中的应用发布时间：2021-04-14T01:05:46.224Z 来源：《防护工程》2020年34期作者：吴增选[导读] 聚能爆破技术是一种先进的爆破技术，在引爆过程中能够通过对炸药能量释放方向的控制，控制爆破对周边岩石产生的扰动。

富蕴蒙库铁矿有限责任公司新疆阿勒泰地区 836100摘要：聚能爆破技术是一种先进的爆破技术，在引爆过程中能够通过对炸药能量释放方向的控制，控制爆破对周边岩石产生的扰动。

传统的爆破技术下，如果巷道周边为相对松散的岩层，在巷道的施工过程中巷道轮廓面会面临超挖、欠挖等风险。

从技术原理与应用效果来看，聚能爆破的技术优势更为突出，不仅能够保障巷道轮廓面的平整性，还能够最大程度上实现对周边围岩的防护，为巷道施工创造相对安全的施工环境。

因此，聚能爆破在岩巷掘进中的应用优势明显。

关键词：聚能爆破技术；岩巷掘进；应用1聚能爆破技术1.1炸药爆炸的聚能原理所谓的聚能效应是在传统药包的一端制造一个聚能穴，该穴可以将炸药爆炸产生的能量进行集中聚拢，产生定向爆破威力。

正如图1（a）所示，爆炸后的产物会沿着药包表面迅速散开，而能够造成爆破力的仅仅是药包一端爆炸的产物。

药包的一端存在有锥形空穴，会在爆炸的瞬间产生高压高密度的气流—聚能气流，正如图1（b）所示。

该气流的存在会驱使药包产生更强的定向做功能力。

图1聚能效应示意图1.2聚能爆破技术研究现状国内的专家学者长期执着于研究这种聚能爆破技术。

改进了聚能爆破技术，将原有的药包空穴设计成椭圆形，使其具备更好的定向爆破能力，并且在水利工程中被证实其可行性；在煤层开采领域，基于增加煤层投起性的需要提出深孔聚能爆破技术，极大地提高了瓦斯的开采速率；根据聚能药包展现出来的定向岩石断裂能力，将其运用于一些比较贵重的石材的开采，最终的效果令人满意；更有学者基于数值模拟以及工程实验等手段，证实爆生气体与岩体的定向开裂之间的必然联系。

2聚能爆破的技术和经济效果2.1技术效果巷道掘进过程中，应用聚能爆破的技术优势主要体现在以下五方面：（1）巷道的成型效果相对较好。

中硬岩地质条件下高铁隧道聚能爆破技术研究发布时间：2021-07-06T07:48:09.849Z 来源：《防护工程》2021年7期作者：欧阳志杰[导读] 隧道光面爆破的施工质量是隧道施工控制的关键，隧道光面爆破的设计及施工就显得尤为重要，针对目前隧道光面爆破轮廓成型效果差、超挖严重，喷射混凝超耗严重等现状。

聚能爆破新技术在隧道爆破施工中得到应用及推广，聚能光面爆破对隧道围岩扰动小，周边间距可大幅放大减少周边眼钻孔数量，在隧道超欠挖方面取得较好的使用效果及经济效益，降低了隧道施工成本，保证隧道工程施工安全质量，在本工程实践中取得了较好的效果，可为今后的隧道爆破施工提供参考和借鉴。

欧阳志杰广州市越秀区桂花岗东2号中铁二十五局集团第一工程有限公司 510405摘要：隧道光面爆破的施工质量是隧道施工控制的关键，隧道光面爆破的设计及施工就显得尤为重要，针对目前隧道光面爆破轮廓成型效果差、超挖严重，喷射混凝超耗严重等现状。

聚能爆破新技术在隧道爆破施工中得到应用及推广，聚能光面爆破对隧道围岩扰动小，周边间距可大幅放大减少周边眼钻孔数量，在隧道超欠挖方面取得较好的使用效果及经济效益，降低了隧道施工成本，保证隧道工程施工安全质量，在本工程实践中取得了较好的效果，可为今后的隧道爆破施工提供参考和借鉴。

关键词：光面爆破；聚能；隧道超欠挖；成本；经济效益1、工程概况新建铁路赣州至深圳客运专线GSSG-4标密州隧道地处广东省河源市东源县蓝口镇境内，隧道全长3351.8m，隧道进出口里程分别为DK237+341.2、DK240+693；隧道洞身整体埋深大于100m，最大埋深约185m。

隧道洞身岩层主要为云母石英片岩夹千枚岩及侏罗纪下统塘群砂岩夹页岩。

隧道位于丘陵地貌，地势起伏较大，自然坡度20~60°，地面标高60~290m，局部相对高差大于100m，地表植被发育且茂密，多为灌木林，以及人工种植的桉树经济林。

本隧道内最主要的断裂为蓝口断层，位于蓝口东江东侧，与龙川大断层相互平行，相距6~7Km，二断层倾角相对，构成蓝口地堑盆地。

浅析聚能装药在预裂爆破中的应用南京理工大学安刚指导教师：黄寅生摘要：聚能预裂爆破与普通预裂爆破相比, 爆破效果明显提高, 能有效地控制预裂缝的扩展。

文中根据对线型聚能装药效应的分析研究, 提出了新的聚能装药预裂切缝方法及其机理, 并指出了其发展前景。

关键词：线型聚能装药；预裂切缝；应用分析1 预裂爆破现状和传统技术预裂爆破是在主爆破炮眼起爆之前, 沿设计轮廓面布置的预裂炮眼首先起爆, 形成有一定宽度的预裂缝, 将开挖区与保留区的岩体分离开, 从而使保留区岩体在主爆破炮眼爆破时受到的破坏和震动大为减轻, 留下光滑、平整的开挖面。

其机理被广泛认为是应力波和爆生气体的共同作用。

其主要措施在于采用不耦合装药结构, 减少装药量; 使用低爆速、低密度且爆生气体生成量大的炸药; 适当加密预裂炮眼, 布置导向孔; 合理确定炮眼系数; 采取预留光面层爆破,以便获得好的爆破效果。

其在矿山、水电、交通、军事和建筑等露天边坡和地下开挖等工程爆破中, 得到全面推广应用, 取得了巨大的综合效益。

工程预裂爆破的参数选择和控制技术决定了爆破效果, 其措施有:1) 爆破参数的设计计算有公式法、直接试验法、经验类比法和模型试验法等。

可结合工程实践经验和有关文献来确定炮眼直径、间距、最小抵抗线、不偶合系数和线装药密度等爆破参数。

2) 控制爆破裂缝的主要措施有:①采用孔壁切槽、设导向孔和异形炮孔等方法改变炮孔的形状或孔间的相互关系, 以改变炮孔的受力状态, 使劈裂面方向产生应力集中, 避免裂缝方向的随机化。

但孔壁切槽和设异形炮孔对钻孔精度、炮孔加工工艺和钻具要求很高。

设导向孔需增加钻孔量, 提高了钻眼成本。

②采用压铸药柱、聚能药包、带缺口药包、扁平药包等方法改变药包形状, 使其最大的压力作用于劈裂面方向。

其中, 聚能装药所产生的射流作用集中, 用药量较少, 效果最好。

③采用切缝套管、挤压钢棒及半圆套管以改变装药结构, 使爆生气体的最大压力作用于劈裂面方向。

聚能光面爆破技术在坚硬岩巷快速掘进中的应用杨明东;李岗;李占魁【摘要】随着高度集约化、高产高效大型矿井的不断增多,坚硬岩石巷道快速掘进技术越来越成为影响矿井采掘平衡的重要影响因素.为了进一步缓解大型矿井采掘接替的压力及发展岩巷快速掘进技术,文章以华东地区某铁矿巷道工程为背景,通过设计合理的爆破参数,研究了聚能光面爆破技术在该矿水平向下主斜巷掘进工程岩巷快速掘进中的应用,并对其应用效果进行了分析.结果表明,在使用该爆破参数掘进30 d后,巷道日进尺、炮眼利用率及爆破后的围岩稳定性都显著提高,其中巷道进尺约为87 m,平均日进尺2.9m,炮眼利用率达到85％以上,爆破后的岩石破碎较均匀,大部分破碎岩石被抛掷到断面后10 m.根据巷道赋存具体条件优化的聚能光面爆破技术能够实现坚硬岩石巷道的安全、高质、高效掘进,此研究可为相似地质条件矿井巷道快速掘进中的应用提供借鉴.【期刊名称】《有色金属设计》【年(卷),期】2018(045)004【总页数】5页(P75-79)【关键词】地质勘查;聚能爆破;光面爆破;坚硬岩巷;爆破参数【作者】杨明东;李岗;李占魁【作者单位】南京安吉特矿山工程有限公司,江苏南京211100;南京安吉特矿山工程有限公司,江苏南京211100;南京安吉特矿山工程有限公司,江苏南京211100【正文语种】中文【中图分类】TD2350 引言目前，金属矿山井下硬岩巷道掘进以钻爆法施工为主，其巷道掘进效率低依然是制约矿井有效接替的重要影响因素之一。

随着矿山工程领域技术的不断深入，新工法、新结构、新技术等不断涌现，提升了坚硬地质条件下的岩石巷道快速掘进技术水平，有效的缓解了大型矿井采掘接替的压力。

文章以华东地区某铁矿井巷工程为背景，通过设计合理的爆破参数，研究了聚能光面爆破技术在该矿-330 m水平向下主斜坡道施工掘进工程的应用，并对其应用效果进行了分析，以此为相似地质条件矿井/巷道快速掘进中的应用提供参考。

椭圆双极线性聚能爆破成缝机理及结构优化研究在大型岩体开挖工程中，离不开对于爆破技术的需求，因为炸药在引爆的瞬间会释放大量的能量，产生极强的冲击波和应力波，在冲击波和应力波的共同作用下挤压孔壁附近的岩体，在岩体形成破碎区和损伤带[1−2]，这样极大减小了人工开挖量，提高了工程效率。

然而，伴随着隧道掘进，矿山开挖等工程的快速发展，对于爆破开挖的技术也渐渐提出新的要求——定向爆破(爆炸后产生的裂纹需要沿着特定的方向和深度，同时能减小对其他方向岩体的破坏)这给工程爆破事业带来了新的挑战，但同时也促进了聚能爆破技术的发展。

聚能爆破是指通过改变炸药的药包结构形式，使得炸药所产生的能量具有一定的方向性，沿着所要聚能方向进行释放，在聚能方向形成裂纹，抑制非聚能方向裂纹延展的一种爆破方法。

聚能爆破来源于早期的欧洲，开始应用在军工领域，并且在第一、二次世界大战中得到了广泛的重视和发展[3−4]。

我国从20 世纪80 年代逐渐开展对岩石定向爆破技术的研究，郑哲敏[5]对于射流的稳定性进行了研究，并得到了射流失效时间的计算公式。

杨永琦[6]通过实验验证了聚能射流的聚能作用。

杨仁树等[7−9]进行了切槽孔爆破机理模型试验研究。

何满潮等[10−12]提出了双向聚能拉伸爆破技术，并在工程实践中进行应用。

在聚能结构的研究上，王树仁等[13]首次提出采用PVC 管作为聚能装置，采用实验的方式确定爆破参数。

秦健飞等[14−15]采用PVC管制作了一种新型的椭圆双极性聚能药包结构形式，并且在工程中产生较好的效益。

李必红等[16−19]通过理论分析、数值模拟以及实验验证的方法验证了椭圆双极性聚能药包结构形式的合理性。

然而对于椭圆双极线性聚能药包控制爆破的爆破机理和破岩理论研究尚且不多，不同的聚能装置下爆破产生的围岩应力波和裂纹扩展规律也不明确，聚能效果的评定也只停留在通过孔壁附近的应力曲线作为研究依据，并不能直观得到椭圆双极线性药包的破岩效果。

爆破聚能管——中重小肖PVC爆破聚能管主要应用于隧道、煤矿、铁矿等需要进行光面爆破施工的工程。

采用聚能管的光面爆破可减少钻孔，扩大孔距，减少导爆管用量，减少超挖，减少喷浆，提高半孔率，既节省了成本又提高了施工效率。

聚能光面爆破技术，布孔和普通光面爆破完全一样，凿岩工具和工艺均无变化。

不同之处在于周边眼的间距，普通光面爆破40至50cm，聚能光面爆破周边眼间距布置80至100cm,加大了孔间距，减少了炮孔钻孔量，节约了钻孔时间，节省了炮工的工作时间，降低了成本。

起拱线、围岩节理发育处可根据现场情况适当缩小孔间距。

爆破聚能管可根据炮眼深度采用合适的聚能管管体，不需其他工具帮助送入炮眼，切缝方向准确，两端的前锥形定格帽和后定格堵外径与炮眼内径一致，保证聚能管管体同心，定向准确。

且利于工业化生产，作业安全。

聚能管聚能效应共四个过程：1. 炸药爆炸产生的爆轰波通过聚能管的聚能槽，将炸药的动能于势能转换成高压、高速、高能的射流，切割岩石成缝，形成1~2cm的深缝。

2. 射流在孔壁产生的射流压力高达7000MPA，岩石动载抗压强度为200MPA，抗拉为1/8~1/10的抗压强度，响铃的两个炮孔即为邻空面，叠加后的压缩波变为稀疏波，在两炮孔连线上使岩石分子结构断裂，形成裂纹。

3. 准静态气体膨胀，静态压力在两炮孔最短连线两侧产生拉力使岩石裂缝进一步扩展。

4. 根据爆破应力集中气刃作用原则，爆破气体沿裂缝进一步扩大贯通，抛落岩石。

聚能水压光面爆破就是炮孔中由聚能管装置替代了常规光面爆破炮孔中的药卷和传爆线,炮孔的最底部和上部有水袋, 用专用设备加工成的炮泥回填填塞。

常规光面爆破炮孔中的炸药爆炸后，在岩石传播应力波时产生径向压应力和切向拉应力, 由于光爆炮孔相邻互为“空孔”,所以在光爆炮孔连线两侧产生应力集中度很高的拉应力超过了岩石抗拉强度,于是使炮孔之间的岩体形成的初始裂缝要比其他方向厉害的多,除此之外,由于炸药爆炸生成的高压气体膨胀产生的静力作用促使初始裂缝进一步延伸扩大。