浅谈光面爆破应用
- 格式:doc
- 大小:43.50 KB
- 文档页数:5
浅谈光面爆破设计在隧道工程中的应用中交一航局城市交通工程公司徐金超内容摘要:光面爆破是隧道“新奥法”施工的关键技术,爆破效果直接关系到工程质量的好坏、施工进度的快慢和施工费用的高低等。
做好光面爆破施工,对企业的效益有至关重要的影响。
然而爆破设计是做好光面爆破的第一步,因此为提高工程质量,使效益的最大化,本文着重阐述了光面爆破设计方法及步骤,为以后的隧道开挖提供一定的借鉴经验。
关键词:爆破设计应用正文:1、光面爆破的优点光面爆破是一种科学的控制周边轮廓并能维持围岩稳定的爆破方法,其适用范围很广,优越性很多。
尤其是隧道爆破中具有较明显的优点:1.1 形成规则的光滑的接近于设计要求的轮廓,其受力性好,无应力集中现象,有利于围岩稳定,维护自稳能力;1.2 对围岩的扰动范围小,可有效地减少应力集中所引起的塌方现象,尤其是在不良地质段;1.3 改善作业环境,便于喷锚作业,降低喷射混凝土回弹率,效果明显;1.4 是控制隧道超欠挖的主要爆破方法,能大大节约工程成本。
2、爆破器材采用人工手持YT-28气腿式风枪钻孔打眼,炮孔布置要适合人工钻孔,爆破施工选用乳化炸药。
周边眼用φ32mm(直径)*10cm(长度)小药卷,不耦合装药,其余炮眼用φ32mm(直径)*20cm(长度)药卷。
采用毫秒雷管起爆系统,毫秒雷管采用 13 段别毫秒雷管,引爆采用电起爆。
3、影响光面爆破的主要因素3.1 孔网参数孔网参数系指周边孔的间距E、光爆层的厚度W及炮孔的密集系数m。
3.1.1 炮孔间距E 的影响ρσσστ•••+•••+••=L E D L E W E d q ee e )][]([][][785.02于炮孔间距E )首先形成裂缝方向发生变化,换名话讲:过小不易形成裂缝,爆破成锯齿状如下图示。
3.1.3 炮孔密集系数m 的影响m (E/W )过大反应出E 值升高,不易形成裂缝,m 过小反应出W 过大,此时光爆层不易沿两孔连线断开,容易形成欠挖现象。
浅谈光面爆破技术在隧道施工中的应用卧佛山隧道位于集包铁路内蒙卓资山县境内,全长2420米,隧道洞身围岩以Ⅱ、Ⅲ级为主,洞身Ⅱ、Ⅲ级围岩长度约占全长的81%,洞身岩体主要由强风化花岗岩和大理岩组成裂隙较发育,围岩基本稳定,Ⅱ、Ⅲ级围岩施工中为了保护围岩,增强隧道光面效果,周边炮孔采用光面爆破技术施工。
一、光面爆破施工要点1、Ⅱ、Ⅲ级围岩断面积为42m2,每循环需8小时,进尺2.70m,采用全断面开挖。
2.施工设备配备。
卧佛山隧道施工中,采用工字钢、钢管、钢筋等焊接自制成钻孔台架,台架上安装有高压风、钢管、通用闸阀、连接风钻、照明配电盒及照明灯具,可以供15台风钻同时钻眼施工。
机械排险后,用装载机将台架抬至工作面,只需5分钟即可就位。
就位后,人工在台架的各个区域排险,互不影响,紧接着测量放样,采用15台YT-28式气腿式凿岩机钻孔同时钻眼,钻眼孔径为40mm。
二、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。
光面爆破在矿山巷道掘进爆破施工中的应用
光面爆破是一种在矿山巷道掘进爆破施工中常用的技术,它利用高能量爆破药剂将巷
道的岩石炸碎,以便于后续的掘进工作。
光面爆破可以加快巷道的掘进速度。
传统的掘进方法往往需要利用机械设备切割岩石,速度较慢,而且设备易受到岩石的抗剪强度的限制。
而光面爆破则可以通过爆破药剂的高
能量释放,瞬间将岩石炸碎,从而使得掘进速度大大加快。
光面爆破还可以有效地消除巷
道内部的岩石应力场,减小了机械设备的工作阻力,提高了掘进效率。
光面爆破可以改善巷道的质量。
在巷道掘进过程中,岩石的断裂和破碎状态会直接影
响到巷道的支护和后续工作的顺利进行。
采用光面爆破技术,可以实现巷道面的均衡炸碎,使得巷道的壁面平整光滑,减少断层和块状岩体的存在,提高了巷道的稳定性和安全性。
光面爆破可以降低巷道掘进的成本。
相比于传统的机械掘进方法,光面爆破不仅能够
提高掘进的速度和质量,还可以减少机械设备的使用量,节约了人力和物力资源。
光面爆
破采用的爆破药剂价格相对较低,施工成本也相对较低。
光面爆破可以改善工作环境和提高施工安全。
光面爆破的施工过程相对较为简单,能
够减少对工人的身体损害。
而且,光面爆破不会产生大量的岩屑和粉尘,降低了空气污染
和爆破灾害的风险,提高了爆破施工的安全性。
光面爆破在矿山巷道掘进爆破施工中有着广泛的应用,它能够加快掘进速度,改善巷
道质量,降低施工成本,改善工作环境和提高施工安全。
光面爆破也需要科学合理的设计
和严格的操作管理,以确保施工的安全和质量。
光面爆破技术在碎裂岩层隧道开挖中的应用光面爆破技术是一种通过使用光纤和高性能激光器来实现的爆破技术。
它主要应用于碎裂岩层隧道开挖中,能够有效地提高隧道开挖效率和质量。
本文将就光面爆破技术在碎裂岩层隧道开挖中的应用进行详细介绍。
一、光面爆破技术的优势光面爆破技术是一种新型的爆破技术,相比传统的爆破技术,具有如下优势:1. 精确控制:光面爆破技术采用激光器进行爆破作业,可以实现更加精确的控制,能够准确地控制爆破的位置、方向和范围,避免了传统爆破技术容易出现的误差。
2. 环保节能:光面爆破技术采用激光进行爆破,不需要使用传统的爆破药剂,减少了对环境的污染,同时也减少了能源的消耗,是一种环保节能的爆破技术。
3. 作业安全:光面爆破技术在作业过程中不会产生火花和弹片,减少了对作业人员和设备的伤害,提高了作业安全性。
4. 提高效率:光面爆破技术可以实现快速高效的作业,提高了爆破作业的效率,减少了工期和成本。
1. 根据隧道特性进行设计:在采用光面爆破技术进行隧道开挖时,首先需要根据隧道的特性进行合理的设计,包括隧道的长度、宽度、高度、岩层的硬度和结构等,以及施工过程中可能遇到的问题,然后根据这些设计参数进行光面爆破技术的应用方案设计。
2. 调查勘察:在隧道开挖之前,需要进行详细的调查勘察工作,对隧道穿越的地质情况进行全面了解,包括各种岩层的类型、裂缝分布、岩石的结构和力学性质等,从而为光面爆破技术的应用提供可靠的数据支持。
3. 设备准备:在进行光面爆破技术应用前,需要对激光器、光纤和配套设备进行准备和调试,确保设备的正常运行和稳定性。
4. 爆破作业:在一切准备就绪后,可以进行光面爆破技术的应用,通过激光器对岩层进行爆破,用高能激光束来破坏岩石的结构,从而实现隧道的开挖。
5. 安全监控:在光面爆破技术应用过程中,需要对爆破现场进行实时监控,确保爆破过程的安全性和有效性,同时要保障周围环境和周边建筑物的安全。
6. 后续处理:在爆破完成后,需要对爆破现场进行安全清理和岩石残块的清除,确保爆破现场的整洁和安全。
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。
2.2光面爆破的优越性光面爆破在岩巷中得到了较好的推广应用。
采用“多钻眼、少装药”,合理布置炮眼和适量装药,获得光爆预留层,使围岩破坏范围和破坏程度减小,从而提高围岩抗拉平衡能力,巷道成形规整。
隧道工程项目施工中光面爆破技术的应用摘要:光面爆破技术是克服传统爆破的一种新技术,简单实用、操作性强,可达到全新的标准。
该技术是当前实现人工精准操作的最佳选择之一,可克服传统爆破施工方法的碎石乱飞和炮眼利用率低等情况,从而提高爆破周边岩石的稳定性,确保施工过程中更加快捷安全方便。
关键词:隧道工程;光面爆破技术;应用1光面爆破的原理光面爆破技术的主要原理,是通过利用岩石抗拉的强度远远低于其抗压强度的特征,以此来开展科学布孔、选择适宜的参数、把控装药的分量、按照次序进行起爆等工序,从而实现隧道洞室表层更为光滑、围岩扰动破坏力减弱、超欠挖数值减少的目的。
隧道光面爆破技术的实质是控制爆破,它是参考地铁隧道断面的设计构思,在周围区域布置出合理数量的爆破孔。
当然,在爆破环节结束后,地铁隧道的周围便会形成极为润滑的墙体,如此一来便可使隧道断面既符合结构设计原则,又可形成围岩。
唯有如此,才能最大限度地保持围岩的完整性和承载能力,达到优质、高效、快速的施工效果。
2工程概况以某隧道工程为例,该隧道为左右分离式特长隧道,隧道全长11771m。
项目施工段落左线:ZK13+680~ZK20+576段,右线K13+885~K20+558,左右线均采用端墙式洞门,出口设计高程2043m,轴线地面标高2047~3374m,最大埋深约1220m。
该工程隧道的岩石以凝灰质砂岩为主。
2.1施工方案由于该公路隧道较长,为项目关键性工程,项目工期紧张,施工进度压力大,项目整体围岩较好,以光面爆破施工为主,施工以人工风枪钻眼与机械钻研结合的方式进行挖掘,从出口处开始施工掘进,装载机出渣,先开挖上部,再继续下挖。
图1所示为隧道横断面示意图。
图1隧道横断面示意图该隧道具体施工顺序为:首先挖拱部,并用混凝土初喷,然后复喷;接着以台阶式开挖下部,并用混凝土进行二衬施工,且仰拱混凝土与铺底施工需保持35m的距离。
在具体施工中,由于隧道浅埋围岩变形大,再加上实际干扰因素多和施工误差等,需要在实施工艺中增加隧道的预留变形量,宽度和高度各约预留8cm。
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的比值K(炮眼密集系数)有关。
实践表明,当K=E/W=0.8~1.0时,能得到较好的爆破效果,K值过大,爆破后两个炮眼之间的岩壁上会留下一块凸起的岩石,K值过小爆破后两个炮眼的岩壁要受到破坏,使岩壁凹入,达不到光爆效果,K值应根据岩石的硬度系数和有无裂隙而定;在巷道曲率半径小的部位或岩石松软、破碎节理发育带,应取K=0.6~0.8;巷道断面小或岩石坚硬时,K=1.0~1.2为宜。
光面爆破技术在碎裂岩层隧道开挖中的应用光面爆破技术是一种高效、安全、环保的爆破方法,广泛应用于岩层隧道的开挖中。
其主要特点是利用陶瓷炸药或高能炸药在岩体中形成光面爆破面,使得爆炸能量集中,提高爆破效率,降低爆破损害。
本文将探讨光面爆破技术在碎裂岩层隧道开挖中的应用。
光面爆破技术的优点1. 爆破损害小光面爆破能够有效地将爆炸能量集中到岩体的目标位置,减少爆破损害,特别是对于碎裂岩层,其爆破损害更小。
这样可以减少硬岩开挖过程中出现的爆震、矿屑、飞石等现象,从而确保施工安全。
2. 爆破效率高光面爆破能够充分利用炸药的能量,实现在单次爆破中开挖更大的岩体,提高施工效率。
此外,光面爆破技术还可以通过控制爆破参数,实现快速、准确、可控的开挖,更好地适应不同的工程需求。
3. 环保节能光面爆破技术可以控制爆破过程中的烟气、噪音等污染物排放,减少对环境的影响,同时也可以达到节能效果。
1. 碎裂岩层隧道的开挖碎裂岩层的物理性质复杂,令其难以开挖,对工程造成较大难度。
光面爆破技术可以利用其集中爆炸能量、损害小、效率高的优势,更好地解决碎裂岩层隧道开挖问题。
2. 深井开掘深井开掘的过程中,需要经过固硬岩层、软弱岩层、碎裂岩层等地层,传统的开挖方法费时费力,而光面爆破技术则能更好地应对这个问题,在一定程度上提高了工程的施工效率和工作安全性。
3. 矿山开采矿山开采是需要大量的岩石爆破的行业。
与传统爆破技术相比,光面爆破技术能够更好地控制爆破效果,减少爆破损害,降低恶劣环境对施工带来的影响,同时,更好的保证了采矿效率。
总之,光面爆破技术凭借其安全、高效、环保的优势广泛应用于岩层隧道开挖领域。
随着技术的不断发展,它将成为未来施工的主流技术之一。
浅谈光面爆破技术应用的影响因素摘要:光面爆破技术作为一种在矿山隧道掘进中广泛应用的爆破技术,具有高效、精确、环保和经济等显著特点,对此,本文首先对光面爆破进行了概述,然后针对影响因素分析,研究了炮眼布置对光面爆破的重要性,以供相关人士交流参考。
关键词:光面爆破技术;影响因素;矿山隧道掘进;应用研究引言:在矿山隧道掘进中,光面爆破技术的施工工艺流程经过测量布孔、钻孔、装药连线和起爆等多个关键步骤的精确操作和管理。
通过合理的工艺流程,能够实现对矿石和岩石的高效、彻底破碎和剥离,为施工效率和质量带来显著提升。
然而,随着技术的不断进步和应用的深入,对光面爆破技术在矿山隧道施工中的研究和优化仍然具有重要意义。
一、光面爆破概述(一)光面爆破的原理光面爆破是一种在矿山隧道掘进中广泛应用的炸药爆破技术。
其原理主要是通过在爆破面上布置特殊的点火装置,利用爆炸能量产生的冲击波和气体体积膨胀的影响,来实现对矿石和岩石的有效破碎和破坏。
爆破作业前,首先需要对地质条件进行详细的勘察和分析,确定爆破面的位置和形状,进而根据矿石和岩石的物理特性、力学性质以及设计要求,合理选择合适的炸药类型和装药量,以确保爆破效果的最大化。
在实际爆破作业中,光面爆破的特殊点火装置会在爆破面上呈现出多个点火源,一般由电线或引信组成。
当点火开始时,先点燃周围的一些炸药,通过燃烧产生的高温气体快速膨胀,形成了冲击波,然后迅速传播到其他炸药上。
爆炸冲击波和气体体积膨胀是光面爆破的两个主要作用机制。
冲击波能够通过对矿石和岩石的冲击将其破碎,而气体体积膨胀则可以产生足够的压力,将破碎后的矿石和岩石推离爆破面,实现对隧道的掘进和开挖[1]。
二、影响因素分析(一)掏槽效果掏槽效果是光面爆破技术中一个非常重要的因素。
掏槽效果指的是在爆破面上进行预爆破,形成凹凸不平的槽形表面,以增加爆破能量的集中以及爆炸冲击波的效果。
掏槽操作的质量直接影响到后续爆破的效果。
通过合理选择爆破设备和掏槽爆破参数,可以达到预期的掏槽效果,提高爆破效果和效率[2]。
浅谈光面爆破应用
前言
目前,我国岩巷掘进爆破的特点是巷道宽度小,自由面少,岩石所受夹制作用强。
而现场施工仍普遍存在少打眼、乱打眼、多装药、乱放炮的现象,造成的后果是炮眼利用率低,岩石碎块抛掷远,爆堆不集中,周边超挖量大,成型质量差,围岩松动破坏严重,在松软岩层中周边很难留下半边眼痕。
不仅影响了巷道掘进的速度,增加了出矸量和支护材料消耗,也降低了巷道的稳定性和安全性。
据相关资料统计,我国全煤炭行业岩巷掘进的平均月进尺仅为60m左右。
特别是对于f>8~10的较为坚硬岩石,其炮眼利用率一般在60%~80%。
因此,如何提高爆破效率、改善爆破效果、增加进尺、保证成型,仍是岩巷掘进爆破工作中应解决的主要课题。
作者力图从炮眼深度、掏槽爆破、光面爆破、定向断裂控制爆破等技术问题进行分析探讨,以期提出一些有益的参考。
1 炮眼深度
影响炮眼深度的因素主要有岩石性质、钻眼机械、循环作业方式、炸药威力等,在选择炮眼深度时应综合考虑。
1.1根据钻眼机械确定
合理的炮眼深度应与钻眼机械相适应,即合理的炮眼深度要保证钻眼时有较高的钻眼速度。
有资料表明:对于普通的气腿式凿岩机(如常用的YT-27型),在相同的凿岩条件下,采用同一根钎子钻眼,每增加lm炮眼,其钻眼速度就下降4%~10%,且随着钻眼深度的增加,钻眼速度下降得越快。
特别当炮眼深度超过3.0m时,钻眼速度仅有眼深0.5m时的3l%。
由于钎子重量增加,使克服钎子弹性变形的冲击功增大,排粉难度也增大;其次钎杆与眼壁问摩擦阻力增大,能量消耗增加;再者人工拔钎也相当困难。
因此,使用普通气腿式凿岩机,炮眼深度宜控制在2.5m以内。
如果采用凿岩台车配备重型导轨凿岩机(如YGZ-70型),因其有较大的轴推力和较强的扭矩,故能克服气腿式凿岩机的上述缺点,可不换钎子一次推进行程3.5~4.0m,对巷道掘进中深孔爆破非常有利。
1.2根据循环作业方式确定
合理的炮眼深度应与循环作业方式相适应,即合理的炮眼深度应能保证每班或圆班完成整循环,保证实现正规循环作业,这样,每班工作任务明确,便于组织和管理,配合锚喷支护及其掘支作业方式,在合理的炮眼深度内,力争达到一班多循环或中深孔爆破一班一循环。
1.3根据单位工时消耗确定
据长期现场经验,当炮眼深度变化时,各主要工序,如钻眼爆破(包括钻眼、装药、联线、放炮等)、装运岩石、临时支护和永久支护、铺设轨道等,其纯的单位工时消耗量基本保持不变,但各种转换工序和各种辅助工序,如交接班、钻眼准备、工作面清整、放炮前撤人撤物、通风排烟、安全检查等的单位工时消耗量却随着炮眼深度的增加而明显减少。
除此以外,在确定炮眼深度时,还需考虑巷道断面的大小、岩石的坚硬程度、所用炸药的爆炸威力等。
巷道断面小、岩石坚固性高、炮眼底部岩石夹制作用强,掏槽难度就大;装药直径大、爆炸威力高,就能获得较高的掏槽效果。
2 掏槽爆破
决定掘进进尺的关键是掏槽爆破。
要提高炮眼利用率,就应首先选择合理的掏槽形式和掏槽参数。
2.1掏槽形式
在目前浅眼多循环的巷道掘进爆破中,最常用的掏槽形式是垂直楔形掏槽。
而中深孔爆破时垂直楔形掏槽的应用受到了巷道断面宽度的限制,多采用直眼掏槽。
直眼掏槽的形式有多种,较为常见的有菱形掏槽、角柱掏槽、螺旋掏槽等。
各种掏槽形式的共同特点是利用数量不等的平行空眼作为首爆装药眼的辅助自由面和破碎岩石的膨胀补偿空间。
目前较为有效的中深孔爆破直眼掏槽方式是阶段直眼掏槽和孔
内分段直眼掏槽。
前者是将掏槽眼深度分成若干段(多为两段),不同掏槽眼的眼底位于不同的平面上,按由浅人深的顺序分阶段进行掏槽。
后者则是在掏槽装药炮眼内实施上下两分段,分段装药间以一定长度的炮泥相隔,由外向内顺序起爆。
两种直眼掏槽方式的掏槽机理相同,前分段掏槽
(或上分段装药)爆破后,在应力波和爆轰气体的综合作用下,槽腔内岩石被破碎并向工作面方向推移,形成漏斗形槽腔,为后分段掏槽(或下分段装药)创造了一个新自由面,并由此改变了深部岩石所受的夹制作用,使其强度降低,有利于岩石的爆破破碎和运动。
同时还造成下分段岩石中的残余应力和大量的爆生裂隙以增强岩石的破碎。
分段问装药微差起爆,也改善了炸药爆炸能量与岩石破碎的匹配关系,使更多的能量用于岩石破裂破碎和更少的能量用于碎块的抛掷。
研究结果表明这两种掏槽方式可增大槽腔体积,提高掏槽深度,抛掷作用小,爆堆集中,利于装岩。
对于坚固性较高(f>8~10)的坚硬岩石,当巷道断面较大时,除采用以上两种分段直眼掏槽外,直眼和斜眼复合式掏槽(线形和垂直楔形、菱形和垂直楔形复合)也不失为一种较好的掏槽方式。
最近峻德煤矿暗井下山坚硬岩石巷道掘进爆破时就采用了这种双楔形掏槽,该巷道岩石为砾岩,整体性好,致密坚固,无层理,韧性高,极其坚硬难爆,使用单楔形掏槽或普通角柱形直眼掏槽,1.6m的掏槽炮眼深度,爆破后炮眼利用率一般在63%以下,个别时仅有30%左右,而且大块较多,严重影响了掘进速度和巷道成型。
改用双楔形掏槽,两阶槽眼梅花形布置,其中2对一阶掏槽,槽眼深度1.0m,倾角650;3对二阶掏槽,槽眼深度1.6m,倾角700;另为增大槽腔内岩石的破碎程度和改善岩石破碎块度,在槽腔中心加打了1个与二阶槽眼同深的炮眼,取得了较高的掏槽效果。
爆破效率基本上在80%以上,平均达86%左右,爆破块度也较为均匀。
2.2掏槽参数
炮眼间距、斜眼楔形掏槽参数多由经验确定。
笔者认为,掏槽爆破主要是利用装药爆炸后岩石中产生的破碎破裂作用,因此对于直眼掏槽,要保证槽腔内岩石充分破裂破坏,掏槽炮眼应布置在破裂区内。
2.3炮眼装药量
据掏槽爆破要求,装药爆后要将槽腔内岩石充分破碎并抛出,因此,装药量较其它炮孔要大,且不同种类的岩石装药量有变化。
3 光面爆破
3.1炮眼间距
合理的炮眼间距应保证炮眼间贯通裂隙完全形成。
综合考虑爆炸应力波和爆生气体在贯通裂隙形成过程中的作用,光爆周边眼的间距与其最小抵抗线存在着一定的比例关系,即
按照光面爆破的要求,周边眼的中心都应布置在巷道设计掘进断面的轮廓线上,而眼底应稍向轮廓线上偏斜,一般不超过100~150mm,这样可使下一循环打眼时凿岩机有足够的工作空间,同时要尽量减少超挖量。
3.2装药结构和装药集中度
较合理的光爆装药结构为径向空气间隙不偶合和轴向软垫层不
偶合装药。
巷道周边光面炮眼装药量通常用装药集中度来控制,所选装药集中度的大小要求爆破后在炮眼周围的岩石中不产生粉碎性破坏,并能在岩壁上留有眼痕,炮眼装药量对保持岩壁平整无明显裂隙,具有很大影响。
装药量过多,岩壁破碎严重;装药量过少,周边眼不能贯通。
经验表明,周边眼的装药量每米炮眼(装药集中度)为0.15~0.25kg/m。
定向断裂控制爆破是利用一些方法首先使炮眼壁某部位应力集中而
产生径向裂缝,同时避免眼壁其他部位产生微裂缝,随后在爆炸应力波和爆生气体的共同作用下,径向裂缝持续发展,形成预期的断裂面。
与普通光面爆破相比,其主要的技术特点有巷道周边成型质量提高、围岩破坏程度降低、眼距加大、周边钻眼工作量减少。
特别是在软岩巷道效果常用的断裂控制爆破方法有两种,一是在炮眼壁沿纵向v形槽,当柱状装药爆炸后产生的应力波首先在切槽尖端引起应力集中而开裂,尔后爆炸气体作用使裂缝沿切槽方向延伸,直到相邻炮眼贯通;二是利用特殊形状的药包爆炸后首先在炮眼壁的某一部位产生初始裂缝,然后在爆生气体作用下裂缝持续发展,形成定向断裂面。
在巷道爆破中使用最多是切缝药包。
3.3定向断裂使用爆破材料
鹤岗威盛化工有限责任公司研制出RH-MⅢ型聚能乳化炸药,对光面爆破效果很好。
(1)聚能乳化炸药适用于井下可燃气和(或)煤尘爆炸危险的爆破工程。
(2)药卷直径φ(29±1)mm;药卷质量(188±9)g;药卷长度300mm。
(3)药卷技术性能及主要安全性能(见表1、表2):
(4)使用方法:
①聚能乳化炸药经雷管起爆后,炸药在药卷内以一定爆速进行传播,直至药卷爆轰结束。
②使用8号电雷管起爆,并从药卷顶端插入。
③装药前必须将炮眼内的煤粉或岩粉掏净,以避免爆炸不良或残留药等现象。
炮眼封泥采用粘土炮泥或用不燃性的、可塑性松散材料制成的炮泥封实。
严禁用煤粉、块状材料或其他可燃性材料作炮眼封泥。
④装药时,用专用炮棍的顶部楔形放在药卷底部槽内轻轻将药卷推入周边眼的炮孔内,药卷问不应有明显的间隙,保持对称的聚能槽与切割方向在一条直线上,第三条聚能槽对着切割的岩石,并与切割线垂直。
⑤遇有水工作面时,可直接将聚能乳化炸药装入炮孔内使用,无需排水和安装防水袋。
4 结论
较好的光面爆破效果是保证巷道成型规整、减少周边围岩破坏的关键。
岩巷掘进均应采取周边光面爆破技术。
光面爆破后的巷道轮廓平整,便于锚喷支护。
同时由于巷道超挖量少,岩帮裂隙少,稳定性高,从而降低巷道的掘进和维护费用。