光面爆破参数与爆破效果分析

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。

Serial No .483July .2009现　代　矿　业MORDE N M I N I N G总第483期2009年7月第7期 韩鸿彬(1971-),男,工程师,456561河南省林州市。

光面爆破参数与爆破效果分析韩鸿彬(河南省濮阳市林州钢铁有限责任公司石村铁矿) 摘　要:介绍了在实际施工中,光面爆破参数的选择直接影响爆破效果,通过对光面爆破主要参数的分析,结合实践经验,给出了岩石巷道中光面爆破的主要参数值。

关键词:光面爆破;爆破参数;爆破效果中图分类号:T D235.374 文献标识码:B 文章编号:167426082(2009)0720106202 在井巷工程开挖过程中,为了保持巷道围岩的稳定,减少支护作业工程量,加快施工进度,常采用光面爆破。

实际爆破设计与施工中未考虑爆破对岩石的损伤,使岩石的力学参数发生变化,出现超挖或产生大量的爆震裂隙。

为控制开挖质量,减少爆震裂隙,并把爆破对围岩的损伤控制在最小范围,探讨了光面爆破主要参数与爆破效果的关系。

1　光面爆破光面爆破技术,通过科学设计爆破参数、合理布置炮孔位置、有效控制炮眼装药量(选用低密质和低爆速炸药)、采用不耦合装药的基础上,合理地利用炸药能量,使爆破后留下的巷道轮廓较为平滑,通常可在新的巷道壁面上残留清晰可见的钻孔壁痕迹。

光面爆破能降低爆破对围岩的损伤,使巷道产生很少的爆震裂隙,保持巷道围岩的强度和完整性,使巷道成型规整,尺寸符合设计要求,减少超挖或欠控,达到优质安全的目的。

光面爆破与普通爆破相比减少超挖率15%～25%,能节省大量材料,提高工程质量,减少提井、装运费用,实现优质高效。

2　光面爆破主要参数为获得良好的光面爆破效果,除了选择低密度、低爆速、高体积威力的炸药外,对光爆参数的合理选择也非常重要。

主要参数有:不耦合系数、炮眼间距、炮眼密集系数、炮眼装药密度、装药量、起爆间隔时间、,堵塞长度与起爆顺序等。

2.1　不耦合系数不耦合系数是炮眼直经与药卷直径之比,马秉智等人得出公式计算如下[3]:k c =(n ρ0D 2H 8k b S c)1/6,式中,n 为气体与孔壁碰撞时的压力增大系数,一般取n =δ～11;ρ0为炸药密度,g/cm 3;D H 为炸药爆速,m /s;k b 为体积应力状态下岩石抗压强度增大系数,岩石抗压增大系数一般取k b =10;S c 为对应f 抗压强度,kg/c m 2。

浅析光面和预裂爆破参数的合理选择摘要：浅析光面爆破发展应用情况、爆破参数的合理选择，以及光面和预裂爆破的质量保障措施。

关键词：巷道；光面；预裂；爆破；控制中图分类号：x752 文献标识码：a 文章编号：煤矿巷道掘进使用的光面爆破应用技术，是五十年代从国外兴起的，六十年代初期在国内得到了全面的推广应用。

多年的实践，光面爆破在巷道挖掘上起到了很大的作用，取得了显著的经济效益和综合效益。

而预裂爆破则是由光面爆破演变而来的，它是光面爆破的其中一种，也有的称作预裂光面爆破。

两者的主要差别在于：光面爆破的主爆破炮眼先于控制开挖轮廓面的光面炮眼起爆，而预裂爆破的主爆破炮眼在控制开挖轮廓面的预裂炮眼之后起爆。

光面、预裂爆破的应用，都是岩石工程爆破掘进和开挖史上的一次重大变革。

光面预裂爆破的效果，主要取决于工程中爆破参数选择和爆破控制技术。

因此，合理选择爆破参数，对于完成预期的爆破质量至关重要。

一、合理选择爆破参数煤矿巷道掘进爆破参数的选择，直接影响着爆破的质量和效果，它是光面、预裂爆破工程设计的重要内容。

我们应该利用一切有利于提高光面爆破质量的因素，努力提高爆破质量。

对于光面及预裂爆破参数的设计计算，有公式计算法、直接试验法、经验类比法和模型试验法等。

现结合有关资料和实践经验，给出爆破参数的一些计算公式及其参考值。

1）炮眼直径。

炮眼直径（db）的确定，直接关系到施工的效率和成本，应综合考虑岩石特性、现场机械设备及工程具体情况要求选择。

一般主要依据爆破的现场和钻工机具确定。

在小断面巷道实施光面预裂爆破时，孔径宜选35～45 mm。

2）炮眼间距。

光面、预裂爆破的实质是使炮眼之间产生贯通裂隙，以形成平整的断裂面。

因此，炮眼间距（a）对形成贯通裂隙有着非常重要的作用，它的大小主要取决于炸药的性质、不耦合系数和岩石的物理力学性质。

①对光面爆破有：a = 2ri+(pi/st)db，式中:ri=(bpb/st)arb,为每个炮眼产生的裂缝长度，st为岩石的抗拉强度，db为炮眼直径，pi为爆生气体充满炮眼时的静压，pb为孔壁压力，b为切向应力与径向应力比例系数，b=μ/(1-μ),μ—波松比。

光面爆破施工技术要求1、光面爆破基本参数（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，眼距应小而抵抗线应大；坚硬、稳定的岩石上，眼距应大而抵抗线应小。

（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可参照预裂爆破选用。

明挖工程钻孔直径为70～165mm；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）线装药密度一般按照松动爆破药量计算公式确定，预裂爆破的线装药密度一般为200～500g/m，为克服岩石对孔底的夹制作用，孔底段应加大线装药密度到2～5倍。

2、光面爆破技术要点：（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。

3、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。

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，且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6mm，仍可起到有效隔震作用。

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。

光面爆破与预裂爆破比较分析
一、光面爆破与预裂爆破比较
1、光面爆破与预裂爆破的材料
光面爆破是指对爆破石墨板上的龙门、冰裂缝等表面形成一道裂缝，
而预裂爆破则是利用梁状结构（如混凝土砌体、钢筋混凝土结构等），将
爆破材料（如煤屑、沙子、砂粒等）填充在梁状的缝隙，然后点燃爆破剂，以达到爆破的目的。

2、光面爆破与预裂爆破的特点
（1）光面爆破产生的爆破效果比较剧烈，能够产生较强的冲击波，
但是其爆轰片最多只能达到一定的范围，不能达到比较大的空间效果。

（2）预裂爆破产生的爆破效果稳定，能够产生比较大的散落物，可
以有效地增加爆破的空间效果，但是其产生的冲击波相对较小，爆轰片范
围也较小。

3、光面爆破与预裂爆破的应用
光面爆破主要用于采矿、建筑施工、核电站建设、管道建设等场合，
而预裂爆破则主要应用于采掘工程、深孔爆破等行业，以及需要有较大空
间效果的场合。

综上所述，光面爆破与预裂爆破各有其优势和不足，在实际应用中应
当根据不同的情况来选择不同的爆破方法，以达到最佳的爆破效果。

光面爆破光面爆破，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。

一、应用范围及其特点和优缺点1．应用范围光面爆破广泛应用于地下工程，如巷道开挖，大型隧道、公路、铁路隧道及构筑地下工事等，为确保岩壁平整，岩体完整，坚持其稳固性。

另外，露天矿边坡，公路、铁路边坡等，均常采纳光面爆破技术。

2．特点它与预裂爆破的不同之处是：它在主炮孔爆破之后进行，有两个自由面。

3．优缺点主要优点是：对围岩的破坏稍微，只有一般爆破的1／2～1／3，从而提升了围岩的稳定性；可以大大地减少巷道及边坡的超、欠挖，提升施工质量，加快施工进度，节省大量的支护材料和支护工作量；围岩壁平整，危石少，撬顶工作或边坡危石处理简单，可避免局部冒顶或局部滑坡的危险。

其主要缺点是：钻孔工作量大量增加，使用的起爆器材增加，装药工作量增加，因此爆破费用大大增加。

二、光面爆破参数为获得优良的光面效果，一般选用低密度、低爆速、低体积的炸药，以减少炸药爆轰波的击碎作用和延长爆轰气体的膨胀作用时间。

最好是选用光面爆破专用药卷，以提升装药速度并能获得预期光面效果。

1．孔径与孔距光面爆破的炮孔直径可与主炮孔的直径相同，假设为浅孔爆破，其孔径一般为38～42mm，假设为中深孔爆破，一般为80～160mm。

孔间距为主炮孔孔距的1／2～1／3.2．与邻近主炮孔的排距一般为正常炮孔排距的1／2.3．光爆孔深度比主爆破超深，h＝(0．1～0．2)L，L为主爆孔深度。

4．最小抵抗线光爆炮孔中心到邻近主爆孔中心的距离为最小抵抗线，一般应大于或等于光爆孔间距。

5．炮孔临近系数也叫密集系数m，即孔间距与抵抗线之比：m＝a/ω，当m过大时，爆破后，可能在光爆眼间留下岩埂，造成欠挖。

当m过小时，则会在新壁面造成超挖凹坑。

施行说明，当m＝0．8～1．0时，爆后的光面效果最好。

光⾯爆破是通过正确选择爆破参数和合理的施⼯⽅法光⾯爆破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。

⼀、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。

⼆、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。

（3）胶质炸药它是由硝化⽢油和硝酸铵（有时⽤硝酸钾或硝酸钠）的混合物，另加⼊⼀些⽊屑和稳定剂制成的。

它的爆炸威⼒⼤，不吸湿，有较⾼密度和可塑性，适⽤于⽔下和坚硬岩⽯爆破。

1.雷管雷管是常⽤的起爆材料。

按照引爆⽅式分为电雷管（分为即发、延期及毫秒雷管）和⽕雷管两种。

雷管外壳有纸、铜、铁等⼏种。

⼯业上依雷管内起爆药量多少分为10个号码，通常⽤6号～8号。

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。

光面爆破效果评价与影响因素【摘要】本文通过对露天开采石方边坡采用光面爆破施工的效果进行评价，分析影响光面爆破效果的各种因素，并提出对策，仅供有关施工参考。

【关键词】光面爆破；效果评价；影响因素1.概述光面爆破是一种控制边坡设计开挖轮廓成型的控制爆破施工技术，它主要是沿设计开挖边界布置密集炮孔，采取不耦合装药或填低威力炸药，在主爆区爆破之后起爆的以形成平整轮廓面的爆破作业施工技术。

光面爆破不仅可以有效的减轻爆破对围岩的破坏，控制开挖面的超、欠挖，防止冒顶，爆破成型的边坡平整光滑和美观；而且可以提高工效，有效地降低后期边坡绿化和边坡整治的造价。

特别是在比较完整的岩体中采用光面爆破能够形成光洁平整、非常美观的开挖边坡，其优点表现得十分明显。

光面爆破施工技术最初主要用于地下隧道开挖工程，随着露天爆破开挖工程对边坡要求的越来越高，光面爆破施工技术逐渐在公路、铁路、港口、水利、城市等建设过程中得到了广泛的应用。

2.光面爆破的效果评价对于公路、铁路、水利、城市建设等露天石方边坡开挖爆破工程，光面爆破的效果可以通过边坡的稳定、平整度、裂缝宽度、半孔率以及残留半孔壁上有无爆破裂隙、保留岩体的破坏程度等多项指标来进行衡量和评价。

目前比较常用的是采用半孔率、裂缝宽度、边坡平整度和残留的半孔壁上有无爆破裂隙四个方面的指标来评价光面爆破的效果和质量。

其中半孔率、平整程度两个指标可以通过现场实测获得相关数据参照有关标准进行评价，而裂缝宽度和残留的半孔壁上有无爆破裂隙两个指标只能通过现场的外观观察综合评价。

光面爆破效果好和优良工程爆破后的边坡应当稳定、平整、圆滑和美观，具有较好的环境效益和景观效果，具体工程实际的爆破效果可见下图：2.1半孔率一般光面爆破后均会在边坡壁上残留下足够的半边钻孔痕迹，而残留在边坡上半边钻孔痕迹的多少，称之为半孔率。

不同岩性进行光面爆破的效果按照半孔率评价可以参照下表进行。

2.1边坡平整度在光面爆破施工作业中，边坡平整度既是衡量光面爆破效果和质量的一个重要指标，又是对光爆孔钻孔质量进行检验的一个指标。

隧道光面爆破参数的选用隧道光面爆破是一种通过光学爆破技术来实现隧道开挖的工程方法。

它具有施工速度快、破碎效果好、环境污染小等优点。

在进行隧道光面爆破参数选择时，需要综合考虑各种因素，包括岩石性质、材料爆炸参数、装药类型、装药布置等。

一、岩石性质岩石性质是选择隧道光面爆破参数的重要因素。

不同的岩石具有不同的抗压强度、硬度和断裂特性，需要根据实际情况进行选择。

通常情况下，抗压强度较高的岩石适合选择较大的装药量和较高的爆炸能量，而抗压强度较低的岩石则适合选择较小的装药量和较低的爆炸能量。

二、材料爆破参数光面爆破所使用的材料爆破参数主要包括爆破能量、装药密度和装药比例。

爆破能量是指单位体积爆炸材料的能量，它直接影响到破碎效果。

装药密度是指单位体积装药的质量，一般情况下，装药密度越大，能量传递越容易，爆破效果越好。

装药比例是指爆炸材料中炸药和引爆剂的比例，不同的装药比例对爆破效果也有一定的影响。

三、装药类型装药类型主要包括炸药、引爆剂和其他辅助爆破材料。

炸药是产生爆炸能量的主要组成部分，也是影响爆破效果的主要因素。

不同的炸药具有不同的爆炸速度和能量释放特性，需要根据实际需要选择。

引爆剂是引爆炸药的物质，一般需要选择具有较高的敏感性和可靠性的引爆剂。

其他辅助爆破材料主要包括增塑剂和憎水剂等，它们的选择需要根据实际需要进行。

四、装药布置装药布置是指在岩体上进行装药的位置、形式和方式等。

合理的装药布置可以使爆破能量得到最有效地传递，提高爆破效果。

一般情况下，装药布置要遵循均匀分布、高能量集中、对称布置等原则，同时考虑岩石的断裂特性和实际施工情况进行选择。

综上所述，隧道光面爆破参数的选择是一个复杂的过程，需要综合考虑岩石性质、材料爆破参数、装药类型和装药布置等因素。

只有根据实际情况合理选择参数，才能保证施工的安全性和效率。

在实际应用中，还需要根据具体情况进行不断调整和优化，以达到最佳的爆破效果。