光面爆破

光面爆破科技名词定义

中文名称：光面爆破 英文名称：smooth blasting 定义1：爆破开挖时，沿设计开挖轮廓钻孔装药，在开挖区主爆破孔之后起爆，以获得比较平整壁面的爆破。 应用学科：电力（一级学科）；水工建筑（二级学科） 定义2：在设计轮廓面上钻孔装药，并控制炸药后于开挖区主爆孔起爆，使岩体出现平整轮廓面的爆破技术。 应用学科：水利科技（一级学科）；水利工程施工（二级学科）；土石方开挖（水利）（三级学科） 以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

求助编辑百科名片

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，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。

目录

光面爆破作用原理

光面爆破的技术要点

预裂爆破和光面爆破

应用（一）成缝机理

（二）质量控制标准

（三）参数设计

（四）装药结构与起爆光面爆破作用原理

光面爆破的技术要点

预裂爆破和光面爆破

应用 （一）成缝机理

（二）质量控制标准

（三）参数设计

（四）装药结构与起爆

展开编辑本段光面爆破作用原理

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。

编辑本段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。 编辑本段预裂爆破和光面爆破

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。所谓预裂爆破，就是首先起爆布置在设计轮廓线上的预裂爆破孔药包，形成一条沿设计轮廓线贯穿的裂缝，再在该人工裂缝的屏蔽下进行主体开挖部位的爆破，保证保留岩体免遭破坏；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。

编辑本段应用

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。

（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。

（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。

（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； d—钻孔直径，mm； K、α、β和γ—经验系数。 随岩性不同，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 参照预裂爆破选用。 4）线装药密度Qx 一般按照松动爆破药量计算公式确定 式中q—松动爆破单耗，kg/m； a—光面爆破孔间距，m；

W—光面爆破层厚度，m。

编辑本段（四）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，预裂爆破和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 一、什么是光面爆破？ 光面爆破是一种合理利用炸药能量的控制爆破技术。

工作面 爆破后，巷道断面的形状和尺寸基本上符合设计断面的轮廓要

求，周边岩壁平整、成型规整、岩石保持稳定、不产生或很少产 生炮震裂隙。 二、光面爆破的周边眼怎样布置合适？ 光面爆破的关键，就是周边眼的布置。周边眼必须布置在巷 道的轮廓线上，间距与装药量，必须根据围岩情况，经过试验确 定。一般情况，炮眼的间距与炮眼直径成正比，与岩石抗拉强度 成反比。f=4~6 时，周边眼距为 400~500mm。 在砂岩和砾岩层中的巷道，周边眼的间距一般控制在 400~500mm 为宜； 在粉砂岩和泥页岩中巷道的周边眼间距控制在 300~400 为 宜； 在裂隙、节理发育、层理明显以及破碎地带中的巷道，周边 眼间距可以缩小，要求隔眼装药； 要求平整度较高的硐室或特殊工程，周边眼间距也可以缩 小。

在煤层中光爆，周边眼也要加密。 三、光面爆破周边眼的装药量多少合适？ 周边眼就是起修边作用， 崩掉光爆层厚度即可， 装药量多少， 直接影响修边的好环。周边眼药量过大，将增加对围岩的破坏程 度，使围岩爆破裂缝增多和加深，如装药量过少，也可能崩不掉 光爆层岩石，会出现鼓包现象。每个工作面必须经过实验取得装 药参数，岩石较硬，装药量稍大一点，岩石松软，装药量要小些， 一般眼深 1.8m 左右，装药量 0.15~0.3kg 为宜。

四、光面爆破时，对炸药和雷管有什么要求？ 为了取得好的爆破效果，对炸药和雷管的要求如下： 炸药。目前多使用 2 号岩石炸药和 2 号煤矿硝铵安全炸药，

它基本能满足光爆要求。光面爆破周边眼最好用小药卷，直径 22~25mm，可以减少围岩的炮震裂缝，有效地保护围岩的稳定。 雷管。为了保证周边眼的同时起爆，可选用秒延期雷管或毫

秒延期雷管。有瓦斯和煤尘的工作面，使用毫秒延期雷管。 五、光面爆破法有几种方法？具体内容是什么？

光面爆破概括起来，可分为三类，具体内容是： 1）轮廓线光爆法：这种方法是周边眼沿着巷道轮廓线密集 地打一排空眼，里边不装药，经相邻一排装药眼爆破后，爆破应 力和裂缝的传递并使岩石沿弱线分切开，同撕邮票的原理一样。 2）预裂光爆法：该法是周边眼沿巷道轮廓排一排较密的眼， 装药量很少，爆破之后将岩体切开分离，不过，周边眼的爆破是 在其它眼爆破之前。 3）修边光爆法：此法是周边眼通过缓冲装药和预留光面层， 经爆破与围岩切开，但周边眼的爆破是在其它炮眼爆破之后，这 个方法在全国得到广泛应用。

六、光面爆破的标准是什么？ 煤炭工业部在《光爆锚喷试行规程》中规定了三项指标： 1）眼痕率不少于 50%。眼痕率是指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。 对于整体性较好的硬岩，眼痕率不少于 50%较容易达到，对整体 性较差的软岩不容易达到。 2）超挖量尺寸不得大于 150mm，欠挖不得小于设计掘进断 面的几何尺寸。 七、不同岩石各种炮眼光爆参数多少合适？ 光爆参数的选择主要是炮眼布置与装药量。 光爆时掏槽眼与 辅助眼基本相同，光爆与普通爆破的差别在于二圈眼和周边眼。 二圈眼是确保光爆层厚度的重要参数，特别是松软围岩，应从二 圈眼开始尽量减少装药量。一般有“二圈周边三比一”的规律。 周边眼一般布置在巷道的轮廓线附近。 不同岩石各炮眼光爆参数 见表 3－1：表 3－1 － 不同岩石各种 不同岩石各种炮眼光爆参数抵抗值 （mm） 装 装药系数 （%） 70~75 65~70 60~65 60~65 55~60 50~55 药 量 g/m 炮眼名称 岩石性质 眼 距 （mm） 100~120 120~150 150~250 200~250 250~300 300~350 掏 槽