光面爆破施工方案end

马钢张庄矿业有限责任公司
北回风井井下开拓工程
-390m水平、-450m水平
光面爆破设计书
编制人:
生产副经理:
技术副经理:
机电(安全)副经理:
项目经理:
中十冶集团驻安徽马钢张庄矿业有限责任公司项目部
2013年3月
一、工程概况
针对北风井二期工程的特点，巷道断面不大，岩石结构较好，节理发育，岩石整体性好，多数巷道以喷射砼或裸巷为主，为减少巷道开挖量、降低支护成本，确保围岩的稳定性，故在凿爆作业时要采取普通光面爆破。

二、施工工艺
施工工艺
原爆破设计说明书
回风石门巷断面11.52m2(3.7m×3.37m)，设计断面为三心拱形，岩石的硬度系数f<10，施工中须根据矿岩的情况适当调整并相应地增减炮孔数目。

爆破按光面爆破技术选取相关参数。

（1）掏槽眼
采用桶形直线掏槽方式，掏槽眼7个，其中空孔3个，布置在巷道中心偏上部位，具体位置见附图：炮孔布置示意图。

（2）爆破参数的选择
光面爆破孔间距α≥（0.5～0.7）W
其中：Ｗ为光面层厚度，根据f系数取Ｗ＝600mm。

则：α＝600mm
周边眼爆破参数：孔径ф42mm；光爆孔间距350~600mm，取600mm；炮孔密集系数：0.8~1.0；光面层厚度：900mm，线装药密度：0.3kg/m；孔深3.1m；周边眼距巷道轮廓线100mm。

（3）炮孔数目的确定
每循环所需炸药量：Ｑ＝q.s.H.η
其中：q：单位原岩炸药消耗量，根据《采矿手册》取q=1.93kg/m3 s：掘进巷道断面s=11.52m2
H：孔深Ｈ＝3.1m
η：炮孔利用率η＝80％
则Ｑ＝1.93×11.52×3.1×80%=55.14kg
每个炮孔的实际装药量：Q0=α.H.G/L
其中：α：炮孔装药系数α＝0.6
H：炮孔深度H＝3.1m
L：药卷长度Ｌ＝0.2m
Ｇ：药卷重量Ｇ＝0.15kg
则Q0=0.6×3.1×0.15/0.2=1.4kg
每循环炮孔数目：Ｎ
Ｎ＝Q/Q0=55.14/1.4=39个
加上中间空孔3个，合计42个炮孔。

（4）装药及起爆方式
将药卷一端打开，把炸药揉松，用木棍顺向打一个小孔，再将雷管插入孔中，然后将药卷纸合拢，并用细绳扎紧。

按各炮孔药量分配，由掏槽孔开始向周边眼逐个装药，掏槽眼、辅助眼采用连续装药，反向起爆方式，周边眼采用空气间隔装药，反向起爆方式，药卷装填完毕后再填塞炮泥。

变更后
1、布孔：
爆破作业时首先要进行巷道布孔，根据巷道形状可布为直线掏槽或楔形掏槽。

以-390m水平石门巷为例，该巷道宽为3.7m，炮孔直径42mm，炮孔深度2.5m，掏槽采用直线掏槽，掏槽眼要位于巷道起拱线偏下，炮眼要比其它炮眼深200mm，眼间距为100~150mm，以确保掏槽的效果和岩石的抛掷距离，周边眼要布置在设计轮廓线上，眼间距可根据岩
性调整为350~600mm，待掏槽眼和周边眼钻好后布置崩落眼，以掏槽眼为中心层层布置，根据岩石的抗阻大小可适当调整崩落眼的最小抵抗，按照岩石硬度系数(10~12)和炸药爆力(350---395)可选择最小抵抗为0.6~0.64m，具体见炮眼布置图。

2、打眼
(1)、掏槽眼
光面爆破与普通爆破一样，掏槽是控制巷道进尺的关键一环，在现在小断面巷道爆破中主要采用的是圆柱法直眼掏槽。

直眼掏槽不受断面的限制，可多台风钻同时打眼，炮眼质量易掌握，爆破效率高，光面效果好，但因掏槽眼垂直于工作面，爆破抵抗线大，往往需要打空心眼做掏槽辅助自由面，所以掏槽打眼多，用药多。

在实际的巷道掘进过程中要根据岩层情况增减空眼数量（硬岩中取小值，软岩中取大值）。

直眼掏槽的眼距要严格控制。

太大时掏槽比较困难，太小时岩石被挤实，掏槽效果差。

直眼掏槽的眼距一般等于破碎圈的直径，即为100-150mm。

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)、辅助眼
掏槽眼以外布置辅助眼进行扩槽，扩槽眼的布置主要遵循先从最弱面进行，逐步扩大岩层的自由面，靠近掏槽眼的第一、二圈辅助眼的间距为什么300~350mm，以外辅助眼一般间距为600~750mm（硬岩中取小值，软岩中取大值）。

(3)、二圈眼（又称抵抗眼）
辅助眼以外布置二圈眼，二圈眼是确保光爆层厚厚度的重要参数。

在松软围岩中，应从二圈眼开始尽量减少装药量。

二圈眼的间距略大于抵抗值，一般取550-650mm。

(4)、周边眼
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。

合适的间距应使炮眼间形成贯通裂缝。

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，光爆周边眼间距与其最小抵抗线存在着如下比例关系：
K=E/W式中：
K——炮眼密集系数，一般为0.6~1.0岩石坚硬时取大值，岩石软时取小值。

E——周边眼间距，一般去350~600mm。

W——最小抵抗线
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，且眼底应稍向轮廓线外偏斜，一般为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。

(5）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。

（6）线装药密度计算
根据小断面岩石夹制作用和单自由面破岩规律，为有效破岩和抛渣，以形成漏斗空间，其线装药密度要比其他炮眼大些，计算公式如下：
q＝2d2（p·c）1/3
式中：
q－为线装药密度，kg/m；
d－为炮眼直径；
p·c－为岩石波阻抗，kg/m2·s。

周边眼线装药密度光面爆破要求爆轰能量既要崩落光爆层岩体，又要使相邻两周边眼间形成贯穿裂隙，不使围岩受到破坏，这种线装药密度可由以下式计算：
Q＝72.5R0E1/2f1/3/3D2
式中：
Q－为线装药密度，kg/m；
R0－为炮眼半径；
f－为岩石的坚固性因数；
D－为炸药爆轰速度，km/s。

乳化炸药直径为32mm时；其爆速可取3400m/s。

4、装药
装药结构
掏槽孔，辅助孔采用连续不耦合装药结构形式，孔底起爆。

起爆药包雷管聚能穴方向朝向炮孔方向。

周边光爆孔采用不耦合孔间隔装药，孔底起爆。

示意图如：图2，图3，图4
1-导爆管 2-填塞物 3-Φ32×200mm药卷 4-导爆管雷管
图2 掏槽孔装药结构
1-导爆管 2-填塞物 3-Φ32×200mm药卷 4-导爆管雷管
图3 辅助孔装药结构
2.5
1-导爆索 2-填塞物 3-Φ32×200mm药卷
图4 周边孔装药结构
5、联线、起爆
导爆管采用非电秒延期管，联线采用并联方式，周边眼采用导爆索起爆,先将相邻导爆管按照同等数量连成一束，然后用与掏槽眼同型号的导爆管引出，联结放炮电缆，最后用远程激发器引爆。

放炮前将剩余导爆管和炸药按照段发分类
分装拿到地表退入炸药库。

如图:
五，主要技术指标
六，各项参数表
三、爆破效果
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数与炮孔总数的百分比率。

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。

围岩壁面不应有明显的爆生裂隙。

2、壁面光滑，提高巷道的轮廓质量，围岩壁面不平整度（又称起伏差）的允许值为±150mm。

3、巷道轮廓外裂隙区范围较小，对围岩破坏不大。

四、质量控制标准
4.1钻出的眼孔要做到平、准、直。

巷道方位使用激光指向仪进行导向，控照设计方位、坡度安好定向仪后，要根据指向仪光心定出炮眼的位置。

平：要求周边眼、二圈眼、掏槽眼要互相平行。

帮眼、周边眼的外插上爬不得超过100mm，不得向内插和下栽。

准：各炮眼要打在点好的眼位上，上下左右的误差要控制在20mm以内。

各个炮眼的深度要达到掏槽眼的位置，个别带有角度的眼，同时也为了减少两发炮的接头台阶，要备用一根3m的钻杆，适当加长炮眼，以达到相同位置。

直：要求上述炮眼的方向，特别是周边眼的方向与巷道方位线的方向平行一致。

4.2凿岩爆破时严格按照光面爆破参数控制周边眼，不得随意增大周边眼间距。

4.3眼底位置必须落在同一平面的同一条线上，不得出现偏差。

4.4孔口间距和眼底间距必须保持一致，不得出现上挑下扎等现象。

4.5装药严格按照装药系数进行，除有岩石变化外。

4.6装药一定要均匀，不得随意改变单孔的装药量。