光面爆破技术在破碎的软岩巷道掘进中的应用研究

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浅谈光面爆破设计在隧道工程中的应用

浅谈光面爆破设计在隧道工程中的应用

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。

软岩巷道光面爆破施工技术

软岩巷道光面爆破施工技术





处, 孔底在底板下 10In , 5 l 处 底孔药量适当加大。 T /
2 3 起 爆顺 序 和爆破 效果 . 采用 全 断 面一次爆 破 , 起爆 顺序 为 : 掏槽 孔——
效果 的优劣 , 不仅与钻孔精度有关 , 相应还与掏槽方 式、 药量布置、 周边孔布置 、 起爆顺序等光面爆破技 术参数的设计 与选取相关。
2 1 工程概 述 .
( )其它炮孔爆破参数。崩落孔均匀布置在掏 3 槽孔与周边孔之 间, 共两 圈。靠 近掏槽 的一圈崩
落孔与掏槽孔 口间距控制在 20~ 5 l, 5 30IT 药量较 nl 其它崩落孔可适 当加大 , 以便辅助掏槽。崩落孔孔 距控制在 5 0~ 5 m范 围内, 5 60m 密集系数为 0 8 .~
给巷道 施工 带来 很 大困难 和诸 多安 全 隐患 , 于此 , 基 决定 采 用光 面爆 破技 术 。 2 2 现 场光 面爆 破参 数设 计 与施 工 .
1 光面爆破 成缝机理
光 面 爆 破 的成 缝 机 理 主要 有 3种 观 点 。 应 力 即
根据参考文献 [ ] 6 和现场实际情况 , 选取相关
定宽度的贯穿裂缝 。可以看向作用 , 而爆生气体产生的高压静作 用是贯穿的主要动力 , 这一结论被实验所论证 。 】
向不耦合系数为 7 1 9 1 同时严格控制周边孔装 . ~ .,
药集 中度在 8 . 33~10g m。 2 /
2 光面爆破施工技术
纹, 在不偶合装药条件下爆炸, 由于空气 间的缓冲作 用, 使得 炮 孔周 壁上 的冲击压 力 急剧减 小 , 而减 小 从
了破 碎 区 , 在较 长 时 间 内炮 孔 罔壁 处 于 一 种 准 静压 作用 状 态 , 使炮 孔连 心 线 上 各 点 产 生很 大 的 切 向拉

光面爆破技术在巷道掘进中的应用

光面爆破技术在巷道掘进中的应用
的破 坏 。光 面爆 破 前 , 要 确定好 爆破 参数 , 人针 需 前 对光 面爆 破参 数选 取 的研 究 颇 多 , 得 了 较好 的成 取 效 J 。本文 根据 爆 破 参 数 的选 取 方 法 , 论 了光 讨
2 爆 破 参 数 的选取
光 面爆破 的效 果 主要 决定 于爆 破参 数 的合理选 择 。在巷 道掘 进施 工 设 计 时 , 要 事先 计 算 光 面爆 需 破 的理论 参数值 , 要包 括 装 药 结 构参 数 、 主 装药 量 、 炮 眼间距 和最小 抵抗 线 。 2 1 装药 结构 参数 . 装 药结 构参 数包 括 径 向 不耦 合 系 数 K 和轴 向
第2 8卷第 4期
21 0 2年 8 月




Vo I 8. 4 l2 №
Au u t2 2 g s 01
NoN —FERRoUS M
I AND ETALLURGY G M
文 章 编 号 :0 7—97 2 1 )4— 0 7— 3 10 6 X(0 2 0 00 0
mm。爆破 所用 的炸 药 为 2 岩 石 铵 梯 炸 药 , 药 参 炸
前人 在研 究过 程 中提 出了多种 炮 眼间距 的确定
方 法 , 同的确 定 方 法 有 其 各 自的优 劣 点 , 到 不 得
公 认 的一种 方法 是基 于爆 破 成缝 理论 的确定 方法 。
数如下 : P=10gc D= 0 / , 5m . /m , 320m sd =2 m。 取 围岩岩样 到实 验 室进 行 压 力测 试 , 到 岩 样 的单 得
式 中 , P 分别 指炮 眼 围岩初 始 径 向压应 力 和 P、
初始 切 向拉应 力 ;。S 分别 指岩 石 的动态 抗压 强 度 S 、 和动 态抗 拉 强度 ; 动态 载荷 下 岩石强 度 的增 大 K 指

岩巷掘进中应用光面爆破技术的实践

岩巷掘进中应用光面爆破技术的实践

光爆方法 。
光 面爆 破 是 一 种 控 制 爆 破 技 术 . 是 通 过 合 它 理 选 择爆 破参 数 , 爆 破后 的巷 道 成形 规 整 , 使 减 少 超 挖 和 欠 挖 , 大 限 度 地 保 持 围 岩 自身 强 度 , 最
增 强 围 岩 的 自承 能 力 , 巷 道 的 安 全 施 工 和 永 久 为
支 护 的 安 全 使 用 , 提 高 锚 喷 支 护 效 果 提 供 有 利 为 条件 。 光 面 爆 破 是 在 推 广 锚 喷 支 护 技 术 的 同 时 发展 起 来 的 , 保 证 锚 喷 质 量 的 前 提 和 基 础 。光 是
件 , 利 于 提 高 巷 道 稳 定 性 ; 减 少 了 围岩 超 挖 有 ③
岩 表 面 凸 凹 不 平 , 而 减 少 通 风 阻 力 , 止 瓦 斯 从 防
积聚 。
2 光 面 爆 破 的 种 类 及 其 特 点 从 爆 破 方 法 来 分 , 面 爆 破 分 为 3类 : 轮 光 ①
由 此可 见 , 面 爆 破 是 巷 道 掘 进 质 量 高 、 光 材 料 省 、 度 快 、 全 好 的 钻 爆 方 法 。而 且 光 面 爆 速 安
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第 2期 2 0 年 6 月 08
水 力 采 煤 与 管 道 运 输
HYDRA ULI COAL I NG & P PELI C M NI I NE TRANS PORTATI ON
NO.2
Jn 20 u .0 8
岩 巷 掘 进 中 应 用 光 面 爆 破 技 术 的 实 践
量 ( 通 爆 破 超 挖 量 约 2 ~ 3 , 面 爆 破 超 普 O 0 光
面 爆 破 和锚 喷 有 机 结 合 , 成 了 光 爆 锚 喷 支 护 技 形

光面爆破技术及其在岩巷掘进中的应用

光面爆破技术及其在岩巷掘进中的应用

光面爆破技术及其在岩巷掘进中的应用在岩巷掘进施工过程中光面爆破是至关重要的一项爆破技术,该项技术能够在爆破之后保证岩巷断面的完整性,并且对周围围岩不会产生较大的损伤,能够有效提高围岩的承载能力与稳定性,为锚喷支护环节的展开奠定了良好的基础。

本文通过论述与分析了在岩巷掘进中光面爆破技术以及种类、光面爆破技术在应用中的参数以及光面爆破技术应用的装药结构三个主要方面,旨在全面提高岩巷掘进工程展开中光面爆破技术高效率的应用,进一步提升岩巷掘进工程进行的安全性与效率性,促进煤矿开采行业得到迅速健康的运行与发展。

标签:光面爆破技术;岩巷掘进工程;应用探讨通常情况下巷道掘进技术使用掘进机掘以及钻眼爆破掘进两种主要的方式。

在岩巷掘进过程中,钻眼爆破法在掘进工作中的应用中占据了主要地位,钻眼爆破法在应用方式上又分为光面爆破与普通爆破这两种[1]。

在光面爆破过程中,巷道围岩不会产生较多的炮震裂缝,能够保证围岩的完整性与整体性,对于巷道围岩的稳定性产生了较好的保障作用,对巷道的顶板管理以及巷道支护环节的具体展开十分有利,工程中巷道的成型能够满足工程设计的实际要求。

在钻眼爆破法中光面爆破比普通爆破的方式更加具有优势,因此我国在巷道掘进工程中提出了《煤矿安全规程》并严格规定,钻眼爆破法对岩巷的掘进必须使用光面爆破的方式。

一、在岩巷掘进中光面爆破技术以及种类分析(一)光面爆破在在岩巷掘进中光面爆破又被称为密眼小炮爆破,在具体的应用过程中通过科学合理的对各种不同爆破参数进行选择,对装药量进行严格控制,并有效合理的对各种炮眼进行科学设置,按照一定的顺序利用岩石抗拉力的强度比自身抗压强度要低的特征,对爆破应力进行高效的组织,这种方式就是光面爆破,是一种人为控制的爆破方式。

光面爆具有较多优点,例如能够符合设计断面的轮廓要求,整个巷道的成型具有高度的规整性,能够全面保证围岩的稳定性,并且不会产生较多的炮震裂缝等问题[2]。

(二)光面爆破技术的种类分析按照巷道掘进施工过程中的施工方式差异性,能够将光面爆破分为三类,分别为普通光面爆破法、轮廓线光面爆破法以及欲裂爆破法,通常情况下在煤矿的开采以及岩巷掘进施工过程中使用普通爆破的方式较多。

光面爆破技术在软岩巷道掘进中的应用

光面爆破技术在软岩巷道掘进中的应用

掘 进速度 。但 由于采用 的孑 径 和孔深 均不 相 同 , 疑 L 无
增 加 了施 工 复杂性 。
数、 提高巷道成形 、 节约材料和保 护围岩等方面取得
了明显 成效 。这些 文 献 为 光 面爆 破提 供 了理 论 依据
和技 术指 导 。
文献 ’ 光面爆 破 的周 边 跟 参 数 出发 , 从 研究 了
在 岩 巷 掘进 中 , 面爆 破 能 使 巷 道成 形 规 整 , 光 尺
寸达 到设计 要求 , 少 掘进 过 程 中 的超 挖 量 , 少 岩 减 减 石装运 量 , 快 了施工 进度 , 加 降低 了通 风 阻力 , 减少 瓦 斯 聚集 , 于运输 和 行 人 ; 面 爆破 还 能 节 省 大 量 材 便 光 料 , 低 支 护 费 用 和 在 服 务 年 限 内 的 巷 道 维 修 费 降
泥岩 , 密 性脆 , 纯细 腻 , 致 质 含较多 黄铁 矿结核 。有 一 条 已探 明 的落差 为 1 的 断层 , 其影 响 , 掘进 过 2m 受 在 程 中 , 遇到 落差不 等 的伴生 断层 。 会
2 2 巷 道断 面特征 .Βιβλιοθήκη 一 一√ 式中:

( 3 )
似巷 道的爆 破施 工 , 具有 重要 的参 考价值 和 指导 意 义。
关键词 光面爆破 ; 软岩 ; 巷道掘进
短 第一 排孑 的最 小 抵抗 线 , 变起 爆 方 向 , 加 自由 L 改 增
面个数 , 可 以有 效 降低 爆 破 震 动 。文 献 ¨ 均 论 述 了
1 光面爆 破技 术特 性
定 的难度 。
霍 州煤 电集 团公 司 回坡 底矿 要 扩大生 产 能力 , 进
行改扩建 , 因此 , 提高单进水平意义非常重要 。其东

软弱及破碎围岩隧道光面爆破技术探讨

软弱及破碎围岩隧道光面爆破技术探讨

软弱及破碎围岩隧道光面爆破技术探讨公路隧道在软弱及破碎围岩隧道条件下采用光面爆破开挖,与传统的分部分块开挖方法比较,减少了对围岩的扰动次数,简化了工序,使围岩的变形得到有效的控制,能保证安全施工。

同时可以有效地减少超欠挖,提高掘进速度,经济效益明显。

本文主要分析了光面爆破及其破岩机理、特点,并介绍了某公路隧道工程在软弱围岩地段隧道爆破施工技术,分析了光面爆破设计及施工方式。

标签软弱及破碎围岩;光面爆破;设计;施工一、光面爆破及其破岩机理、特点(一)光面爆破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。

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。

(二)光面爆破的破岩机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,爆炸产物的膨胀作用使裂缝进一步扩展,形成平整的爆裂面。

(三)光面爆破的特点1、隧道成形规整,应力分布均匀有利于围岩稳定,从而提高围岩自承能力。

2、对围岩的扰动范围小,相应的炮震裂缝少,从而增加施工安全性。

3、光爆成形规整,有利于施作锚喷支护。

4、节约材料,降低工程造价。

尤其是减少超欠挖,可大大减少衬砌砼超灌量。

二、光爆技术在软弱及破碎围岩隧道中的应用(一)工程概况高平至沁水段高速公路阎家庄隧道位于黄土覆盖低山区,隧道为分离式隧道,全长3620m。

光面爆破在破碎矿体脉内凿岩巷道中的应用

光面爆破在破碎矿体脉内凿岩巷道中的应用
磷 矿 层 主 要 为胶 磷 矿 , 次 为 细 晶或 微 晶磷 灰 其 石 , 构 为细 一粗粒 结构 。矿体 内部 节理发 育 , 中 结 其
夹杂 有泥 质物 , 易产生 冒落 , 容 不稳 固 , 一6 。 厂 ~8
矿层 直 接 顶 为灰 绿 色 含水 云 母 泥 页岩 , 接顶 直
图 1 脉 内凿 岩 巷 道 设 计 断面
LD一 ( .6 O 3~ O 8 W 一 0 ~ O [_ 。 . 8) .3 .4 m 5 ] 6

勇 , : 光 面 爆破 在 破 碎 矿 体 脉 内 凿岩 巷 道 中的 应 用 等
7 5
3 试 验 效 果 与 技 术 经 济 指 标
光 面爆破 试验 在用 沙 坝矿 S 4盘 区 1 8 0 0分 层 的 S 采 场 脉 内 巷 道 进 行 试 验 , 掘 进 脉 内 凿 岩 巷 道 5 共
进 中 的应 用 研 究 [] 爆 破 ,0 8 2 ( ) 1-6 J. 2 0 ,5 3 :21 . [ ] 陆 玉 根 , 建 宏 , 晨 , 全 断 面 光 面 爆 破 快 速 施 工 技 术 4 陈 肖 等.
( ): 2 - 2 . 3 5 5 5 7
掘进 施工 , 耗材 料 有 少 量 增 加 , 果 却 要 好 很 多 , 所 效
技术 经济 指标 合理 。
表 3 技 术 经 济 指 标 比较
[ ] 汪 学 清 , 仁 亮 , 宝 龙 . 面 爆 破 技 术 在 破 碎 的 软 岩 巷 道 掘 3 单 黄 光
I SБайду номын сангаасN 67 i 1~ 2 00 9
采 矿技 术
第1 2卷
第 5期
21 0 2年 9 月
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第2 5卷
第 3期


Vo . 5 No. 12 3
Se 20 p. 08
20 0 8年 9月
BLAS NG TI文章 号 : 0 — 8X 20 )3 0 1 — 5 1 1 47 (080 — 02 0 0
光 面 爆 破 技 术 在 破 碎 的 软 岩 巷 道 掘 进 中 的应 用 研 究 术
汪 清, 仁亮, 龙 学 单 黄宝
( 国矿 业 大学 ( 京 ) 学 与 建 筑 工 程 学 院 , 京 10 8 ) 中 北 力 北 0 0 3

要 : 光 面爆 破 技 术 是 一种 科 学 而 有 效 的 爆破 方 法 。 通 过 计 算 分 析 和 工程 类 比及 在 实践 中进 一 步 进 行
( c ol f eh nc S ho o ca i M s& C v n ier g C iaU ie i f iig& i l g e n , hn nvr t o nn iE n i sy M
T cn l yB in , e ig1 0 8 , hn ) eh o g e i B in 0 0 3 C i o jg j a
tn i g.
K e o ds: s oh bat g otrc ;tn el g y w r mo t l i ;s f o k u n ln s n i
引 言
在 岩巷 掘进 中 , 面爆破 能使 巷道 成形规 整 , 光 尺 寸达 到设计 要求 , 减少 掘进过 程 中的超 挖量 , 减少 岩 石 装运 量 , 加快 了施 工 进 度 , 降低 了通 风 阻力 , 少 减 瓦斯 聚集 , 便于运 输 和行人 ; 光面爆 破还 能节 省大 量
究 了与周 边 眼有关 的炮 眼直 径 、 眼间距 、 小抵 抗 炮 最
材料 , 降低 支护 费用 和 在 服务 年 限 内 的巷 道 维 修 费
用 4 。 中深 孑 爆 破 技 术 可 以 减少 辅 助 作 业 时 间 , L 降低炸 药雷 管消耗 , 高单循 环进 尺等 , 提 目前应 用 日
修正 , 得到适合 实验巷道的光爆参数及技术措施 , 取得 了令人 满意 的爆破效果 。对 类似巷 道 的爆 破施 工, 具 有重要的参考价值和指 导意义。
关 键 词 : 光 面爆 破 ; 软 岩 ; 巷 道 掘进 中图 分 类 号 : T 3 、7 D2 53 文 献 标 识码 : A
高 的要求 , 对某 些矿 区特 别 是 新 工人 较 多 的矿 区实
文 献 [ ] 过 采 用 大 直 径 掏 槽 炮 孑 和小 直 径 1 通 1 L
收稿 日期 :0 8— 4一l . 20 0 1 作者简介 : 汪学清 ( 9 1 , 北 京 : 17 一) 男; 中国矿 业大学 ( 北京 ) 力学与 建 筑 工 程学 院 博 士 后 . 基金项 目: 中国博士后科学基 金(0 7 2 4 6 . 200 02 ) 4
其 它炮孑 方式并 对 中心 眼进行 加深 等孑 网参 数 的优 L L
化来 提 高岩巷 掘进 的爆 破 效果 , 最终 提 高 了巷 道 掘
进速 度 。但 由于采 用 的孑 径 和孑 深 均 不 相 同 , 疑 L L 无
增加 了施 工 复杂性 。
文献 [. 5 从光 面 爆 破 的周边 眼参 数 出 发 , 4 ] 研
c esrssi dt t s dtne a b ie ycm ua o nl i ade g er gaa g m. h s p— l a m aue ut et t unl r ot ndb o ptt naay sn n i ei n o s T ee a e oh e e e a i s n n li
渐 增广 。
线、 炮眼 深度 和炮 眼角度 的选取 , 同时对 周边 眼 的合 理装 药结 构 和装药 量 进 行 了深 入 探 讨 , 采 用 轴 向 但 长度 不耦 合装 药结 构或 软垫层 装药 结构 在现 场不 易
实施 和难 以掌握 , 操 作 人 员 的 技术 水 平 提 出 了更 对
Ap l a i n Re e r h o m o t a tn o p i to s a c n S c o h Bl si g f r
Cr c e o tRo k Tu n l n a k d S f c n el g i
WAN G Xu — ig , HAN n l n HUANG o ln eq n S Re —i g, a Ba —o g
ba t g p r e es a d tc n c l a u e a e i o a trf r n e v l e a d g i ig r l o i l rt , lb a — l i a a t r n e h i a s n m me s r sh v mp r n ef e c au u d n oe f rsmi ume l s t c n a
A b t a t S oh bat gi as inica d efciebat gmeh d mo t lsigp rmeesa d tc n— sr c : mo t lsi s ce t n f t lsi to 、S ohbat aa tr n h i n i f e v n n e
r me es a ef rh r rvs d i p a tc 、 Bl tn e e to ane rm h tse tnn li s tsyng Th mo t a tr r u te e ie n r cie s a i g f c bti d fo t e e td u e s aif i . e s oh
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