＊康文言

（廣豐礦業(yè)有限公司水井坑煤礦 福建 366100）

在我國(guó)礦山區(qū)域中，基本上都是非常堅(jiān)硬的巖石組成，穩(wěn)定系數(shù)非常高。在開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中，往往會(huì)使用巷道掘進(jìn)爆破方式，但是巷道掘進(jìn)爆破呈現(xiàn)出斷面非常小、自由面不足、夾制力強(qiáng)等特點(diǎn)[1]。為改變現(xiàn)有開(kāi)采方式的弊端，應(yīng)當(dāng)對(duì)爆破技術(shù)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，才能更好地提升爆破效率和效果，從而增強(qiáng)巷道掘進(jìn)成形效率。光面爆破技術(shù)和以往使用的爆破技術(shù)相比，可以很好地解決當(dāng)前存在的問(wèn)題[2]。這種技術(shù)可以劃分為全斷面爆破和預(yù)留光面爆破。在具體使用中，基本上針對(duì)圍巖都會(huì)使用全斷面爆破，如果巷道存在很大斷面，會(huì)使用到預(yù)留光面爆破。其中，前者是使用光面爆破技術(shù)對(duì)巷道實(shí)施全斷面開(kāi)挖的施工方法。與以往使用的爆破方式比較，其最大優(yōu)勢(shì)是能夠?qū)Ρ扑a(chǎn)生的損傷進(jìn)行合理控制[3]。一般情況下，光面爆破技術(shù)主要是在隧道、地鐵等對(duì)周?chē)喞蠛芨叩氖┕ろ?xiàng)目中使用，所產(chǎn)生的施工效果非常顯著，能夠形成符合施工設(shè)計(jì)方案的輪廓。并且，圍巖擾動(dòng)空間非常小，可以避免產(chǎn)生大面積坍塌，有利于保障圍巖穩(wěn)定，從而保障地面建筑物體的安全，也降低施工成本[4]。在煤礦資源開(kāi)采中，現(xiàn)階段大部分資源都存在于深部地質(zhì)環(huán)境中，需要使用巷道掘進(jìn)方式進(jìn)行資源開(kāi)采，更加應(yīng)當(dāng)對(duì)光面爆破技術(shù)進(jìn)行使用，才能保障煤礦資源開(kāi)采的效率和安全性。

1.光面爆破技術(shù)概述

（1）原理。光面爆破技術(shù)形成的原理是在周?chē)鷧^(qū)域設(shè)置相應(yīng)孔，安裝炸藥爆炸后，借助空氣柱傳播途徑產(chǎn)生拉應(yīng)力，促使炮孔間產(chǎn)生裂縫，從而實(shí)現(xiàn)光爆效果。在具體使用中，巷道周邊應(yīng)當(dāng)科學(xué)合理設(shè)置孔，并且沿著礦產(chǎn)資源開(kāi)挖輪廓線(xiàn)進(jìn)行布置，也需要滿(mǎn)足斷面情況，確保所有孔都處于相同開(kāi)挖平面上；裝藥區(qū)域應(yīng)該使用大孔徑-小藥卷炸藥模式，其他炮孔使用徑向-軸向不耦合裝藥方式；起爆需要按照設(shè)置的炮徑實(shí)施引爆[5]。

（2）特點(diǎn)。光面爆破技術(shù)在使用中，可以讓巷道成型速度更快且規(guī)整，使開(kāi)挖斷面和設(shè)計(jì)開(kāi)挖輪廓滿(mǎn)足開(kāi)采要求[6]，工程質(zhì)量得到進(jìn)一步提升。如果圍巖穩(wěn)定性非常高，應(yīng)該采用半徑成孔方式；如果圍巖穩(wěn)定性非常差，光面爆破技術(shù)所形成的孔是不好的，優(yōu)點(diǎn)是圍巖穩(wěn)定、不會(huì)受振動(dòng)破壞、能夠承受較大沖擊力，保持圍巖強(qiáng)度不變，松緊情況僅為常規(guī)方式的30%。對(duì)光面爆破技術(shù)應(yīng)用過(guò)程分析如圖1所示，優(yōu)點(diǎn)是可以減少頂板上的裝藥數(shù)量以降低施工成本、避免超挖少挖。開(kāi)挖工作量可控且提高工作效率和質(zhì)量；施工安全度高；降低頂板浮石處理數(shù)量，工作人員工作強(qiáng)度降低；降低頂板區(qū)域的支護(hù)次數(shù)，提升巷道掘進(jìn)速度，避免使用過(guò)多混凝土。缺點(diǎn)是需要進(jìn)行很多炮徑施工，對(duì)比分析施工作業(yè)量忽略不計(jì)，在節(jié)理和構(gòu)造發(fā)育區(qū)產(chǎn)生的光爆效果不佳。

圖1 采用普通爆破與光面爆破對(duì)圍巖造成破裂情況對(duì)比

2.光面爆破技術(shù)在巷道掘進(jìn)成形中的應(yīng)用要點(diǎn)及影響因素

（1）孔徑確定。孔徑確定是巷道掘進(jìn)成形的重要因素。需從以下三方面關(guān)注。第一，結(jié)合煤礦圍巖情況對(duì)直徑進(jìn)行預(yù)測(cè)，確?？梢宰尨┛赘行剩部梢员阌诒七^(guò)程的開(kāi)展，從而降低孔徑大小。第二，關(guān)注臺(tái)階高度，這與炮徑大小有著非常直接的關(guān)系，往往臺(tái)階越高，孔徑也需要越大，可以讓成孔更加簡(jiǎn)單。第三，在選擇炸藥中，應(yīng)當(dāng)保障爆破效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，需要使用到工業(yè)炸藥，降低對(duì)定制炸藥的使用數(shù)量。

（2）開(kāi)挖面分區(qū)。開(kāi)挖面分區(qū)是巷道掘進(jìn)成形的重要因素。在煤礦巖巷掘進(jìn)中，應(yīng)當(dāng)按照“全過(guò)程保持洞身拱效應(yīng)”原則，為降低每一次炸藥使用量，應(yīng)該設(shè)計(jì)科學(xué)合理的開(kāi)挖形狀和支護(hù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)斷面需要使用到區(qū)域開(kāi)挖方式。在爆破分區(qū)中，應(yīng)當(dāng)針對(duì)一二三類(lèi)圍巖條件相對(duì)完整的區(qū)域，實(shí)施全斷面爆破；針對(duì)大斷面及特大斷面區(qū)域，需要使用分區(qū)爆破方式；針對(duì)地質(zhì)條件沒(méi)有辦法實(shí)施全斷面爆破方式的，應(yīng)該對(duì)斷面區(qū)域進(jìn)行整體分析，按照臺(tái)階開(kāi)挖爆破方式。如果分區(qū)過(guò)程中，所涉及的爆破質(zhì)量很高，應(yīng)該按照光面爆破使用要求對(duì)其進(jìn)行控制。在初期爆破過(guò)程中，應(yīng)該使用機(jī)械設(shè)備開(kāi)挖作業(yè)，對(duì)于存在爆破沒(méi)有達(dá)到效果的區(qū)域，技術(shù)人員應(yīng)該按照巷道掘進(jìn)要求對(duì)爆破點(diǎn)位進(jìn)行再次設(shè)計(jì)；分離區(qū)域所形成的臨空面，應(yīng)當(dāng)在初期支護(hù)過(guò)程中進(jìn)行健全，從而保障掘進(jìn)作業(yè)安全。

（3）裝藥參數(shù)選擇。裝藥參數(shù)選擇是巷道掘進(jìn)成形的重要因素。在光面爆破技術(shù)使用中，裝藥量是非常重要的影響因素，也是實(shí)現(xiàn)巖巷掘進(jìn)的基礎(chǔ)部分。一方面，裝藥數(shù)量不足，很大程度上產(chǎn)生的爆炸效果就很弱，針對(duì)其中存在的堅(jiān)硬巖石是無(wú)法起到很好的作用的，也難以科學(xué)合理完成爆破工作。另一方面，如果裝藥數(shù)量非常多，往往產(chǎn)生的爆炸效果非常強(qiáng)，既會(huì)對(duì)巖石進(jìn)行炸碎，也會(huì)對(duì)巖石周?chē)渌镔|(zhì)產(chǎn)生重大影響，直接對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)帶來(lái)嚴(yán)重破壞，最終將施工人員全部活埋。因此，在使用光面爆破技術(shù)時(shí)，需要對(duì)裝藥數(shù)量進(jìn)行精確計(jì)算，才能更好地產(chǎn)生光面爆破效果，在礦山預(yù)列爆破中，不同礦山有著很大的不同，巖石特點(diǎn)及地質(zhì)結(jié)構(gòu)是不同的。加上預(yù)列爆破效果也會(huì)受到諸多因素的影響，使用經(jīng)驗(yàn)性的公式無(wú)法得到合理的數(shù)據(jù)，僅僅只能發(fā)揮參考作用。從實(shí)際工作過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行全面分析，從而可以得到更為精確性的炮徑參數(shù)。

（4）掏槽效果。掏槽效果是巷道掘進(jìn)成形的重要因素。在光面爆破技術(shù)應(yīng)用中，掏槽效果對(duì)爆破效果產(chǎn)生的影響是基礎(chǔ)性的。這源于光面爆破也是針對(duì)巖石區(qū)域的，而巖石表面非常光滑，無(wú)法對(duì)炸藥進(jìn)行有效安裝。并且，如果使用表面固定方式，難以產(chǎn)生很好的爆破效果?；谶@種情況，只有對(duì)巖石掏槽，讓巖石表面區(qū)域形成不同的孔洞，才可以對(duì)炸藥進(jìn)行放置。如果掏槽問(wèn)題處理后，就可以開(kāi)展爆破，對(duì)巖石進(jìn)行有效處理。但是，掏槽往往是有著很多要求的，應(yīng)當(dāng)對(duì)爆破威力進(jìn)行計(jì)算，也需要對(duì)炸裂方向進(jìn)行明確，才能確保巖石區(qū)域全面炸碎。該項(xiàng)工作也是非常專(zhuān)業(yè)性的，如果計(jì)算出現(xiàn)任何問(wèn)題，都會(huì)造成無(wú)法估量的情況。

（5）填塞施工。填塞施工是巷道掘進(jìn)成形的重要因素。在填塞施工作業(yè)中，應(yīng)當(dāng)在其中裝入巖渣，并且確保填塞質(zhì)量達(dá)標(biāo)。從具體使用中，用測(cè)量繩將編織袋放置在距孔口約3.5m處，將測(cè)量繩的另一端系在木桿上，然后將木桿夾在孔口處并固定。為防止預(yù)裂爆破導(dǎo)致的孔口巖石過(guò)度破碎，在填筑施工中必須使用巖渣，并確保施工期間的填筑質(zhì)量，無(wú)沖孔情況存在，避免因沖孔為爆破效果帶來(lái)不良影響。

3.光面爆破技術(shù)應(yīng)用對(duì)提高巷道掘進(jìn)成形的應(yīng)用分析

（1）工藝流程。在礦山巷道掘進(jìn)施工中，鉆爆法開(kāi)挖和光面爆破相結(jié)合可以產(chǎn)生較好的巷道成型效果，一般情況下，在拱部區(qū)域中使用光面爆破技術(shù)；在墻面區(qū)域中選擇使用預(yù)列爆破技術(shù)；在底板和頂板施工中使用光面爆破技術(shù)，設(shè)計(jì)科學(xué)合理的鉆爆施工方案，施工作業(yè)中也需要結(jié)合爆破效果對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整，從而產(chǎn)生更好的爆破效果。在鉆爆過(guò)程中，涉及炮眼布置、深度設(shè)置、數(shù)量設(shè)置、炸藥數(shù)量等，也需要對(duì)起爆方式、爆破順序進(jìn)行明確，才能達(dá)到預(yù)期效果。在實(shí)際使用中，應(yīng)該選擇使用孔內(nèi)微差起爆網(wǎng)絡(luò)，將不同區(qū)域存在的炮眼，利用雷管將其進(jìn)行全部連接，并且使用外部網(wǎng)絡(luò)雷管的腳線(xiàn)對(duì)引爆雷管連接。各個(gè)區(qū)域的雷管腳線(xiàn)需要將其放置于中央懸掛，采用電雷管起爆，可以產(chǎn)生很好的起爆效果。在孔內(nèi)微差低段雷管跳段使用，確保每個(gè)間隔區(qū)域時(shí)間超過(guò)40s。周?chē)婕暗拇蠖卫坠軕?yīng)當(dāng)選擇雷管引爆，以此起到光爆效果。如圖2所示，在起爆順序中，掏槽眼→擴(kuò)孔眼→內(nèi)圈眼→底板眼→周邊眼→擴(kuò)孔眼，整個(gè)按照此順序一層一層引爆，從而達(dá)到光爆效果。

圖2 光面爆破炮眼布置圖

（2）鉆爆設(shè)計(jì)。在水井坑煤礦項(xiàng)目的鉆爆設(shè)計(jì)中，按照規(guī)定的裝藥數(shù)量及光面爆破設(shè)計(jì)開(kāi)始施工作業(yè)，降低對(duì)周?chē)鷰r層的振動(dòng)，有效保障圍巖穩(wěn)定性。需要使用不超過(guò)20mm直徑的炸藥卷，采用不耦合裝藥方式，其余炮眼使用連續(xù)裝藥方式，存在地下水非常豐富的區(qū)域需要使用乳化防水炸藥，掏槽眼也應(yīng)當(dāng)使用復(fù)式掏槽。在這種施工中，所使用的爆破材料應(yīng)當(dāng)是非電毫秒雷管和塑料導(dǎo)爆管起爆，周?chē)嬖诘目籽坌枰褂玫退俣取⒌兔芏?、高爆破力、傳爆性高的巖石硝銨炸藥，存在地下水非常豐富的區(qū)域需要使用乳化防水炸藥，使用炮泥堵塞，導(dǎo)爆管也需要使用網(wǎng)絡(luò)連接，有利于起爆。

確定煤礦巖巷掘進(jìn)施工時(shí)，要綜合考慮水井坑煤礦巷道的地質(zhì)條件、鉆孔設(shè)備、爆破器材、支護(hù)方法和技術(shù)水平等因素，應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)的是施工方案和爆破方法之間有密切的關(guān)系，按照?qǐng)D3的流程圖進(jìn)行施工，明確按照炮眼布置圖進(jìn)行正確鉆孔，鉆孔前必須嚴(yán)格按照鉆爆設(shè)計(jì)標(biāo)識(shí)出孔位和編號(hào)；必須保證鉆孔質(zhì)量，防止漏鉆和多鉆，施工步驟應(yīng)當(dāng)是測(cè)量放樣→標(biāo)出孔位→鉆正頂孔→鉆孔→裝藥連線(xiàn)一起爆。施工過(guò)程可分為準(zhǔn)備、定位、開(kāi)口、拔桿、移位五步。第一，檢查所有設(shè)備、管線(xiàn)、各類(lèi)耗材儲(chǔ)量，保障施工作業(yè)順利開(kāi)展。第二，應(yīng)當(dāng)使用掌子面對(duì)各個(gè)炮徑區(qū)域進(jìn)行明確，也要對(duì)打孔順序標(biāo)記。第三，將風(fēng)槍慢慢推進(jìn)，并且關(guān)注到鉆桿移動(dòng)方向直至與斷面形成合理夾角，從而保障鉆孔的合理性。第四，針對(duì)巖石區(qū)域完整性好的區(qū)域可以緩慢拔出，當(dāng)巖石區(qū)域出現(xiàn)破碎情況，拔出需緩慢進(jìn)行且施工難度大，此時(shí)需要對(duì)鉆孔位置進(jìn)行調(diào)整將其拔出。按照上述方式，對(duì)炮孔位置進(jìn)行打出，并且按照要求裝入相應(yīng)的炸藥數(shù)量，從而可以產(chǎn)生好的效果。

圖3 鉆爆設(shè)計(jì)流程圖

4.結(jié)束語(yǔ)

在水井坑煤礦的巖巷掘進(jìn)作業(yè)中，使用鉆頭方式，會(huì)造成大量鉆頭損壞，難以讓礦山資源進(jìn)行有效開(kāi)采?；谶@種情況，就需要對(duì)爆破技術(shù)進(jìn)行調(diào)整，使用炸開(kāi)方式才能進(jìn)行礦井掘進(jìn)工作。就諸多爆破技術(shù)而言，產(chǎn)生爆破效果最好的是光面爆破技術(shù)。在水井坑煤礦巷道掘進(jìn)需要對(duì)爆破技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，結(jié)合施工區(qū)域地質(zhì)情況選擇科學(xué)合理的爆破技術(shù)，優(yōu)化各工藝參數(shù)并合理使用，結(jié)合巷道施工具體情況，對(duì)爆破技術(shù)進(jìn)行使用，從而有利于保障圍巖安全，確保礦產(chǎn)資源順利開(kāi)采，同時(shí)降低了施工成本26%。因此，在煤礦開(kāi)采中，應(yīng)當(dāng)科學(xué)合理使用光面爆破技術(shù)，才能更好地實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源順利開(kāi)采，也可以推動(dòng)礦產(chǎn)資源開(kāi)采行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。