光面爆破技术在煤矿巷道掘进中的应用分析

周法乐　宋远根　张兆宏

摘要：我国煤矿资源丰富，但多数煤炭资源分布于地下，不适合露天开展，需要结合实际情况采用相应的地下开采方式。光面爆破作为爆破技术方式的一种，在使用该项技术时应该仔细考虑岩性中具有的差异，以保证爆破工作完成后在挖掘巷道时可以符合设计工作标准，并且在控制药量、装药构造等环节也都应该重点关注。在此基础上，本文分析与研究了光面爆破技术在煤矿巷道施工过程中的应用，以供参考。

关键词：光面爆破技术;煤矿巷道施工;分析

1光面爆破技术

该技术重点是通过岩石抗劈能力，并借助科学的设置爆破参数，并采用适当的技术让爆破沿着四周裂开。巷道附近的岩体不会被严重干扰，利用将周边眼设置在开挖面预顶爆破线上的方式，采用弱装性的炸药构造，维持合理的距离，炮孔眼间隔一定缝隙，能够一同起爆。应力最大值形成在炮眼中心连线的中点，要是岩体的极限抗拉强度比该拉力小，就会在表面上发生裂隙。而爆炸形成的气体也会发生不断的膨胀，在此期间的岩体形成的裂缝也会不断扩大，进一步形成光滑的爆破面。而光面爆破第一步就是得利用爆破作业获取巷道的主体构造，接着利用取得的轮廓线，并埋好各种数量的炸药包，在爆炸结束后产生光滑的开挖面，再通过冲击波让相邻的炮眼产生轮廓裂缝。由于在炮眼孔上应用的为弱性装药，岩层就会在爆破之后沿着附近的炮孔连线掉落，而围岩具有一定的稳定性与完整性，可以确保更高的安全系数，并且施工质量也具有较好的保障。

2影响煤矿巷道掘进效率的因素

2.1地质构造

由于煤矿巷道处于地下，掘进作业会直接受到所处环境地质构造的影响。对于煤矿巷道来说，地质构造带来的影响包括掘进工作面的实际煤岩硬度、顶底板是否稳定、围岩节理发育情况、劈里发育情况等。如果地质构造良好，则各项工作更容易开展，可以为掘进作业提供较好的环境条件，促进掘进有序开展;假如遭遇复杂地质构造，会直接影响掘进施工开展，需要采取相应的处理措施。例如遭遇的煤岩硬度很高，就会降低巷道掘进速度，提高难度;坚硬的煤岩通常也具有更好的顶板条件，在掘进作业开始前可以先设置临时支护，之后掘进;再设置永久支护，将掘进作业与支护施工同时进行，可以有效提高工作质量。

2.2掘进设备水平

科技对社会经济发展的作用有目共睹，煤矿巷道掘进也会受到掘进技术、掘进设备的影响。随着行业内对巷道掘进技术的重视程度不断提高，相关技术设备也在不断更新，促进了巷道掘进工作高效开展。但是从整体情况来看，当前国内掘进设备种类相對齐全，但性能尚存在一定不足，并且自动化水平相对较低。例如，当前巷道掘进作业以综掘机为先进技术设备的代表，综掘机在世界范围内有广泛应用，欧美也在推广先进的连续采煤机以及掘锚机组，工作效率、质量十分可观，连续开机率很高。我国综掘机在国有煤矿应用较多，很多中小煤矿生产设备相对落后，难以满足时代发展要求。很多煤矿采用的掘进设备性能相对落后、连续开机率不高并且设备上的刀具也快速消耗，从而严重影响了巷道掘进速度及煤矿生产效率。

2.3施工工艺

由于国内采用的巷道掘进设备技术水平相对较低，很多先进的施工工艺也难以施行，只能采用较为落后的施工方式。例如，当前国内一些企业已经采用了综掘机掘进作业，与之配套的支护装置一般是单机锚杆钻机，在支护作业中，需要安装锚杆，这一工作只能依赖人工施工完成，从而影响了施工效率。查阅统计数据发现，巷道掘进作业中，在巷道支护上花费的时间约占作业总时间的七成，这一数据说明了在巷道支护技术上的劣势带来的严重影响。

由于支护耗时长，掘进与支护连续性就受到影响，巷道掘进速度就难以保证。另外，一些掘进设备没有受到良好维护，故障率高，也在一定程度上降低了巷道作业连续性，整体影响进度。

3光爆破技术应用于巷道施工

3.1方案确定

在制定方案时应该与具体的工作情况相结合，按照施工标准、工程地质，来考虑是否采用该项技术展开爆破施工。而能够将光爆破技术划分成两种种类，也就是预留光爆层法、全断面一次性开挖法，通过具体的操作可以了解到前者应用具有更好的效果，而在具体的工作期间也普遍应用了该种方法。技术使用的原则为按照围岩状况科学布置炮孔，完善爆破参数，增强综合效果，进而较好的额管控开挖轮廓，加快速度，并保证安全，缩短工期。

3.2确定参数

许多因素会干扰爆破的结果，其中涵盖炮眼直径、装药结构、炮孔间距、最小抵抗线、爆破的角度、爆破浓度、光爆层厚度等。而炮眼直径将会影响施工成本和效率，所以应该对设备的使用状况、炸药性能、工程实际标准、岩石特点展开综合考虑，最后将适当的数据确定下来。再与各种光面爆破理论相结合，并将炮眼之间的距离计算出来，然而需要遵循的基本原则为炮眼的边性叠加应力要比岩石的抗拉强度更大，通常情况下，整个围岩具有较强的抗拉强度，所以需要增加炮眼间距。

3.3爆破施工

在对巷道进行施工时，要是岩石具有较大的变化，而在确定爆破参数时采用了工程技术类比的形式，接着利用现场试验的方式改善和优化参数，进一步保证爆破工作可以满足最佳效果。四周的孔装药构造能够划分成两类，需要对当中的不耦合结构和系数展开科学管控，也最大化降低围岩所受的爆破程度。在煤矿巷道进行爆破操作，要想保证光爆效果，需要在选择炸药时重视其低密度，低密度，低爆速，低爆性以及不耦合系数通常低于2，并且炸药的卷直径应该比炸药的临界直径小，让传爆可以更加稳定。并且，保证爆破工作效果还应该保证钻眼平、直、齐、准，炮眼施工环节所重视的内容涵盖相互平行的周边眼，周边眼的深度也应该比其它的炮眼更低，工作面就应该与炮眼维持垂直。而在实际操作期间的炮眼和工作面一般都不能维持垂直，所以应该与炮眼角度相结合适当选择倾斜角度，最大化保证全部炮眼底都可以保持在同一横断面。

结语

煤矿巷道施工越来越多地采取了省时间、省人力、省财力的爆破技术，光面爆破技术作为一种高效的爆破技术，它大大减少了施工难度，提高了施工质量，是当下煤矿巷道施工中应用较广泛的技术，通过控制参数及实际情况，使其达到预期效果，提高经济效益，为煤矿开采行业的发展做出贡献。

参考文献：

[1]何礼.光面爆破技术在煤矿主要巷道掘进中的应用[J].工程技术：文摘版，2016（12）：287.

[2]麻日平.中深孔光面爆破技术在岩石巷道掘进中的应用[J].能源与节能，2015（11）：174-175.

[3]赵云飞.煤矿掘进中深孔光面爆破技术的应用探讨[J].科技风，2015（04）：80.