光面爆破参数与爆破效果分析
ＳｅｄａｌＮｏ．４８３
现代矿业
ＭＯＲＤＥＮ
ＭＩＮＩＮＧ
总第４８３期２００９年７月第７期
Ｊｕｌｙ．２００９
光面爆破参数与爆破效果分析
韩鸿彬
（河南省濮阳市林州钢铁有限责任公司石村铁矿）
摘要ｉ介绍了在实际施工中，光面爆破参数的选择直接影响爆破效果，通过对光面爆破主要参数的分析，结合实践经验，给出了岩石巷道中光面爆破的主要参数值。
关键词：光面爆破；爆破参数；爆破效果中图分类号：ＴＤ２３５．３７４
文献标识码：Ｂ
文章编号：１６７４－６０８２（２００９）０７４２１０６－０２
式中，ｒ／，为气体与孔壁碰撞时的压力增大系数，一般取ｔ／，＝６—１１；ｐｏ为炸药密度，ｇ／ｃｍ３；ＤＨ为炸药爆速，ｍ／ｓ；｜｜｝。为体积应力状态下岩石抗压强度增大系数，岩石抗压增大系数一般取ｋ。＝１０；Ｓ。为对应厂抗压强度，ｋｓ／ｅｍ２。
实际生产中不耦合系数应根据钻孔施工质量、地质条件等因素综合考虑确定，一般不耦合系数选取应使爆破后炮孔内压力低于岩壁抗压强度，高于抗拉强度，不耦合系数增大使爆轰波压缩传送作用时间延长，炮孔壁的切向应力下降，起到缓冲、减少孔壁损伤破碎。岩石极限抗拉强度与抗压强度为１／１０—１／４０时，通常在１．２一１．６８选取。２．２炮眼间距
炮孔间的贯通是通过拉应力来实现的，为保证相邻炮孔之间顺利贯通，炮孑Ｌ问连线上每一点的切向拉应力均不能小于围岩的抗拉强度。如果孔距选择过小，由于相邻两孔起爆时差的存在，容易出现“空孔效应”，即其中一个孔由于先爆而使应力集中，产生的裂纹可能使保留岩体出现压碎现象，而且容易出现大块。如果孔距过大，应力波叠加后的拉应力小于炮孔连心线面上岩石的抗拉强度，则只形成两炮孔各自的径向裂缝，难以形成贯通裂缝及平整的开裂面。因此，合理的炮孑Ｌ间距应根据围岩性质、节理裂隙发育程度、炸药性质、不耦合系数等来确定，一般最小抵抗线应大于炮眼间距，以确保炮眼之间裂隙贯通。施工经验表明，炮眼间距一般为炮孔直径的１０—２０倍。２．３炮眼密集系数
相邻两炮眼间距￡与最小抵抗线日的比值为炮眼密集系数，，相邻炮眼密集系数（，）过大时，炮孔间距过大，两炮孔就会各自形成单独的爆破漏斗，
韩鸿彬（１９７１一），男．工程师．４５６５６１河南省林州市。１０６
在井巷工程开挖过程中，为了保持巷道围岩的稳定，减少支护作业工程量，加快施工进度，常采用光面爆破。实际爆破设计与施工中未考虑爆破对岩石的损伤，使岩石的力学参数发生变化，出现超挖或产生大量的爆震裂隙。为控制开挖质量，减少爆震裂隙，并把爆破对围岩的损伤控制在最小范围，探讨了光面爆破主要参数与爆破效果的关系。１光面爆破
光面爆破技术，通过科学设计爆破参数、合理布置炮孔位置、有效控制炮眼装药量（选用低密质和低爆速炸药）、采用不耦合装药的基础上，合理地利用炸药能量，使爆破后留下的巷道轮廓较为平滑，通常可在新的巷道壁面上残留清晰可见的钻孔壁痕迹。光面爆破能降低爆破对围岩的损伤，使巷道产生很少的爆震裂隙，保持巷道围岩的强度和完整性，使巷道成型规整，尺寸符合设计要求，减少超挖或欠控，达到优质安全的目的。光面爆破与普通爆破相比减少超挖率１５％一２５％，能节省大量材料，提高工程质量，减少提井、装运费用，实现优质高效。２光面爆破主要参数
为获得良好的光面爆破效果，除了选择低密度、低爆速、高体积威力的炸药外，对光爆参数的合理选择也非常重要。主要参数有：不耦合系数、炮眼间距、炮眼密集系数、炮眼装药密度、装药量、起爆间隔时间、，堵塞长度与起爆顺序等。２．１不耦合系数
不耦合系数是炮眼直经与药卷直径之比，马秉智等人得出公式计算如下¨ｊ：
”（躐）ｌ／６，
万方数据
爆破后可能在炮眼之间的岩壁表面留下岩埂，造成
韩鸿彬：光面爆破参数与爆破效果分析
欠挖；反之，两炮眼装药距离过近，大部分能量用于
抛掷岩石，就会在两眼之间形成超挖，造成凹坑，实践证明Ｆ一般取０．８一１．３，爆破后效果较好。２．４炮眼装药密度、装药量
炮眼装药量取决于要求爆破岩石的体积、爆破
类型等。为减少爆震裂隙，光爆孔内多采用爆速低、温度低、密度低、稳定性强的低猛度炸药。在保证周
边眼（轮廓眼）爆破后裂缝沿相邻炮孔联心线贯通
的前提下，每个炮眼应严格控制装药密度和装药量，药量愈少愈好。装药量越大，产生的破碎范围越大，
不仅使爆轰气体的压力增大，爆轰波与爆轰气体压力的作用时间也延长，加大了岩石的损伤程度。装
药量应根据岩性决定，一般中硬岩选取１２０—１５０ｇ／ｍ，软岩减少，硬岩增加。２．５起爆间隔时间
实践证明，在实施光面爆破时，起爆时差越短，壁面越平整，光面爆破效果越好，如周边眼同时起爆，贯穿主裂缝周边炮眼的连心线将形成最早，其裂缝形成后，周围岩体内应力下降，从而抑制其它方向裂缝形成和扩展，此时形成的半边孔壁痕迹良好。
一般起爆时间间隔控制在１０ｍｓ内，炮孔间应力叠
加明显，有利于贯通裂缝的形成，可视为同时起爆。２．６堵塞与起爆顺序
堵塞的目的是为了提高爆炸能量利用率，良好的堵塞可以防止爆轰气体过早地从炮眼冲出，保证在岩石破裂之前使炮眼内保持高压状态，增加炸药
利用效率，更主要的是加强爆轰气体在孔底的静态压力作用，使炮孔贯穿裂缝以下的岩石与原岩分离。一般在堵塞良好炮孔中，爆后壁面光滑平整，殉爆距离显著提高。使用爆速较低炸药时，光面爆破效果
尤为显著。现场炮眼堵塞一般采用砂和泥的混合物，堵塞长度一般为孑Ｌ径的１５—２５倍，罗伟等人研
究认为浅堵塞效果最好ＨＪ，具体堵塞长度应视岩石和炸药性能而定。
炮眼起爆顺序一般为掏槽眼，辅助眼其次，最后
周边眼，周边眼必须选用相同的起爆段数，且起爆时间不宜超过ｌＯｉｎｓ。３其他因素
影响光面爆破的因素很多，除岩石性质、光爆参
数、工程地质条件外还应考虑施工质量，钻孔必须做
到“平、直、齐”。
“平”是指周边眼及部分辅助眼必须保持平行，
现场施工中为确保钻孑Ｌ平行，经常在钻成一个炮孔后，用炮棍作为标准来保证其它孔与该孔平行。
万方数据
２００９年７月第７期
“直”是指炮眼孑Ｌ口与眼底必须形成一条直线。
“齐”是为了保证炮眼布置符合设计要求，应严格控制炮眼深度和角度。除掏槽眼需延长１５—２０ｅｒａ外，其它炮孔眼底应落在同一平面上，周边眼应统一布在轮廓线上。在钻眼过程中，周边眼应稍
微向外倾斜（视钻孔深度不同取３。一５０），使眼底落
在设计轮廓线外约１００—１５０ｍｍ，以便在钻下一个循环炮眼时有足够空间。
另外，装药结构、装药密度、堵塞质量等施工质量，也对爆破效果有重要影响。４爆震裂隙
减少爆震裂隙需要结合岩层性状、围岩性质等
工程条件，合理布置掏槽眼和辅助眼，使爆破形成的自由面能满足光面爆破的要求，即使周边眼爆破后对巷道围岩产生抗拉抗压作用保持一致，并最终按
设计要求的方向产生主裂痕。生产实践表明，光面
爆破由于采用了不耦合装药结构，药包爆轰后，炮眼壁受到的爆轰压力显著降低，当炮孔内压力低于岩石动态抗压强度时，在炮眼壁上就不至于造成“压碎”破坏，此时，爆轰引起的应力波在炮眼孔壁上造成的应力状态和钻眼时相似，只能引起少量的径向细微裂隙，裂隙的数目和范围与不耦合系数和装药量有关。一般在钻孔直径一定时，不耦合系数值愈大，药量愈小，除主裂隙外其它细微裂隙的数目和长度与药量成正比。光面炮眼组同步起爆时，在炮眼的导向作用下，沿相邻两炮眼联心线的径向裂隙得到优先发育，炮眼中的爆炸气体在气楔作用下将这
些径向裂隙扩展成为贯通裂隙，最后形成光面，从而
减少了其它方向上爆震裂隙的生成。５结论
光面爆破的目的是减少超挖，降低爆破对围岩
的损伤。由于岩石性质不同及爆破过程的复杂性，在井巷爆破施工时，应分析被爆岩石的地质条件，并参考国内外相关施工经验，确定出科学合理的光面爆破参数，以达到理想的爆破效果。
参考文献：［１］
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２００５．
［２】马乃耀．爆破施工技术［Ｍ］．北京：中国铁道出版社．１９８５．
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［Ｊ］．西部探矿工程，２００９，２．
［４］罗伟，朱传云，祝启虎．隧洞光面爆破中炮孔堵塞长度的数值分析［Ｊ］．岩土工程，２００８，９．
（收稿日期２００９旬３．２３）
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