井巷掘进中控制爆破技术的应用

张照国

【摘 要】在井巷掘进中采用光面爆破、预裂爆破、空眼法等技术，能取得良好的爆破效果，提高施工的安全性，降低成本，给施工企业带来较好的经济效益和社会效益。

【关键词】井巷掘进；爆破效果；爆破参数

0.前言

在井巷掘进中，通常采用爆破的方法破碎岩石，形成设计所需要的轮廓。一般的爆破方法都会使裂缝向开挖工程帮壁内扩展，这些裂缝不但造成井巷的超挖现象，增加了出岩量，而且在井巷的帮壁上形成应力集中区，降低了井巷的稳定性，增加了支护的工作量和支护费用，增大了施工的难度。井巷掘进中应用控制爆破技术的目的就是要减少井巷周边的这种破坏。日前，在井巷工程中多将光面爆破作为控制井巷周边形状，减少爆破作用对井巷周边危害的主要方法。但应用光面爆破有一定的局限性，例如在巷道围岩为炭质页岩、泥质页岩时，采用光面爆破也会造成较大的超挖现象。因此，只有根据具体的地质条件来选择相应的控制爆破技术，才能取得良好的爆破效果。

1.光面爆破

光面爆破，也叫轮廓爆破、周边爆破，是一种使爆破出的新壁面保持平整而不受明显破坏的爆破技术。它是控制巷道超挖而广泛使用的方法。该方法是在井巷周边钻凿一排炮孔，孔间距比炮组中其它炮孔间距小，装填少量炸药。通常采用空气柱式装药结构，周边孔的最小抵抗线为孔间距的1.5倍，光面爆破孔在主爆破孔起爆后最后起爆。

实践证明，应用光面爆破，在围岩整体稳定性较好，岩石硬度为中硬到坚硬，节理、裂隙不发育时，井巷壁面平整，炮孔周围产生的裂隙很少。但当围岩节理、裂隙较发育，岩石有破碎带，岩石松软时，尽管及时调整爆破参数，装药量降低到750g/2m，孔周围也产生较多的裂隙，井巷创面不平整，超挖现象也较严重。

2.预裂爆破

预裂爆破也叫剪裂爆破，它是在光面爆破基础上发展起来的一项控制爆破技术。其方法是沿着设计的轮廓线打一排减小孔距的下行炮孔，减少装药量。采用不耦合装药结构，在开挖区主爆破炮孔爆破前，这些轮廓线上预裂孔首先同时起爆，沿设计轮廓线先形成平整的预裂缝，预裂缝形成后再起爆主爆破孔组。预裂缝能在一定的范围之内，有效地减小主爆破孔组的地震效应，并且反射一部分爆破应力波，减小主爆破孔组对井巷壁的破坏。

预裂缝是沿周边眼中心连线产生贯通裂缝形成破裂面的。在岩石非常破碎时，为减小爆破对壁面的破坏，可在装药孔之间钻凿不装药的导向孔，减小装药量，以达到良好的爆破效果。益新公司大五层-50m下山施工中，在节理、裂隙非常发育炭质页岩段采用的预裂爆破的技术参数如下：炮眼间距400mm：预裂面至爆破边界孔岩石厚度600mm；线装药密度150g/m：炮孔深度2.2m；装药结构为两孔之间留一导向孔，分段装药。

实践证明，应用预裂爆破技术，在同岩—节理、裂隙非常发育的炭质页岩段形成的井巷壁面平整、无浮石、眼痕完整清晰。眼痕率大于85%，取得了良好的爆破效果。

3.空眼法

空眼法就是沿井巷的周边开挖线钻凿一排相隔很近的钻孔。这些孔不装药，只为最终一排炮孔爆破提供弱面，并且反射一部分爆破应力波。空眼越密集，爆破后井巷壁的平整度越高。一般情况下，空眼的中心距为其孔径的2-4倍效果较好。由于该方法钻凿空孔量较大，施工效率较低，因此它仅限用于即使周边孔装药量很少，也会造成周边不容许破坏的小型爆破工程，井巷掘进中极少采用此法。

4.应用条件分析

（1）光面爆破可以全部一次掘进，施工工艺较简单，但在围岩裂隙、节理较发育的软岩段效果不佳。因此，这种爆破技术可应用在围岩中等硬度以上，岩石稳定性较好或一般的条件下，并能取得较好的效果。

（2）预裂爆破技术要求采用不耦合装药，故施工较复杂，但在软岩段应用效果较好。因此井巷掘进中可在围岩节理、裂隙非常发育，以及软岩的条件下应用预裂爆破技术，并能取得良好的爆破效果。

5.结语

总之，超爆和多支护，多出岩的费用通常高于多钻凿周边眼的凿岩爆破费用。只要选择适合围岩条件的控制爆破技术，就能取得良好的爆破效果，提高井巷施工的安全性，降低掘进成本，给施工企业带来较好的经济效益和社会效益。