第七章 巷道掘进爆破技术

第七章

巷道掘进爆破技术

掘进工作面炮眼布置及爆破图表钻眼工作爆破方法第七章

巷道掘进爆破技术在新建矿井的大量井巷工程中，巷道工程所占的比重，一般要达到80％左右，其施工工期也要超过建井总工期的55％，因此加快巷道施工速度，是缩短建设工期的重要手段。在生产矿井中，机采和综采的发展对加快巷道掘进的要求也越来越高。当前我国巷道掘进的主攻方向应是提高机械化水平，加快巷道掘进的平均速度，提高掘进单进和工效，逐步解决好巷道掘进机械化作业线的配套问题，迅速提高施工速度，加快矿井建设步伐。破碎岩石的方法有钻眼爆破法和联合掘进机掘进等。目前破碎岩石的主要手段仍是钻眼爆破法，其工作质量的好坏，与能否实现快速、优质、高效、低耗、安全施工紧密相关。1/31/20232第七章巷道掘进爆破技术巷道掘进中良好的钻眼爆破工作应做到：

(1)爆破后所形成的断面应符合设计要求，不欠挖(不足设计所规定的断面)，也不超挖(超过设计所规定的断面)，而且巷道的方向与坡度均应符合设计规定；

(2)爆破下来的岩石块度和堆积状况便于装运；

(3)爆破时对巷道围岩震动小，不崩倒支架，有利于巷道的维护；

(4)爆破每立方米岩石的炸药和雷管消耗量要低，钻眼工作量要小，炮眼利用率要高；

(5)便于采用先进技术和机械装备，改善作业条件。为了获得良好的爆破效果，必须正确布置工作面炮眼、合理确定爆破参数、选用适宜的炸药和改进爆破技术。1/31/20233§7.1

掘进工作面炮眼布置及爆破图表正确布置炮眼是取得良好爆破效果的前提，必须根据岩石性质、巷道断面形状以及所使用的炸药等影响因素，合理布置炮眼和确定各类炮眼的装药量，才能获得良好的爆破效果。掘进工作面的炮眼，按其用途和位置不同可分为掏槽眼、辅助眼和周边眼三类。1/31/20234§7.1

掘进工作面炮眼布置及爆破图表一、掏槽方法掏槽眼的作用是：首先将工作面上某部分岩石破碎下来，作工作面形成第二个自由面，为其他炮眼的爆破创造有利条件。掏槽的好坏决定着爆破的成败，实际工作中有时会产生炮眼利用率过低或崩倒支架的现象，多是由于掏槽布置不当，爆破效果不良所致。掏槽分为斜眼掏槽和直眼掏槽两大类，见表7-1。1/31/20235§7.1

掘进工作面炮眼布置及爆破图表1/31/20236§7.1

掘进工作面炮眼布置及爆破图表目前，我国煤矿巷道掘进中仍以斜眼掏槽为主，它比较适应煤矿常见的岩石条件和现有技术装备条件。但随着炮眼日益加深的要求，以及新技术、新钻眼设备的应用，直眼掏槽法将更有发展的途。(1)斜眼掏槽法。这种掏槽方法的特点是：可以充分利用自由面，掏槽面积较大；但倾斜炮眼深度受到巷道断面尺寸的限制。在岩巷掘进中常用锥形掏槽和垂直楔形掏槽，见表7-1。

(2)直眼掏槽法。这种掏槽方法的特点是：所有掏槽眼都垂直于工作面，彼此间距较小，且要严格保持平行；留有不装药的空眼，作为装药槽眼爆破时的自由面；槽眼的深度不受巷道断面大小的限制，可以进行深孔爆破；一般不宜在松软岩石和有瓦斯煤尘爆炸危险的巷道中使用。直眼掏槽法在金属矿山掘进中使用相当广泛，近年来为了推广深孔爆破，煤炭系统也加强了直眼掏槽的试验研究工作，并已逐渐获得推广。1/31/20237§7.1

掘进工作面炮眼布置及爆破图表在直眼掏槽法中，空眼一般要比装药槽眼加深200nm左右。为了加强槽腔的抛碴作用，空眼也可加深500mm左右，以便在加深的炮眼底部装填1~2卷炸药，待其他槽眼爆炸后再爆。这种仅眼底装少量炸药的炮眼称为半空眼。大直径空眼是用重型凿岩机与大直径钻头打凿的，但一般多用2~3个相互靠近的普通直径炮眼代替，也可获得良好的爆破效果。掏槽效果与合理决定各槽眼至空眼之间的距离有密切关系，图7-1(a)表示菱形直眼掏槽的布置形式。菱形掏槽法适用于各种岩石条件，炮眼深度在2.0m以下效果较好。最好用毫秒电雷管分两段起爆，如图7-1(b)所示，距离小的一对炮眼先爆，距离大的一对后爆。每眼装药长度为眼深的70％~80％。螺旋掏槽(图7-2)是中硬以上岩石进行深孔掏槽的一种较好的掏槽方法。其特点是各装药的槽眼绕中空眼呈螺旋形布置，这种掏槽方法的炮眼利用率可达90％以上，爆破图表见表7-2。1/31/20238§7.1

掘进工作面炮眼布置及爆破图表1/31/20239§7.1

掘进工作面炮眼布置及爆破图表当采用大直径(φ100~φ200mm)中空眼时，其布置方式如图7—3所示。1/31/202310五星掏槽法(图7-4)是适用于各种岩层条件、比较可靠的掏槽方法。炮眼深度在2.5m以下时，用一般岩石炸药即可；当眼深为2.5~3.0m时，宜采用4号岩石炸药或其他高威力炸药。用毫秒电雷管起爆时，其起爆顺序是：中心1号眼先爆，其余2~5号眼后爆，每眼装药长度为眼深的70％~80％。§7.1

掘进工作面炮眼布置及爆破图表二、其他炮眼的布置原则辅助眼(又称崩落眼)是布置在掏槽眼和周边眼之间的炮眼。在巷道掘进中辅助眼是扩大掏槽，大量崩落岩石的主要炮眼。其布置原则是充分利用掏槽眼所创造的自由面，最大限度地爆破岩石。一般辅助眼的间距为400~800mm，炮眼方向基本上垂直于工作面，要布置均匀，以每一炮眼的最小抵抗线近似相等为原则，以使崩落下的岩石块度大小适中，便于装岩工作。1/31/202311§7.1

掘进工作面炮眼布置及爆破图表周边眼的布置是控制巷道成形的关键。按照光面爆破的要求，其眼口中心都应布置在巷道设计掘进断面的轮廓线上，眼底应稍向轮廓线外偏斜，一般不超过100~150mm，便于在下循环打眼时钻机有足够的工作空间，同时尽量减少超挖量。眼间距必须符合光面爆破的要求，目前井下使用直径为40mm左右的炮眼，眼距为400~600mm。另外，周边眼中还包括底眼，底眼的作用主要是控制巷道底板标高以及抛掷已破碎的岩石。一般底眼眼口应高出底板水平150mm左右，以防灌水；眼底要倾斜向下，可打到底板标高以下100~200mm左右，以防底板欠挖。底眼的间距要比顶眼和帮眼稍大。辅助眼与周边眼的眼底应尽量落在同一深度的平面上，这样爆破出来的工作面比较平整，为下次钻眼创造良好条件。此外，当工作面岩石的层理或裂缝发育时，要尽量使炮眼与层理垂直或斜交。1/31/202312§7.1

掘进工作面炮眼布置及爆破图表三、爆破参数的确定巷道掘进中的爆破参数包括：炸药消耗量、炮眼直径、炮眼深度和炮眼数目等。正确地确定这些参数才能取得良好的爆破效果。

(1)炸药消耗量。爆破1m3的实体原岩所需要的炸药量，称为单位炸药消耗量。其数值决定得正确与否，会直接影响到岩石块度的大小、钻眼工作量与装岩工作量、巷道周边轮廓的整齐和稳定的程度、炮眼利用率以及巷道造价等。影响炸药消耗量的因素有岩石性质、巷道断面尺寸、自由面的位置与数目、炮眼的装药结构、炮眼的直径和深度以及炸药的性能等。一般说来，岩石越坚固、巷道断面积越小、炮眼直径越小、炮眼越深、炸药的爆破性能越差，炸药消耗量越高；反之，炸药消耗量就相应降低。到目前为止，还没有从理论上解决计算炸药消耗量的方法。通过实践，国家对各种岩石、不同掘进断面的炸药消耗量进行了统计，表7—3列出了《矿山井巷工程预算定额》试行本中规定的岩巷掘进炸药消耗量定额。在使用时应注意，该定额系按岩石巷道用二号岩石硝铵炸药、煤及半煤岩巷道采用二号煤矿硝铵炸药、均用纸壳电雷管制定的，若采用其他炸药时，可按表7-4进行调整。1/31/202313§7.1

掘进工作面炮眼布置及爆破图表1/31/202314§7.1

掘进工作面炮眼布置及爆破图表1/31/202315§7.1

掘进工作面炮眼布置及爆破图表(2)炮眼直径。我国现场普遍采用的炮眼直径，比标准药卷直径32~35mm稍大4~6mm，一般为39~41mm。炮眼直径小了，装药困难；炮眼直径过大，使标准药卷在炮眼里有较大的空隙，不利于爆破。

(3)炮眼深度。炮眼深度直接决定着每茬炮的进尺量，同时又决定着循环工作量。炮眼深度加大了，钻眼和装岩的工作量会增加。正确确定炮眼深度除考虑钻眼效率及良好的爆破效果外，还要考虑循环工作量、循环时间，以保证爆破质量、实现正规循环作业，提高掘进速度并降低掘进成本。在一定条件下，显然浅眼多循环的辅助作业占用时间比例较大，不利于充分利用工时。若能一方面加深炮眼，另一方面又增加每班掘进循环的次数，采用深眼多循环，对快速掘进必然有利。但在一般的技术设备条件下，炮眼的深度除受巷道断面尺寸、岩石的物理力学性质的限制外，还受钻眼机械能力以及爆破技术的限制，以常见的YT-23型凿岩机为例，当钻眼深度超过5m时，钻眼速度便会明显下降，爆破效果也不甚理想。根据国内外的经验，平巷掘进的炮眼深度一般不超过4m。当采用气腿式凿岩机和岩石硝铵炸药时，炮眼深度以1.8~2.5m为宜，欲加深炮眼时，应改进机具，使用威力更高的炸药。1/31/202316§7.1

掘进工作面炮眼布置及爆破图表(4)炮眼数目炮眼数目直接决定着每茬炮的钻眼时间和钻眼工作量，同时又影响着爆破效果。其数量必须根据工作面的岩石性质、巷道断面形状和尺寸以及所用的爆破材料，按不同作用的各类炮眼，分别进行合理布置，最终排列出的眼数就是一次爆破的总炮眼数目。但这个炮眼数目是否合理，还必须通过实践来验证。合理的炮眼数目应当保证有较高的爆破效率(炮眼利用率不小于85％)，爆下的岩块块度和爆破后的巷道轮廓符合施工和设计的要求。此外，也可以按下列方法估算炮眼数目，作为实际排列炮眼时参考：即将一次爆破所需的额定总炸药量，按照一定的炮眼装填系数，平均装入工作面所有的炮眼中去，从而估计出所需的炮眼数目。1/31/202317§7.1

掘进工作面炮眼布置及爆破图表根据炸药定额一循环爆破岩石所需总装药量Q按下式计算：

Q＝ηqsl(7—1)式中

q——单位炸药消耗量，kg／m3；

s——巷道掘进断面积，m2；

l——炮眼的平均深度，m3η——炮眼的利用率，η=l0／l；

l0——一茬炮进尺，m。按炮眼实际装药长度一循环总装药量用下式计算：

Q＝Nalρ/m(7—2)式中

N——炮眼总数；

a——装药系数，为炮眼里的装药长度对眼长度之LC，一段取0．5一o．7；

m——每个药卷的长度，m；

ρ——每个药卷的质量，kg；从式(7—1)与式(7—2)两式相等得炮眼总数为

N＝qsηm/aρ(7—3)1/31/202318§7.1

掘进工作面炮眼布置及爆破图表这只是一种估算方法，考虑的原则是将全部额定炸药平均地分配到各炮眼内。在实际工作中，为了达到良好的爆破效果，掏槽眼比辅助眼和底眼多装l~2个药卷，而周边眼中的顶眼和帮眼的装药量则应最少。在根据需要分配各类炮眼合理的装药量过程中，炮眼数目难免要增减。为了达到光面爆破的效果，周边眼数应略多些，此外当采用直眼掏槽时，还要增加空眼，故实际的炮眼数目一定会比上述估算的结果多。1/31/202319§7.1

掘进工作面炮眼布置及爆破图表四、爆破图表的编制爆破图表是指导和检查钻眼爆破工作的技术文件。其内容分三部分：第一部分是爆破条件；第二部分是炮眼布置图，并附有说明表；第三部分是预期爆破效果。编制爆破图表首先应做充分的调查研究工作，掌握第一手资料，然后根据所用钻眼设备和爆破器材进行综合分析，确定一个初步爆破图表，经过若干个循环的爆破实践，不断完善之后，才能正式作为指导钻眼、爆破工作的依据。如果巷道穿过多种岩层，则应选定两种(或两种以上)穿过量长的主要岩层，分别编制爆破图表。表7—5、表7—6和表7—7为淮北芦岭矿中间车场成巷210m的爆破图表；图7—5为其炮眼布置图。1/31/202320§7.1

掘进工作面炮眼布置及爆破图表1/31/202321§7.1

掘进工作面炮眼布置及爆破图表1/31/202322§7.1

掘进工作面炮眼布置及爆破图表1/31/202323§7.1

掘进工作面炮眼布置及爆破图表表7-8和图7-6为某矿采用光面爆破所制定的爆破图表。爆破原始条件：岩石为砂页岩；巷道掘进断面面积为9.64m2；炸药为4号抗水岩石铵梯炸药；雷管为5段毫秒电雷管。主要爆破指标：循环进尺2.5m；炸药消耗量1.92kg／m3；炮眼密度5.3个／m3。1/31/202324§7.2

钻眼工作钻眼工作的好坏直接影响着爆破效果、循环进尺和巷道的工程质量，所以必须严格按照爆破图表进行打眼，特别要注意掌握好巷道掘进的方向和坡度。一、准备工作为了安全，钻眼前要检查并处理顶、帮的话石、浮矸，靠近工作面的支架要打紧打牢。同时，要检查凿岩机、气腿并上足润滑油，备齐钎子和钎头，并检查钎子中心孔是否通气，检查压气管、水管是否有漏损现象，水压、气压是否满足要求等。为了掌握巷道掘进的方向和坡度，正确布置炮眼的位置，钻眼前应检查巷道的中线和腰线，如图7—7所示。1/31/202325§7.2

钻眼工作其简易测量方法如下：巷道中线需由测量人员用仪器测定，并在巷道顶板上每隔一定距离设有标桩与挂线。如果巷道的方向不改变，掘进工人即可用如图7-8所示的“三点延线法”延长中线，并以此为准，在工作面上布置炮眼。1/31/202326§7.2

钻眼工作为了控制巷道的坡度，可用腰线测量。通常腰线点设在无水沟一侧巷道的侧墙支架腿上，腰线点距轨面标高通常取1m。延长腰线的方法可用半圆仪(又称度尺)挂在腰线上测定，如图7-9所示；或把腰线的坡度折合成巷道单位长度上升或下降的高度，并用透明软塑料管装水测定出水平后再度量。1/31/202327§7.2

钻眼工作近年来，我国研制出了供井巷掘进用的激光指向仪，这种仪器操作简单，指向准确又省时间，深受工人欢迎。为了在工作面正确、快速布置炮眼位置，我国已生产有多种钻眼布孔仪。Ty-B型钻眼布孔仪主要由隔爆主腔、前罩、放大镜及三角架等部分组成，其结构如图7—10所示。其光路系统如图7-11所示。1/31/202328§7.2

钻眼工作图中的像距是钻眼布孔仪到工作面的距离，有5m、6m和9m三种，不同的像距是通过更换镜头实现的。布孔板是一块厚2mm，直径36mm的铝板。可根据实际施工巷道断面的炮眼布置图，按1：133比例缩小，在布孔板上划好炮眼位置，再用φ0.3mm~φ0.9mm的钻头将小眼一一钻出或用细针锥孔，如图7—12所示。1/31/202329§7.2

钻眼工作二、多台凿岩机钻眼一般情况下，每3—4m2工作面断面配备一台凿岩机；当岩石较坚固时，每1.4~3.0m2便可配备一台凿岩机。多台凿岩机作业时，为了避免气管、水管相互纠缠，可以采用两路气管、水管供气和供水，如图7-13所示。1/31/202330§7.2

钻眼工作为了适应巷道快速施工，我国现场在工作面风、水管路的联接、构造等方面有了不少革新。例如，采用轻质合金压气管、硬塑料水管；还出现了多种形式的快速管接头，如图7-14及图7-15所示；在分气器上安装球形或锥形的自动分气阀等(图7-16)，基本上实现了快运、快接、快卸。1/31/202331§7.2

钻眼工作图7-16是分气器上的自动阀，图(a)是肥城等矿区用的球形阀，连接管尚未插入时，弹簧将阀球顶起，封闭气路；当连接管1利用连接螺母2旋紧而插入阀腔，便将阀球顶回，压缩弹簧，压气便从小出气孔7进入连接管。图(b)是陕西韩城矿区创造的锥形阀，原理基本上与球形阀相同，只不过在连接管未插入时，不是用弹簧顶起锥阀，而是利用压气的压力。1/31/202332§7.2

钻眼工作多台凿岩机作业必须避免拥挤和忙乱，应采用定人、定机、定位、定任务、定时间的钻工岗位责任制。任务确定后，每个循环都基本不变，这样既利于工人熟悉炮眼的设计位置、深度、角度，又利于凿岩机的保养。图7-17所示的是新汶协庄矿在断面为16.5m2的巷道中、实行钻工岗位责任制、以7台凿岩机同时钻眼的作业分工图，表7-9为其钻眼顺序说明书。1/31/202333§7.2

钻眼工作三、凿岩台车钻眼在巷道掘进中，采用多台凿岩机钻眼是实现快速施工的行之有效的方法，但是使用手持式气腿凿岩机用人多、劳动强度大、不易保证炮眼的规格质量、不利于推广光面爆破和保证巷道的规格质量。目前国内外正在发展和研制其他钻眼设备，如掘进凿岩台车、钻装机、全液压凿岩机、内燃凿岩机等。在平巷掘进中，用凿岩台车代替气腿凿岩机，可以较大地提高掘进工效、减轻工人劳动强度和改善作业条件。1/31/202334§7.2

钻眼工作国内已正式投入生产的凿岩台车有：CGJ2型双机轨轮式凿岩台车(图7-18)和CGJ2型三机轨轮式凿岩台车等。1/31/202335§7.3

爆破方法一、爆破作业为了达到预期的爆破效果，保证施工安全，爆破作业必须认真进行。负责爆破工作的放炮员应由有丰富经验的技术工人专职担任。装药前的准备工作有：加固工作面附近的支架，以防崩倒；放炮母线要妥善地挂在巷道侧帮上，并且要和金属物体、电缆、电线离开一定距离，还要测试一下放炮母线是否通电；检查炮眼布置是否符合爆破图表，炮眼中的岩粉和水要用压气吹净；在规定的安全地点装配引药；检查工作面20m范围内的瓦斯浓度，并按《煤矿安全规程》有关规定处理。装药联线工作应严格按爆破图表进行，并应建立岗位责任制，做到定人、定眼，还要设专人检查。爆破时要注意安全，必须严格遵守《煤矿安全规程》的规定，认真操作。1/31/202336§7.3

爆破方法二、光面爆破概述光面爆破简称光爆，是一种合理利用炸药能量的控制爆破技术。用光面爆破法开掘出来的井巷成形规整，符合设计的断面轮廓尺寸，岩壁无明显的爆震龟裂，保护了围岩的整体性，提高了围岩的稳定性与自承能力。

(一)光爆的发展光面爆破在我国的发展，是随着我国推广应用锚喷支护而相应发展起来的。我国煤炭行业1973年开始由原中国矿业学院在开滦煤矿进行了光面爆破试验，应用推广中做了大量的科学研究和工程实践，收到了显著的技术经济效果。光爆是锚喷支护的重要前提和基础，光爆和锚喷的有机结合，构成了“光爆锚喷”新技术，这是我国锚喷支护技术的进一步发展。1/31/202337§7.3

爆破方法(二)光爆的类型1．按爆破时序分类

(1)周边后裂法，又称修边法。当全断面一次爆破时，周边眼的光爆炮孔安排在最后起爆；当全断面分次爆破时，周边光爆孔仍安排在最后起爆。后者又称为预留光面层法或预掘导硐法，目前已在我国推广应用。

(2)周边先裂法，又称预裂法。其起爆顺序与周边后裂法相反，即首先起爆周边炮孔，沿巷道轮廓线形成一圈预裂贯通裂缝，然后再爆掉中心岩石。此法可大大减弱爆破震动作用。1/31/202338§7.3

爆破方法2．按爆破深度分类

(1)浅孔光爆法。孔深不大于2~2.5m的简易光面爆破。

(2)中深孔爆破法。孔深大于2.5m、小于5~6m的极限深度的深循环掘进光面爆破。

(3)特深孔光爆法，又称超深光爆法。一次钻爆掘进深度可达6m以上的光面爆破。另外，把已广泛应用的修边光爆称为普通光爆；把应用于交岔点岔墩、复杂硐室、软岩等特殊条件下质量更高的修边光爆，称为特殊光爆。在我国当前施工技术条件下，浅孔修边光爆是最常用的一种光爆方法。1/31/202339§7.3

爆破方法(三)光爆的标准原煤炭工业部在《光爆锚喷试行规程》中对光爆的标准规定了三项指标：

(1)眼痕率不少于50％。眼痕率是指周边眼留有半边炮眼痕的长度(或总个数)与周边

眼的总长度(或总个数)的百分比。对于整体性较好的硬岩，眼痕率不少于50％是较容易达

到的，但整体性较差的软岩就不容易达到。

(2)超挖尺寸不得大于150mm，欠挖尺寸不得超过质量标准要求。在《井巷施工验收规范》中对欠挖标准规定如下：立井井筒：有提升设备时欠挖应小于20mm；无提升设备时欠挖应小于50mm。巷道高度：欠挖应小于30mm。巷道宽度：主要巷道欠挖应小于20mm；一般巷道应小于50mm。

(3)岩面上不应有明显的炮震裂缝。1/31/202340§7.3

爆破方法(四)光爆的优点光爆与普通爆破相比，具有以下四方面的优点：

(1)由于光爆巷道成形规整，消除围岩凸凹处的应力集中，最大限度地保持了围岩自身强度，从而增强了围岩自承能力，为锚喷支护提供了基础。

(2)由于光爆大大地减少了掘进超挖量(一般普通爆破的超挖量为20％~30％，而光爆的超挖量只有4％~6％)，因此可减少材料(支护和炸药等)消耗，从而降低成本，加快掘进速度。

(3)光爆可有效地减少对工作面围岩的破坏，使井巷围岩较为稳定，有利于施工和安全。同时也减少了井巷的维修量，降低了井巷的失修率。

(4)光爆消除了围岩的凸凹不平，从而减少了通风阻力和瓦斯聚集，有利于安全。1/31/202341§7.3

爆破方法三、光爆原理

(一)光爆的原理国内外在进行大量试验研究的基础上，提出了多种理论，这里仅介绍两种。1．周边眼同时起爆原理当两炮眼同时起爆(图7-19)后，两眼产生的压缩应力波将在两孔中间相遇，两压缩波波峰相互叠加，汇合形成拉伸变形波，产生拉应力σx，从而使炮孔间形成贯通裂缝，崩落光面层岩体，达到光爆效果。1/31/202342§7.3

爆破方法2．以静压为主的光爆原理光爆炮眼很难绝对同时起爆(图7-20)，故压缩波很难在两孔间相遇。光爆是以静压(爆生气体膨胀压力)为主，动压(冲击压缩波作用)为辅。其原理为：应力集中的预裂效应。如图7-20所示，当眼A起爆时，眼B相当于空眼，在两眼联线上造成应力集中而产生预裂裂缝；然后当月眼起爆时，将预裂裂缝扩大、伸展，形成贯通裂

缝。眼距越小，应力越集中，预裂效果越好。1/31/202343静压拉应力作用。炮孔内的平均静压力合力，既要满足不压坏孔壁岩体，又要小于岩体的爆破抗压强度，还要等于或略大于两炮眼连线间岩体的抗拉强度，从而将光面层岩体崩落，获得良好的光爆效果。§7.3

爆破方法

(二)实现光爆应采取的措施要实现光爆，必须做到周边眼爆破后既不把围岩壁的岩石炸碎，不产生明显的炮震裂缝，又要把岩石沿炮眼的联线整齐地切断下来，使围岩壁面规整，没有大的凸凹，符合设计要求。为此采取下列措施：1．尽量减少爆炸裂隙由于炸药在岩石中爆炸产生的爆轰压力可达到几万至十几万个大气压，远远超过了任何岩石的极限抗压强度，故一般炸药包附近的岩石都要被炸碎或被压缩为一个空腔，这是很难避免的。但如果选用合适的炸药，控制装药量，合理选择装药结构，使爆破作用于炮孔壁岩石上的巨大压力衰减，就能够使岩石不受破坏或少受破坏。1/31/202344§7.3

爆破方法减少爆炸裂隙的措施之一是控制冲击动压产生的粉碎性破坏。炸药爆炸产生的爆轰压力为

p＝1/4ρ0v2(7—4)式中p——爆轰压力；

ρ0——炸药密度；

v——爆速。由式(7—4)可知，爆轰压力户与炸药密度ρ0成正比，因此应选用密度小的炸药，并通过合理的装药结构加大爆轰波峰压的衰减。爆速v的平方与爆压成正比，而同种炸药的爆速，又是随药卷直径的减小而降低，故选用爆速小、药卷直径小(但要大于稳定爆轰的临界直径)的炸药，对减少爆轰压力效果更为显著。这种低爆速、低密度炸药爆炸作用必须良好，传爆稳定可靠，容易起爆，否则就会因为药量小、爆炸不完全，而达不到将岩石整齐爆下的目的。1/31/202345§7.3

爆破方法目前我国尚未生产专用的光爆用炸药，一般采用2号岩石铵梯炸药，其爆速为3600m/s，密度为0.9~1.1kg/m3，基本上符合光爆的要求。但是这种炸药的临界直径较大，制成小直径药卷时起爆和传爆的性能较差。在装药结构方面，国内外现在都采用不耦合装药，即在炮眼中装填的药卷直径远比炮眼直径小。炮眼直径和药卷直径之比称为不耦合系数。如将2号岩石炸药改为直径25mm的药卷装入42mm的炮眼，则不耦合系数为42/25＝1.68，这时炸药的爆速降低至3220m/s。但如果药卷直径过小，由于铵梯炸药的性能关系，易产生传爆不良，效果反而不好。不耦合装药结构在光爆作业中不易炸坏炮眼周围岩石的原因，主要在于爆轰波经过一段空气间隔才传到岩石，形成在空气中传播的冲击波，它在传播时压力迅速衰减。因此，如果设法将炸药悬在炮眼中心，四周不与眼壁接触，效果将会更好一些，办法是在药卷两端架设塑料或硬纸环状圈，由于制作复杂、装药麻烦，在我国尚未广泛应用。1/31/202346§7.3

爆破方法结合国产2号岩石炸药阶性能情况，在炮眼不太深(约3m以下)的情况下，一般不采用细药卷，而用原装药卷(直径32mm、35mm)装入炮眼，这样虽然药卷周围岩壁可能稍微破碎，但效果还是能够令人满意。减少爆炸裂隙的措施之二是减小静压的破坏作用。主要措施是严格控制光爆炮眼的装药量，尽可能减小装药密度。因为药量越大，产生的破碎范围越大，爆生气体压力也更大，且爆轰波与爆生气体压力的作用时间也更长。在能够将岩石破碎的前提下，药量越少越好，但需要多打炮眼。1/31/202347§7.3

爆破方法2．促进两炮眼间形成贯穿裂缝两个周边光爆炮眼之间形成贯穿裂缝，是光面爆破技术中的关键。因为这条裂缝就是巷道轮廓线的一部分，它的光滑或凸凹决定了巷道成形的好坏。贯穿裂缝，是爆炸后的气体产生的静应力场的相互叠加而产生的。爆生气体比爆轰压力小，作用时间长，故当两炮眼起爆时差不大时，在岩石中产生的应力波能够相互加强，衍生的拉应力就沿炮眼联线将岩石拉断。这样，所采用的炸药除性能要求外，爆炸生成气体的量(称比容)还必须大些。同时在装药结构上应使爆生气体在炮孔全长上有均匀的作用力，因此细长药卷较好。当不用细药卷时可将炮眼口塞紧让爆生气体有一膨胀空间，达到炮眼作用力比较均匀的目的。1/31/202348§7.3

爆破方法光爆炮眼的同时起爆，也是产生光滑的贯穿裂缝的关键。从理论上讲，两孔起爆时差不能大于静应力的作用时间，否则就达不到静应力的叠加。国外模型研究拍摄的照片，也证明时差小于10ms的光爆效果最好。在我国，毫秒电雷管精度较高、起爆时差较小，其时差达到13ms，用在光面爆破，能够获得较好的效果。有些现场因限于条件，也有用秒延期电雷管甚至火雷管进行光爆成功的事例(秒延期电雷管的时差可能达到100ms或更大，火雷管的时差难以估计)。从我国现场大量实践经验看，时差10~20ms也是可以用的，故一般情况应采用毫秒电雷管。各个光爆炮眼都装入等量的炸药，有利于形成整齐的贯穿裂缝。这样就需要最小抵抗线基本上一样大小，因此光爆炮眼内层的各炮眼(掏槽眼、辅助眼)在布置时必须考虑到能为光爆炮眼提供一个大致整齐的粗断面，给光爆炮眼形成一个光面层。1/31/202349§7.3

爆破方法3．防止两炮眼之间发生欠挖和超挖光面层的厚度(即最小抵抗线W)与光爆炮眼间距E之间要有一个合适的比例。这个比例叫做光爆炮眼的密集系数M，即

M＝E/W(7—5)式中

M——炮眼密集系数；

E——周边眼间距；

W——最小抵抗线。显然，如果M过大就会在两眼之间留下岩石残根形成欠挖，掘进断面出现凹凸不平，如图7-21(a)所示；M过小就会在两眼之间由于爆破而形成超挖，如图7—21(b)所示。只有当M＝0.8~1时才能获得较好的光爆效果。1/31/202350§7.3

爆破方法由于爆生气体无孔不入，因此，如果光爆眼的眼壁上有一些方向不定的裂隙，就会由于爆生气体的渗入膨胀发展为大裂缝，破坏围岩的完整性。如果裂隙恰在两炮眼之间，则会对形成贯穿裂缝有利，但事实上裂隙的产生方向是不定的，故在打眼时尽量减少眼壁上的裂隙，因此打周边眼时应使用锐利的钎子。国外模型试验时，用宝石工锉刀在模拟炮眼壁上做出切口，就可以使裂隙沿切口发展。掘进实践中对炮眼作走向切口也是容易实现的。1/31/202351§7.3

爆破方法四、光爆参数

(一)光爆炸药光爆炸药应具有的性能是；高爆力，低猛度，低爆速，低密度，起爆容易，传爆性能好，爆轰稳定，临界直径较小(便于制成小直径药卷作不耦合装药使用)。目前国产铵梯类炸药虽起爆容易，但起爆后不能达到稳定爆速，而且临界直径较大，制成小直径药卷时其爆炸性能有所改变。但在无专用光爆炸药的情况下，只要注意其特点，不改制成直径25mm以下的药卷，不使用变质受潮炸药，也能取得比较好的效果。我国煤矿常用炸药性能见表7-10。1/31/202352§7.3

爆破方法(二)雷管目前煤矿采用的雷管是6号或8号电雷管。

(三)联线方式煤矿常用的联线方式有串联和串并联两种。1．串联串联就是各炮眼的雷管脚线首尾依次相联，剩下的两根脚线接到母线上，如图4-12所示。一般现场均采用这种“手拉手”大串联方式。因为串联简单、易检查，母线脚线消耗小，而且所需准爆电流较小，一般放炮器即可满足要求。2．串并联将雷管分组串联，然后再将各串联组的两脚线分别并联到两根母线上，如图4-13(a)所示，这种联线方式叫串并联。采用串并联时，要求各支路的雷管电阻值基本相等，常用于一次放炮数目多的井巷掘进中。1/31/202353§7.3

爆破方法(四)炮眼间距与装药系数光爆参数的选择主要是对炮眼布置与装药量的合理选择。1．掏槽眼光爆与普爆一样，掏槽是关键。不仅要重视其参数选择，而且要重视掏槽方式的选择，直眼掏槽不受断面限制，可多台凿岩机同时打眼，炮眼质量易掌握，爆破效率高，迎头打齐；光爆效果好，所以经常采用。但因掏槽眼垂直于工作面，爆破抵抗线大，往往需要打空心眼做掏槽辅助自由面，所以掏槽打眼多，用药量大。

直眼掏槽的眼距要严格控制。太大时掏槽比较困难，太小时岩石被挤实，掏槽效果差。直眼掏槽的眼距一般等于破碎圈的直径，即为100~250mm(硬岩取小值，软岩取大值)。掏槽眼的装药系数为60％~75％(软岩取小值，硬岩取大值)。1/31/202354§7.3

爆破方法2．辅助眼(又称扩槽眼)掏槽眼以外布置辅助眼进行扩槽。辅助眼的个数为4~6个(软岩取小值，硬岩取大值)；辅助眼的间距一般为200~350mm(硬岩取小值，软岩取大值)，是掏槽眼距的两倍左右；装药系数为50％~60％(软岩取小值，硬岩取大值)。3．三圈眼一般双轨巷道(宽度3.5~4.5m)辅助眼以外布置三圈眼，其抵抗值略小于临界抵抗值，一般为600—750mm(硬岩取小值，软岩取大值)。三圈眼的间距略大于抵抗值，一般为650~800mm(硬岩取小值，软岩取大值)。装药系数为40％~55％(软岩取小值，硬岩取大值)。1/31/202355§7.3

爆破方法4．二圈眼(又称抵抗眼)三圈眼以外或单轨巷道(宽度3.5m以下)辅助眼以外布置二圈眼。二圈眼是确保光爆层厚度的重要参数。特别是松软围岩，应从二圈眼开始尽量减少装药量。一般有“二圈周边三比一”的规律，即二圈眼的装药量为周边眼装药量的3倍，约为150~600g