光面爆破技术在煤矿井巷施工中的应用分析
摘要：本文介绍了光面爆破技术的井巷施工原理，阐述了光面爆破的特点，仔细分析了光面爆破技术在井巷施工中的应用。
关键词：煤矿井巷施工；光面爆破技术；应用
1 前言
对于煤矿开采来说，在岩巷掘进施工的过程中，由于巷道服务年限较长，一般都在十年以上，使得其巷道受矿压的影响较大。对于这些巷道，施工时的工艺是否能够合理选择，对掘进施工的质量及施工进度都影响较大，甚至影响到巷道的使用寿命。目前普遍推广采用的中深孔光面爆破施工技术，就可有效减少辅助作业时间，提高单循环进尺。它能够在保证安全及施工质量的前提下，有效地提高施工速度。
而为了提高岩巷掘进施工质量与施工速度，这种施工方法在不改变掘进方式、不增添新设备和施工人员的情况下，通过分析后采取合理的爆破参数和施工技术措施，就能在很好的爆破效果影响下，在岩巷施工的应用中获得较好的施工质量与施工速度。对于岩巷快速掘进，它是一项系统工程，牵涉到了施工的多个方面，其中如何开展好中深孔爆破技术，提高循环单进，是能否实现岩巷快速掘进的关键之点，需要进行深入的研究和探讨。
2 光面爆破技术的井巷施工原理概述
光面爆破原理及设计是利用岩石抗劈能力通过正确的选择爆破参数和合理的使用方法使光面爆破沿周边劈裂开，并对井巷周围围岩不产生或产生轻微的破坏从而获得接近开挖轮廓线的一种爆破方法。它是通过在开挖面预定爆破线上布置一排周边眼，选择间距的合理性和抵抗线采用弱性装药结构（即炸药不充满炮眼孔）。而且与炮眼孔之间留有一定的空隙，最后同时起爆，使相邻炮眼间靠破坏冲击波的力而形成轮廓裂缝。而炮眼孔壁上的炸药压力因采用弱性装药，爆破后岩层较精确地沿周边炮孔的连线断裂下来，从而使围岩固有的整体性、稳定性不遭受明显的损害，最大限度地保持了完整性，提高了施工安全系数的同时使的开挖呈现出轮廓圆。随着井巷施工的日渐发展，光面爆破技术的应用越来越普遍。在实际的井巷施工当中，光面爆破技术拥有明显的技术优势：
避免了井巷施工中欠挖和超挖现象的发生，节省了时间，加快了施工速度，降低了施工成本，保证了施工质量；井巷进行光面爆破之后，在井巷的周围会形成一个平整光滑的边壁，使得井巷的断面符合轮廓要求的情况下，围岩不发生损伤，从而保证了围岩自身的承载力和完整性，通过利用光面爆破技术，可以有效的防止爆破过程对井巷围岩所产生的剧烈震动，保证了井巷岩石的稳定性，利于井巷安全施工的实现。
光面爆破技术是井巷施工中快速掘进技术的一种，在实践应用当中，爆破掘进中的炮眼分为三类：周边眼、掏槽眼及辅助眼。在实际的工程当中，光面爆破技术通过在井巷掘进所涉及的断面轮廓上加密布置周边眼，并利用药包直径小，炸药的使用量少，爆速低、密度低的炸药，来实现对炸药作用及爆破能量的有效控制，从而使得在爆炸过程中产生的岩石应力强度及冲击波峰值得到消弱，避免了炮孔周围压碎区的产生。
光面爆破技术采用的是不耦合装药，当药包发生爆炸后，炮眼壁上的压力会明显的降低，这时药包爆炸的作用被称作准静压力。这就避免了当炮孔自身的压力值低于岩石的抗压强度时，“压碎”现象的产生。这种爆炸引起的应力波同炮眼壁上的应力状态是相似的，只会引起少量的细微裂缝，从而实现了对施工井巷的良好爆破。
3 光面爆破的特点
3.1 爆破后成型规整，符合设计轮廓，特别在松软岩层中更能显示出光面爆破的作用。光面爆破后通常可在新形成的壁面上残留清晰可见的半边孔壁痕迹。
3.2 光面爆破可以大大减少巷道的超挖量，提高施工质量，加快施工进度，节省大量的混凝土衬砌浇筑量。
3.3 光面爆破对围岩的破坏要轻微得多。根据声波探测表明，采用光面爆破时，围岩松弛带的范围只是常规爆破方法的 1/3 ～ 1/2，从而提高了围岩的稳定性，减少了支护工作量。光面爆破的优点在完整岩体中十分明显，可以直观地感到爆破后的开挖面光洁平整，岩体完整，爆破裂隙不发育，给人以安全感。但是，在松软的岩石中，特别是在一些不均质的岩体和构造发育的岩体中采用光面爆破在减轻围岩的破坏，减少超挖以及避免产生冒顶等方面，仍起到很大作用。
4 光面爆破技术在井巷施工中的应用分析
4.1 光面爆破方案的确定对于光面爆破的方案，应结合实际情况，根据工程地质和施工要求，决定是否适合采用光面爆破技术进行爆破。
当前，井巷光面爆破技术有两种，分别是全断面一次性开挖法和预留光爆层法。但是，通过大量的时实践证明，相比之，预留光爆层法的爆破效果更好。当前，大部分井巷光面爆破施工都采用这一方法。光面爆破施工技术的原则是根据围岩的实际情况，对炮孔进行合理的布置；对爆破参数进行优化，提升爆破整体效果；光面爆破，实现对开挖轮廓更好控制；以安全为基础，提升井巷施工速度，缩短工期。
4.2 爆破参数的确定 光面爆破的影响因素是多方面，影响井巷光面爆破技术的因素主要有炮眼直径、最小抵抗线、炮孔间距、光面爆破的深度和角度、光爆层厚度、周边装药量和装药结构等方面。例如对于炮眼直径的确定，直接关系着施工的效率和成本，应对岩石的特性、现成的设备情况、炸药的性能及工程的具体要求综合的进行考虑，来最终进行确定。
4.3 光面爆破施工 在井巷的施工过程中，围岩的类别变化比较大时。例如在平煤某矿新建井巷工程施工当中，首先就是运用技术工程类比法对爆破的参数进行初选，随后通过现场试验和及时的调整对相关爆破参数进行最终的确定，以实现爆破后的最佳效果。周边孔的装药结构包括两种，第一种是不耦合的装药结构，装药结构为间隔捆绑式，不耦合的系数被控制在 1.4 和 2.0 的范围内。炮孔的直径为 43mm。这种不耦合的装药结构，很大程度上减弱了爆破队围岩的破坏程度，保持了软弱围岩的稳定。而在围岩地段比较破碎的地段，则一般采用双传爆线的形式。
另一种形式是在三级和四级围岩层采用间隔的装药结构，装药之后，在同炸药相接的位置用炮泥进行堵塞。多年来爆破实践证明，同堵在孔口的爆破效果相比，堵塞方法的爆破效果要更好。
5 结论
自推广面爆破技术以来，一些矿采用光爆技术所开掘的巷道至今仍然完好无损，经受住了实践的考验，但近几年，开展质量标准化工作，对掘进巷道的质量要求重点仍然是巷道的开挖质量和支护质量，推广应用光爆技术恰恰是提高巷道开挖质量的有效途径和措施，而且会相应简化支护形式，减少生产投入，提高矿井经济效益。
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