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1、光面爆破知识讲座,主讲：路仁江,2011.4,山东黄金矿业（玲珑）有限公司,光面爆破知识,主要内容1、光面爆破的概念；2、光面爆破技术分类；3、光面爆破作用原理；4、光面爆破的优缺点；5、光面爆破参数选择；6、钻爆器材；7、炮眼布置要求及合理规划开挖顺序；8、光面爆破的技术要点；9、质量控制标准；,光面爆破知识,矿山控制爆破主要包括：微差爆破、预裂爆破、光面爆破。微差爆破：利用微差爆破器材，把一次爆破分成若干段，每段之间以毫秒级的时差进行爆破，所以也叫毫秒爆破。预裂爆破：是在主体爆破前进行的，爆后在边坡面上形成一条裂缝，该裂缝能在一定范围内减轻开挖区主爆破时对边坡产生的震动和破坏作用，主体开挖
2、后顺该缝形成光滑边坡面。光面爆破：,光面爆破知识,光面爆破的概念：光面爆破技术约在1950年发源于瑞典，1952年在加拿大首次应用。光面爆破是一种控制岩体开挖轮廓的控制爆破技术，光面爆破是通过控制爆破的作用范围和方向，使爆破后的岩面光滑平整，防止岩面开裂，以减少超、欠挖和支护的工程量，增加岩壁的稳定性，减弱爆破振动对围岩的扰动，进而达到控制岩体开挖轮廓的一种技术。,光面爆破知识,光面爆破的概念：光面爆破是采取特殊的装药结构，选择合理的周边布孔和准确的穿孔，严格控制装药量，合理安排起爆顺序和起爆方法，进行精确开挖的一种爆破方式。这种爆破的突出标志是围岩面平整、规则，并留有清晰的半边孔，岩壁上很少
3、产生明显的炮震裂缝，原有的结构裂隙也不因爆破影响而扩展，应力分布较均匀，保持围岩自身的稳定性和承载力。如图：光面爆破广泛应用于露天边坡、矿山井巷、隧道、水利隧洞、地下硐库等的开挖中。,光面爆破知识,光面爆破的概念：,光面爆破知识,光面爆破的概念：,光面爆破知识,光面爆破技术类型：光面爆破可以分为三大类型：1、轮廓线钻眼法它是沿设计的巷道开挖轮廓线钻凿紧密相邻的炮眼，这些炮眼内不装炸药，然后视其离自由面的远近再钻一至若干排炮眼并装炸药爆破。由于密集且相邻的炮眼存在，隔开了其它炮眼爆炸时爆炸应力波和裂缝的传递与扩展，使岩体沿弱面切开，形成平整的岩壁保护岩体稳定。应用该种技术能获得较好的光面爆破效果
4、，但钻眼工作量大，钻眼费用高。使用较少。,光面爆破知识,光面爆破技术类型：2、预裂爆破法 是在开挖轮廓线上钻凿相互平行较密集的炮眼，装炸药并使之先于其它爆破眼起爆，当轮廓线上的炮眼间距、数量、装药结构合适时，爆破后各炮眼间将形成相互贯通的裂隙，与原岩分割开来。此后再爆破其它炮眼，由于轮廓线上裂缝已形成，所以其它炮眼爆破时不会引起围岩岩体破坏，而构成光滑的平整壁面。预裂爆破可以起到较好的隔振作用，一般适用于岩体较为完整的硬岩、中硬岩、中深孔及深孔爆破。,光面爆破知识,光面爆破技术类型：3、光面爆破法它与预裂爆破法恰好相反，轮廓线上的炮眼（周边眼）是在其它炮眼爆破后最后起爆，是软岩、中硬岩巷道浅眼
5、爆破施工中广泛应用的方法。与预裂爆破法比较，周边轮廓线上炮眼数较少。根据断面不同，施工方法可分为光面层光面爆破法和全断面一次爆破光面爆破法。,光面爆破知识,光面爆破作用原理：光面爆破是周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向其四周作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，则产生应力波的叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点，由于岩石抗拉强度远小于抗压强度，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀合裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。,光面爆破知识,光面爆破作用原理：,光面爆破知识,光面爆破技术的优缺点(一)优点：1、爆破后成型规整符合设计
6、轮廓，特别在松软岩层中更能显现出光面爆破的作用。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，超挖量大为减少。超挖量可降低到4%6%，因此光面爆破可节省装运提、回填、支护等工程量和费用。2、爆破后不产生或很少产生爆震裂隙，新岩面保持原有稳定性，岩体承载能力不致下降，因而可有效地保证施工安全，为加速施工提供了有利条件。3、新岩壁平整，通风阻力小，岩面上应力集中现象减少。在深部岩壁表面可以减少岩爆的危害。4、在地下采矿中应用，除加强顶板管理外，还可提高矿石回收率，降低贫化率。,光面爆破知识,光面爆破技术的优缺点(二)缺点：1、炮眼数较一般爆破法要多一些，钻眼的准确性要求较高，钻爆作业
7、的单项工序时间要多一些。2、需要一些特殊器材，如专用炸药、毫秒雷管、导爆索等。,光面爆破知识,光面爆破参数选择光面的主要孔网参数有钻孔直径、孔间距和抵抗线；装药参数有线装药密度，即单位长度炮孔的装药量。如图,光面爆破知识,光面爆破参数选择 1、周边眼距E当炮眼直径d=3545mm时，周边眼距E=（1018）d。常为500-700mm。在坚硬稳固岩层中，眼距可取大值，这主要考虑在坚硬岩层中，爆炸破坏作用主要是应力波占主导地位；对于小断面或跨度较小时，为了减小岩石的夹制作用，眼距取小值；在节理、裂隙发育的岩层中，或工程质量要求较高时，周边眼距可适当减小。,光面爆破知识,光面爆破参数选择 2、光面层
8、厚度W光面层是指由周边眼爆落的一层岩石厚度，也就是周边眼的最小抵抗线。光面层厚度一般为：W=（1820）d；常为600-800mm。W值还应根据岩石性质、构造加以调整，岩石坚韧，不易开崩，W应小些；岩石松散破碎，W值应大些。孔距一般为光面爆破层厚度的0.750.90倍，岩质软弱、裂隙发育者取小值。,光面爆破知识,光面爆破参数选择 3、周边眼的密集系数KK是作为衡量光面爆破效果与最小抵抗线有关的因素。周边眼密集系数K=E/W K=0.81时（WE），爆破后的光面效果较好。K值的大小与岩石性质有关，在整体稳定性好，中硬到坚硬的岩石中可以取K=0.91.1，在整体稳定性一般或欠佳的中硬到坚硬岩石中取
9、K=0.80.9，对节理裂隙很发育的破碎带及松软岩石，取K=0.50.8。硬岩中取大值，软岩中取小值。当岩石坚韧难爆时，常取K1。,光面爆破知识,光面爆破参数选择 4、周边眼的其它参数：炮眼直径d，井下开挖一般为3546毫米；一般孔径越小，在壁面上留下的孔痕率就超高。周边眼深L，全断面一次光面爆破，眼深一般为1.82.0米；周边眼倾角，周边眼原则上应布置在设计轮廓线上，但由于受凿岩设备或操作技术等限制，不得不向外或向上偏斜一定的角度，一般为23，但保证眼底不超出设计轮廓10厘米，周边眼爆破后的实际轮廓面呈缓接阶梯状。,光面爆破知识,光面爆破参数选择 5、装药量及装药集中度装药集中度 QX=qE
10、W（kg/m）式中：q单位用药量，地下开挖光面爆破q=0.10.9kg/m3；对坚硬、完整的岩石取大值，对松软、结构面发育的岩石取小值。E孔间距，m；W最小抵抗线，m；则，单孔装药量，Q=QXL（kg）式中：L孔深，m；,光面爆破知识,光面爆破参数选择 5、装药量及装药集中度线装药密度QX（装药集中度：单位长度炮眼中装药量的多少，用g/m表示）周边眼的装药量应该是刚好能克服岩石的抵抗阻力，而形成拉伸裂隙，而不是造成围岩破坏或粉碎。在施工中，一定要改变多装药放大炮的不良习惯。线装药密度：当预留光面层爆破时，QX=150200g/m；当全断面一次光面爆破时，QX=200300g/m；软岩中取小值，
11、硬岩中取大值。为克服岩石对孔底的夹制作用，孔底段应加大线装药密度到25倍。,光面爆破知识,光面爆破参数选择 6、装药结构装药结构：采用弱性装药结构，包括连续装药结构、不偶合装药结构、空气间隔装药结构等。通常使用如图三种空气间隔装药方式：,光面爆破知识,光面爆破参数选择 6、装药结构1）堵塞段 堵塞段的作用是延长爆生气体的作用时间，且保证孔口段只产生裂缝而不出现爆破漏斗。堵塞长度L0=（0.20.5）W，2）孔底加强段 段长大体等于堵塞段。由于孔底受岩石夹持作用，故需用较大的线装药密度。3）均匀装药段 该段一般为轴向间隔不偶合装药，并要求沿孔轴线方向均匀分布。轴向间隔装药须用导爆索串联各药卷起爆
12、。为保证孔壁不被粉碎，药卷应尽量置于孔的中心。国外一般用炮孔中心定位器定位,国内一般是将药卷及导爆索绑于竹片进行药卷定位，装药时将竹片一侧置于靠保留区的一侧。,光面爆破知识,光面爆破参数选择 6、装药结构注：1、在实际爆破时，一般取不偶合系数为23（炮眼直径/药卷直径）时，光面层的爆破效果最好；轴向间隔不偶合装药，要求沿孔轴线方向均匀分布，一般用导爆索串联各药卷起爆。2、当眼深大于1.0米后，采用反向装药、反向起爆，即起爆药包置于眼底（可垫12个药卷），雷管和药卷的聚能穴都朝向眼口中，炸药由眼底向眼口传爆。3、一般情况下，眼口填塞长度不小于20厘米，当眼深为23米时，距眼口500600毫米段不
13、装药。4、岩石软，对爆破质量要求较高的工程，可采用导爆索起爆，这时必须注意，每米导爆索的爆炸威力相当于20克2#岩石硝铵炸药的威力。,光面爆破知识,光面爆破参数选择 7、周边眼的起爆 为保证周边眼同时起爆，一般通常使用导爆索或同段毫秒雷管起爆，以保证爆破能的充分利用。由于光面爆破孔是最后起爆，导爆索有可能遭受超前破坏。为保证周边孔准爆，对光面爆破孔可采用高段延期雷管与导爆索的双重起爆法。在光面爆破中，光面孔要迟于主爆破孔起爆，一般，在坚硬岩石中，间隔时间不应小于5075ms，在软岩中就大于150ms。当然，光面层与主爆破体分开起爆的效果要比同时起爆时的效果好。,光面爆破知识,光面爆破参数选择
14、8、邻近周边眼炮孔的装药 邻近周边眼的炮孔(二圈眼，三圈眼)装药量较多且先于周边眼起爆，所以也必须注意其装药量。过量装药，可能使这些炮孔起爆后破坏范围超过设计轮廓界面，在周边眼起爆之前先将控制界面破坏，形成超挖，降低光爆质量。邻近周边眼的炮孔装药应均衡递减。要做到这一点，必须控制二圈眼装药系数为0.40.5，三圈眼装药系数为0.50.6，这样就可保证周边眼邻近炮眼爆破后所形成的破坏范围不超过周边眼的规定破坏带，使周边光滑平整且围岩稳定。,光面爆破知识,六、钻爆器材1、钻具：钻孔时，使用YT27凿岩机，钻头直径为40mm，是一字型合金钻头，钻杆长2m。2、爆破器材：炸药：最好是低密度、低爆速、传
15、爆性能良好的低猛度炸药。建议使用2025mm的细药卷。在无水工作面，一般采用2#岩石膨化硝铵炸药，有水时，采用2#岩石乳化油炸药。在无细药卷的条件下，也可采用常用的32mm标准药卷，但最好选用低威力炸药。传爆器材：非电塑料导爆管。引爆器材：采用非电毫秒雷管（10段）及导爆管远程电子引爆机。,光面爆破知识,炮眼布置要求 及合理规划开挖顺序1、炮眼布置要求：先布置掏槽眼，其方向在岩层层理明显时应尽量垂直于层理，掏槽眼应比其他眼加深 20cm。周边眼严格按设计开挖轮廓线布置，在硬岩层中，周边眼的眼口在断面设计轮廓线上，眼底超出轮廓线小于 10cm；在软岩中，周边眼的眼口在断面设计轮廓线内小于 8cm
16、，眼底落在轮廓线上。辅助眼根据上稀下密，中部均匀分布的原则布置。,光面爆破知识,炮眼布置要求 及合理规划开挖顺序2、开挖顺序a、光面层应最后爆落，以免受夹制作用；b、采用预留光面层方式挖大断面井巷，易于发现光面层厚度是否合乎设计要求。一般非光面层爆破可超前1.5倍炮眼长度。c、小断面井巷可用微差爆破实现多段一次爆落，光面层必须在最后一段起爆。,光面爆破知识,光面爆破的技术要点要获得良好的光面爆破效果，一般需掌握以下技术要点：1、为保证光面爆破效果,凿岩和装药等必须严格按设计进行,并做好相关的技术培训工作;2、根据围岩特点，合理选定周边眼的间距和最小抵抗线，尽最大努力提高钻眼质量。对钻孔的要求是
17、“平、直、齐、准”，炮孔要按照以下要求施工：,光面爆破知识,光面爆破的技术要点2、“平、直、齐、准”a、所有周边眼应彼此平行，并且其深度一般不应比其它炮孔深；b、各炮孔均应垂直于工作面。实际施工时，周边眼不可能完全与工作面垂直，必然有一个角度，根据炮孔深度，外甩的角度一般在35度；使眼底落在设计轮廓线外10cm左右，使纵向实际轮廓呈缓接的阶梯状，便于下一循环钻孔。c、如果工作面不齐，就按实际情况调整炮孔深度及装药量，力求所有炮孔底落在同一个横断面上；d、开孔位置要准确，偏差值不大于30mm。周边眼开孔位置均应位于井巷断面的轮廓线上，不允许有偏向轮廓线里面的误差。,光面爆破知识,光面爆破的技术要
18、点3、严格控制周边眼的装药量，尽可能将药量沿眼长均匀分布。用竹片将设计药卷按间隔距离绑扎成药串，各段钻孔装药量严格控制。4、周边眼宜使用小直径药卷，且采用低密度、低爆速（如膨化硝胺炸药）、低猛度和高爆力的炸药，并采用不偶合装药。5、严格控制好起爆顺序，实现周边孔同时起爆，使用非电塑料导爆管，周边孔要使用同一段别、同厂同批次、同一长度导爆管的雷管，以达到同时起爆的目的。要安排好开挖程序，光面层最后爆落，以免受夹制作用。,光面爆破知识,光面爆破的技术要点6、为降低残眼率，加强岩石破碎、减少大块率，采用反向起爆的装药结构。7、及时进行爆破效果分析和开挖断面检查信息的反馈，根据地质条件的具体情况调整爆
19、破参数及相应的施工措施。8、必要时可在两个周边孔之间增加一个导向孔来获得较高质量的断面轮廓。9、岩石破碎、节理发育的部位，要及时缩小周边孔间距，加大光面层厚度。,光面爆破知识,质量控制标准 1、壁面应残留有炮孔孔壁痕迹，且应不小于原炮孔孔壁的1/21/3。2、开挖壁面岩石的完整性用岩壁上炮孔痕迹率（半孔率）来衡量，半孔率为开挖壁面上的炮孔痕迹总长与炮孔总长的百分比率。对节理裂隙极发育的岩体，一般应使炮孔痕迹率达到1050；节理裂隙中等发育者应达5085；节理裂隙不发育者应达85以上。围岩壁面不应有明显的爆生裂隙。3、围岩壁面不平整度（又称起伏差）的允许值为15cm。,光面爆破知识,光面爆破知识,谢 谢,不当之处，请批评指正,2011.4,
