光面爆破技術(shù)培訓(xùn)課件(基礎(chǔ)知識(shí))

1、光面爆破光面爆破工程技術(shù)辦質(zhì)量培訓(xùn)工程技術(shù)辦質(zhì)量培訓(xùn) 瑞典從20世紀(jì)50年代開始，率先研究一種能按設(shè)計(jì)輪廓線爆破巖體，使洞室周壁或開挖面平整，并使圍巖不受明顯破壞的控制爆破技術(shù)，即光面爆破技術(shù)光面爆破技術(shù)。美國、加拿大等國也相繼進(jìn)行了研究。 我國自1970年以來，在礦山、水利、地下工程中獲得了廣泛應(yīng)用光面爆破技術(shù)，至今成為控制開挖輪廓線的主要爆破方法之一。 特別是光面爆破與錨噴支護(hù)相結(jié)合后，已成為井巷工程中一項(xiàng)重大技術(shù)改進(jìn)。普通爆破和光面爆破的效果普通爆破和光面爆破的效果(a)(a)普通爆破普通爆破(b)(b)光面爆破光面爆破包家塢支洞光面爆破效果圖包家塢支洞光面爆破效果圖其他工程光面爆破效果

2、圖其他工程光面爆破效果圖其他工程漏天光面爆破效果圖其他工程漏天光面爆破效果圖 對(duì)掘進(jìn)洞室來說，爆破順序是掏槽、崩落，最后周邊眼光面爆破。 在洞室掘進(jìn)中采用光面爆破具有以下優(yōu)點(diǎn)： 光爆錨噴施工質(zhì)量好，減少了圍巖的位移、松動(dòng)和破壞，增加了安全性。 減少超挖、節(jié)約材料，降低了成本。 根據(jù)徐州礦務(wù)局統(tǒng)計(jì)，成本大約降低30%。 據(jù)大秦線鐵路施工統(tǒng)計(jì)，在19km隧道掘進(jìn)中，如每循環(huán)超挖10cm，則相當(dāng)于多挖1km相同斷面隧道；第一節(jié)第一節(jié) 光面爆破技術(shù)的特點(diǎn)和光面爆破技術(shù)的特點(diǎn)和基本原理基本原理 一、光面爆破的特點(diǎn)一、光面爆破的特點(diǎn) (1)爆破后成型規(guī)整，符合設(shè)計(jì)輪廓，特別在松軟巖層中更能顯示出光面爆破的

3、作用。 光面爆破后通常可在新形成的壁面上殘留清晰可見的半邊孔壁痕跡。 （2）光面爆破可以大大減少洞室的超挖量，提高施工質(zhì)量，加快施工進(jìn)度，節(jié)省大量的混凝土襯砌澆筑量。 （3）光面爆破對(duì)圍巖的破壞要輕微得多。根據(jù)聲波探測(cè)表明，采用光面爆破時(shí)，圍巖松弛帶的范圍只是常規(guī)爆破方法的1/31/2，從而提高了圍巖的穩(wěn)定性，減少了支護(hù)工作量； 采用光面爆破，圍巖的壁面平整，危石少，撬頂工作簡(jiǎn)單，減輕了表面應(yīng)力集中現(xiàn)象，避免局部冒落，增進(jìn)了圍巖的穩(wěn)定和施工安全，并為噴砼支護(hù)的使用創(chuàng)造了有利條件。 光面爆破的優(yōu)點(diǎn)在完整巖體中十分明顯，可以直觀地感到爆破后的開挖面光潔平整，巖體完整，爆破裂隙不發(fā)育，給人以安全感。

4、 但是，在松軟的巖石中，特別是在一些不均質(zhì)的巖體和構(gòu)造發(fā)育的巖體中采用光面爆破在減輕圍巖的破壞，減少超挖以及避免產(chǎn)生冒頂?shù)确矫妫云鸬胶艽笞饔枚⒐饷姹频幕驹矶⒐饷姹频幕驹?光面爆破的實(shí)質(zhì)是沿開挖輪廓線布置間距減小的平行炮眼，采用特殊的裝藥結(jié)構(gòu)，在這些光面炮眼中進(jìn)行減少藥量的不耦合裝藥，選擇合理的光爆參數(shù)，然后同時(shí)起爆。 爆破時(shí)，沿這些炮眼的中心聯(lián)接線破裂成平整的光面。 比如在洞室掘進(jìn)設(shè)計(jì)斷面的輪廓線上布置加密的周邊孔，減小藥包直徑，減少裝藥量，配套采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，采用低密度和低爆速的炸藥，甚至專用的光面爆破炸藥（小直徑、低猛度、低爆速20003000m/s），以控制炸藥爆炸

5、能量及其作用，降低爆炸沖擊波的峰值壓力，削弱它在巖石中引起的應(yīng)力波強(qiáng)度，避免在炮孔周圍產(chǎn)生壓碎區(qū)，而使爆破作用集中到需要爆落的一側(cè)巖體上，減弱對(duì)原巖體的破壞作用。 光面爆破時(shí)由于采用不耦合裝藥，藥包爆轟后，炮眼壁上的壓力顯著降低。此時(shí)藥包的爆破作用為準(zhǔn)靜壓作用。當(dāng)炮孔壓力值低于巖石動(dòng)抗壓強(qiáng)度時(shí)，在炮眼壁上就不致造成“壓碎”破壞。 這樣爆轟波引起的應(yīng)力波和鑿巖時(shí)在炮眼壁上造成的應(yīng)力狀態(tài)相似，只能引起少量的徑向細(xì)微裂隙。光面爆破時(shí)炮眼連心線破裂面的形成光面爆破時(shí)炮眼連心線破裂面的形成（a）炮孔裝藥情況；（）炮孔裝藥情況；（b）先爆炮孔對(duì)相鄰炮孔的影響；（）先爆炮孔對(duì)相鄰炮孔的影響；（c）光面的形成

6、）光面的形成 鄰孔和空孔的導(dǎo)向作用 與普通爆破相比，光面爆破的主要優(yōu)點(diǎn)是：巖壁面光滑平整，圍巖穩(wěn)定，其爆破后壁面光滑、平整。 目前業(yè)主對(duì)光面爆破的質(zhì)量要求：周邊輪廓尺寸符合設(shè)計(jì)要求，周邊眼間距350550mm；壁面凸凹度不大于150mm；眼痕率：軟巖50%，中硬巖石65%，堅(jiān)硬巖石75%。第二節(jié)第二節(jié) 光面爆破的參數(shù)和施光面爆破的參數(shù)和施工技術(shù)工技術(shù) 一、光面爆破主要爆破參數(shù)的確定一、光面爆破主要爆破參數(shù)的確定 主要爆破參數(shù)有：最小抵抗線、炮孔密集系數(shù)、不耦合系數(shù)、線裝藥密度、孔距和起爆時(shí)差等。（一）最小抵抗線（一）最小抵抗線W光爆層光爆層是指周邊炮孔與最外層主爆孔之間的一圈巖石層。（全斷面一

7、次開挖成型和預(yù)留光面層） 光面層厚度或周邊眼（光爆孔）到鄰近輔助眼間的距離，是光面眼（光爆孔）起爆時(shí)的最小抵抗線，一般它應(yīng)大于或等于光面眼間距。 如果最小抵抗線過大，光爆層將不能很好地破碎下來，甚至產(chǎn)生大塊或留底根； 如果最小抵抗線過小，在反射波作用下，可能導(dǎo)致圍巖破壞，影響光爆效果和圍巖的穩(wěn)定性，甚至產(chǎn)生超挖形成凹凸不平的壁面。 光爆層的厚度還與巖石的性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造等因素有關(guān)。堅(jiān)硬完整的巖石，光爆層宜薄一些；而松軟破碎的巖石，光爆層宜厚一些。（二）炮孔密集系數(shù)（二）炮孔密集系數(shù) 光爆層厚度w與周邊孔的間距a有著密切的關(guān)系，可用兩者的比值Ka/W來表示，K稱為周邊孔（光爆孔）的密集系數(shù)。 K值

8、過大時(shí)，爆破后可能在光爆孔間留下巖埂，造成欠挖，達(dá)不到光面爆破效果；反之K值過小時(shí)，則會(huì)在新壁面造成凹坑，可能出現(xiàn)超挖。 實(shí)踐中多取最小抵抗線大于孔距，具有小孔距、大抵抗線的特點(diǎn)，尤其在堅(jiān)硬巖石中密集系數(shù)皆小于1。這樣，可使反射拉伸波從最小抵抗線方向折回之前造成貫穿裂縫，隔斷反射拉伸波向圍巖傳播的可能，減少圍巖破壞。 實(shí)踐表明，當(dāng)K= 0.8l.0時(shí)，爆破后的光面效果較好，硬巖中取大值，軟巖中取小值。（三）不耦合系數(shù)（三）不耦合系數(shù) 不耦合系數(shù)K，是指炮孔直徑與藥包直徑之比（環(huán)向空氣間隔裝藥時(shí)）。光面爆破采用藥包直徑小于炮孔直徑的方法，因而不耦合系數(shù)K1。 不耦合系數(shù)K的取值一般介于1.13.

9、0之間，采用最多的是不耦合系數(shù)K=1.52.5用得較多。光面爆破炮孔裝藥結(jié)構(gòu)光面爆破炮孔裝藥結(jié)構(gòu)1導(dǎo)爆索；導(dǎo)爆索；2堵塞段；堵塞段；3中間裝藥；中間裝藥；4底部增強(qiáng)裝藥底部增強(qiáng)裝藥毫秒延期雷管毫秒延期雷管毫秒延期雷管延時(shí)值毫秒延期雷管延時(shí)值乳化炸藥乳化炸藥（四）線裝藥密度（四）線裝藥密度 線裝藥密度是指單位長(zhǎng)度炮孔內(nèi)的裝藥量，又稱裝藥集中度，當(dāng)采用既有環(huán)向不耦合又有軸向空氣間隔的裝藥結(jié)構(gòu)時(shí) 當(dāng)光爆孔直徑為3545mm時(shí)，一般將線裝藥密度取為0.10.3kg/m，其中軟巖為0.070.12 kg/m，中硬巖為0.10.15 kg/m，硬巖則為0.150.25 kg/m。（五）孔距（五）孔距 光爆

10、孔的間距比主爆孔小，它與炮孔直徑、巖性和裝藥量等參數(shù)有關(guān)?？拙噙^大，難以爆出平整光面；孔距過小會(huì)增加鑿巖費(fèi)用。通常，合理的孔距可按炮孔直徑選取S =（1020）d2S孔距（實(shí)際工程設(shè)計(jì)多用類比法選取），m； d2炮眼直徑，m。在節(jié)理裂隙比較發(fā)育的巖石中應(yīng)取小值，整體性好的巖石中可取大值。 （六）（六）起爆間隔時(shí)間起爆間隔時(shí)間 時(shí)差越短則壁面平整效果越有保證。起爆時(shí)間起爆時(shí)間對(duì)光面爆破效果的影響對(duì)光面爆破效果的影響（a）不同段秒差延期起爆；）不同段秒差延期起爆；（b）齊發(fā)爆破；）齊發(fā)爆破；（c）微差起爆）微差起爆 二、光面爆破的施工方法二、光面爆破的施工方法 1 1、起爆順序、起爆順序 用光面爆

11、破掘進(jìn)洞室時(shí)有兩種方案： 一種是全斷面一次掘進(jìn)，多用于掘進(jìn)小斷面洞室。 全斷面一次掘進(jìn)方案的炮孔起爆順序?yàn)椋禾筒劭纵o助孔周邊孔（光爆孔），如圖59所示。全斷面洞室光面爆破炮眼排列及起爆順序全斷面洞室光面爆破炮眼排列及起爆順序 此時(shí)掏槽眼、輔助眼等的參數(shù)按普通爆破來設(shè)計(jì) 周邊眼則按光面爆破來設(shè)計(jì)。 常用多段毫秒電雷管或塑料導(dǎo)爆管起爆系統(tǒng)順序起爆。 掏槽眼間、輔助眼間起爆間隔時(shí)間不應(yīng)小于25ms。 鄰近周邊眼的一排炮眼的藥量要比其它炮眼的藥量少，以控制圍巖爆震裂隙的發(fā)展。全斷面洞室光面爆破施工工藝順序全斷面洞室光面爆破施工工藝順序 影響光面爆破質(zhì)量的因素影響光面爆破質(zhì)量的因素 （一）爆破參數(shù)（一）

12、爆破參數(shù) 經(jīng)驗(yàn) （二）鉆眼質(zhì)量（二）鉆眼質(zhì)量 準(zhǔn)確定位 （三）裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)（三）裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)嚴(yán)格控制 （四）起爆順序與起爆間隔時(shí)間（四）起爆順序與起爆間隔時(shí)間分段毫秒雷管 此外，巖石力學(xué)性質(zhì)、地下洞室的深度、巖體的節(jié)理數(shù)和方向、節(jié)理面的粗糙度、地下水、炸藥性質(zhì)等都不同程度影響光面爆破質(zhì)量。光面爆破的質(zhì)量要求光面爆破的質(zhì)量要求1.爆破參數(shù)光面爆破的爆破參數(shù)，宜符合下列規(guī)定：（1）炮眼深度為1.83.5m；（2）周邊炮孔的間距為350550mm；（3）周邊炮孔的密集系數(shù)為0.51；（4）周邊炮孔的藥卷直徑為2025mm；（5）當(dāng)采用2#巖石炸藥時(shí)，周邊炮孔的單位長(zhǎng)度裝藥量：軟巖為70120

13、g/m，中硬巖為200300g/m，硬巖為300350g/m。2.爆破施工爆破施工應(yīng)符合下列要求：（1）周邊眼的眼距誤差小于50mm；（2）炮眼外偏斜率小于5070mm/m；（3）眼深誤差不宜大于100mm；（4）周邊眼應(yīng)采用低密度、低爆速、低猛度、高爆力炸藥，并應(yīng)采用毫秒導(dǎo)爆管和導(dǎo)爆索同時(shí)起爆，當(dāng)炸藥用量較多，對(duì)圍巖影響較大時(shí)，可分段起爆；（5）周邊眼宜采用小藥卷連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)或間隔裝藥結(jié)構(gòu)；3.爆破效果A在洞室圍巖巖性較好地段，光面爆破洞室的質(zhì)量應(yīng)符合下列要求：（1）洞室輪廓線上，應(yīng)留有50%以上的眼痕；（2）平巷、洞室中心線至任何一幫、腰線至拱頂?shù)木嚯x：需要支護(hù)的主要運(yùn)輸洞室及機(jī)電洞室不得小于設(shè)計(jì)規(guī)定，也不得大于設(shè)計(jì)