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浅谈光面及预裂爆破参数合理选择摘要：浅析光面爆破发展应用情况、爆破参数的合理选择，以及光面和预裂爆破的质量保障措施。 关键词：巷道；光面；预裂；爆破；控制 中图分类号：X752 文献标识码：A 文章编号： 煤矿巷道掘进使用的光面爆破应用技术，是五十年代从国外兴起的，六十年代初期在国内得到了全面的推广应用。多年的实践，光面爆破在巷道挖掘上起到了很大的作用，取得了显著的经济效益和综合效益。而预裂爆破则是由光面爆破演变而来的，它是光面爆破的其中一种，也有的称作预裂光面爆破。两者的主要差别在于：光面爆破的主爆破炮眼先于控制开挖轮廓面的光面炮眼起爆，而预裂爆破的主爆破炮眼在控制开挖轮廓面的预裂炮眼之后起爆。光面、预裂爆破的应用，都是岩石工程爆破掘进和开挖史上的一次重大变革。光面预裂爆破的效果，主要取决于工程中爆破参数选择和爆破控制技术。因此，合理选择爆破参数，对于完成预期的爆破质量至关重要。 一、合理选择爆破参数 煤矿巷道掘进爆破参数的选择，直接影响着爆破的质量和效果，它是光面、预裂爆破工程设计的重要内容。我们应该利用一切有利于提高光面爆破质量的因素，努力提高爆破质量。对于光面及预裂爆破参数的设计计算，有公式计算法、直接试验法、经验类比法和模型试验法等。现结合有关资料和实践经验，给出爆破参数的一些计算公式及其参考值。 1）炮眼直径。炮眼直径（db）的确定，直接关系到施工的效率和成本，应综合考虑岩石特性、现场机械设备及工程具体情况要求选择。一般主要依据爆破的现场和钻工机具确定。在小断面巷道实施光面预裂爆破时，孔径宜选35～45 mm。 2）炮眼间距。光面、预裂爆破的实质是使炮眼之间产生贯通裂隙，以形成平整的断裂面。因此，炮眼间距（a）对形成贯通裂隙有着非常重要的作用，它的大小主要取决于炸药的性质、不耦合系数和岩石的物理力学性质。①对光面爆破有：a = 2Ri+(Pi/ST)db，式中:Ri=(bPb/ST)arb,为每个炮眼产生的裂缝长度，ST为岩石的抗拉强度，db为炮眼直径，Pi为爆生气体充满炮眼时的静压，Pb为孔壁压力，b为切向应力与径向应力比例系数，b=μ/(1-μ),μ—波松比。②对预裂爆破，有：a = db(Pb/σdt+1), 式中:Pb为孔壁压力，σdt是岩石动载抗拉强度。瑞典兰格弗斯(Langefors)给出了如下公式：a =(8-12)db,其中db＞60mm；a =(9-14)db,其中db≤60mm。 3）最小抵抗线W。对光面爆破，最小抵抗线也即光面厚度。由经验公式有：W＝Q/Calb，式中：C为爆破系数，相当于炸药单耗值，lb为炮孔深度；Q为单孔药量。最小抵抗线W还应根据岩石性质及地质条件加以调整。经验表明，岩石坚韧、可爆性差时，最小抵抗线可小些；岩石松软、易破碎时，W可取大些。W也可通过炮眼密集系数m来确定。光面爆破中的炮眼密集系数是指孔距a与最小抵抗线W的比值，即m＝a/W。一般取m＝0.8-1.0。最终选取的m值应通过现场的爆破试验确定。对于预裂爆破，则以间距系数表示炮眼的密集度。当孔径在70 mm以下时，则间距系数在7～12之间按不同岩性选取，若孔径大于70 mm，则间距系数取5～10。 4）不偶合系数（B）。指孔径与药径之比，它反映药包与孔壁的接触情况。当药包全部填满药孔整个断面时，不耦合系数就达到最小值1。这时装药起爆后，能量可直接传入岩壁，避免了传播过程中的损耗。不耦合系数的增大，药孔周壁上的切向最大应力急剧下降，作用时间延长，使得爆炸能以应力波形式传播能量的部分减少，而以准静态压力形式传播能量的部分增多。在岩石中就有利于形成应力叠加、应力集中以及拉伸裂隙，而不易产生粉碎。一般光面爆破采用的不偶合系数B为1.6～3.0。当B增大到一定值时，可使作用于孔壁的压应力等于或小于岩石的极限抗压强度，不使孔壁发生破坏的条件。由于岩石的极限抗拉强度一般仅为岩石级限抗压强度的1/10～1/40，因此，孔壁周围以外的岩石很容易受拉而破坏。预裂爆破中预裂孔只是要求形成预裂缝，而不是大量崩落岩石，因此不宜采用太大的孔径和装药直径。根据试验及经验数据，不偶合系数B一般取2～4，坚硬岩石因抗压强度高，可采用较小的不耦合系数；而松软岩石则应取较大的不耦合系数。 5）每米深炮眼装药量。对光面爆破，每米深炮眼装药量q有：q＝AKmk1W。式中A是炮眼口堵塞系数，取1.0；K是与岩石性质有关的介质系数，软岩为0.5-0.7，中硬岩0.75-0.95，硬岩1.0-1.5，m是炮眼密集系数；k1依炮眼密度定的系数，0.5，每加深1m增加0.2；W为最小抵抗线。对预裂爆破，则有：q=Kdb,式中：K是岩石系数(坚硬岩石0.6;中等强度岩石为0.4-0.5；软岩为0.3-0.4。其