玉溪矿业有限公司云南玉溪653100
摘要：我国的金属矿山围岩大多是较为稳定的坚硬岩石，巷道的掘进爆破工作具有自由面少、巷道断面小、岩石所夹制作用强的特点。在金属矿山的巷道掘进工作中经常出现少打眼、多装药、乱打眼的现象，炮眼利用率低、爆堆不集中、岩石的碎块抛掷较远，影响了巷道的掘进速度，增加了施工成本，导致巷道的稳定性与安全性差。本文研究的主要内容是光面爆破在金属矿山巷道掘进中的应用效果。
关键词：金属矿山巷道；掘进；光面爆破
在金属矿山巷道掘进中使用光面爆破法比使用一般钻爆法更能保障爆破的效率和安全，使用光面爆破法能够改善爆破的效果，增加进尺，保证成型，降低巷道掘进的材料消耗和困难。在金属矿山巷道掘进工作中使用光面爆破法能够提高矿山企业的经济效益，促进矿山企业的可持续发展。
1.光面爆破的概念
光面爆破法是相关人员使用正确的爆破参数和施工工艺在轮廓边缘位置钻上一圈炮孔，炮孔的密集程度产生的抵抗线大于孔距，在爆破过程中顺着炮孔联线的破裂带能够得到相应的破裂面。使用光面爆破法能够保证成型更加完整，减少对巷道轮廓的损害，提高巷道成型的效果。光面爆破技术向着标准化、数字化、定量化和智能化的方向发展，目前我国相关人员加大了光面爆破的研究，使其更加满足工程建设的发展需求[1]。
2.工程概况
该矿山井下的巷道围岩主要是火山喷发沉积变质的磁铁黑云变钠质凝灰岩，普氏硬度的系数f=10～14，矿区的结构不复杂。在当前开采工作中没有遇到影响较大的结构，平巷施工分为出矿巷、采准干线、切顶巷道和运输巷等，开挖的面积为12～17m2，断面形式为三心拱，采用喷射素混凝土支护和锚网喷支护的支护形式。在该矿山巷道掘进中使用周边光面爆破技术，经过爆破后巷道的断面能够满足设计的需求，平整不欠挖。如果出现了超挖的情况范围不能大于150mm，爆破后的金属矿物和岩石块会呈现出均匀的状态，坡度不大于300mm。
3.炮眼深度
影响炮眼深度的因素有巷道成本、成巷速度、掘进持续时间，炮眼深度是工作面到眼底的平均垂直距离。炮眼的深度由劳动组织、装药方法、凿岩机类型、岩石性质、巷道断面尺寸等因素确定，增大炮眼的深度能够缩短辅助作业时间，增加循环的进尺，降低爆破材料的成本。不过，炮眼过深对爆破的质量也有影响，会降低装药效率。
3.1由循环作业方式确定
炮眼深度增加也会促进循环进尺的增大，缩短辅助作业时间。炮眼加深会降低爆破材料的消耗量，但是炮眼过深会降低凿岩速度的速度，延长装岩时间，使爆破后的岩石块度的不均匀。施工人员利用循环作业方式确定炮眼深度，明确每班的工作量，可以优化巷道掘进管理流程，提高工作效率[2]。
3.2由单位工时消耗确定
在钻眼爆破中随着炮眼深度的变化，巷道掘进的速度、巷道支护成本以及爆破的工序都会受到不同程度的影响。炮眼深度与工作人员的交接班、准备工作、善后工作每小时操作的消耗量成反比。海域断面的大小、岩石质地和炸药威力对炮眼深度也有影响，在实际工作中巷道的断面越小，岩石质地越减影，形成炮眼的阻碍越大。
3.3由钻眼机械确定
炮眼深度跟钻眼机械有着密切的关系，要想保证合理的炮眼深度需要提高钻眼的速度。钻眼深度越大，钻眼的速度就越慢，当炮眼深度超过3m时，钻眼速度是眼深0.5m时的30%。深度每增加1m，钻眼速度下降5%～10%。在实际工作中使用普通气腿式凿岩机，需要将炮眼深度控制在2.5m左右。
4.光面爆破
4.1炮眼间距
炮眼间距的目的是为了保证在巷道爆破时完全形成炮眼间的贯通裂隙，爆破人员要注意爆炸应力波和爆炸气体在贯通裂隙形成中的作用。
光爆周边眼的间距与最小抵抗线具有比例关系：
K=
K——炮眼密集度，岩石坚硬时取1.0，岩石较软时取0.6；
E——周边眼间距，取值在400mm～600mm；
W——最小抵抗线，取值在100mm～150mm。
4.2掏槽爆破
掏槽爆破会影响金属矿山巷道掘进的爆破效果，掏槽爆破情况下的破碎岩石条件具有一定的难度，掏槽爆破的效果会影响到其他炮眼的爆破情况。所以需要认真合理的选择掏槽形式与参数，以提高炮眼利用率，增大爆破效果。
4.2.1掏槽形式
在当前很多循环作业的巷道掘进爆破工作中，人们大多选用垂直楔形掏槽。在中深孔的爆破中由于巷道截面宽度较窄，垂直楔形掏槽受到了一定的限制，这时可以使用直眼掏槽形式。直眼掏槽形式包括角柱掏槽、螺旋掏槽和棱形掏槽等，这些掏槽形式有一个共同的特点是可以将不同数量的平行空眼变成破碎岩石的膨胀补偿空间与首爆破装药眼的辅助自由面。
4.2.2掏槽参数
掏槽的参数大多是工作人员根据经验确定的，掏槽参数主要有掏槽个数、眼间距、直眼掏槽空眼个数、楔形掏槽炮眼与工作面夹角等。工作人员使用掏槽爆破将岩石完成碎裂使其形成槽洞，方便人们开展巷道掘进工作。在直眼掏槽中要注意槽腔内的岩石，爆破人员需要将掏槽炮眼布置在破裂区内，保证槽腔内岩石完全破裂破坏。掏槽眼的个数也有一定的要求，所有的掏槽眼需要与工作面垂直并相互平行。按照梅花形状布置掏槽眼，眼间距为200mm，巷道的中部掏槽眼布置在巷道中心线距离底板1.0m～1.3m的位置上，一共布置9个掏槽眼。
4.3装药结构和装药集中度
巷道爆破成功的关键在于每个炮眼的装药量和装药的结构。工作人员可以使用装药集中度来控制巷道周边光面的炮眼装药量，装药集中度需要控制在完成爆破后炮眼周围的岩石没有产生粉碎性破坏，岩壁上留有泪痕。软岩巷道掘进中常使用的断裂控制方法有两种：一种利用特殊形状的药包爆炸后在炮眼壁的某一部位产生初始裂缝，在爆生气体作用下裂缝持续发展，形成定向断裂面；二是在炮眼壁沿纵向V形槽当柱状装药爆炸后产生的应力波在切槽尖端形成应力集中开裂，然后在爆炸气体的作用下使裂缝沿着切槽方向延伸，直到相邻的炮眼贯通1。
4.4确定辅助眼
辅助眼的作用是扩大槽口提的体积，使其接近开挖断面形状，辅助完成爆破。辅助眼到周边眼的距离是光面眼起爆的最小抵抗线。辅助眼个数大多为23个，按两圈布置分布。辅助眼的炮眼间距：
E=
M取0.9；
W=500mm～800mm；
E=450mm～720mm。
4.5光面爆破的装药方法
在装药的前期准备阶段需要对优化每一道工序流程，包括炮孔位置和深度方面。在装药前吹干净炮眼内的岩粉，避免影响爆破的效果。另外还要使用粘土炮泥封实炮眼[3]。完成准备工作后，相关人员离开爆破现象，设置相应的警戒线，避免有人意外进入爆破区域，造成人员伤亡。最后，在有水的工作面上工作时可以将乳化炸药装入炮孔中进行爆破，不需要使用防水袋。
5.结语
综上所述，我们可以了解到光面爆破技术可以降低对周边围岩的破坏，加快巷道掘进的速度。光面爆破后的巷道轮廓较为平整，岩壁光滑，减少了通风阻力。使用光面爆破技术能够提高巷道的稳定性，减少巷道的超挖量和出岩量，降低巷道掘进成本，提高金属矿山巷道掘进的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]张建英.光面爆破在金属矿山巷道掘进中的应用[J].中国高新技术企业，2016，（21）：134-135.
[2]李静.试述金属矿山巷道掘进过程中光面爆破的应用[J].建筑工程技术与设计，2017，（20）：3782-3782.
[3]刘彬，吴玥，王绍群.光面爆破在金属矿山巷道掘进中的应用探究[J].建材与装饰，2017，（52）：209.