浙江安盛爆破工程有限公司 浙江省绍兴市 321000
摘要：近年来，随着国民经济发展日益壮大，煤炭需求量日益增多。为提高生产作业效率，聚能光面爆破技术在煤矿巷道掘进爆破施工中，发挥了很好的作用，本文对聚能光面爆破技术的概念、原理、装置等进行技术研究。与常规光面爆破技术相比，聚能光面爆破技术优势明显，显著减少了光爆炮眼数量，使轮廓面更加平顺整齐，超欠挖得到直接有效的控制。
关键词：光面爆破；原理；聚能管；炸药；定位圈
引言
在煤矿岩石巷道的掘进中，影响施工速度的有岩石硬度和破岩的方法。其中爆破掘进工艺不仅操作便捷，而且劳动成本低，因此一直是目前绝大多数企业正在使用的掘进方法。而与常规爆破工艺相比，聚能管光面爆破工艺的参数更具优越性，该技术可以把爆破中的能量汇聚在周边眼连线位置上的围岩上，不仅确保了巷道设计质量达到要求，还降低了对围岩的破坏性，确保了巷道围岩的整体化。
1、聚能爆破原理
利用BTC聚能管控制爆裂方向技术，在巷道轮廓线内施工炮孔，采用双向聚能管装药，并使聚能方向相切于巷道轮廓线，使炸药能量在聚能瞬时抑制和导向作用下，在两个设定方向上（开口处）产生高能流，并产生集中张拉应力，集中定向释放。（BTC聚能管如下图所示）当爆轰压力超过岩体的抗拉强度时，就会使其沿轮廓线方向产生裂隙并定向扩展，使周边眼眼孔之间形成贯穿裂缝，达到定向断裂爆破的目的，从而大大降低爆破炸药单耗，同时对巷道周边的岩体所受损伤也大大减低。
2、施工技术措施
⑴实际装药操作中，在聚能管里用配备的专用装药气枪把矿用炸药装进去，过程简捷，操作时只需1个人。
⑵用雷管引爆聚能管内的连续不耦合模式的矿用炸药。
⑶在炮眼部位，用固定装备固定矿用炸药并调整聚能槽的方向。
⑷用水沙袋封孔。用水与细沙依据比例混匀并倒入专门的塑料袋里便可形成水沙袋。水沙袋的优点是水的不可压性，可以最大限度地传递爆炸产生的冲击波，除此还有降尘和降低有害气体的功能。
3、聚能管装置装药工艺
组装聚能管装置，需要有专门的工作平台，还要有压风，并设置2名专职操作人员。为缩短组装时间，必须严格遵守组装程序。组装聚能管装置分以下步骤逐步进行。
⑴装药使用工具及材料：聚能管、封堵绵、定位圈、阻燃胶带、水胶炸药、注药枪、刀具等。
⑵装药前将注药枪接好风源，通过注药枪扳机处风压调节阀将风压调至0.18～0.22MPa。
⑶把药卷一端，沿药卷纵向将包装皮切开，打开枪筒前盖，然后将药卷内炸药挤入枪筒中，最后拧紧前盖。
⑷使用封堵绵对聚能管一端进行封堵，之后手握注药枪从聚能管封堵端开始从头至尾移动，炸药从胶嘴连续不断装入聚能管中，装药后炸药必须饱满。⑸炸药装入聚能管后，扣上另一片半壁管。
⑹从聚能管一端把定位圈套在聚能管外面，定位圈距聚能管端头约50cm即可，并用胶布绑紧一半，确保聚能槽对准轮廓面不转动。
⑺将雷管插入聚能管药卷内。
⑻将聚能管装入周边眼，聚能管的聚能槽方向与轮廓线切线方向一致。
4、注意事项
（1）组装聚能管装置注意事项。①注药枪加压控制在0.2MPa以内。加压过大，易造成聚能管中的乳化炸药敏感度降低，造成半爆或不起爆；加压过小，则炸药从枪嘴流不出或流出太慢。②往聚能管中注药，要连续不断且均匀，绝不能出现断药。③起爆雷管千万不能在组装聚能管装置时装入，聚能管装置运到巷道掘进面，向光爆炮眼装填前再装入。（2）往光爆炮眼中装填注意事项。①向光爆炮眼装填聚能管装置时，聚能槽必须与轮廓面平行不得有偏离，否则爆破后轮廓面不会平顺整齐，还会出现超欠挖。这条注意事项务必重视，必须认真仔细做到，绝不能有任何差错。
②光爆炮眼上部的水砂袋必须与聚能管装置紧紧衔接，不得有空隙。③回填堵塞的炮泥，必须一直回填到光爆炮眼口，并捣固坚实。
5、堵塞
隧道爆破施工过程中，若不对炮孔进行堵塞，将受飞石、噪声等困扰，且爆破效果较差，故须进行炮孔堵塞。堵塞长度对光面爆破效果的影响较大，堵塞长度过小，则爆轰气体易逸出，造成能量损失，达不到预期爆破效果；堵塞长度过大，则易在孔口形成残留炮孔。
6、钻眼质量要求与实施方法
炮眼要顺直尽量不要有角度，光爆炮眼底要落在同一断面上，以上概括为“准、平、直、齐”。对钻眼工人要培训，而且要经常监督检查，只有这样才能长期保持打光爆炮眼的质量。光面爆破质量如何与钻眼和装药两个环节息息相关，而钻眼是大前提，必须按“准、平、直、齐”的规定认真执行。
（1）定准开眼位置。“准”，就是按光爆炮眼的间距定准每个炮眼的位置，这个工作由验收员来完成。验收员要准确用红漆画出开挖断面（掘进面）中线和开挖轮廓线及高程，先画出拱部中间光爆炮眼，然后按炮眼间距用钢卷尺向拱部中间炮眼两边画出其他光爆炮眼，与此同时按照光爆层厚度画出光爆层厚度界线。这项工作不可缺省，每循环必须如此。可实际有的只画出轮廓线而不画出具体光爆炮眼位置，任凭钻眼工随意钻眼，导致设计要求得不到保障，或大或小，影响光爆质量。
（2）严格控制钻眼方向。为使光爆炮眼“平、直”，必须严格控制钻眼方向，尽量不上挑外甩。人工钻眼应该先钻出拱部中间光爆炮眼，然后把钢钎或炮棍半截插入炮眼中半截露出，以插入而露出的钢钎或炮棍作为参照物再钻出其他光爆炮眼，这样就能保证所有光爆炮眼平行。
（3）控制钻眼深度。所谓“齐”，就是所有光爆炮眼底部都要落在同一断面上。可以按照下列操作实现，如炮眼位置岩石凸起，那么比掘进面凸起多少深度就要比设计深度多钻多少；反之凹进多少就少钻多少。
（4）定位定人。钻光爆炮眼除按“准、平、直、齐”规定外，当钻的光爆炮眼出现问题时，为及时准确找到钻眼工纠正，在钻眼前要分配好，明确到人，且要固定，做到“定位定人”。
7、技术分析对比
（1）常规光面爆破光爆炮眼间距为300mm，而聚能光面爆破光爆炮眼间距则扩大到600mm，显著减少光爆炮眼数量，缩短钻眼时间约40min。
（2）聚能光面爆破平均每循环进尺1．65m，常规光面爆破平均每循环1．5m，相比而言，聚能光面爆破平均每循环增加进尺0．15m。
（3）爆破效果得到了极大的提高，半眼痕几乎都保留了下来，半眼痕保留率由常规光面爆破的86%提高到现在的95%以上，使轮廓面更加平顺整齐，超欠挖得到直接有效的控制。
（4）由于光爆炮眼间距扩大了1倍，数量仅为常规光爆炮眼数量一半，从而减少了对围岩的破坏影响。
（5）常规光面爆破常常出现超欠挖问题，该项目采用常规光面爆破时超欠挖控制效果一般，经常会出现欠挖补炮或者超挖挂网补喷。采用聚能光面爆破技术后，超欠挖控制得到极大的改善，几乎不存在补炮或者挂网补喷的现象，对后续施工提供了可靠保障。
结语
综上所述，岩巷聚能光面爆破新技术的成功应用，对于光面爆破有着质的飞跃。解决了常规光面爆破打眼时间长、后期混凝土喷射量大、巷道成型差等难题，为巷道掘进爆破技术积累了宝贵经验，更提升了矿井生产技术水平和管理水平，成功实现了安全生产标准化、经济效益最大化、社会效益和谐稳定化，加快了施工进度，节约了成本，提高了经济效益，且操作简单，具有广阔的推广空间。
参考文献：
［1］熊成宇，魏忠锋，赵全江．隧道聚能水压光面爆破技术原理及其应用［J］．施工技术，2019，48（18）：130-133．
［2］王刚．公路隧道光面爆破技术研究及应用［J］．工程建设与设计，2019（18）：74-75．
［3］郭睿，程锐．高速公路隧道光面爆破施工技术应用［J］．交通世界，2019（25）：104-105．