隧道(平巷)掘进光爆基础理论

文摘   2024-12-29 18:08   湖北  

一、光面爆破及特点

    适用于断面周边一层岩石,爆后断面符合设计要求、围岩形状规整。

表面光滑、损伤小、保持稳定。

      特点:减少超欠挖;

        井巷成形规整、质量高;

           围岩稳定,自身承载能力强,减少支护及用材;

         掘进速度快、成本低、施工安全;

         钻孔质量要求高。

二、光爆原理

  1、光爆实质——是在断面设计的轮廓线上布置间距较 小相互平行的炮孔,控制装药量及不耦合装药结构,选用低密度、低爆速(低威力)炸药并同时起爆,沿炮孔连线将岩石切断崩落。

   2、原理

          1)应力波叠加原理——相邻两孔装药同时爆炸时,应力波沿炮孔连线相向传播,相互干涉叠加,当切向拉应力大于岩石的抗拉强度时,切断岩石形成贯穿裂缝。爆破一点通。

          2)应力波与爆生气体共同作用原理——实际爆破时,两孔难以保证同时,故连线上应力波叠加难以实现。因此,认为贯穿裂缝的形成,是基于各装药爆炸所激起的应力波先在孔壁上产生初始裂缝,然后,在爆生气体静压作用下,形成气楔使裂缝扩展,最终贯通。爆破一点通。


三、光爆参数

    KdEW、△t

1、不耦合系数

        由不耦合装药炮孔壁上产生的冲击压力知

                 


          

                 可求得Kb

        一般取Kb1.52.5

2、炮眼间距

        根据不同的光爆原理有不同的确定方法。炮孔间距一般为孔眼直径的1020倍。在节理裂隙比较发育的岩石中应取小值,整体性好的岩石可取大值。


3、邻近系数(炮孔密度系数)

     m过大,爆后可能在光面眼间留下岩埂,造成欠挖;m过小,则会在新岩面上造成凹坑。实践表明,当炮孔密集系数 

  =0.8~1.0时,光爆效果较好;硬岩取大值,软岩

取小值。                        

4、起爆时差

        周边眼最好同时起爆,周边眼与相邻孔,一般在50100ms,随孔深不同变化。

5、最小抵抗线W

      光面层厚度或周边眼至相邻辅助眼间的距离是光面爆破的最小抵抗线,一般应大于光面孔眼的间距。在爆破中,为了使保留区岩壁光滑而不致破坏,抵抗线W也不宜过大,通常取W=(1~3)m,否则爆破后不能形成光滑的岩壁,达不到光面爆破的目的。因此对于露天深孔光面爆破的抵抗线W最好采用与钻孔直径d有关的关系式计算, 即W=(7~20)d 。

     图7-15  光爆参数示意图

6、单位装药量q

    单位装药量又叫线装药密度和装药集中度,它是指单位长度孔眼中装药量的多少(g/m或kg/m)。为了控制裂缝的发展,保持新壁面的完整稳固,在保证沿孔眼连线破裂的前提下,应尽可能减少装药量。软岩一般用70~120g/m,中硬岩为100~150g/m,硬岩为150~25Og/m。爆破一点通。

四、施工要点

  1、钻孔质量

        做到准、平、直、齐

  2、装药结构

                                 标准药卷空气间隔装药;

         多采用:          小直径药卷间隔装药;

                                  小直径药卷连续装药。

  3、起爆顺序:掏槽眼→辅助眼→崩落眼→周边眼

                         (多适用于小断面巷道)

    大断面巷道和硐室掘进,可采用预留光爆层的分次爆破。 


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