永安煤业有限责任公司  章进烨

摘要：在随着经济结构倒逼能源调整，煤炭行业陷入全面亏损状态，效益不断下滑的形势下，各煤矿企业纷纷实行“减人、提效、降成本”。本文通过实施光爆技术成效的比较，得出光爆技术具有良好的经济效益和社会效益，对降低矿井掘进费用和矿井生产成本具有重要作用。

关键词：光爆技术  原理  掘进成本影响  效果

掘进费用做为矿井成本组成的一部分，占据重要的比例。仙亭煤矿是福建省能源集团的骨干矿井之一，年产30万吨，全矿有12支掘进队伍担负着矿井的水平延深及回采掘进准备工作，年掘进进尺17800m左右,其中石门掘进工程量在4500m左右，这就决定着掘进费用的高低直接关系到矿井生产成本的高低，因此，如何有效降低掘进费用，降低矿井生产成本，提高煤矿经济效益，是亟待解决的一项问题。在当下，井巷工程施工过程中，为了有效降低掘进费用，光面爆技术及炮泥机的应用推广就成为了当前掘进施工中的一种重要的施工方法。

1 光面爆破的原理、技术参数及标准

1.1 光面爆破的原理

光面爆破技术,它是控制爆破中的一种方法,目的是使爆破后留下的巷道围岩形状规则,符合巷道轮廓设计要求,具有表面平整,损伤小,稳定性好。光面爆破只限于断面周边一层岩石(主要是顶部和两帮),所以又称为轮廓爆破或周边爆破。它具有减少超挖(特别是在软岩中)、成形好、围岩稳定性好、提高巷道施工进度、降低巷道支护成本等优点。因此,抓好掘进光面爆破工作,是降低材料材料、减少劳动强度，提高单进的重要措施。在早期，巷道未采用光面爆破技术以前，巷道掘进普遍存在少打眼、乱打眼、多装药、乱放炮的现象,造成的后果是炮眼利用率低、岩石碎块抛掷远,爆堆不集中,巷道的超挖严重,成形效果差,围岩松动破坏严重,特别是在松软岩层中,超挖量更为严重，大大影响了掘进速度,增加了支护成本。

1.2 光面爆破技术要求

光爆参数在不同的岩性中各有差异，根据巷道围岩条件变化情况，炮眼布置方式、炮眼数量及炮眼装药量等参数可进行适当调整。

1.2.1炮眼位置：炮眼必须准确地打在已点好的眼位上，其间距误差不得超过40mm。

1.2.2周边眼的间距：软岩石间距为300～450mm，光爆层厚度取400～500mm；硬岩石间距为400～500mm，光爆层厚度取450～550mm。

1.2.3周边眼与轮廓线关系：当岩石较硬时，周边眼直接布置在轮廓线上；当岩石较软时，则布置在轮廓线的内沿50mm以内。

1.2.4周边眼装药结构：周边眼必须采用空气柱装药法，孔口必须堵塞，应用炮泥至少堵塞300mm，

1.2.5炮眼最小抵抗线不得小于300mm。

1.3 光面爆破标准

1.3.1岩壁上的炮眼眼痕率(当炮眼眼痕大于孔长50%时为一个可见眼痕炮眼)的要求：硬岩大于80%，中硬岩大于70%，软岩不小于60%；若底板抽采巷岩石破碎时，可直接考核爆破后成型轮廓与设计轮廓线的误差，最大超挖深度不得大于150mm，长度不大于500mm。

1.3.2超欠挖深度符合标准，不得超过150mm。

1.3.3岩面上不得留有明显的炮震裂痕。

2 光面爆破的技术特点

2.1爆破后的围岩完整，没有明显的炮震裂缝，顶板及岩壁没有“浮石”或“大掉”现象，不仅增强了围岩的自身强度和承载能力，而且对工人的施工也带来了安全。 

2.2巷道岩壁趋于平整，凹凸不平的现象大为减少，成型后的工程质量符合要求，且巷道易于维修，服务年限增加。 

2.3支护材料，爆破材料等的消耗明显降低，相应的巷道成本也降低了，经济效益明显提高。 

2.4掘进工作量小，超挖欠挖现象减小，使工作效率明显提高，加快了工作推进度，提高了掘进单进。 

2.5由于爆破后，表面光滑平整利于通风，瓦斯和有毒气体不易积聚，提高了工人的劳动效率，改善了工人的工作环境。

3 光面爆破实施效果

3.1 光爆眼痕率

301采区+300石门光爆眼痕率统计：最大为76%，最小为64%，平均69.5%，超挖率不大于5%；新副斜井+100m主石门中前段光爆平均眼痕率：56%，超挖率不大于8%；301采区+100m石门为泥岩，属软岩，层理及节理裂隙非常发育，稍受炮震影响，易产生片帮脱层，巷道成型很差，支护材料超耗严重。采用光面爆破法后，巷道毛断面轮廓均不超过设计150mm，多数都在50-100mm之间，淋水较小的地方眼痕率平均达到70%以上。

3.2经济效益

3.2.1提高劳动工效。为了充分验证光面爆破技术的所带来的效果，2015年在301采区+300m集中石门（断面7.1m2）掘进施工中，针对爆破参数、爆破效果专门进行了试验对比，如下：

          爆破参数表                       表1

                爆破效果对比表                     表2

通过上表可以得出：

（1）、采用非光爆工艺工效为0.313m/工.天，采用光爆工艺工效为0.338 m /工.天，由于光面爆破采用了预留光爆层分次爆破，即迎头小断面超前掘进的方式，充分利用了巷道空间，采用3台风钻同时作业，提高了工时利用率，缩短了工时，提高了工效，工效提高0.025 m /工.天，月进尺提高10m。

2015年始，为了充分发挥光面爆破技术工艺所带来的效果，仙亭煤矿在前期开拓巷道试验总结的基础上，逐步推广至区段石门,把平均单进由原来的125m提高到135m。2016年以来,除石门异常破碎地段及煤巷外，全矿已在所有巷道中使用光面爆破技术，取得较好效果，2016年上半年平均单进为145.8m，较以前有了较大的提到。

3.2.2降低炸药消耗。推广光面爆破以前，通过预先掘进小断面巷道，然后再起爆预留光爆层的岩体，前面小断面巷道采用二次掏槽再次爆破，爆破预留光爆层巷岩体时，由于增加了爆破自由面，爆破时产生的冲击力主要垂直于巷道边帮，冲击力得到了充分的利用，并结合装药、封泥等工序的管理，实行多打眼、少装药，大大提高了炮眼利用率，有效降低了炸药消耗。通过爆破参数表(表1)与爆破效果对比表(表2)可以得出采用非光爆工艺每米炸药耗为20.96kg/m，雷管单耗26.4发/m；采用光爆工艺每米炸药耗为19.11kg/m，雷管消耗27.4发/m，对比炸药消耗减少1.85kg/m，节省费用1.85kg*8元/kg=14.8元；雷管消耗增加1.4发/m，增加费用1.4发*2.6元/发=3.64元，综合后节省炸药消耗11.16元。由此可以看出采用光面爆破技术工艺可以有效降低炸药消耗。

3.2.3节约材料费。以+300m石门为例，每米节约锚杆1根/m（28元），节省施工及安装锚网人工费31元/m(施工及安装锚杆28元/根+上复合网5元/m²)，锚固剂1支/m（3.5元）,钢塑复合网0.6m²/m（12元）、喷浆料0.028m³/m（25.3元），每米巷道共计可节约材料费105.3元。仙亭煤矿年石门锚网喷支护工程量为石门掘进工程量的10%即450m，按此计算，年可节约费用4.74万元。

3.2.4减少矸石量，减少了提升和运输费用。实行光面爆破超挖量仅为5%左右，远低于原来20%的超挖量，每米少出矸1.5车左右。而目前仙亭矿每提升运输一车矸耗电费3元，每提升运输一车矸需投入人工费用33.79元，每提升运输一车物料投入人工费用16.61元；每米少出矸1.5车，少用料0.7车，每米巷道共计可节约提升和运输费49.92元。

3.2.5节省时间。一是由于光面爆破爆破效果好，消除了爆破不到位重新补炮的现象，节省了爆破时间；二是光爆巷道成型规整，围岩受到炮震影响小，不需要多打锚杆，且喷浆量明显减少，初期支护时间缩短30分钟；三是矸碴块度较小且均匀，利于出矸，节省装运时间。

3.2.5提高围岩自承能力增加安全系数。由于光面爆破技术，周边眼留设大量空气柱、装眼量少，减少对围岩的破坏，减少了聋矸哑石，安全系数大幅度提高。同时，光面爆破后的岩面平整，炮震裂隙小，应力集中小，围岩整体性好，为采用锚喷支护创造了有利的条件。光面爆破技术和锚喷技术的结合，进一步增强了锚喷支护的作用，特别是在松软岩层中更能显示这一特点。

4 结束语

光面爆破技术旨在改进爆破工艺，通过加强现场施工管理，严格执行制度，使巷道规则成型，杜绝超宽、超挖，降低材料消耗，提高单进，基于上述优点，在当前严峻的煤炭市场条件下，正确分析光爆技术对成本的影响，对提高煤矿井巷施工质量和降低掘进成本，保障企业生存空间具有重要作用，具有良好的经济效益和社会效益。