地下洞室聚能管光面爆破材料选用分析

陈娇   展虎  陈瑞星

【摘 要】本文主要介绍了地下洞室聚能管光面爆破材料的选用注意事项。首先强调了正确选择聚能管材料对于爆破效果和施工安全的重要性，并介绍了聚能管材料的分类及特点。接着详细阐述了选材时应考虑的安全性、可靠性、经济性和实际情况因素。最后提出了结论，强调在选用聚能管材料时要兼顾各方面因素，以取得最佳的爆破效果和施工安全。

【关键词】地下洞室；聚能管光面；爆破材料选用

1 地下洞室聚能管光面爆破材料选用

1.1聚能管材料选择的重要性

地下洞室的建设需要采用爆破技术对岩石进行控制性破坏，而聚能管是爆破过程中不可或缺的一种器材。聚能管能够将爆炸产生的能量转化为高温高压的射流，使岩石发生破碎。正确选择聚能管材料对于爆破效果和施工安全至关重要。

正确选择聚能管材料可以提高爆破效果。聚能管的设计和材料决定了它的爆破效果。不摘要

同材料的聚能管能够产生不同的射流，而射流的强度和方向决定了岩石破碎的效果。选择合适的聚能管材料可以使爆破效果最大化。

正确选择聚能管材料可以提高施工安全。不同材料的聚能管具有不同的稳定性和耐压性。正确选择聚能管材料可以保证爆破过程中的安全性。如果聚能管材料不够稳定或者不够耐压，可能会导致聚能管炸裂，造成人员伤亡和财产损失。

因此，正确选择聚能管材料对于爆破效果和施工安全具有重要意义。

1.2聚能管材料的分类及特点

聚能管的材料一般为特种塑料，其主要特点是抗静电阻燃。根据聚能管内部结构的不同，聚能管材料可以分为直壁聚能管和异形聚能管两种。 直壁聚能管，顾名思义，指管壁直径一致的聚能管。直壁聚能管通常应用于岩石坚硬、不易破碎的场合。由于其管壁较薄，所以在装药时需要注意药卷的直径和长度，以免药量过大导致聚能管炸裂。 异形聚能管，是指管壁中央凹陷成“聚能槽”的聚能管。异形聚能管广泛应用于岩石破碎较容易的场合。由于其管壁较厚，药量较大，所以相对于直壁聚能管更加适合破碎性较差的岩石。 聚能管材料的分类主要根据其内部结构的不同，以适应不同的爆

破需求。除了直壁聚能管和异形聚能管外，还有其他特殊形状的聚能管，如“S”形聚能管、Y形聚能管等。这些特殊形状的聚能管能够更好地适应复杂地质环境，提高爆破效果。

聚能管材料的特点主要包括以下几个方面：

抗静电阻燃：聚能管的材料必须具有抗静电和阻燃的特点，以保证爆破过程的安全性。

耐压性：聚能管在爆破过程中需要承受高压力，因此材料必须具有足够的耐压性能。

稳定性：聚能管的材料必须具有良好的稳定性能，避免在爆破过程中出现炸裂等安全事故。

适应性：不同的地质环境需要使用不同类型的聚能管材料，因此聚能管材料需要具有良好的适应性。

综上所述，正确选择聚能管材料对于爆破效果和施工安全具有重要意义。聚能管材料的分类及特点需要根据具体爆破需求进行选择，以保证爆破效果最大化，并确保爆破过程的安全性。

1.3聚能管材料选择的考虑因素

在选择聚能管材料时需要考虑以下因素：

（1）地下洞室的岩石性质：岩石硬度、坚硬程度、易破碎程度等都会影响聚能管的选用。

（2）施工的安全性：聚能管装置时需要考虑聚能管的稳定性和耐压性。

（3）施工的经济性：聚能管材料的价格也是一个重要的考虑因素。

（4）施工的环保要求：聚能管材料应符合环保要求，不会对环境造成污染。

1.4其他爆破材料的选择和使用

在爆破施工过程中，还需要选择和使用其他爆破材料，如炸药、引爆器、导爆管等。这些材料的选择和使用也需要考虑多方面因素，如安全性、经济性、环保要求等。例如，在选择炸药时需要考虑其爆炸能量、安全性能、储存和运输条件等。在选择引爆器时需要考虑其触发灵敏度、抗干扰能力等因素。在选择导爆管时需要考虑其长度、直径、耐高温、耐腐蚀等性能。总之，在选择和使用爆破材料时，需要综合考虑多种因素，以确保施工的安全性和效率。

2 材料选用实例分析

2.1聚能水压光面爆破技术

所谓聚能水压式光面爆破，就是在炮眼内采用一种聚能管道来代替传统的光面爆破炮眼内的导爆索和导爆索，在炮眼内的上下两个位置设置一个水囊，然后再利用特制的机械制造出的炮泥浆进行回填。

在传统的光面爆破中，当冲击波在岩层中传递时，会在岩层中引起一种轴向压力与一种切向张力，而这种轴向张力与切向张力是相互影响的，因此，在光面爆破中，两个孔洞相互连接为“空孔”，因此，在两个孔洞中，会出现一种大于其它孔洞的高应力集中状态，从而导致两个孔洞间的裂隙更大，同时，在冲击波的影响下，这些裂隙还会继续扩展，最终导致两个孔洞的破裂。

除了以上提到的冲击波，聚能液压爆破还会通过聚能槽中的高温、高压射流和“水楔”等方式，加速原始裂隙的扩大和扩大。聚能水压式光爆通过采用水袋-炮泥的复合充填方式，有效地抑制了炸药在炮孔内产生的膨胀气的产生，该充气的静态力学效应较传统无充填式光爆更强，也更利于裂纹的再次扩大和扩大。

利用聚能水压射流和“水楔”效应，再加上对膨胀气的加强，使其具有较好的抗冲击性能，从而克服了传统的光面爆炸方法的缺点，并通过在光爆炮眼内设置水囊，使爆炸时形成的水汽达到了降低粉尘的目的，从而提高了工作效率，保障了工人的生命安全。

2.2聚能管装置装药技术

1、聚能管参数

聚能管委托工厂生产，采用一种抗静电阻燃的特种塑料管，形状为异形双槽，管长1.5-4m不等。聚能管根据炮孔深度可长可短,是由两个相似半壁管组成,管壁厚1.2-1.5mm,半壁管中央有一个凹进去的槽,叫做“聚能槽”。聚能管截面尺寸:聚能槽顶角62°,聚能管宽度约为37mm，高度30mm。为调节聚能槽对准开挖轮廓面,两半壁管可调聚能方向8°～10°。聚能管裝置中的炸药为施工现场通用炸药，即乳化炸药。

2、聚能管装置的组装方法

将乳化药卷用刀片切成若干等份，然后将雷管和传爆线插入最底端的半截药卷中，将药卷通过聚能管开口处按压进入聚能管内，然后用电工胶带将药卷和聚能管进行缠绕固定，调整好药卷间隔距离（20-40公分），依次将短节药卷按压进聚能管内，组装好的聚能管装置。

3、聚能水压光面爆破技术要点

（1）周边孔参数的确定

聚能水压光面爆破技术布孔与常规光面爆破完全一样，凿岩工具和工艺均无变化。不同之处在于周边孔的间距，常规光面爆破40～50cm，聚能水压光面爆破周边孔间距布置80～100cm，起拱线、围岩节理发育处可根据现场情况适当缩小孔间距。九峰隧道出口段左右洞Ⅲ级围岩主要为微风化变质细砂岩、变质粉砂岩、变质泥岩相间的岩性组合，节理裂隙较发育且具层理，根据现场实际围岩情况，目前周边眼间距布置80~100cm。（见下图）

（2）聚能水压光面爆破装药结构示意图

图1 聚能水压光面爆破装药结构示意图

（3）装填操作步骤

图2 装填操作步骤

第一步：往炮孔最底部填装一个水袋，水袋必须装到炮孔最底部，不能留有空隙；

第二步：装填聚能管装置，聚能管长度炮孔深度的85%，聚能管头部插上一节乳化炸药，然后聚能管装置头要紧挨着炮孔最底部水袋，聚能槽要与轮廓面一致，特别要注意千万不能装错；

第三步：再往炮眼中装填两袋水袋；

第四步：用专业设备加工成的炮泥回填填塞一直到炮孔口，用木质或竹制炮棍捣固炮泥才会坚实，起到填塞的作用。

所有炮孔填过后,像常规光面爆破那样连线起爆。

4 地下洞室聚能管光面爆破材料选用的注意事项

4.1安全性

地下洞室聚能管光面爆破材料的安全性是最重要的考虑因素之一。由于聚能管在爆炸时能够释放出极高的能量，因此必须确保聚能管的材料具有足够的抗压和抗爆性能。此外，在聚能管的制造和使用过程中，需要严格遵守安全操作规程，确保人员和设备的安全。

4.2可靠性

聚能管光面爆破材料的可靠性是另一个重要的考虑因素。在进行爆破作业时，聚能管必须能够稳定地传递爆炸能量，确保爆破效果的一致性。因此，需要选用可靠的聚能管材料，并采取适当的质量控制措施，确保每个聚能管的质量都能够得到保证。

4.3经济性

经济性是另一个需要考虑的因素。在选择聚能管光面爆破材料时，需要权衡材料的成本和性能，选择经济实用的材料。此外，还需要考虑聚能管的寿命和维护成本，以确保爆破作业的经济效益。

4.4实际情况考虑

在实际情况下，地下洞室聚能管光面爆破材料的选择还需要考虑多个因素，如地质条件、岩石性质、爆破任务等。在选择材料时，需要根据具体情况进行综合考虑，确保爆破作业能够顺利进行。

5 结论

在地下洞室建设中，正确选择聚能管材料对于爆破效果和施工安全至关重要。聚能管材料的选择应考虑安全性、可靠性、经济性以及实际情况等因素。根据岩石破碎难度和聚能管内部结构的不同，聚能管材料可分为直壁聚能管和异形聚能管两种。在选择聚能管材料时，应根据具体情况进行合理的选择，以提高爆破效果和施工安全，同时降低成本。在爆破过程中，还应采取必要的安全措施，避免聚能管炸裂等意外事故的发生。

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