[摘 要]定向断裂控制爆破技术的应用，使周边眼间距在现有基础上增加40%以上，而炸药消耗降低30%-50%；循环炮眼数减少15%-25%；眼痕率提高到86%-95%；周边不平整度小于100mm；每米岩巷掘进成本可降低200元以上。
　　[关键词]岩巷施工 定向断裂 切缝药包 控制爆破
　　中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）08-144-01
　　在原巷道施工中，为了巷道成形质量好，绝大多数采用光面爆破技术，而光面爆破时，现大多数采用原始的加密周边眼少装药的施工方法，但掘进过程中，一但遇软岩或装药量不适合，很容易出现超欠挖现象。这样直接影响巷道成形质量和单进水平，如果采用切缝药包定向断裂控制爆破技术将浅孔爆破（小于1.8米）改为中深孔爆破，对提高巷道施工速度和质量具有现实意义。
　　1、切缝药包定向断裂原理分析
　　切缝药包装药结构见图1所示，套管切缝中心线AA方向，即为定向断裂裂缝产生方向。
　　套管中药卷爆炸后，由于切缝的存在，沿切缝方向的孔壁将直接受到爆炸冲击波的作用，在爆炸的动作用过程中，沿切缝方向孔壁处优先产生预裂隙，爆生气体的静作用，使形成的预裂纹优先扩展，从而吸引了其它非切缝方向释放的能量。切缝处A点孔壁上所受压应力最大，切缝边缘E点压应力最小。切缝处A点，受爆生气体的直接作用，且由于间隙 的存在，邻近切缝的爆生气体因压力差也会挤入间隙，形成高压气体流，故A点压力最大。
　　E点因有间隙 存在，套管不与孔壁直接接触，且受两个相反方向的爆生气体的压力作用，故E点压应力最小。其它方向因套管产生位移变形，吸收部分能量再作用于孔壁，因此对孔壁作用力减小。
　　光面爆破的特点是降低爆炸的动压对孔壁的作用，主要利用静压作用成缝。切缝药包爆破不仅利用静压作用，更主要的是通过切缝来引导爆炸的动作用对孔壁其它方向作用的影响。
　　2、切缝药包破岩效果影响因素分析
　　1）切缝宽度对破岩效果的影响
　　经有关资料介绍，通过分别对0.15、0.30、0.50、0.80、1.40mm不同切缝宽度下的模型实验，从裂纹扩展的速度，裂纹扩展尖端的应力强度因子和最终所形成的裂纹总长度来看，当切缝宽度为0.3mm时定向断裂效果最好，若切缝宽度过小或稍大，虽然也能达到定向断裂的爆破效果，但在非切缝方向却产生了较多的次裂纹，这对于在岩巷周边控制爆破中保护围岩稳定性是不利的。这些次裂纹与岩体本身的裂隙，层理相交则不可避免地要影响周边成形效果。当切缝宽度为0.15mm时，次裂纹数竟有14条以上，这些次裂纹的长度约为炮孔半径的2-5倍；当切缝宽度为1.4mm时，次裂纹数虽为4条，但最长的次裂纹约为炮孔半径的8倍；当切缝宽度为0.3mm时，次裂纹仅出现2条，其中1条还是基本沿切缝方向的，而且这2条次裂纹的长度非常小。
　　因此，选择合适的切缝宽度不仅能沿切缝方向产生较长的裂纹，而且可使切缝方向的次裂纹的数目减少，长度减小。
　　2）切缝药管装填误差对爆破成形的影响
　　由于套管切缝方向即为炮孔的裂纹产生方向，因此，如果套管的切缝方向在装入炮孔不能对准巷道轮廓线，则必然影响其爆破成形。如果炮眼较深，套管较短时，在装填过程中切缝过程中切缝药管不可避免地要发生转动，影响其爆破效果。因此，为了避免上述问题，对套管加了一个定向槽，定向槽与切缝垂直。在装药时，用一个专用炮棍插到定向槽中，控制其方向，达到了预期爆破效果。
　　3、切缝药包工艺设计与特点
　　切缝药包的工艺设计主要是装药套管的加工和装药工艺。首先根据炮眼长度和装药量确定套管长度，根据炮眼直径选择套管直径，然后将截好的套管铣出合适的切缝，需要时在装药地点或在井下将药卷放入切缝套管中。放炮工装药时，直接将雷管插入切缝药包内，待全部工作面炮眼钻凿完后，将切缝药包直接装入周边眼孔中，使套管切缝对准巷道轮廓线方向。
　　经南方各局应用结果表明：采用切缝药包定向断裂爆破技术，对凿岩没有特殊要求，也不需要改变通常的凿岩爆破工序，只需要在炮孔内装入预先加工好的的切缝药包即可，而且切缝药包结构简单，制作方便，因此，适合现场应用。
　　4、切缝药包施工综合评价
　　按小井6m2断面进行经济对比，采用切缝药包定向断裂技术按下表所列四项每米节约28.07元，同時周遍眼的眼痕率从10%-20%提高到85%-90%，超挖量可从150-300mm降低到100mm以内，此外，由于循环炮眼数减少，钎头消耗量下降，钻眼时间减少，超挖量下降，出货量相应减小，这样大大加快了岩巷掘进速度。
　　上表中，雷管单价按1.8元/个，火药单价按8.8元/kg，水泥单价按380元/吨，砂子单价按28元/米，切缝管单价按8元/根。