第四章岩石爆破基本理论概述.ppt

第六章 岩石爆破基本理论 第六章 岩石爆破理论 第一节 岩石爆破破坏基本理论（1） 岩石爆破破坏基本理论（3） 爆炸应力波反射拉抻作用理论 的试验基础 第二节 单个药包爆破作用 爆破漏斗 爆破漏斗的基本形式 延长装药药量计算 单位炸药的耗药量 Kb与Ks的选取 群药包的单位耗药量 炸药性能对爆破效果的影响 炸药的密度、爆热、爆速、作功能力和猛度等性能指标，反映了炸药爆炸时的作功能力，直接影响炸药的爆炸效果。增大炸药的密度和爆热，可以提高单位体积炸药的能量密度，同时提高炸药的爆速、猛度和作功能力。 但是品种、型号一定的工业炸药其各项性能指标符合相应的国家标准或行业标准，做为工业炸药的用户，工程爆破领域的技术人员一般不能变动这些性能指标。 即使象铵油炸药、水胶炸药或乳化炸药这些可以在现场混制的炸药，过分提高其爆热，也会造成炸药成本的大幅度提高。 另外，工业炸药的密度也不能进行大幅度的变动，例如当铵梯炸药的密度超过其极限值后，就不能稳定爆轰。因此，根据爆破对象的性质，合理选择炸药品种并采取适宜的装药结构，从而提高炸药能量的有效利用，是改善爆破效果的有效途径。 爆速是炸药本身影响其能量有效利用的一个重要性能指标。不同爆速的炸药，在岩体内爆炸激起的冲击波和应力波的参数不同，从而对岩石爆破作用及其效果有着明显的影响。 (1)自由面对爆破效果的影响 在爆破工程中自由面的作用是非常重要的。有了自由面，爆破后的岩石才能向这个面破坏和移动。增加自由面的个数，可以在明显改善爆破效果的同时，显著地降低炸药消耗量。合理地利用地形条件或人为地创造自由面，往往可以达到事半功倍的效果。 自由面在爆破中的作用归纳有三点： (2) 断层对爆破效果的影响 实践证明，在药包爆破作用范围内的断层（fault）或大裂隙能影响爆破漏斗的大小和形状，从而减少或增加爆破方量，使爆破不能达到预定的抛掷效果甚至引起爆破安全事故。因此，在布置药包时，应查明爆区断层的性质、产状和分布情况，以便结合工程要求尽可能避免其影响。 图3-32中的药包布置在断层的破碎带中。当断层内的破碎物胶结不好时，爆炸气体将从断层破碎带冲出，造成冲炮并使爆破漏斗变小。图3-33中的药包位于断层的下面。爆破后，爆区上部断层上盘的岩体将失去支撑，在重力的作用下顺断层面下滑，从而使爆破方量增大，甚至造成原设计爆破影响范围之外的建筑物损坏。 (3) 溶洞对爆破效果的影响 在岩溶地区进行大爆破时，地下溶洞对爆破效果的影响不容忽视。溶洞能改变最小抵抗线的大小和方向，从而影响装药的抛掷方向和抛掷方量（图3-34）。爆区内小而分散的溶洞和溶蚀沟缝，能吸收爆炸能量或造成爆破漏气，造成爆破不匀，产生大块。 实验表明，当炸药或凿岩机钎杆的波阻抗值同岩石的波阻抗值愈接近，炸药或钎杆传给岩石的能量就愈多，在岩石中所引起的破碎程度也愈大。从能量观点来看，为提高炸药能量的有效利用，炸药的波阻抗应尽可能与所爆破岩石的波阻抗相匹配。因此，岩石的波阻抗愈高，所选用炸药的密度和爆速应愈大。 （1）装药结构对爆破效果的影响 炸药在被爆介质内的安置方式称为装药结构。这里着重讨论炮眼爆破法中装药结构对爆破效果的影响。根据炮眼内药卷与炮眼、药卷与药卷之间的关系，炮眼爆破法中的装药结构可以分为以下几种： 按药卷与炮眼在径向的关系分为 耦合装药（coupling charge）：药卷与炮眼在径向无间隙[图3-36（a）]，如散装药。 不耦合装药(decoupling charge)：药卷与炮眼在径向有间隙，间隙内可以是空气或其它缓冲材料[图3-36（b）]，如水、砂等。 按药卷与药卷在炮眼轴向的关系分为 连续装药（continuos charge）：药卷与药卷在炮眼轴向紧密接触[图3-36（c）]。 间隔装药（spaced charge）：药卷（或药卷组）之间在炮眼轴向存在一定长度的空隙，空隙内可以是空气、炮泥、木垫或其它材料[图3-36（d）] 。  耦合装药[或散装药(bulk loading)]时，装药直径即炮眼直径； 不耦合装药时，装药直径一般指药卷直径(cartridge diameter)。炮孔直径与装药直径之比称为不耦合系数(decoupling index)。散装药时，不耦合系数为1。 图3-37表示在有堵塞和无堵塞的炮孔中，压力随时间变化的关系。