第五章 第八节 微差爆破.ppt

第八节 微差爆破 微差爆破优点 微差爆破作用原理 微差时间的确定 实现微差爆破的方法 一、微差爆破定义及优点 微差爆破的定义： 微差爆破又称为毫秒爆破，是以毫秒时间间隔 依次顺序起爆多个炮孔或多排炮孔。 二、微差爆破作用原理 微差爆破作用原理大致有如下几种观点： 1、应力波叠加作用 2、增加自由面作用 3、增加岩块相互碰撞作用 4、减小爆破地震作用 毫秒爆破作用机理 1、应力波叠加作用 若相邻辆装药间隔若干毫秒爆炸，先起爆的 装药在岩体内形成的应力场尚未消失，而后起爆 装药又立即起爆，使两者所产生的应力波相互叠 加和干涉，加强了岩石中的拉应力，从而增强了 岩石的破碎效果。 2、增加自由面作用 在先爆炮眼破裂漏斗形成后，它对后爆炮眼来说相 当于新增加的自由面，如图所示。后起爆孔的最小抵抗线 和爆破作用方向都有所改变，增多了入射压力波和反射拉 伸波在自由面方向的破碎岩石作用，并减少夹制作用。 3、增加岩块相互碰撞作用 当第一响炮孔爆破时，爆破漏斗内的破碎岩石起飞尚未回 落时，相邻第二响炮孔已经起爆，此时破碎的岩石也朝刚形成 的补充自由面方向飞散，二者相互碰撞。 在密集的“岩块幕中”，后爆药包的爆生气体不易逸散到 大气中，从而又增加了补充破碎机会。接着后排第三响又起爆 与第一、二响破碎的岩石可能再次碰撞，形成第三次破碎。 在碰撞破碎过程中，岩石中的动能降低，导致抛距减小， 爆堆相对集中。 4、减小爆破地震作用 由于微差爆破显著地减小了单次起爆的装药 量，即将原来同时齐爆药量在时间上得以分散。因 此，爆破地震能量也在时间上和空间上加以分散， 使地震强度大大降低。如果微差时间选得适当，两 组地震波的波峰和波谷还可能产生干扰，也会削弱 地震波的强度。根据相关研究，微差爆破地震效应 比一般爆破可降低1/3～2/3。 三、微差间隔时间的确定 原则：确定值的大小是微差爆破技术的关键，合理的时间间隔，应以达到形成新自由面的时间最合理，破碎质量最佳，减震效果最好为原则。 影响：基于矿岩条件的复杂性，爆破材料性能指标的离散性，孔网实际参数的不均匀性、实施微差起爆器材的局限性等，作为工程爆破，其最优微差起爆时间间隔应是一个区间或范围，而不应是一个固定值。 计算公式：目前，关于微差爆破的理论和假说较多，相应的计算时间间隔公式也较多，极不统一，在此只能将有关公式做一介绍，供参考。 毫秒间隔时间计算原理 1、按有效的（充分的）应力迭加作用确定 波克洛夫等认为，先爆炮孔产生的压应力波及气 楔作用，使自由面方向的岩石发生强烈变形和移动，着 爆炸气体的逸散，孔内空腔压力下降，在岩石弹性恢力 的作用下，自孔壁向周围岩石产生拉伸波，若在此时爆 相邻一组炮孔则为最佳时间，将产生良好的爆破效果。 式中： a－炮孔间距，m； Cp－压应力波传播速度，m/s； W－最小抵抗线；m。 2、按形成补充自由面确定 哈努卡耶夫认为，先爆炮孔刚好形成爆破漏斗，且爆岩脱离岩 体。即形成S= 0.8~1.0cm 宽的贯通裂缝为宜。 式中: Cp－岩石纵波波速，m/s ； C2 －裂隙扩展速度， c2=0.05cp VP －矿岩碎块平均运动速度， m/s 。 t1 －应力波传至自由面并返回所需的时间，ms； t2 －形成裂缝所需的时间， ms ； t3 －破碎的岩块离开原岩s所需的时间， ms. 3、按爆生气体膨胀作用确定 伊藤一郎认为要使微差爆破效果好，不仅使前后 排爆破动力效果迭加，还应在前段爆破产生的气体膨 胀作用正处于静力破坏时，下一段装药开始爆炸，故 其最优微差间隔时间应为（ms）： 式中：W－最小抵抗线，m； C2－裂隙扩展速度，C2=100~150m/s。 四、实现微差爆破的方法（起爆顺序）  ——顺序（逐排）起爆 这是最简单、应用最广泛的一种起爆形式，一般呈三角形布孔。在大区爆破时，由于同排（同段）药量过大，容易造成爆破地震危害。 四、实现微差爆破的方法（起爆顺序）  ——横向起爆 这种起爆方式没有向外抛掷作用，多用于掘沟爆破和挤压爆破。 四、实现微差爆破的方法（起爆顺序） —— 斜线起爆 分段炮孔