石家庄铁道大学工程爆破课件----第七讲.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * 第七讲 工程爆破 岩石爆破作用原理 主讲：李宏建 第三章 内容回顾 1.导火索起爆法 2.电力起爆法 3.导爆索起爆法 4.塑料导爆管起爆系统 第四章 岩石爆破作用原理 岩石爆破破碎原因的几种学说 单个药包的爆破作用 体积公式 爆破参数的意义及选择 影响爆破效果的因素 第四章 第一节 岩石爆破破碎原因的几种学说 爆轰气体压力作用学说 应力波作用学说 应力波和爆轰气体压力共同作用学说 第四章 一、爆轰气体压力作用学说 这种学说从静力学观点出发，认为岩石的破碎主要是由于爆轰气体（explosion gas）的膨胀压力引起的。这种学说忽视了岩体中冲击波和应力波（stress wave）的破坏作用 第四章 若Pl＞岩石抗拉强度Rl 药包爆炸 大量的高温高压气体 作用于周围岩壁 形成压应力场P P在切向衍生拉应力Pl 产生径向裂隙 P引起径向位移，且不等 岩石中形成剪切应力 若剪切应力大于岩石抗剪强度 剪切破坏 若P足够大，则推动破碎岩块作径向抛掷运动 第四章 二、应力波作用学说 这种学说以爆炸动力学为基础，认为应力波是引起岩石破碎的主要原因。这种学说忽视了爆轰气体的破坏作用 第四章 三、应力波和爆轰气体压力共同作用学说 这种学说认为，岩石的破坏是应力波和爆轰气体共同作用的结果。这种学说综合考虑了应力波和爆轰气体在岩石破坏过程中所起的作用，更切合实际而为大多数研究者所接受。 第四章 药包爆炸 爆轰波 气体产物 若P足够大，则推动破碎岩块作径向抛掷运动 作用于岩壁 产生冲击波 衰减为应力波 衰减为应力波 产生压碎区域 径向裂隙 此时继续压缩 楔 入 应 力 波 作 用 下 的 破 碎 岩 块 使破碎岩块向前延伸并进一步张开 第四章 第二节 单个药包的爆破作用 为了分析岩体的爆破破碎机理，通常假定岩石是均匀介质，并将装药简化为在一个自由面条件下的球形药包。 根据炸药药包对介质影响程度的不同,可以将其影响作用分为内部作用和外部作用。 第四章 一、内部作用 当药包在岩体中的埋置深度很大，其爆破作用达不到自由面时，这种情况下的爆破作用叫作爆破的内部作用，相当于单个药包在无限介质中的爆破作用。岩石的破坏特征随离药包中心距离的变化而发生明显的变化 根据岩石的破坏特征，可将偶合装药条件下，受爆炸影响的岩石分为三个区域 ：粉碎区、破裂区和震动区。 第四章 爆破的内部作用 R0-药包半径；R1-粉碎区半径；R2-破裂区半径 第四章 破裂区裂隙的形成 σr-径向压应力；σθ-切向拉应力； σ’r-径向拉应力；σ’θ-切向压应力 第四章 二、外部作用 当单个药包在岩体中的埋置深度不大时，可以观察到自由面上出现了岩体开裂、鼓起或抛掷现象。这种情况下的爆破作用叫作爆破的外部作用，其特点是在自由面上形成了一个倒圆锥形爆坑，称为爆破漏斗。 第四章 爆破漏斗的几何要素 H--爆破漏斗深度; h-- 可见深度; W--最小抵抗线; R--破裂半径; r--爆破漏斗半径; θ--爆破漏斗张开角。 第四章 爆破作用指数 爆破漏斗底圆半径与最小抵抗线的比值称为爆破作用指数，用n表示。 爆破作用指数n在工程爆破中是一个极重要的参数。 爆破作用指数n值的变化，直接影响到爆破漏斗的大小、岩石的破碎程度和抛掷效果。 第四章 爆破漏斗的分类 (a)标准抛掷爆破漏斗(n=1) (b)加强抛掷爆破漏斗 (n＞1 ) (c)减弱抛掷爆破漏斗 (0.75＜n＜1 ) (d)松动爆破漏斗 (0＜n≤0.75 ) 爆破漏斗分类 第四章 第三节 体积公式 装药量计算中最为常用的一种经验公式 在一定的炸药和岩石条件下，爆落的土石方体积与所用的装药量成正比。这就是体积公式的计算原理 。 Q=k·V 式中：Q — 装药量，kg ; k — 单位体积岩石的炸药消耗量，kg/m3 ; V — 被爆落的岩石体积，m3 。 一、体积公式的计算原理 第四章 二、装药分类 延长药包和集中药包。 当药包的长度和它横截面的直径（或最大边长）比值大于某一值时，叫做延长药包。就圆柱形装药而言，通常当比值大于4时，即视为延长药包。实际上，要真正起到延长药包的作用，药包的长度要超过药包直径17倍以上。 第四章 三、集中药包的药量计算 集中药包的标准抛掷爆破 Q=kb·V (4-3) (4-5) 所以: Qb＝kb·W3 (4-6) (4-4) 第四章 集中药包的非标准抛掷爆破 式中：f(n) —