第12章 (1)特种爆破.pptVIP

(1) 药型罩的材料 在选取制作药型罩的材料时，必须满足以下几点要求： 材料的可压缩性要小；密度要大；塑性和延展性要好； 和在形成射流过程中不会产生汽化。根据大量试验的结果证 明，选用紫铜制作药型罩的效果最好，其次是铸铁、钢和陶 瓷。 (2) 药型罩的形状 在选取药型罩的形状时，应考虑它的聚能效果要好，形 状简单和加工方便。根据已经试验的结果来看，药型罩的形 状是多种多样的，即有：轴对称型（图12-19（a））：如 圆锥形罩、半球形罩、半椭球形罩、抛物线形罩、双曲线形 罩和喇叭形罩等；面对称型（楔形罩）（图12-19（b））： 这类罩有直线形聚能罩和环形线形聚能罩。前者炸药爆炸时能产生一长条形聚能射流，多用于切割金属板材；后者能产生一圆环形线形聚能射流，多用于切断金属管材，中心对称型（图12-19（c））：这种球形聚能药包，中心有球形空腔和球形罩，球形罩外表敷装炸药，若让它同时起爆，在空腔中心点可获得极大的能量集中。 图12-19 各种形状的药型罩 （a）—轴对型；（b）—面对称型；（c）—中心对称型 1—药型罩；2—炸药 在民用爆破工程中，轴对称型罩应用得最广泛，其次是面对称型 聚能罩，中心对称型罩由于它加工复杂，未见其应用在轴对称罩中最常 用的是锥形罩和喇叭形罩。锥形罩形状简单和加工方便，故在民用爆破 工程中多被采用。喇叭形罩虽然形状较复杂，加工精度要求较高，但是 它的聚能效果较好，它与锥形罩相比，有以下一些优点： 能增长药形罩母线的长度，从而能提高药型罩的动能； 能增加药包的装药量； 喇叭罩实际上是一个变锥角 的药型罩，如图12-20所示。 顶部锥角小，底部锥角大， 有利于提高射流头部的速度， 增加射流速度梯度，便于金 属射流的拉长。 图12-20 喇叭形药型罩 (3) 药型罩的锥角 按照定常、理想、不可压缩的流体力学理论，推导出计 算射流速度vj和射流质量mj的公式如下： 为了进一步分析方便，假说炸药为瞬时爆轰，并且药型罩的壁面同时平行地向轴线压合，这时可α=βδ=0，因而有 从上两式可以看出，射流速度vj 随着药型罩锥角的减小 而增加，射流质量则随锥角的减小而减小。根据试验的结果 表明，当锥角小于30°时，穿孔性能很不稳定，射流的质 量极小，基本上形不成连续的射流。当锥角介于30°到 70°之间时，射流才具有足够的质量和速度，才能起到破 碎和穿孔的作用。小锥角时，射流速度较高，有利于提高穿 孔深度，大锥角时射流质量提高，穿孔深度变小，但穿孔直 径增大，破碎体积增大。当锥角大于70°以后，破岩深度 迅速下降。因此，在选取锥角时，必须根据聚能爆破的目的 来确定。在矿山用聚能药包来破碎大块时，可选取较大的锥 角，常用的锥角为55°~60°左右。当采用聚能药包进行穿 孔时，可选取较小的锥角。当在聚能药包中采用隔板时，锥 角宜大些；不采用隔板时，锥角宜小些。 (4) 药型罩的壁厚 药型罩的壁厚对射流性能和聚能威力会产生显著的影响，射流性能 和聚能威力随着壁厚的变化而变化。因此，每一种药形罩都有一个最佳 壁厚，而最佳壁厚又随着药型罩的材料、锥角、直径以及有无外壳而变 化。总的来说，药型罩的最佳壁厚是随着药型罩材料的比重的减小而增 加，随锥角的增大而增加，随罩的直径的增大和外壳的加厚而增加。 为了改善射流性能和提高它的威力，常常采用变壁厚的药型罩，即 采用顶部厚、底部薄或顶部薄、底部厚的药型罩，前者穿孔浅而且孔口 较大，后者孔口较小但穿孔深度较大。但无论是那种药型罩，厚度变化 要适当，否则会降低穿孔深度。 采用顶部薄、底部厚的变壁厚药型罩能提高穿孔深度的原因，主要 在于增加了金属射流头部的速度，降低射流尾部速度，从而增加了射流 的速度梯度，使射流拉长。 3）炸高 炸高是指从聚能药包的底面（即药型罩底面）到穿孔目 的物间的最短距离。炸高对穿孔威力影响很大，一方面随着 炸高的增加，能使射流拉长，从而提高穿孔深度；但是，另 外一方面，随着炸高的增加，射流会产生径向分散和摆动， 延伸到一定程度后产生断裂现象，使穿孔深度降低。与最大 穿孔深度相对应的炸高，称为有利炸高，它是一个在一定范 围内的变化值，在实际运用时，最好选用它的上限值，这样 既能保证穿孔深度，又能减轻药包的重量。有利炸高与药型 罩的锥角大小、药型罩的材质、炸药性能以及有无隔板都有 关系。它随着锥角的增加而增加。另外，采用高爆速炸药和 增大隔板的直径，都能使药型罩所受的冲击压力增加，从而 增大射流速