岩石爆破理论应用.ppt

第五章 岩石爆破理论 第五章 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 单个药包爆破外部作用（1） 单个药包爆破外部作用（2） 单个药包爆破外部作用（3） 炸药在岩石中爆破的破坏过程 炸药在岩石中爆破的破坏模式 爆破漏斗 爆破漏斗的基本形式 第三节 延长装药爆破作用 第四节 成组药包爆破时岩石破坏特征 应力降低的分析 第五节 能量平衡原理与装药量计算 能量平衡原理与装药量计算（2） 利文斯顿爆破漏斗理论 集中药包装药量计算 延长药包装药量计算 单位炸药的耗药量 Kb与Ks的选取 群药包的单位耗药量 最小抵抗线原理（1） 最小抵抗线原理（2） 最小抵抗线原理（3） 毫秒爆破作用理论 毫秒爆破作用机理 毫秒间隔时间计算原理 第六节 影响爆破作用的主要因素 自由面在爆破中的作用 自由面大小方向和位置对爆破作用的影响 炸药与岩石匹配关系及对爆破作用的影响 密度、爆热和爆速 爆轰压力、爆炸压力 炸药爆炸能量利用率 A B C 炸药完成爆炸反应以后，爆轰气体产物膨胀作用在炮孔壁上的压力。 爆轰压力是指炸药爆炸时爆轰波波阵面（C-J面）上的压力。 区分: 爆轰压力 爆炸压力 ① 反射应力波。 当爆炸应力波遇到自由面时发生反射，压缩应力波变为拉伸波，引起 岩的片落和径向裂隙的延伸。 ② 改变岩石应力状态及强度极限。 在无限介质中，岩石处于三向应力状态，而自由面附近的岩石则处于 单向或双向应力状态。故自由面附近的岩石强度接近岩石单轴抗拉或抗压 强度,比在无限介质中承受爆破作用时相应的强度减少几倍甚至十几倍。 ③ 自由面是最小抵抗线方向，应力波低达自由面后，在自由面附近的介质运 动因阻力减小而加速，随后而到的爆炸气体进一步向自由面方向运动，形 成鼓 包,最后破碎、抛掷。 自 由 面 数 对 爆 破 效 果 的 影 响 炮 孔 与 自 由 面 相 关 位 置 对 爆 破 的 影 响 （a）垂直布置炮眼（b）倾斜布置炮眼（c）自由面在炮孔下方（d）自由面在炮孔上方 * * 主要内容 5.1 岩石爆破破坏基本理论 5.2 单个药包爆破作用 5.3 延长装药爆破作用 5.4 成组药包爆破时岩石破坏特征 5.5 炸药起爆能量平衡原理与装药量计算 5.6 影响爆破作用的主要因素 ： 爆炸生成气体产物的膨胀作用 爆生气体膨胀作用理论 爆炸应力波反射拉抻 作用理论 爆生气体和应力波综合作用理论 反射拉应力波破坏作用 爆生气体膨胀作用理论 爆炸应力波反射拉抻 作用理论 爆生气体和应力波综合作用理论 (a)入射压力波波前；(b)反射拉应力波波前 岩石爆破破坏基本理论（2） 爆生气体膨胀作用理论 爆炸应力波反射拉抻 作用理论 爆生气体和应力波综合作用理论 爆生气体和应力波综合作用理论的实质： 哈努卡耶夫把岩石按波阻抗值分为三类： (1) 第一类岩石属于高阻抗岩石。其波阻抗为15~25MPa·s/m . 这类岩石的破坏，主要取决于应力波，包括入射波和反射波。 (2) 第二类岩石属于中阻抗岩石。其波阻抗为5~15MPa·s/m。 这类岩石的破坏,主要是入射应力波和爆生气体综合作用的结果 (3) 第三类岩石属于低阻抗岩石。其波阻抗小于5MPa·s/m。 这类岩石的破坏，以爆生气体形成的破坏为主。 岩体内最初裂隙的形成是由冲击波或应力波造成的，随后爆生气体渗入裂隙并在准静态压力作用下，使应力波形成的裂隙进一步扩展。爆生气体膨胀的准静态能量，是破碎岩石的主要能源。 水泥板的爆轰破坏 1—空气冲击波波阵面； 2—水泥板中冲击波波阵面； 3—水泥板 岩石杆件的爆破 板件爆破试验 1—装药孔 2—破碎区 3—拉裂区 4—震动区 爆破的内部作用 1—径向裂隙 2—环向裂隙 Rc－药包半径；Rp－粉碎区半径；Rc－破裂区半径 内 部 作 用 （1）粉碎区（压缩区） （2）裂隙区（破裂区） 径向裂隙和环向裂隙的形成原理 径向压缩引起的切向拉伸 外 部 作 用 （1）反射拉伸波引起自由面附近岩石的片落 霍普金森效应的破碎机理 A—应力波合成的过程；B—岩石表面片落过程 外 部 作 用 （2）反射拉伸波引起径向裂隙的延伸 反 射 拉 伸 波 对 径 向 裂 隙 的 影 响 主应力 1和