爆破工程课件3

1、2007年年8月月西安科技大学建筑工程学院西安科技大学建筑工程学院Blasting Engineering爆爆破破工工程程西安科技大学建筑与土木工程学院西安科技大学建筑与土木工程学院 戴戴 俊俊2007年年8月月西安科技大学建筑工程学院西安科技大学建筑工程学院Blasting Engineering爆爆破破工工程程西安科技大学建筑与土木工程学院西安科技大学建筑与土木工程学院 戴戴 俊俊 理论认为理论认为岩石的破坏岩石的破坏主要是由于岩体中爆炸应力波岩体中爆炸应力波在自由面反射后形成反射拉伸波的作用反射拉伸波的作用，岩石的破坏形式是拉拉应力大于岩石的抗拉强度而产生的应力大于岩石的抗拉强度而产生的

2、，岩石是被拉断被拉断的。见图 、3-14 。 图3-13 岩石杆件的爆破（霍布金森效应）试验2007年年8月月西安科技大学建筑工程学院西安科技大学建筑工程学院Blasting Engineering爆爆破破工工程程西安科技大学建筑与土木工程学院西安科技大学建筑与土木工程学院 戴戴 俊俊 见图3-15 。理论认为。理论认为，炸药爆炸引起岩石破坏，主要是高高温高压气体产物温高压气体产物对岩石膨胀做功膨胀做功的结果，见图3-15 。 理论认为理论认为，实际爆破中，爆生气体膨胀爆生气体膨胀和爆炸应力波爆炸应力波都对岩石破坏起作用，不能绝对分开，而应是两种作用综合的结果两种作用综合的结果，因而加强了岩石

3、破碎效果。 其实质，其实质，可以认为是岩体内最初裂隙的形成是由冲击波岩体内最初裂隙的形成是由冲击波或应力波造成的或应力波造成的，随后爆生气体渗入裂隙爆生气体渗入裂隙并在准静态压准静态压力作用下力作用下，使应力波形成的裂隙进一步扩展。 2007年年8月月西安科技大学建筑工程学院西安科技大学建筑工程学院Blasting Engineering爆爆破破工工程程西安科技大学建筑与土木工程学院西安科技大学建筑与土木工程学院 戴戴 俊俊图3-15 爆炸生成气体产物的膨胀作用2007年年8月月西安科技大学建筑工程学院西安科技大学建筑工程学院Blasting Engineering爆爆破破工工程程西安科技大学

4、建筑与土木工程学院西安科技大学建筑与土木工程学院 戴戴 俊俊a 岩石的波阻抗分类：岩石的波阻抗分类：见下表。岩石的波阻抗(impedanee of rock)岩石 中的纵波速度与岩石密度的乘积。它表明应力波在岩 体中传播时，运动着的岩石质点产生单位速度所需的 扰动力。它反映了岩石对动量传递的抵抗能力。波阻抗 大的岩石往往比较难于爆破。a 最小抵抗线：最小抵抗线：药中心距自由面药中心距自由面的垂直距离称为最小抵最小抵 抗线抗线（简称最小抵抗）。 b 内部作用：内部作用：若其最小抵抗超过最小抵抗超过某一临界值（称为临界抵临界抵抗线抗线），则装药爆炸后，在自由面上不会看到爆破的迹象，也就是爆破作用只

5、发生在岩体的内部爆破作用只发生在岩体的内部，未能达到自由面。装药的这种作用称为内部作用。发生这种作用的装药称为药壶装药药壶装药。 2007年年8月月西安科技大学建筑工程学院西安科技大学建筑工程学院Blasting Engineering爆爆破破工工程程西安科技大学建筑与土木工程学院西安科技大学建筑与土木工程学院 戴戴 俊俊c 按照岩石的破坏特征按照岩石的破坏特征，见图3-16。大致可将它分为四个区四个区域域：扩大的炮孔孔腔扩大的炮孔孔腔、压碎区压碎区、破裂区破裂区和震动区震动区。(a) (b)图3-16 无限岩石中炸药的爆破作用a有机玻璃模拟爆破试验结果；b无限岩石中的爆破破坏分区1扩大空腔；

6、 2压碎区；3裂隙区；4震动区 RK空腔半径；RC压碎区半径；RP裂隙区半径2007年年8月月西安科技大学建筑工程学院西安科技大学建筑工程学院Blasting Engineering爆爆破破工工程程西安科技大学建筑与土木工程学院西安科技大学建筑与土木工程学院 戴戴 俊俊：这个区是指直接与药包接触的岩石，直接与药包接触的岩石，坚硬岩石被压碎坚硬岩石被压碎；可压缩性比较大的软岩软岩（如塑性岩石、土壤和页岩等）则被压缩成压缩空洞压缩空洞，并且在空洞表层形成坚形成坚实的压实层实的压实层。 ：不能直接压碎岩石。然而它可使压碎区外层的岩石遭到强烈的径向压缩径向压缩，使岩石的质点产生径向质点产生径向位移位移

7、，因而导致外围岩石层中外围岩石层中产生径向扩张径向扩张和切向拉伸应力切向拉伸应力。 2007年年8月月西安科技大学建筑工程学院西安科技大学建筑工程学院Blasting Engineering爆爆破破工工程程西安科技大学建筑与土木工程学院西安科技大学建筑与土木工程学院 戴戴 俊俊 只能引起岩石质点作弹性振动弹性振动，直到弹性振动波的能能量被岩石完全吸收量被岩石完全吸收为止，这个区域叫弹性震动区弹性震动区或地地震区震区。 当将药包埋置在靠近地表的岩石中时，药包爆炸，除产生内部的破坏作用外，还会产生外部破坏作用外部破坏作用，造成地表附近的岩石破坏。2007年年8月月西安科技大学建筑工程学院西安科技大

8、学建筑工程学院Blasting Engineering爆爆破破工工程程西安科技大学建筑与土木工程学院西安科技大学建筑与土木工程学院 戴戴 俊俊岩石中形成一漏斗状漏斗状的炸坑 ，见图3-19 。 (只有两个独立两个独立) a 最小抵抗线最小抵抗线W：药包中心药包中心到自由面自由面的垂直距离垂直距离，即药包的埋置深度埋置深度。 b 爆破漏斗半径爆破漏斗半径r：即爆破漏斗的底圆底圆半径。 c 爆破作用半径爆破作用半径R：也叫做破裂半径破裂半径，即自药包中心药包中心到爆破漏斗底圆圆周底圆圆周上任一点的距离。2007年年8月月西安科技大学建筑工程学院西安科技大学建筑工程学院Blasting Engine

9、ering爆爆破破工工程程西安科技大学建筑与土木工程学院西安科技大学建筑与土木工程学院 戴戴 俊俊图3-19 爆破漏斗的形成条件示意图a表面无破坏；b表面破裂；c表面鼓包；d松动漏斗；e抛掷漏斗2007年年8月月西安科技大学建筑工程学院西安科技大学建筑工程学院Blasting Engineering爆爆破破工工程程西安科技大学建筑与土木工程学院西安科技大学建筑与土木工程学院 戴戴 俊俊d 爆破漏斗深度爆破漏斗深度W：自爆破漏斗尖顶至自由面自由面的最短距离最短距离，即最小抵抗线。 e 爆破漏斗的可见深度爆破漏斗的可见深度h：自爆破漏斗中岩堆表面最低洼最低洼点点到自由面自由面最短距离 爆破漏斗的几

10、何要素如图3-20所示 图3-20 爆破漏斗的几何要素W最小抵抗线； 爆破漏斗张开角；r爆破漏斗半径；L爆堆宽度，R爆破漏斗作用半径；H爆堆高度；h可见爆破漏斗高度。2007年年8月月西安科技大学建筑工程学院西安科技大学建筑工程学院Blasting Engineering爆爆破破工工程程西安科技大学建筑与土木工程学院西安科技大学建筑与土木工程学院 戴戴 俊俊根据爆破作用指数作用指数n值值的不同，分为：标准抛掷标准抛掷爆破漏斗n=1 、加强加强抛掷漏斗n1 、减弱减弱抛掷（加强松动）爆破漏斗0.75n1 、松动松动爆破漏斗n 0.75 ，如图3-21。图3-21 爆破漏斗的基本形式a松动爆破漏斗

11、；b减弱抛掷漏斗；c标准抛掷漏斗；d加强抛掷漏斗2007年年8月月西安科技大学建筑工程学院西安科技大学建筑工程学院Blasting Engineering爆爆破破工工程程西安科技大学建筑与土木工程学院西安科技大学建筑与土木工程学院 戴戴 俊俊 装药在炮孔炮孔（眼）（眼）内内的安置方式安置方式称为装药结构装药结构，它是影响爆破效果的重要因素。 耦合耦合（不留间隙）（不留间隙） 、不耦合不耦合（留有间（留有间隙）隙） 、连续连续（不留间隔）（不留间隔） 、间隔装药间隔装药（由炮泥、（由炮泥、木垫或空气柱隔开）木垫或空气柱隔开） ，见图3-34。2007年年8月月西安科技大学建筑工程学院西安科技大学

12、建筑工程学院Blasting Engineering爆爆破破工工程程西安科技大学建筑与土木工程学院西安科技大学建筑与土木工程学院 戴戴 俊俊图3-34 装药结构a偶合装药；b不偶合装药；c连续装药；d间隔装药2007年年8月月西安科技大学建筑工程学院西安科技大学建筑工程学院Blasting Engineering爆爆破破工工程程西安科技大学建筑与土木工程学院西安科技大学建筑与土木工程学院 戴戴 俊俊 a 概念概念 起爆点：起爆点：装药采用雷管起爆雷管起爆时，雷管所在位置雷管所在位置称为起起爆点爆点。正向起爆、反向起爆、双向起爆正向起爆、反向起爆、双向起爆单点起爆时，若起起爆点爆点置于装药顶端装药顶端（靠近炮孔口的装药端），爆轰波爆轰波传向孔底传向孔底，这种起爆方式称为正向起爆正向起爆；若起爆点置于装药底端装药底端，爆轰波传向孔口则为反响起爆反响起爆；若起爆点位于装药长度中间装药长度中间，雷管聚能穴朝向孔底聚能穴朝向孔底，则称双双向起爆向起爆或中间起爆中间起爆。 2007年年8月月西安科技大学建筑工程学院西安科技大学建筑工程学院Blast