第5章岩石爆破基本原理-3+

1、5 岩石爆破基本原理5.1 爆破破碎原理爆炸能量，使岩体产生变形和破坏。了解爆炸荷载作用下岩体的变形与破坏规律，分析爆破破碎原理，指导爆破设计与施工。便于实现低能耗、高效率破碎岩体的目的，并有效地控制爆破产生的各种危害。爆破破岩原/机理，就是研究(ynji)岩体在爆炸能作用下发生破碎的原理。一、爆炸作用的基本原理1.爆破破坏作用的基本观点爆破(bop)工程共九十四页(1)爆轰气体(qt)破坏作用的观点 即爆轰气体膨胀推力作用理论（静作用理论）5 岩石(ynsh)爆破基本原理气体膨胀推力岩石径向位移地表距离不等相邻岩石质点移动速度不等位移阻力不等相邻岩石产生剪切应力岩石破坏共九十四页即岩石的破坏

2、主要是由于高温高压的气体产物膨胀做功(zugng)引起的。膨胀做功如下图所示。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页(2)应力波破坏作用的观点即爆炸应力波反射(fnsh)拉伸作用破坏理论（动作用理论）爆炸(bozh)应力波自由面拉应力波岩石破坏(压应力波)发生反射即岩石的破坏主要是由于岩体中爆炸应力波在自由面反射后形成的拉应力波引起的。5 岩石爆破基本原理共九十四页(3)应力波和爆轰气体共同作用的破坏观点 即爆轰气体和应力波综合作用理论岩石的破坏是爆生气体和冲击波(应力波)共同作用的结果，它们各自在岩石破坏过程的不同阶段起重要(zhngyo)作用，其基本观点如下：首先，冲击波使炮孔壁近区岩

3、石被“压碎”，压碎区以外造成径向裂隙。其次，爆生气体产生“气楔作用”，使裂隙进一步延伸和张开；当爆生气体的压力足够大时，爆轰气体将推动破碎岩块作径向抛掷运动，直到能量消耗完。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页说明1:对于不同性质的岩石和炸药，应力波与爆生气体的作用程度是不同的。(1)在坚硬岩石、高猛度炸药、偶合装药或装药不偶合系数(xsh)较小的条件下，应力波的破坏作用是主要的；(2)在松软岩石、低猛度炸药、装药不偶合系数较大的条件下，爆生气体的破坏作用是主要的。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页说明2：当仅考虑岩石性质时，则有：高阻抗岩石(c =1525MPa/s)：岩石破坏

4、以应力波为主。中阻抗岩石(c =515MPa/s)：岩石破坏为应力波和爆生气体压力共同作用(zuyng)的结果。低阻抗岩石(c 5MPa/s)：岩石破坏以爆生气体为主。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页2.爆破作用过程(1)应力波的动态作用过程特点：波峰应力值高，传播速度快，作用时间(shjin)短。(2)爆轰气体的似静压作用过程特点：压力较低，作用时间较长. 炮孔压力时间曲线 t1-药包爆轰反应完成时间t2-爆轰气体产物作用时间图 5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页3.爆破时岩体内的应力状态（集中药包）(1)应力波在岩体中的传播规律(27)r：冲击波作用区;特点：冲击波强度极

5、大，波峰应力值高，岩石产生塑性变形或粉碎，消耗大部分能量，冲击波急剧衰减(shui jin)。应力衰减与距离三次方成正比。爆炸应力波及其作用范围r药包半径tH介质状态变化的时间ts介质状态恢复到静止状态的时间 5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页(8150)r：应力波作用区;特点：冲击波压应力波，波阵面上的状态参数变化比较平缓；波速等于岩石中的声速。由于压应力波的作用，岩石处于非弹性状态(zhungti)，可导致岩石的破坏或残余变形。应力衰减与距离二次方成正比。爆炸应力波及其作用范围r药包半径tH介质状态变化的时间ts介质状态恢复到静止状态的时间 5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四

6、页150r：弹性振动区;特点：应力波地震波。地震波只能引起岩石质点的弹性振动，而不能使岩石产生破坏；应力衰减(shui jin)与距离呈线性关系。爆炸应力波及其作用范围r药包半径tH介质状态变化的时间ts介质状态恢复到静止状态的时间 5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页(2)应力波在岩体中引起的应力状态某点应力状态：直达(zhd)纵波、直达(zhd)横波，纵波反射生成的反射纵波和反射横波，横波反射生成的反射纵波和反射横波等的动应力叠加而成。波到达A点的应力分析5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页自由面附近岩体中各点的主应力1和2的方向如下左图所示。由于岩石抗拉强度很小，在拉应力的作

7、用下容易产生裂隙，所以爆破裂隙受2的控制，是围绕(wiro)最小抵抗线为对称轴分布的喇叭形，如下右图所示。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页(3) 爆轰气体压力下岩体的应力状态爆轰气体引起(ynq)的1常为压应力，而2不常为拉应力，随着至最小抵抗线的距离超过某一极限值后， 变为压应力。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页5.2 单个药包及成组的爆破作用一、单个药包爆破的内部作用 (无限均匀岩石介质中的爆破作用)1. 定义药包爆炸后，只在岩石内部产生破坏和变形，而地表(自由面)不出现明显破坏，这种作用称为(chn wi)爆破的内部作用。概念要点：岩石内部有破坏，地表未破坏。基本假定

8、 ：药包是球形的； 药包放在无限介质中； 介质是均匀的各向同性。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页2.岩石的破坏特征药室被扩大，形成一个空腔(kn qin)；产生了径向、环向裂隙,以及剪切裂隙；距药包较远处，岩石完好无损。爆破的内部作用径向(jn xin)裂隙环向裂隙空腔岩石完好无损5 岩石爆破基本原理共九十四页3.岩石破坏(phui)的原因 药室扩大为空腔的原因岩石被压缩，形成一个(y )空腔。冲击强度大于岩石动抗压强度药室岩壁受到强烈冲击爆轰波(冲击波)+高温高压爆生气体炸药爆炸原因：爆轰波（冲击波）和高压爆轰气体对药室岩壁产生了强烈冲击（压缩）。5 岩石爆破基本原理共九十四页产生

9、径向(jn xin)裂隙的原因药室岩壁受到强烈(qin li)冲击爆轰波(冲击波)+高压爆轰气体炸药爆炸空腔在岩石中形成压应力波(径向压应力)切向拉应力岩石开裂径向裂隙原因:径向压应力(压缩)引起切向拉应力(拉伸)。下岩石受到径向压缩 产生径向位移5 岩石爆破基本原理共九十四页返回(fnhu)切向拉应力(yngl)径向压应力岩石径向位移径向裂隙岩石开裂5 岩石爆破基本原理共九十四页产生环向裂隙(li x)的原因径向(jn xin)压应力岩石受到径向压缩岩石储存部分弹性变形能解除压应力弹性变形能释放,引起岩石质点向心运动产生径向位移(外内，拉应变)径向拉应力原因:弹性变形能释放(卸载波)产生了径

10、向拉应力。径向裂隙岩石开裂环向裂隙下5 岩石爆破基本原理共九十四页返回(fnhu)径向(jn xin)拉应力岩石开裂环向裂隙5 岩石爆破基本原理共九十四页产生剪切裂隙的原因在径向裂隙和环向裂隙形成的同时,岩石还受到径向应应力和切向应力的的共同作用,进而产生剪切裂隙。如下图所示。4. 岩石的分区根据岩石的破坏特征，由内向外，可将岩石大致分为三个区： 压缩（粉碎）区（近区）形成的空腔称为压缩区。说明：a.压缩区又称为粉碎区；b.压缩区消耗了大部分爆炸(bozh)能量。下5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页压缩(y su)区炸药包返回(fnhu)R1= (27)R0压缩区范围很小,其半径5 岩

11、石爆破基本原理共九十四页 破裂区（中区）产生径向、环向裂隙(li x)的岩石范围,称为破裂区。岩石的爆破破坏主要为破裂区。 震动区（远区）破裂区以外的岩石范围，称为震动区。特点：岩石不会发生破坏，但会发生弹性变形。爆炸应力波衰减为地震波。下5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页环向裂隙(li x)径向(jn xin)裂隙返回炸药包压缩区R2= (8150)R0破裂区的半径破坏区5 岩石爆破基本原理共九十四页在学习爆破的内部作用时，应注意以下几点： 拉力(ll)破岩。 爆破过程中，当裂隙与空腔贯通后，爆生气体会迅速膨胀，产生“气楔作用”，使原有裂隙继续向前扩展和进一步张开。5 岩石(ynsh

12、)爆破基本原理共九十四页二、单个药包爆破的外部作用 (半无限岩石介质中的爆破作用) 1.定义药包爆炸后，地表(自由面)出现了明显破坏的爆破作用，称为爆破的外部作用。2.爆破外部作用下岩石破坏的特征出现(贯穿)裂隙、形成爆坑、出现飞石(fi sh)。3.爆破外部作用下岩石破坏的原因也就是药包在自由面附近爆炸时，岩石是怎样破坏的。又称自由面的破坏作用。 5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页(1)反射拉应力(yngl)波引起自由面岩石破坏(片落)即由霍布金森效应引起的破坏。当入射压应力波传播到自由面时，一部分或全部反射回来成为同传播方向正好相反的拉应力波，拉应力超过岩石的抗拉强度时，发生片落现

13、象。这种效应叫做霍布金森(Hopkinson)效应。霍布金森(Hopkinson)效应的破碎机理5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页a.应力波的合成入射压应力波与反射(fnsh)拉应力波叠加后合成拉应力波。如下图所示5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页b.岩石表面片落过程如下(rxi)图所示。图a:岩体中传播的压应力波；图b：第1次片落；图c：第2次片落；图d：片落终止。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页(2) 反射拉应力波引起径向(jn xin)裂隙的延伸反射(fnsh)拉伸波对径向裂隙的影响5 岩石爆破基本原理共九十四页-反射拉应力(yngl)波的传播方向与裂隙方向的夹

14、角。= 900时；拉伸效果最好； 00900时，径向裂隙扩展和延伸；= 00时；径向裂隙重新闭合，不利于裂隙的延伸。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页(3)自由面改变了岩石中的准静态应力场爆生气(shng q)体膨胀压力在炮孔周围形成的应力场，称为准静态应力场。岩石质点速度在自由面方向上最大，不同方向上位移阻力不等剪切应力剪切破坏岩石。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页三、爆破漏斗1.定义靠近地表埋置的炸药爆炸时，使附近岩石破坏，并将部分(b fen)破碎了的岩石向上或两侧抛掷，在地表形成一个漏斗形状（倒圆锥形）的爆坑，这个坑就称为爆破漏斗。如下图所示。5 岩石(ynsh)爆破

15、基本原理共九十四页2.爆破漏斗的形成过程炸药包爆炸后，首先，爆轰波（冲击波）和高温高压爆生气体骤然膨胀(png zhng)对药室岩壁产生强烈冲击（压缩）粉碎压缩区(a)炸药(zhyo)爆炸形成的应力场； (b)粉碎压缩区5 岩石爆破基本原理共九十四页随后，产生的爆炸冲击波（压应力(yngl)波）径向压缩岩体而产生位移，引起岩体切向拉伸径向裂隙；当压应力波达到地表面时，反射生成拉应力波 地表面出现了（片落）飞片；而受压处于高应力状态的岩体此时出现卸载，在岩体内产生极大的拉伸应力 形成了大量环状裂隙；(c)破裂(pli)区(d)破裂区和片落区（自由面处）5 岩石爆破基本原理共九十四页之后，具有高温

16、高压的爆炸(bozh)气体沿着已有裂隙膨胀扩展，当裂隙伸展达到（或接近）地表时，使岩石表面鼓起、破碎， 爆炸气体将部分已破碎的岩石抛出，最终形成倒圆锥形的凹坑，从而形成爆破漏斗。(f)岩石(ynsh)被抛掷(e)地表鼓起(g)爆破漏斗5 岩石爆破基本原理共九十四页3.爆破漏斗的几何(j h)参数(1)最小抵抗线W (2)爆破(bop)漏斗底圆半径r (3)爆破作用半径R (4)爆破漏斗深度H(5)爆破漏斗可见深度h (6)爆破漏斗张开角说明：(1)、(2)、(3)称为爆破漏斗三要素。5 岩石爆破基本原理共九十四页4.爆破作用指数n爆破漏斗(ludu)底圆半径 r 与最小抵抗线 W 的比值，即爆

17、破作用半径（又叫破裂(pli)半径）的计算说明：爆破作用半径表示药包爆破作用在自由面上可以达到的最大程度。5 岩石爆破基本原理共九十四页5.爆破漏斗的分类根据 n 值不同(b tn)，（球状药包产生的）爆破漏斗可分为以下四种形式： (1) 标准抛掷爆破漏斗n=1r =W=905 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页(2) 加强(jiqing)抛掷爆破漏斗n1 rW90n3时，爆炸能量消耗在抛掷上，增加药量，破坏范围增大不明显，故已无实际意义了。加强抛掷爆破漏斗的n取值:1n3，露天(ltin)抛掷大爆破或定向抛掷爆破常用此形式，一般取n =1.22.5说明：5 岩石爆破基本原理共九十四页(3

18、) 减弱抛掷(加强松动(sngdng) 爆破漏斗井巷掘进(jujn)爆破常用这种形式。0.75 n1rW 905 岩石爆破基本原理共九十四页(4) 松动爆破(bop)漏斗说明: n= 0.75时，岩石被破坏(phui)、松动，但不抛出坑外，不形成可见的爆破漏斗，故工程中常取 n 0.75。 n 0.75时，出现不连续破坏，不形成爆破漏斗0.3 n 0.75rW 905 岩石爆破基本原理共九十四页6.柱状药包产生的爆破漏斗(1)柱状装药垂直自由面,如右图柱状药包可看成由多个连续集中药包组成的。孔口：加强抛掷爆破漏斗；中间：标准抛掷爆破和减弱抛掷爆破漏斗;孔底：松动爆破；会留有残孔。总的漏斗形状(

19、xngzhun)就是这些漏斗的外部轮廓线，大致为喇叭形；孔底破坏弱，爆后会留有残孔。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页(2)柱状装药平行自由面,如右图。常存在两个自由面，爆破效果比一个自由面的情况好。常见于隧道掘进爆破及露天台阶爆破。只需爆破松动，将岩体从原岩中分离出来即可，不需要产生(chnshng)大量的抛掷。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页(3)柱状装药倾斜(qngxi)于自由面,如右图介于垂直和平行之间。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页7.炮孔密集(临近)系数 m 对爆破漏斗形状的影响(1)定义m为相邻炮孔的间距a与最小抵抗(dkng)线W(或排距)的比值,

20、即m= a/W(2)炮孔密集系数对爆破漏斗形状的影响当m2，即a2W时，形成两个爆破漏斗。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页当1m2，即Wa2W时，形成一个(y )爆破漏斗，但药包之间底部破碎不充分。 当0.8m1，即0.8WaW时，形成一个爆破漏斗，漏斗底部平坦(pngtn)，漏斗体积最大。5 岩石爆破基本原理共九十四页 当m0.8，即a 0.8W 时，形成一个爆破漏斗(ludu)，大部分能量用于抛掷岩石，漏斗体积反而减小。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页四、利文斯顿爆破漏斗理论1.利文斯顿爆破漏斗理论的核心内容该理论认为：炸药在岩体中爆炸时，传给岩石(ynsh)能量的多少

21、与速度，取决于岩石性质、炸药性能、药包重量(大小)、药包埋置深度等因素。该理论以能量平衡为准则(基础)。药包放出(fn ch)的能量岩石吸收的能量平衡状态（临界状态）5 岩石爆破基本原理共九十四页药包放出(fn ch)的能量岩石(ynsh)吸收的能量岩石被破坏，被抛掷出去药包放出的能量岩石吸收的能量岩体只呈弹性变形，不破坏5 岩石爆破基本原理共九十四页2.几个基本概念(1) 临界(ln ji)埋深（临界(ln ji)抵抗线）Wc是指不出现爆破漏斗的药包的最小埋置深度。临界埋深Wc与炸药量Q的关系如下：这是利文斯顿爆破漏斗理论的一般公式。说明：Eb意义：在一定装药量Q条件下，岩石表面开始破裂时，

22、岩石可能吸收的最大爆炸能量。Eb与岩石性质和炸药性能(xngnng)有关。5 岩石爆破基本原理共九十四页(2)深度(shnd)比是指药包的埋置深度W与临界埋深WC之比。即5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页(3)最佳埋深W0和最佳深度(shnd)比0最佳埋深W0，又称最适宜埋深是指爆破漏斗体积最大的药包埋置深度。 最佳(zu ji)深度比0：说明:a. 对脆性岩石,00.5,塑性岩石,01; b. 通过调整药包埋深(最小抵抗线),来调整或平衡炸药爆炸能量的分配比例,从而实现最佳的爆破效果.所以5 岩石爆破基本原理共九十四页(4) 转折深度(转折埋深) Wz转拆深度(转拆埋深) Wz是指炸

23、药爆炸后，传给空气的爆炸能与岩石吸收(xshu)的爆炸能相等的药包的埋置深度。3.岩石变形和破坏的类型利文斯顿根据岩石爆破破坏效果和能量平衡关系，将岩石爆破时的变形和破坏形态分为四种类型。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页(1) 弹性变形带范围:WWc 即药包埋置深度临界埋置深度。特点：炸药爆炸的全部能量被岩石吸收。爆破后岩石表面(biomin)不出现破坏，只产生弹性变形，岩石能恢复原状，不形成爆破漏斗。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页(2) 冲击破裂带范围：W0 W Wc特点： 炸药爆炸放出的能量岩石吸收(xshu)的能量。 地表岩石破裂，隆起(鼓包)，抛掷，形成爆破漏斗。

24、 W爆破漏斗体积V。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页(3)破碎带范围： Wz W W0特点： 炸药爆炸放出的能量岩石吸收的能量。 地表岩石更加破碎，岩块抛掷距离、空气冲击波和声响(shngxing)均增大。 WV。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页(4)空爆带范围：W Wz特点： 传给空气的爆炸能岩石(ynsh)吸收的爆炸能。 地表岩石过度破碎，远距离抛掷、形成强烈的空气冲击波。 WV。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页从以上分析可以看出，炸药的爆炸能量是主要消耗于四个方面：岩石的弹性(tnxng)变形；岩石的破碎和破裂；岩石的抛移、飞散；声响、地震和空气冲击波。5

25、岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页4.利文斯顿爆破漏斗的应用(1) 对比(dub)炸药的性能测炸药的爆力。试验条件：同一岩石(土)，同一药量，同一埋深，不同炸药。V大爆力大，炸药(zhyo)做功能力大V小爆力小，炸药做功能力小5 岩石爆破基本原理共九十四页(2) 用弹性变形(bin xng)能系数评价岩石的可爆性条件：同一炸药，同一药量，不同岩石。取Q=1kg，则： Eb Wc 岩石(ynsh)难爆。 岩石易爆Eb Wc5 岩石爆破基本原理共九十四页(3) 爆破漏斗理论在工程爆破中的应用最佳埋深最小抵抗线。 通过单药包爆破漏斗试验(shyn)，求Wc 、Eb 、W0 、0 ; 建立最佳埋深

26、的计算公式： 5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页例：在某岩石中，通过爆破试验得知一个4.5kg重的球状药包的最适宜深度为1.5m，临界埋深为3m。问：(1) 应变能系数(xsh)和最适宜深度比各是多少？解：应变能系数值为最佳(zu ji)深度比05 岩石爆破基本原理共九十四页(2)450kg重的药包在该岩石中的最佳(zu ji)埋深是多少？(3)在30m深处埋置药包进行最适宜爆破，药包重量(zhngling)应为多少？5 岩石爆破基本原理共九十四页五、成组药包的爆破作用原理 （成组药包爆破时岩石破坏的特征）1.单排药包齐发爆破原理 （单排成组药包齐发爆破时岩石破坏特征）a.相邻炮孔连心

27、线上应力加强，产生裂缝（隙）;b.连心线中点两侧出现应力降低(jingd)区，易出现大块。(1)相邻炮孔连心线产生裂缝(隙)的原因（机理）即相邻炮孔爆破成缝机理。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页应力波理论：形成裂缝是应力波叠加的结果。 爆炸应力波相遇(xin y) 应力叠加 压引起的拉得到加强,合成为合炮孔相距较近，合岩石动抗拉强度产生裂隙(缝), 两炮孔联通。该理论认为：最大拉应力出现在连心线中点，故裂隙(li x)首先出现在连心线中点，再向孔壁发展。5 岩石爆破基本原理共九十四页应力波与爆生气体综合(zngh)作用理论认为：a.应力波作用时间极短暂，但爆生气体在炮孔中能维持较长时

28、间的高压状态(产生准静态压力)。b.准静态压力炮孔连心线各点上产生切向拉应力。该理论论认为(rnwi)：炮孔连心线与孔壁的交点处切向拉应力最大，故裂隙(缝)首先出现在炮孔壁,再向连线中点发展，最后贯通。生产实践证明：拉伸裂隙是从炮孔向外发展的。5 岩石爆破基本原理共九十四页(2)连心线中点两侧出现应力降低区。降低区:应力波作用(zuyng)线正交处；产生原因分析如下：原因:相邻药包爆炸引起的压应力(yngl)和拉应力相互抵消。5 岩石爆破基本原理共九十四页应力降低区对爆破效果的影响：易产生大块。消除应力降低区影响的措施：大孔距小抵抗线技术，即 适当增大炮孔间距。 减小抵抗线。原因：使应力降低区

29、落在岩石之外的空气中，在岩石中避免出现应力相互抵消作用，减少大块的产生，从而(cng r)改善爆破效果。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页2.多排药包齐发爆破原理(1)爆炸应力波相互叠加,造成应力极高的状态；(2)第1排炮孔有2个自由面，爆破条件好；后排炮孔仅1个自由面，受到较大夹制作用，影响爆破效果。综合以上分析，多排成组药包齐发爆破效果不佳，实际(shj)很少应用，一般被微差爆破所代替。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页六、装药量计算的基本原理和方法1.体积公式计算原理在一定的炸药和岩石条件下，装药量与爆破岩石(漏斗)的体积成正比。Q= kV2.装药量计算的基本(jbn)方

30、法(1)硐室爆破的药量计算方法标准抛掷爆破的药量(球状药包、单自由面)5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页抛掷爆破(bop)装药量计算的通用公式(球状药包)松动(sngdng)爆破(球状药包)若岩石可炸性好，取下限值；若岩石可炸性差，取上限值。(2)其他爆破药量计算公式此公式称为鲍列斯阔夫经验公式。5 岩石爆破基本原理共九十四页5 岩石(ynsh)爆破基本原理例题：一埋置深度为2米的药包，爆破后得到直径为8米的爆破漏斗。（1）求爆破作用指数，并指出属何种类型(lixng)的爆破；如果炸药单耗为1.2kg/m3，则爆破药量为多少？ （2）如果漏斗直径不变，要求实现减弱抛掷爆破，其深度如何调

31、整？ 爆破作用指数加强抛掷爆破漏斗爆破装药量减弱抛掷爆破共九十四页3.炸药单耗 k 的确定方法查表法：查表、参考(cnko)定额或有关资料的数据；类比法：参考相似工程取值；爆破漏斗试验法：通过标准抛掷爆破漏斗试验求算;试爆法。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页5.3 定向断裂(dun li)控制爆破原理5.4 微差爆破原量5.5 挤压爆破原理5.6 聚能装药爆破原理5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页5.7 影响爆破效果的因素一、炸药性能的影响1.炸药的密度、爆热、爆容和爆速 密度：反映单位体积炸药的能量密度。 爆热及爆容：一定程度上反映了炸药爆力。 爆速：一定程度上反映了炸药猛

32、度。2.爆轰压力炸药的爆轰压力是影响岩石爆破效果的重要因素之一，尤其是对于(duy)坚韧密实岩石更是如此。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页(1)爆轰压力越高，激起的冲击波压力值也越高，以应力波形式传播的爆轰能量就越多，在岩石中可造成较高的应力和应变(yngbin)，有利于改善破碎效果。(2)爆轰压力越高，爆破效果并不是越好。 过高的爆轰压力将造成药包周围近区岩石的过度粉碎而消耗较多的爆炸能，以致使近区以外岩石的破坏效果较差，且其传播时间越短，常在岩石破碎未完成之前即告结束。(3)爆轰压力以能满足应力波强度使岩石破裂即可。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页3.爆炸压力(yl)（

33、爆压或炮孔压力(yl)）(1)爆压是指爆轰气体的胀膨压力，它对岩石具有胀膨致裂、推移和抛掷的作用。(2)爆压越高，说明爆轰气体产物中含有的能量越大，对岩石的胀膨致裂、推移和抛掷的作用越强。(3)爆炸压力比爆轰压力的作用时间长。(4)对于较软的岩石，爆炸压力对改善爆破效果显得非常重要。因为裂隙在较低的应力作用下就开始出现，然后在较长时间的爆炸气体的胀膨压力作用下裂隙继续扩展与延伸，这样能量的分配更加合理。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页二、炸药(zhyo)波阻抗与岩石波阻抗匹配的影响它是影响爆炸能向岩石传递效率的因素之一。(1)波阻抗：介质中声速同该介质的密度的乘积。(2)实验表明：炸

34、药的波阻抗值越接近岩石的波阻抗值，则爆炸能量的传递效率越高，因而在岩石中引起的应变值越大。(3)对于坚硬致密的岩石，引起它破坏的应变值较大，故应选用波阻抗较大的炸药；相反，对于软岩，应选用波阻抗较小的炸药为宜。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页三、工程地质条件的影响四、爆破设计与施工质量1.堵塞的影响堵塞的作用主要有：(1)改善爆轰条件，保证炸药充分反应，防止不完全爆轰,使炸药爆炸释放出最大能量和减少有毒气体生成量;(2)阻止高温、高压的爆轰气体过早地泄漏到大气中，延长爆轰气体作用时间,提高(t go)爆炸能量的利用率; (3)防止因灼热固体颗粒(如雷管壳碎片等)从炮孔中飞出而引起瓦斯

35、爆炸。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页2.装药结构对爆破效果的影响(yngxing)(1)装药结构分类从轴向分：连续装药、间隔装药(分段装药)从径向分：耦合装药、不耦合装药5 岩石(ynsh)爆破基本原理1炸药；2炮眼壁；3药卷(a) 耦合装药；(b)、(c) 不耦合装药 共九十四页(2)耦合装药对爆破效果的影响耦合装药时，爆炸能的传递效率与波阻抗有关：波阻抗相匹配，则传递效率高。孔壁产生较大的峰值压力,在岩石中引起较大应变值.冲击压力过高，在岩体中激起冲击波，产生压碎圈,使炮孔附近的岩石过度破碎，消耗了大量(dling)能量，从而影响压碎圈以外岩石的破碎效果。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页(3)不耦合装药对爆破效果的影响爆炸能作用过程冲击波 间隙空气(kngq) 炮孔壁药包和孔壁这间存在空气间隙，药包爆轰的冲击波效应就要削弱很多，这一规律被利用在控制爆破上。不耦合系数KdKd =孔径药径炮孔压力与不耦合系数Kd的关系如下图所示。5 岩石(ynsh)爆破基本原理共九十四页实验表明(biomng):药包爆炸直接作用在孔壁上的动压应力随着不耦合系数的增加而降低，见下图。6 露天钻孔(zun kn)爆破共九十四页当Kd增加到一定值时，孔壁上的压应力(yngl)等于或小于岩石的极限抗压强度，则孔壁的岩石只能由压应力 引起的拉应力 来破坏。如下图所