爆破破岩机理

1、爆破破岩机理爆破破岩机理第1页4.1 岩石爆破理论发展阶段 从古代至今，采取炸药爆炸来破碎岩体依然是一个最有效方法。炸药爆炸作用下，岩体是怎样破碎呢？ 早在1613年德国人马林（Marlin）、韦格尔（Weigel）在弗雷帕格（Freisberg）矿山首先用炸药开掘坑道，开创了爆破采矿历史。 岩石爆破机理早期发展阶段主要为 L.W.利文斯顿爆破理论、流体动力学理论以及炸药量与岩石破碎体积成百分比理论。 我国外学者们经过长久探索，包含高速摄影技术、现场爆破试验和计算机模拟技术，提出了岩石爆破机理种种假说。爆破破岩机理第2页 直到20世纪60年代日野熊雄冲击波拉伸破坏理论出现，标志着早期爆破理论发

2、展阶段结束，爆破机剪发展第二阶段开始。 岩石爆破理论发展第二阶段主要提出了岩石爆破机理三种假说： 岩石爆破破坏机理三种假说: 1）爆生气体膨胀推力作用假说； 2）爆炸应力波反射拉伸作用假说； 3）爆生气体和爆炸应力波综合作用假说。 装药爆破作用： 内部作用：岩石在炸药作用下发生破坏物理过程 外部作用：爆破漏斗4.1 岩石爆破理论发展阶段爆破破岩机理第3页一、岩石爆破破坏机理三种假说 因为岩石是一个非均质、各向异性介质，爆炸本身又是一个高温高压高速改变过程，炸药对岩石破坏整个过程在几十微秒到几十毫秒内就完成了，所以研究岩石爆破作用机理是一项非常复杂和困难工作。尽管如此，理论研究方面仍取得重大结果

3、，归结起来岩石爆破破坏机理有三种假说 1）爆生气体膨胀推力作用假说； 2）爆炸应力波反射拉伸作用假说； 3）爆生气体和爆炸应力波综合作用假说。爆破破岩机理第4页爆生气体膨胀推力作用假说 这种学说从静力学观点出发，认为岩石破碎主要是因为爆轰气体膨胀压力引发。这种学说忽略了岩体中冲击波和应力波破坏作用，其基础观点以下： 药包爆炸，产生大量高温高压气体，这些爆炸气体迅速膨胀并以极高压力作用于药包周围岩壁上，形成压应力场。当岩石抗拉强度低于压应力在切向衍生拉应力时，将产生径向裂隙。作用于岩壁上压力引发岩石质点径向位移，因为不一样方向受力不等引发径向位移速度不等，造成在岩石中形成剪切应力。当剪切应力超出

4、岩石抗剪强度时，岩石即产生剪切破坏。破碎岩块又在爆轰气体推力作用下沿径向抛出，形成爆破漏斗坑。（内外）爆破破岩机理第5页爆生气体膨胀作用爆破破岩机理第6页爆炸应力波反射拉伸作用假说 这种学说以爆炸动力学为基础，认为应力波是引发岩石破碎主要原因。这种学说忽略了爆轰气体破坏作用，也忽略了压应力作用，其基础观点以下： 爆轰波冲击和压缩药包周围岩壁，在岩石中激发形成冲击波并很快衰减为应力波。 此应力波在周围岩体内形成裂隙同时向前传输，当应力波传到自由面时，产生反射拉应力波，当拉应力波强度超出自由面处岩石抗拉强度时，从自由面开始向爆源方向产生拉伸片裂破坏，直至拉伸波强度低于岩石动态抗拉强度处时停顿。自由

5、面形成片落爆破漏斗。（外内）爆破破岩机理第7页霍普金森压杆试验示意图不一样药量岩石压杆爆破试验爆破破岩机理第8页自由面附近应用波发射作用岩石条爆破试验：雷管；炸药；岩石条试件；粉碎区；裂隙区；震动区； 片落区爆破破岩机理第9页霍普金森效应试验：在岩石压杆一端安置炸药，起爆后，靠近炸药一端岩石被炸碎，压杆中间个别没有显著破坏，而杆件另一端则被拉断呈许多块。原理：炸药爆炸后，在岩石压杆中产生沿压杆轴向传播爆炸压缩应力波，抵达压杆另一端遇端面（自由面）将发生反射，形成拉伸应力波反射入压杆，当此拉伸波拉应力值高于岩石抗拉强度时，岩石将从该端被拉断，伴随反射波传输，拉断块数增多，直至拉应力小于岩石抗拉强

6、度停顿 爆破破岩机理第10页爆生气体和爆炸应力波综合作用假说 这种学说认为，岩石破坏是应力波和爆轰气体共同作用结果。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作用，其基础观点以下： 炸药爆炸后在岩石中激发形成冲击波并很快衰减为应力波。冲击波在药包附近岩石中产生“压碎”现象，应力波在压碎区域之外产生径向裂隙。随即，爆轰气体产物继续压缩被冲击波压碎岩石，爆轰气体“楔入”在应力波作用下产生裂隙中，使之继续向前延伸和深入张开。当爆轰气体压力足够大时，爆轰气体将推进破碎岩块作径向抛掷运动。自由面反射拉伸作用一样也加强了径向裂隙扩展，并造成岩石片落。爆破破岩机理第11页岩石爆破破坏机理三种假说

7、（综合） 对于不一样性质岩石和炸药，应力波与爆轰气体作用程度是不一样。 在坚硬岩石、高猛度炸药、偶合装药或装药不偶合系数较小条件下，应力波破坏作用是主要。 在松软岩石、低猛度炸药、装药不偶合系数较大条件下，爆轰气体破坏作用是主要。 工程爆破实践中应依据岩石条件、爆破效果要求，合理选择炸药品种和爆破方法（尤其是装药结构）爆破破岩机理第12页第二节 岩石中爆炸应力波炸药在岩石中爆炸时，最初施加在岩石上是冲击荷载，在极短时间内上升到峰值压力，而后又快速下降，爆炸载荷整个作用过程很短。在此冲击荷载作用下，岩石内激起爆炸应力波。冲击压缩岩石，造成岩石破坏。爆炸应力波在距爆源不一样距离区段内可表现为：爆炸

8、冲击波、爆炸应力波和爆炸地震波。在爆源近区是冲击波，含有陡峭波阵面并以超声速传输，波阵面前后岩石状态参数（压力、密度、温度、岩石质点移动速度）都发生突跃改变。冲击波在传输过程中能量消耗大、衰减快。伴随距离增大，冲击波衰变为压缩应力波，波头变缓，以声速传输，能量衰减较慢。随传输距离增大，应力波又衰变为周期性振动地震波。爆破破岩机理第13页炸药在岩土介质中爆炸发展图像1)岩石中爆炸应力波演变 爆破破岩机理第14页炸药在岩土介质中爆炸发展图像（续）2) 冲击载荷作用下岩石变形及其对应各种应力波冲击载荷作用下岩石变形规律爆破破岩机理第15页炸药在岩土介质中爆炸发展图像（续）2)冲击载荷作用下岩石变形及

9、其对应各种应力波 不一样应力幅值时岩石中传输各种应力波爆破破岩机理第16页岩石中爆炸应力波曲线特征岩石在冲击载荷作用下，对应不一样应力幅值，所形成应力波特征不一样：（1）在装药近区，作用于岩石爆炸载荷值很高，当 C , 时，将在岩石中形成冲击波（图a）。（2）伴随冲击波向外传输、衰减，当BC时，如（图b）所表示，因为变形模量d/d随应力增大而增大，波速大于图中A-B 段塑性波波速，但小于O-A 段弹性波波速，所以应力幅值大塑性波追赶前面塑性波，形成速性追赶加载，形成陡峭波阵面，但波速低于弹性波速，为亚音速，这种波称为非稳定冲击波。爆破破岩机理第17页岩石中爆炸应力波曲线特征（续）（3）当AB时

10、，因为d/d不是常数，且随应力增大而减小，所以应力幅值大应力波速度低于小应力幅值应力波，在传输过程中波阵面逐步变缓，塑性波速度以亚音速传输。而应力小于个别，则以弹性波速度传输。（4） 当 Wc ）时，装药爆破只发生在岩石内部，没能到达自由面。装药此种爆破作用叫做爆破内部作用。 内部作用时，依据岩石破坏情况，除在装药周围扩充爆腔外，还将在岩石中自爆源向外依次形成粉碎区（或称压缩区、压碎区）、破裂区（或称裂隙区）和震动区。 爆破破岩机理第28页爆破内部作用岩石破坏分区示意图R0药包半径；R1粉碎区半径；R2破裂区半径爆破破岩机理第29页装药内部爆破作用粉碎区 密闭在岩体中药包爆炸时，产生高温高压气

11、体，爆轰压力在数微秒内急剧增高到数万兆帕，强烈冲击药包周围岩石，激起起冲击波，产生很高径向和切相压应力，其强度远远超出岩石动态抗压强度。结果造成爆腔扩大，周围岩石形成粉碎性破坏，形成粉碎区。（对于坚硬岩石，粉碎性破坏显著，而对于松软岩石则被压缩形成空腔，空腔表面形成较为坚实压实层，故这种情况下粉碎区又称为压缩区。 粉碎区内冲击波衰减很快，破坏范围较小，粉碎区半径较小，一些研究表明：对于球形装药，普通是药包半径（1.281.75）倍；对于柱形装药，普通是药包半径（1.653.05）倍。但破坏程度大，能量消耗多。爆破破岩机理第30页装药爆破内部爆破作用裂隙区 在粉碎区外，冲击波衰减成压应力波，并继

12、续沿径向传输。在径向产生压应力和压缩变形，而切向将衍生拉应力和拉伸变形。因为岩石是脆性介质，其抗拉强度很低，当切向拉应力大于岩石抗拉强度时，该处岩石被拉断，形成与粉碎区贯通径向裂隙。爆生气体 “气楔”效应，引发径向裂隙深入延伸。 当粉碎区形成，径向裂隙展开，作用在岩石上压力快速下降，随即释放出在压缩过程岩石中积蓄弹性变形能，并转变为卸载波向爆心传输，形成与压应力波作用方向相反拉应力波，使岩石质点产生向心运动。当径向拉应力大于岩石抗拉强度时，该处岩石即被拉断，形成环向裂隙。爆破破岩机理第31页装药爆破内部爆破作用裂隙区 伴随径向裂隙、环向裂隙和切向裂隙形成、扩展和贯通，在紧靠粉碎区外就形成破裂区

13、。（径向裂隙为主） 破裂区裂隙形成 径向压应力； 切向拉应力； 径向拉应力； 切向压应力爆破破岩机理第32页爆破内部作用震动区 在破裂区外围岩体中，应力波和爆轰气体能量已不足以对岩石造成破坏，应力波衰变趋于含有周期性正弦波，其能量只能引发该区域内岩石质点发生弹性振动，形成地震波，地震波传输范围很大，直至爆炸能量被岩石完全吸收。这个区域称为震动区。在震动区，因为地震波作用，有可能引发地面或地下建筑物、构筑物破裂、坍毁，或造成路堑边坡滑坡、隧道冒顶片帮等灾害。爆破破岩机理第33页4.3.2 爆破外部作用 当最小抵抗线小于临界抵抗线（W 4为延长药包。延长药包爆破作用2个特点：a. 其冲击波阵面为柱

14、面波；b. 在不计重力和黏聚力等条件下，其爆破作用遵照几何相同律。其漏斗特征值和应力波参数仅为百分比距离函数。爆破破岩机理第45页 4.5.2 延长药包爆破漏斗爆破漏斗集中药包漏斗平面呈圆形形态延长药包漏斗平面呈中部平直、两端衔靠近似于半圆封闭曲线表面形状：两种药包漏斗径向形状基础相同；集中药包堆积于漏斗四面抛掷堆积分布延长药包堆积于轴线两侧药包长度范围内，在药包两端无抛体堆积爆破破岩机理第46页1956年利文斯顿提出以能量平衡为准则岩石爆破破碎爆破漏斗理论。 4.5.3 利文斯顿爆破漏斗理论他认为：炸药在岩体内爆破时传给岩石能量多少和速度快慢，取决于岩石性质、炸药性能等原因。在岩石性质一定条

15、件下，爆破能量多少取决于装药质量，爆炸能量释放速度与炸药传爆速度亲密相关。 当岩石所吸收能量到达饱和状态时，岩体表面开始产生位移、隆起、破坏，直至抛掷。 假如没有到达饱和状态时，岩石只呈弹性变形，不被破坏。 爆破破岩机理第47页 依据药包埋置深度不一样，可得到四种类型爆破区域。 1弹性变形。 临界埋深。2冲击破坏 令任意埋深W与临界埋深We之比为，称为深度比： 4.5.3 利文斯顿爆破漏斗理论 当药包处于最正确埋深W0时，则0= W0/We，称为最正确深度比。普通在脆性岩石中值较小，约为0.5左右；在塑性岩石中值较大，靠近于1。爆破破岩机理第48页4空气中爆炸从以上四种形态来看，炸药爆炸能量消

16、耗在以下四个方面。岩石弹性变形；岩石破碎；岩块抛散；地震波和空气冲击波。爆破漏斗特征曲线。即V/Q曲线。 4.5.3 利文斯顿爆破漏斗理论3碎化破坏 岩石呈碎化破坏状态下限为最适宜深度，上限为转折深度。在此范围内爆破都会有或大或小漏斗生成。此时爆破作用指数,形成漏斗为加强抛掷爆破漏斗。爆破破岩机理第49页4.6 光面爆破与预裂爆破4.6.1 基础概念 4.6.2 定向断裂控制爆破 4.6.3 光面爆破及预裂爆破爆破破岩机理第50页4.6.1 光面爆破与预裂爆破基础概念光面爆破和预裂爆破都是利用定向断裂控制爆破原理，爆落一个别岩石而保留另一个别岩石爆破方法。光面爆破： 沿开挖边界布置密集炮孔，在

17、主爆区布置主炮孔，待主炮孔起爆后再起爆光面孔，以使开挖面保持平整光滑，围岩不受显著破坏控制爆破技术。预裂爆破：首先起爆布置在开挖轮廓上密集孔，即预裂孔，形成一条贯通裂缝，然后按普通爆破次序起爆主炮孔爆破技术。爆破破岩机理第51页4.6.1 光面爆破与预裂爆破基础概念爆破破岩机理第52页4.6.2 定向断裂控制爆破 当单排成组药包爆破时，相邻药包所产生爆炸应力波相遇并相互叠加，沿炮孔连心线压相互抵消，而拉合成为合。一、单排多孔爆破基础原理 为了到达光面和预裂爆破目标，必须确保爆破裂隙沿炮孔连线方向发展，抑制有些方向裂隙产生。爆破破岩机理第53页定向断裂控制爆破：指经过控制订向爆破能量作用过程和作

18、用方向，使爆破裂隙沿预定方向发生和发展，同时使一侧或两侧岩体不受或少受破坏控制爆破技术。4.6.2 定向断裂控制爆破二、定向断裂控制爆破基础原理及办法(1)减弱爆破原理：抑制爆破应力波峰值和爆轰气体压力，使其在孔壁上产生爆破应力小于或靠近于岩石强度，以防止压缩粉碎区和破裂区形成,确保孔壁岩体不受显著破坏。 实现减弱爆破办法有: 降低装药量; 不耦合装药; 采取低爆速、低密度炸药;不耦合装药: 指药卷与孔壁之间留有空气间隙装药结构或炮孔轴向留有空气间隙不连续装药。 爆破破岩机理第54页(2) 应力叠加原理:在炮孔连心线上有应力波叠加作用，使爆裂面处拉应力大于岩体抗拉强度，也有爆轰气体膨胀压力叠加

19、作用，形成定向裂隙。 采取办法有: 同时起爆; 缩小孔间距.4.6.2 定向断裂控制爆破应力集中原理空孔应力集中原理装药孔应力集中原理其它应力集中办法侧向卸载原理爆破破岩机理第55页光面爆破时，主炮孔首先起爆后留下光面层。首先，光面层自由面为光面孔爆破创造了条件；另首先，使保留一侧岩体免受破坏，并形成平整光面。光面层炮孔密集系数为： 4.6.3 光面爆破及预裂爆破原理该值大小对爆破后岩壁不平整度影响很大：过大，光面裂隙还来不及贯通，在孔间留下凹凸不平破裂面；过小，孔间裂隙过早形成，产生大块，甚至不能爆落光面层，或孔间破坏严重而形成超挖。 普通取0.60.8为宜.爆破破岩机理第56页预裂爆破类似

20、于光面爆破，两种爆破技术区分仅在于光面孔在主炮孔之后起爆，而预裂孔在主炮孔之前首先起爆。 4.6.3 光面爆破及预裂爆破原理爆破破岩机理第57页4.7 微差爆破微差爆破就是指次序起爆炮孔或炮孔组之间在时间上相差若干毫秒爆破方法. 注：不一样于同时起爆。优点：含有爆破岩石块度小而均匀，炮眼利用率高，岩帮震动小、巷道规格好。 微差爆破作用原理大致有以下几个观点：1、自由面增多2、应力波叠加3、岩块碰撞4、地震波干扰爆破破岩机理第58页1、自由面增多 在先爆炮眼破裂漏斗形成后，它对后爆炮眼来说相当于新增加自由面，增多了入射压力波和反射拉伸波在自由面方向破碎岩石作用，并降低夹制作用。图中：1 第一组起

21、爆；2 第二组起爆爆破破岩机理第59页2、应力波叠加作用 若相邻两装药间隔若干毫秒爆炸，先起爆装药在岩体内形成应力场还未消失，而后起爆装药又马上起爆，使二者所产生应力波相互叠加和干涉，加强了岩石中拉应力，从而增强了岩石破碎效果。爆破破岩机理第60页3、岩块碰撞 当第一响炮孔爆破时，爆破漏斗内破碎岩石起飞还未回落时，相邻第二响炮孔已经起爆，此时破碎岩石朝刚形成补充自由面方向飞散，二者相互碰撞。 接着后排第三响又起爆，在微差适当时间内，与第一、二响破碎岩石可能再次碰撞，形成第三次破碎。 爆破破岩机理第61页4、地震波干扰 因为微差爆破使得原来同时起爆药量在时间上得以分散。故爆破地震能量也在时间上和

22、空间上加以分散，使地震强度大大降低。 依据相关研究，微差爆破地震效应比普通爆破可降低1/32/3。爆破破岩机理第62页4.7.2 合理微差爆破间隔时间确定合理微差爆破间隔时间确实定是确保微差爆破效果关键。 (1) 由自由面假说确定微差爆破间隔时间依据自由面假说确定露天矿爆破合理微差爆破间隔时间为： (2) 由拉应力波叠加作用确定微差时间为：(3) 依据爆破观察经验公式确定微差爆破间隔时间爆破破岩机理第63页4.8 聚能效应大家于100多年前就发觉了聚能效应，但直到二十世纪初，才对此进行较深入研究，并在二次世界大战中应用于军事工业上。投石水中产生空穴效应。靠空穴闭合产生冲击、高压，并将能量集中起

23、来，在一定方向上形成较高能流密度聚能流，称为空穴效应。利用爆轰产物运动方向与装药表面垂直或大致垂直规律，做成特殊形状装药，就能使爆轰产物聚集起来，提升能流密度，增强爆炸作用现象称为聚能效应。爆破破岩机理第64页由上图可看出，有药型罩比无药型罩聚能效果好。聚集起来朝着一定方向运动爆轰产物，称为聚能流 聚能装药有效药量：在爆炸中，只有聚能穴周围个别炸药爆轰产物才能形成聚能流。4.8 聚能效应爆破破岩机理第65页4.8.1 聚能效应试验试验用药柱由50/50RDX-TNT铸成，直径30mm，高100mm，底部形状不一样，靶板均是中碳钢。 爆破破岩机理第66页4.8.2 聚能效应机理普通装药爆轰产物沿

24、垂直于药柱表面向四面飞散，作用面积等于药柱端部面积；带锥孔药柱爆轰波前进到锥体时，爆轰产物沿锥孔内表面垂直方向飞出，形成含有极高速度、密度压力和能量密度聚能流。普通装药与聚能装药爆轰产物比较爆轰产物能流密度E为：当n=3时，E为：E=位能(起分散作用)+动能(起集中能量作用)爆破破岩机理第67页实践表明，在药柱锥孔表面加一个药型罩(如铜、玻璃等)时，爆轰产物在推进罩壁向轴线运动过程中，就将能量传递给了药型罩。 细长金属射流含有很高动能，沿长度方向各质点存在一个速度梯度，即端部速度很高，为78km/s，甚至上万米/s 。高速射流打在靶板上，其动量变成高达数十万乃至百万大气压压力，相形之下，靶板(

25、钢)就像是块“豆腐”了。 4.8.2 聚能效应机理爆破破岩机理第68页金属射流密度爆轰聚能流，能量更集中，有罩聚能药包破甲作用比无罩聚能药包大得多。聚能效应只能改变药柱某个方向猛度，而没有改变整个药包总能量。金属射流和爆轰产物聚能流都需要一定距离来延伸。能量最集中断面总是在药柱底部外某点，由此断面至锥底距离称为炸高。对位于炸高处目标，破甲效果最好。对聚能效应认识爆破破岩机理第69页4.8.3 影响聚能装药爆破效果原因 (1)炸药性能：使用爆速较高、猛度大炸药 (2)药型罩3）壁厚:药型罩壁厚普通取1.02.5mm很好。 1）材料：紫铜、铸铁、钢、陶瓷2）形状：药型罩顶角以3560度为宜 爆破破

26、岩机理第70页4.8.4 聚能效应应用 聚能效应最早用于破甲弹，对付坦克。 民用聚能装药类型1)轴对称轴向聚能装药：穿透性爆破2)轴对称径向聚能装药：光面、预裂、切割爆破3)轴对称环向聚能装药：震松岩石4)面对称聚能装药：单向聚能切割，如打捞沉船、切割废旧钢铁制品、拆除爆破等。 爆破破岩机理第71页4.9 装药量计算原理4.9.1 体积公式计算原理 依据爆破相同法则，体积公式计算原理为：在一定炸药和岩石条件下，爆落土石方体积与所用装药量成正比。体积公式： Q = KV式中： Q 装药量，kg ; K 单位体积岩石炸药消耗量，kg/m3 ; V 被爆落岩石体积，m3 。爆破破岩机理第72页4.9

27、.2 集中药包药量计算一、集中药包标准抛掷爆破 集中药包按标准抛掷爆破计算，此时爆破作用指数n=1，即r=W，所以V=W3。依据体积公式计算原理，其装药量可按照下式来计算： 爆破破岩机理第73页 式中：f (n)为爆破作用指数函数。 关于 f(n)讨论： f(n) =1 为标准抛掷爆破； f(n) 1 为加强抛掷爆破； f(n) 1 为减弱抛掷爆破。常见鲍列斯阔夫经验公式： f(n) =0.4n+0.6n24.9.2 集中药包药量计算二、集中药包非标准抛掷爆破 此时装药量为爆破作用指数n函数，计算通式以下：爆破破岩机理第74页三、集中药包松动爆破： 工程经验表明，集中药包松动爆破单位用药量约为

28、标准抛掷爆破单位用药量1/3到1/2，所以松动爆破装药量公式为：4.9.2 集中药包药量计算爆破破岩机理第75页4.9.3 延长药包药量计算 延长药包垂直于自由面 可形成倒圆锥形爆破漏斗，但残留炮窝。药量计算公式为： 延长药包平行于自由面 对于硐室爆破中使用条形药包，装药量计算公式能够表示为： 此时：爆破破岩机理第76页 影响爆破效果原因很多，本节就炸药性能、岩石性质、结构面、自由面和装药结构等爆破工程中影响爆破效果共性问题进行阐述。后面章节中还将对影响爆破效果其它一些原因进行叙述。4.10 影响爆破作用原因爆破破岩机理第77页4.10.1 炸药性能依据试验测定，普通认为它只占炸药能量10%左

29、右。所以，提升炸药能量利用率能够深入有效地破碎岩石。炸药爆炸做功主要形式a、使药包近区岩石破碎和塑性变形b、从岩体中分离出岩石成为碎块c、推移并抛掷破碎岩块d、在爆区外造成地震、空气冲击波和声响一、炸药爆炸能量利用率改变上述4中效应，则可提升炸药能量利用率爆破破岩机理第78页 爆轰压力愈高，有利于改进破碎效果。但并非越大越好，以能满足应力波强度使岩石破裂即可。二、爆轰压力4.10.1 炸药性能 爆轰压力作用时间较短暂，小于爆炸压力作用时间。在较软弱岩石中爆破时，爆炸压力对改进爆破效果显得更为主要。三、爆炸压力爆破破岩机理第79页4.10.2 岩石性质 岩石密度同岩石纵波速度乘积，称为该岩石波阻

30、抗。 波阻抗反应了岩石（或其它介质）对波传输阻尼作用。从能量观点来看，为提升炸药能量有效利用，炸药波阻抗应尽可能与所爆破岩石波阻抗相匹配。所以，岩石波阻抗愈高，所选取炸药密度和爆速应愈大。 波阻抗对岩石应变影响 矿山爆破工程中，通常将药包密闭在炮孔中进行爆破。 爆破破岩机理第80页 两图炮孔均沿岩层走向布置，前者后冲较小，岩体位移小，爆堆高，台阶底部阻力大；后者后冲较大，爆堆较低，不易产生根底。 4.10.3 结构面对深孔爆破影响一、炮孔沿岩层走向布置爆破破岩机理第81页4.10.3 结构面对深孔爆破影响二、炮孔与岩层走向斜交或垂直布置 此时台阶面对岩层多，且各岩层力学性质差异较大，将产生不等

31、后冲和不规则台阶坡面，爆破效果不佳。 此时爆破后可形成靠近90台阶坡面角，沿药包长度方向抵抗线相等，爆破块度较均匀，不易产生根底。三、水平岩层时，炮孔与岩层面垂直布置爆破破岩机理第82页4.10.4 自由面大小与方向影响自由面作用以下：反射应力波；改变岩石应力状态及强度极限；是最小抵抗线方向，附近介质在爆生气体作用下产生鼓包、破碎和抛掷。自由面存在有利于岩石破碎；自由面少且小，夹制作用大，爆破困难，炸药单耗增大。自由面存在有利于岩石破碎；自由面少且小，夹制作用大，爆破困难，炸药单耗增大。炮孔中装药在自由面上投影面积越大，利于应力波反射，对岩石破坏越有利。爆破破岩机理第83页 存在空气间隙时，爆生气体同周围介质作用时间延长，利于改善爆破效果。 4.10.5 装药结构一、空气间隙装药 两种结构形式为：1) 沿炮孔轴向留空气间隙；2) 沿