爆破课件第04章

1、第四章 岩石爆破作用原理第一节 岩石爆破破碎原因的几种学说第二节 单个药包的爆破作用第三节 体积公式第四节 爆破参数的意义和选择第五节 影响爆破效果的因素第六节 光面爆破和预裂爆破本章小结第一节 岩石爆破破碎原因的几种学说返回首页一、爆轰气体压力作用学说这种学说的基本观点如下： 药包爆炸时，产生大量的高温高压气体，这些爆炸气体产物迅速膨胀并以极高的压力作用于药包周围的岩壁上，形成压应力场。当岩石的抗拉强度低于压应力在切向衍生的拉应力时，将产生径向裂隙。作用于岩壁上的压力引起岩石质点的径向位移，由于作用力的不等引起径向位移的不等，导致在岩石中形成剪切应力。当这种剪切应力超过岩石的抗剪强度时，岩石

2、就会产生剪切破坏。当爆轰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。二 应力波作用学说这种学说的基本观点如下： 爆轰波冲击和压缩着药包周围的岩壁，在岩壁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的同时向前传播，当应力波传到自由面时，产生反射拉应力波。当拉应力波的强度超过自由面处岩石的动态抗拉强度时，从自由面开始向爆源方向产生拉伸片裂破坏，直至拉伸波的强度低于岩石的动态抗拉强度时停止。三、应力波和爆轰气体压力共同作用学说这种学说的基本观点如下： 爆轰波波阵面的压力和传播速度大大高于爆轰气体产物的压力和传播速度。爆轰波首先作用于药包周围的岩壁上，在岩石中激发形成

3、冲击波并很快衰减为应力波。冲击波在药包附近的岩石中产生“压碎”现象，应力波在压碎区域之外产生径向裂隙。随后，爆轰气体产物继续压缩被冲击波压碎的岩石，爆轰气体“楔入”在应力波作用下产生的裂隙中，使之继续向前延伸和进一步张开。当爆轰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。返回第二节 单个药包的爆破作用返回首页第一腔成型情况第二腔成型情况返回第三节 体积公式返回首页(n)经验公式的几种形式1、鲍列斯阔夫公式 式中， n为爆破作用指数， 2、阿夫捷也夫公式 式中，0.4+0.6n30.55(n+1) (418） (n)=1 W25m W/25 W25m =2(0.4+0.6n3) 0

4、.55(n+1)(419）(n)= =1 W25m W0.0032（W-25） W25m3.铁道科学研究院提出的(n)：式中： 式(420）的特点是：计算结果与现有的一些经验公式所求得的(n)值的平均值较为接近。应该注意的是（4-18）式（4-20）式都未经过最小抵抗线大于60m的爆破工程实践的检验。2(n)= (420） n(1+n2) n=1.0 n1.3返回第四节 爆破参数的意义和选择返回首页kb、 ks与q kb和ks都只是集中药包爆破时装药量与所爆落岩体体积之间的一个关系系数。当群药包共同作用时，群药包的总装药量与群药包一次爆落的岩体总体积的比值称为单位耗药量，简称炸药单耗，用字母q

5、来表示：式中q 单位耗药量 Q 群药包总装药量， V 群药包一次爆落的岩体总体积。 q= Q V(422） 一般只有在单个集中药包爆破时， kb或ks才与q相等。在群药包爆破设计中，kb和ks只用来计算单个药包的装药量。单位耗药量也是一个经济指标，可用来衡量爆破工程的经济效益，是爆破工程预算的重要指标之一。爆破作用指数n 对于抛掷爆破，n值的大小可根据地面坡度的大小选取： 20时， n = 1.752.0 2030时， n = 1.51.75 3045时， n = 1.251.5 4560时， n = 1.01.25 60时 ，n = 0.751.0 对于多排药包爆破，后排药包的n值应比前排药

6、包加大0.25，以克服前排药包爆破产生的阻力。但是在任何情况下，对于抛掷和扬弃爆破n值都不应大于3。因为当n3后，n值对爆破效果的影响就不大了。爆破作用指数n 多数情况下松动爆破的爆破作用指数n 0，所以就无法用n值表达爆破松动的情况。因此，在工程中一般只是借用爆破作用指数函数f(n)的形式来计算松动爆破的装药量。 为了达到松动爆破的爆破目的， f(n)一般不宜超过上限0.25，即使在岩石坚硬完整的情况下也应遵守这个原则。 返回 下面是不同类型松动爆破的f(n)值： 最大的内部作用药 f(n)=0.1250.2； 减弱松动药包 f(n)=0.20.44； 正常松动药包 f(n)=0.44； 加

7、强松动药包 f(n)=0.440.64；第五节 影响爆破效果的因素返回首页岩石的波阻抗 岩石（或其它介质）的密度同岩石（或其它介质）纵波速度的乘积，称为该岩石（或介质）的波阻抗 (wave impedance)。它的物理意义是：在岩石（或其它介质）中引起扰动使质点产生单位振动速度所必需的应力。波阻抗大，产生单位振动速度所需的应力就大；反之，波阻抗小，产生单位振动速度所需的应力就小。因此，波阻抗反映了岩石（或其它介质）对波传播的阻尼作用。炸药的密度与其爆速的乘积称作炸药的波阻抗。炸药换算系数e 关于炸药换算系数e的确定方法，习惯上以2号岩石铵梯炸药作为标准炸药，规定2号岩石铵梯炸药的e1,并以2

8、号岩石铵梯炸药的作功能力320mL或猛度12mm作为标准，其它炸药品种根据: 或 求算e值。也可以根据上述两式的平均值求算e值， 即 。320所换算炸药的作功能力值eb=表4-2常用炸药的换算系数e值炸药名称换算系数e炸药名称换算系数e2号岩石铵梯炸药1.0一级非许用水胶炸药0.751.02号露天铵梯炸药1.281.5二级非许用水胶炸药1.01.232号煤矿许用铵梯炸药1.201.28一、二级煤矿许用水胶炸药1.21.454号抗水岩石铵梯炸药0.850.88一级非许用乳化炸药0.751.0梯恩梯0.750.94二级非许用乳化炸药1.01.23铵油炸药1.01.33一、二级煤矿许用乳化炸药1.2

9、1.45铵松蜡炸药11.05胶质硝化甘油炸药0.80.89图4-14 装药结构（a）偶合装药（b）不偶合装药（c）正向连续装药（d）正向空气间隔装药（e）反向连续装药1-炸药；2-炮眼壁；3-药卷；4-雷管；5-炮泥；6-脚线；7-竹条；8绑绳装药结构按药卷与炮眼在径向的关系分为 偶合装药：药卷与炮眼在径向无间隙,如散装药。 不偶合装药：药卷与炮眼在径向有间隙，间隙内可以 是空气或其它缓冲材料，如水、砂 等。按药卷与药卷在炮眼轴向的关系分为： 连续装药：药卷与药卷在炮眼轴向紧密接触。 间隔装药：药卷（或药卷组）之间在炮眼轴向存在一 定长度的 空隙，空隙内可以是空气、炮 泥、木垫或其它材料。返回

10、第六节 光面爆破和预裂爆破返回首页光面爆破露天台阶爆破工程返回本 章 小 结返回首页 当前，爆破工程的研究工作基本上是按以下三种方式进行着： 1、整理工程经验，找出一般规律，提出用于指导工程设计的经验和半经验公式； 2、通过模型实验探索某些特定爆破现象或爆破工艺的内在规律，用以解决工程设计中的实际问题； 3、利用计算机技术，根据各自对爆破过程的认识建立爆破力学模型，通过调整模型参数进行优化设计和理论探讨。本章立足于实用，介绍了与岩石爆破关系密切的一些理论和研究成果。 光面爆破在铁路隧道、矿山井巷等地下工程中应用十分广泛，预裂爆破则在需要保护岩体边坡的露天工程，如铁路路堑施工、水利水电建设工程中发挥着重要作用。近年来对光面（预裂）爆破的研究结果可以归纳为以下几点： 1. 采用不偶合装药是实现光面（预