爆破工程第五章岩石中的爆破作用原理

第五章岩石中的爆破作用原理

第一节岩石破碎机理的几种观点炸药在岩石中爆破时所释出的能量只有少部分用于破碎岩石，而大部分能量都消耗在产生空气冲击波、地震波、噪声和飞石等有害效应方面，炸药在岩石中爆破时它的能量利用率很低（有人认为只有15~20%），大部分能量都白白浪费掉了。迄今为止，人们对岩石的爆破作用过程仍然了解得不透彻，不同而形成三种假说。一、爆轰气体膨胀压力作用破坏论这派观点是从静力学的观点出发，认为药包爆炸后，产生大量高温高压的气体，这种气体膨胀时所产生推力，作用在药包周围的岩壁上，引起岩石质点的径向位移，由于作用力的不等引起的不同的径向位移，导致在岩石中形成剪切应力，当这种剪切应力超过岩石的极限抗剪强度时就会引起岩石的破裂，当爆轰气体的膨胀推力足够大时，还会引起自由面附近的岩石隆起、鼓开并沿径向方向推出，这派观点完全否认冲击波的作用。二、应力波反射拉伸破坏论这派观点从爆轰的动力学观点出发。认为药包爆破时，强大的冲击波冲击和压缩周围的岩石，在岩石中激发成强烈的压缩应力波。当这种应力波传到自由面时，从自由面反射而成拉伸应力波，当这种波的强度超过岩石的极限抗拉强度时，从自由面开始向爆源方向产生拉伸片裂破坏作用。这派观点完全否认了爆轰气体膨胀的推力作用。三、冲击波和爆轰气体膨胀压力共同作用的观点这派观点认为爆破时岩石的破坏是冲击波和爆轰气体膨胀压力共同作用的结果。

四、岩体爆破的损伤力学观点

长期以来，在岩体爆破机理研究中主要围绕爆破主动力问题展开，对于岩体破坏准则仍沿用岩体静力学方法，采用拉应力破坏理论、莫尔破坏理论等。这种简化处理可用于解决不含地质结构面的岩石破裂问题。大量的调查统计发现，岩体爆破过程中80％以上的破裂面是沿岩体中的各种原生结构面（节理、层理等）产生，因而近年来在岩体爆破理论研究中又引入了损伤力学方法，提出了岩体爆破机理的损伤力学观点。该观点视岩体裂隙为初始损伤，各种结构弱面和微缺陷为潜在的损伤发展源，认为岩体破裂是损伤积累所致。当岩体损伤变量达到某一临界值时，岩体产生破裂。利用岩体爆破的损伤力学方法，目前基本上可以实现爆破范围的计算机模拟。该理论在爆破动力问题上，直接采用爆轰冲击荷载作用于岩壁的状态方程，利用动力有限元方法计算爆区的应力状态。其实质是认为岩体爆破动力是爆炸应力波和爆轰气体的膨胀作用，两者相辅相成，不可或缺。第二节冲击载荷的特征和应力波

一、冲击载荷的特征冲击载荷是一种动载荷，特点是加载的速度快和作用的时间短。将物体受冲击载荷作用下的情况和一般静载荷相比，它是以特殊形态反应出来的，其主要特征如下：1.在冲击载荷作用下，承受载荷作用的物体的自重非常重要。冲击载荷作用下所产生力的大小，作用的持续时间和力的分布状态等等，主要取决于加载体和受载体之间的相互作用。2.在冲击载荷作用下，在承载体中诱发出的应力是局部性的，在承载体内部产生了明显的应力不均匀性。3.在冲击载荷作用下，承载体的反应是动态的。二、应力波物体若受到爆炸或其他冲击载荷作用时，在物体的内部就会产生过渡性的扰动现象，这种现象叫做波动。物体内的应力是以波动方式传播的，这种波动方式的应力叫做应力波，对爆破来说这种应力波是由爆炸冲击加载产生的，所以叫做爆炸应力波。（一）应力波的传播传播的大致过程：炸药在岩体中爆炸引起的瞬时巨大压力，压力以极高的速度冲击药包四周的岩石，在岩石中激发出传播速度比声速还大的冲击波（或叫爆炸应力波）。在离药包稍远的地点，由于波的衰减，这些非弹性过程终止，而开始出现弹性效应，衰减后的冲击波已变成只能引起岩石质点振动而不能引起岩石破裂的弹性扰动，这种弹性扰动以弹性应力波或地震波的形式向外传播应力波按其传播的途径不同可以分为两大类：一类是在岩体内部传播的，叫做体积波；一类是沿着岩体内、外表面传播的叫做表面波。体积波按波的传播方向和传播途中介质质点扰动方向的关系又可分为纵波和横波两种。纵波又叫压缩波，它的特点是波的传播方向和传播途中介质质点的运动方向是一致的，这种波在传播过程中会引起物体产生压缩和拉伸变形。横波又叫剪切波，它的特点是波的传播方向和传播途中介质质点的运动方向相垂直。在传播过程中它会引起物体产生剪切变形。表面波可分为瑞利波和勒夫波两类。瑞利波的传播方式与纵波相似，会引起物体产生压缩和拉伸变形。勒夫波与横波相似，会引起物体产生剪切变形。爆破时体积波特别是纵波能使岩石产生压缩和拉伸变形，是爆破时造成岩石破裂的重要原因。（二）应力波的反射应力波和其他波动一样，如果在它的传播过程中遇到岩石中的层理面、节理面、断层面和自由面，或者在传播过程中介质性质发生了变化时，那么应力波的一部分会从交界面反射回来，另外一部分应力波则透射过交界面进入第二种介质，应力波的反射因其入射的角度不同有两种不同的反射情况，一种是应力波呈垂直入射，另一种是应力波呈倾斜入射。1.应力波垂直入射图5—4表示入射的一种三角形波从自由面反射的过程。设入射的应力波是压缩应力波，从左向右传播，如图中的a所示。波在到达自由面以前，随着波的前进，介质承受压缩应力的作用。当波到达自由面时立即发生反射。图中的b表示三角波正在反射过程中，图中的c表示波的反射过程已经结束。反射前后的波峰应力值和波形完全一样，但极性完全相反，由反射前的压缩波变为反射后的拉伸波，由原介质中返回，随着反射波的前进，介质从原来的压缩应力下被解除的同时，而承受拉伸应力。2．应力波倾斜入射应力波呈倾斜向自由面入射时，情况非常复杂。入射波不管是纵波还是横波，经过自由面反射以后，都要再度生成纵波和横波这两种波来。第三节爆破时岩体中的应力状态

一、应力波在岩体中传播时引起的应力状态当药包爆轰时的爆轰波传到药包与岩石的接触面时，一部分爆轰波会反射回来，一部分爆轰波则以猛烈冲击的方式透射入岩体中，在岩体内激发出一种波峰压力很高的脉冲应力波，这种脉冲应力波叫做爆炸应力波或岩体中的冲击波。（一）岩体中冲击波的传播规律冲击波的初始波峰压力就是爆轰波给予岩石的最初压力，其值的大小取决于炸药的性质、岩石的性质和炸药与岩石的耦合情况。波阻抗越大的岩石，在炮孔壁上产生的压力也越大，如表5—1所示。给予岩石的初始峰压越大，则岩石的变形也越大，破碎越厉害，消耗能量也越多。因此，在工程爆破中必须根据工程的要求来合理地控制岩体中的初始峰压值。冲击波在岩体内传播过程中，它的强度随着距爆源距离的增加而衰减。根据波的性质、形状和作用性质的不同，可将冲击波的传播过程大致分为三个作用区，如图5—5所示。冲击波作用区、压缩应力波作用区、弹性振动区。冲击波在传播过程中衰减的一般规律是：在冲击波作用区，应力衰减大致与传播距离的三次方成正比。在压缩应力波作用区，应力衰减大致与传播距离的平方成正比；在地震波作用区，应力的衰减大致与传播距离成线性关系。此外，球形药包产生的冲击波，其衰减速度比柱形药包快。冲击波在松软或多裂隙岩石中传播比在均质、致密的整体岩石中衰减要快。冲击波在岩体中传播时，其波阵面上的压力衰减规律可以用下列经验公式来表示：（5—1）式中——离药包的距离为r处的冲击波波峰压力，kPa；——冲击波初始的波峰压力，kPa；——距药包的距离，m；——药包的半径，m；——指数，，冲击波作用区取“+”，压缩应力波作用区取“-”；——岩石的泊松比。（二）应咽力波在企岩体中梨引起的神应力状冲态爆炸应超力波在轧岩体中辟引起的示应力状气态不但捐随时间凑不同而贪变化，猴而且随金离药包伟的远近嫌而变化右，表现锡为动的胁应力状区态。在爆炸旋应力波蜘作用的荐大部分疫范围内鹿，它是惨以压缩趁应力波坛的方式秤传播的统，其引右起的岩坚石应力销状态可幕以近似妖地采用面弹性理扰论来研径究和解扑析。爆炸应煤力波从南爆源向岩自由面帖倾斜入彩射时，特在自由撒面附近及岩石中姑某点的完应力状伟态是复庭杂的，棕由爆源项向四周羞岩体中料发射的伍应力波食主要是正纵波。如图5辜—6所页示，设拴自由面际方向为圾横轴，撤最小抵洞抗线方腊向为竖搂轴，O据点为炸队药包中择心（即补爆源）绸，岩体戚中任一祥点A的逝应力为弟三者的暗合成，驶由合成辫应力引专起的三镜个主应挣力为未，壮，冤。当拉踪蝶伸主杂应力维出橡现极扎大值戚时，校自由越面附木近岩单体中袄各点跳的主弓应力爸和爆的方陆向如即图5毕—7午所示伸。自由梢面对滴应力锅极大里值的喂变化障产生照很大倘的影桌响：赔一般锻来说饱在自胸由面赖附近铲所产轻生的重压缩念主应巾力极票大值江比无嗽自由贴面时朽所产头生的逢要小艺；拉侄伸主糟应力获极大喇值则漏正好膜与此赏相反形，它使比无朴自由锅面时萌所产市生的锄要大军，爆棋源离川自由四面越室近，躁拉伸兆主应爆力的册增长白越显熟著，则这意绣味着默自由煮面附南近的描岩石至是处创于比键较容盾易破胸坏的卫拉伸山应力鞠状态厚下这渴充分悄说明雨自由丧面对掠爆破萍效果群的提遥高起爆着重贞要的界作用仆。二、辅爆轰乎气体予压力理作用炒下岩晕体中赵的应倚力状烟态药包副爆破柳时，糟在药佛室容启积没袄有发项生变穴化以籍前，赚爆轰独气体联压力志可以喊视为戒是恒秀定的执。由膝它引槐起的淘应力葱状态威是均誓匀的尺，它辉与时豪间无圾关，缘瑞只决谁定于贵该点猛的位倾置，叠表现茄为静添的应任力状家态。当在岩腰体中密激封的集牧中药包肃爆轰时仰，由于裤药室周逃壁岩石笔被高压脸冲击波夕压缩和叛粉碎，胡药室容柳积被扩扁大，被沾密封在去此容积匆中的爆绳轰气体俗以准静冶态压力夜的方式问作用在塌岩壁上灿，在岩抚体中各凶点的主基应力睁和腿的作榆用方向驱如图5答—8所席示，该齐应力分袄布状态恨与图5然—7中盼的应力野分布状今态极为退相似。第四节淋单个药低包的爆唇破作用遥一、深单个集唱中药包大的爆破蜘作用谦（一）笛爆破的躺内部作利用当药标包在顺岩体凯中的殃埋置绞深度鞠很大财，其纸爆破张作用锯达不墨到自慌由面产，即抽在无膛限介客质中耕的爆次破，咐这种奴情况挡下的狡爆破狐作用欲叫做爆破的大内部作停用。这种掏情况岂如图埋5—纽奉9所固示。墙按照磁岩石岂的破喝坏特脑征，俯大致絮可将唤它分新为三因个区雀域。1.钩压碎肥区(婶压缩慨区)这个区找是指直躁接与药怨包接触足的岩石临。在冲装击载姨荷作鹊用下改呈现跪明显骨脆性鹿的坚臣硬岩屿石，容则被建压碎枕；对痕于可康压缩撤性比涨较大费的软外岩（勉如塑块性岩智石、垦土壤随和页擦岩等术）则晋被压缺缩成索压缩慢空洞膊，并良且在应空洞翻表层唯形成猴坚实鲁的压尚实层检。因浆此，婶压碎凑区又孟叫压板缩区替。压碎区丝式的半径府很小，察一般约恋为药包隶半径的索2~3某倍。破援坏范围蜜虽然不邀大，但勒破碎程挎度大，毯炸药消功耗能量喉多。2.迷破裂捞区(仔破坏许区)当冲考击波带通过摧压碎少区以蜂后，凉随着贤冲击摧波传芽播范味围的趟扩大院而导摄致单脾位面浊积上家的能薪流密麦度降之低，掀压缩挤波（励即压班缩应李力波酱），唐其强刚度已烫低于铸岩石罪的动碑抗压顶强度正，所撒以不渠能直柏接压否碎岩双石。敏但是坦，它汉可使喂压碎局区外址层的吐岩石症遭到专强烈幸的径斥向压斤缩，勉使岩王石的牲质点离产生凑径向键位移辞，因球而导毕致外连围岩牲石层梢中产训生径态向扩钢张和途切向钢拉伸殿应变申，如东图5弦—1静0所缸示。检如果荷这种部切向端拉伸肾应变仗超过私了岩值石的脾动抗班拉强骑度的使话，强那么善在外降围的走岩石蓄层中捉就会垒产生裳径向思裂隙馋。这注种裂梢隙以暴（0彩.1迹5~则0.矛4）呀倍压女缩应倡力波晒的传浇播速晴度向以前延代伸。趟当切测向拉唇伸应锦力小倦到低袜于岩再石的态动抗醒拉强离度时量，裂双隙便萍停止坟向前追发展概。另穗外在久冲击碌波扩危大药播室时糖，压航力下捎降了它的爆鬼轰气莲体也垦同时光作用援在药表室四贝周的制岩石扬上，境在药什室四毅周的长岩石塘中形份成一应个准齿静应懒力场叹。当压缩巡寿应力波圾通过破诱裂区时挺，岩石执受到强糖烈的压伐缩，储痕蓄了一棉部分弹束性变形竿能，当宿应力波辩通过后闲，岩石升中的应辅力释放梅，便会幕产生与芦压缩应纱力波作涨用方向门相反的高向心拉查伸应力凤。使岩蜓石粒点乓产生反胀向的径能向移动粪，当径愉向拉伸听应力超面过岩石书的动抗余拉强度姑时，在少岩石中才便会出湿现周向牲的裂隙主。图5愈—11着是径向医裂隙和智周向裂魄隙的形购成原理察示意图毕。径向掌裂隙和窄周向裂马隙的相称互交错迎，将该府区中的设岩石割钟裂成块们，如图忽5—1拍1所示禽。此区煮域叫做巴破裂区霉（或破夜坏区）足。3.随弹性地震动牛区破裂区露以外的谷岩体中飘，由于恰应力波尽引起的壁应力状搬态和爆券轰气体鼠压力建咬立起的铺准静应污力场均梢不足以驶使岩石炮破坏，咏只能引棉起岩石解质点作者弹性振销动，直隶到弹性核振动波婆的能量摄被岩石赞完全吸攻收为止厦，这个焦区域叫芽弹性震族动区或罪地震区亡。震动区弓半径可嫩按下式扔估算：（二赚）爆落破的另外部静作用当药包潮在岩体栏中埋置亮很浅，支即爆破例作用能雷达到自皆由面，妇即在半柿无限介弃质中的慎爆破，幼这种情鼠况的爆奴破叫做容爆破的外部闲作用。当将乓集中谦药包协埋置境在靠叙近地瞒表的箱岩石爆中时复，那瘦么药剩包爆乖破后眠，除载了产嗽生内道部的景破坏遭作用舍以外包，还炎会在府地表侄产生紫破坏残作用弄，造同成地章表附乐近的晒岩石群破坏纤。1.由六应力波该的合成轿引起的杰破坏自由面案附近岩牌石中的脸爆破破周碎机理疯，可根标据入射缝波和反伙射波叠撑加结果妇所产生轮的应力恩状态（搂图5—训12）降来判断摊。由拉路伸应力马引起的漆裂隙，担是以最弦小抵抗北线为中些心呈放拦射状的惊分布，茫如图5受—12辟b所示联。2.娃由霍壁布金蚕逊效僵应引内起的骨破坏根据应缓力波的浑反射原饰理，当选药包爆驰炸以后鸦的压缩腹应力波堆到达自厦由面时凑，便从击自由面法反射回琴来，变匹成性质惨和方向士完全相君反的拉辞伸应力航波，这汉种效应掩叫霍布愉金逊廉效应。假定从悬爆源向辣自由面梦方向传坡播的压妨缩应力装波是锯腔齿形三忆角形波钳。那么天可用图毫5—1宵3来说扒明霍布炕金逊效蛇应的破惠坏机理典。3.搅由反械射拉去伸波勉引起四径向僚裂隙栗的延撇伸从自缺由面信反射项回岩裙体中慢的拉策伸波作，即贼使它钥的强煌度不播足以群产生帖片裂党，但殿是反感射拉愤伸波继同径杏向裂冻隙梢抢处的晚应力趟场相识互叠份加，乔可使物径向炊裂隙援大大饭地向乖前延像伸。裂隙延齿伸的情肚况与反映射应力议波传播桥的方向论和裂隙移方向的田交角θ的有今关。卸如图您5—刷14峰所示女。相反地兽，反射缘瑞波在其舱切向上误是压缩恩应力状略态，反朋而会使星已经张暮开的裂吉隙重新耕闭合。（三）丝式爆破漏驾斗当药呀包爆厉破产折生外链部作粗用时厕，除声了将腊岩石揭破坏蔬以外初，还烛会将抽一部啦分破斑碎了梳的岩海石抛劈燕掷，懂在地写表形胖成一挤个漏启斗形稍的坑窗，这辱个坑余叫做姜爆破崭漏斗甜。见团图5犬—1棕5。爆破漏售斗是工鸟程爆破筝中一些行重要参字数计算删的基础跪，它是怜由下列河一些要以素构成乱的（图姓5—1校6）。自由面盛——被黎爆破的连岩石与搅空气接遣触的面好叫做自沙由面，晚又叫临耀空面。陡如图5慨—16床中的A讨B面。件在长期地的爆破偶实践中寺，人们搜总结了得一条简狸单的经乏验，即锅自由面曲多，爆惑破效果育好。从导图5—帝17中忠就很容写易说明智这个问害题。最小铅抵抗亚线W溉——匹自药叶包中蚀心到艺自由听面的毁最短块距离拌，即姓表示送爆破球时岩渡石阻顽力最搏小的减方向序。因迁此，顿最小达抵抗稼线是进爆破通作用知和岩必石移克动的枝主导邪方向欺。爆破港漏斗浆半径r——即武爆破漏须斗的底葬圆半径普。爆破作叔用半径R——也届叫做破链裂半径俯，即白抛药包中西心到爆存破漏斗特底圆圆龄周上任惑一点的记距离。爆破漏同斗深度D——自衡爆破漏谊斗尖顶呈至自由鸡面的最盏短距离姿。爆破漏猪斗的可凉见深度h——自伪爆破漏勺斗中岩橡堆表面装最低洼泼点到自嫁由面最腔短距离督。爆破漏裕斗张开完角θ——即旋爆破漏叼斗的顶勤角。除了闪上述页构成消爆破贫漏斗危的一捞些要倒素以圈外，辱在爆王破工械程中耳还有钩一个轨经常播用到击的重钱要指听数，倦即爆段破作浆用指昏数n，它留是爆崇破漏充斗半督径r蒙和最绸小抵骑抗线助W的惯比值灶，可役以用薯下式貌表示晋：在工程缠爆破中臂常常根产据爆破仿作用指驳数n值模的不同棵，将爆幼破作用碗分为五追种。1.翠标准修抛掷旅爆破达漏斗（图格5—筒18a）彼这种爆睛破漏斗奴的漏斗琴半径r趁与最小贩抵抗线密W相等蝇，即爆万破作用悉指数漏柄斗的张刘开角θ磨=90料°。形烟成标准边抛掷爆猜破漏斗蝇的药包论叫做标霉准抛掷敲爆破药量包。2.加棍强抛掷柿爆破漏桂斗（图5惩—18墨b）剩这种径爆破漏怜斗的漏计斗半径哈r大于饲最小抵章抗线W卷，即爆租破作用角指数n霜＞l.声0，漏环斗张开扔角θ＞艺90°作，形成场加强抛携掷爆破匠漏斗的仙药包叫仓做加强晋抛掷爆师破药包递。3.减个弱抛掷头爆破（又叫芦加强松苗动爆破定）漏斗筹（图5编—18坛c）夕这种干爆破漏泡斗的漏霉斗半径为r小于跟最小抵翁抗线W纲，即爆雷破作用尚指数l最＞n＞果0.7湾5，漏拿斗张开博角θ＜铃90°药。形成申减弱抛纯掷爆破爆漏斗的奥药包叫塘做减弱索抛掷爆蚕破或加攀强松动碑爆破药金包。4.松鹊动爆破惠漏斗（图5祸—18传d）嘴药包尖爆破后些只使岩在石破裂挠，几乎滋没有抛液掷作用叉，从外奥表看，素不形成修可见的辨爆破漏垃斗。此差时的爆怒破作用膝指数，否n小于践但接近算于0.卧75。忠松动爆妥破时采直用的装寸药量一港般较小悬，因此艘爆破时势所产生盯的振动贩较小，烘碎石飞膏散的距叹离也较赔小。这批样，有国利于提打高装岩降的效率加和爆破码的安全斜性。因威此，在铺井下和枣露天的帖矿石回销采作业屡和巷道粥的掘进聋作业中烧，常常厦采用这野种爆破险。5.压汤缩（压置碎）爆赠破（图5孕—18现e）攻压缩奴爆破的匪特点是窗药包爆发破时，测只将它晋周围的扫岩石压遍缩（或晒压碎）弊形成空怜洞，而零爆破的议作用达低不到自脚由面。及这种爆携破在药待壶爆破移中常常信被采用便。二、偿单个竞延长寺药包芹的爆降破作敏用延长药年包是在守工程爆夜破中应隔用最广枝泛的药泼包。如忙炮眼爆榨破法和饱深孔爆耐破法中辟使用的胡柱状药谊包以及德硐室爆怎破法中厌使用的座条形药馆包都属徒于延长抱药包。延长欧药包独是相熟对集恒中药均包而孟言的四，当抄药包孩的长效度和败它的驶横截喜面的皆直径垂（对枝圆柱佛形药致包）验或边废长（见对方沾柱形但药包唐）之拔比值家φ大升于某决一值在时，举叫做闪延长每药包亲。φ葛值大写小的将规定自目前它尚未疲统一匪，有哗些人旱主张负φ≥望6～脚8时歇属延腹长药触包，疮而另胖些人仁则主狡张φ内≥1双5～晕20漆属延帐长药招包。延长茅药包饮和集暖中药貌包在卖爆破病破碎石机理抽方面启没有界多大碗差别秧，但蹲是两汽者在倡岩石午中爆译破后青的应使力波厚传播洪时的陕衰减它规律良、应赛力波茂的参戚数以烧及应针力的麻分布饶和爆叫破后或的漏目斗形丈状及圆体积球却有蹲明显幅的差杀别。第五节匆成组药珍包爆破处作用特巾征

一辈、单排芦成组药运包速摄影扶记录表弱明，当疑两个或怖两个以袖上药包船单排同宗时爆破逗时，在光最初几扇微秒时酱间内，江应力波耽以同心作球状各识自从起袋爆点向镜外传播倦。经过堤一定时深间后，面相邻两丽药包爆稼破引起渐的应力高波相遇嗓，并产厦生相互蒜叠加，婆沿炮眼单联心线跃的压应号力相互重抵消，世而两药催包的拉林应力合幕成，如答果炮眼穿相距较徒近，合吐成拉应悼力值超蹲过岩石控抗拉强政度，则睁沿炮眼层联心线评将会产燥生径向叠裂隙，身将两炮应眼连通朵。随后，赵爆轰气基体会很干快沿裂蚊隙逸散首，使其溜它方向文上的径欧向裂隙栋得不到画足够的灯发展，老从而降拘低了岩查石的破也碎程度喘。因此，挑实际爆鸦破中应职适当增感大眼距燃，并相路应减小捞最小抵求抗线，服使应力渠降低区腹位于自弄由面之僚外，这怪样可以雾减少大登块的产找生。但素是，眼君距也不也能太大宰，因应侍力随眼岛距增大丢而减小变，岩石鼻将得不煮到充分坛的破碎寺，而在腿两炮眼析间会留枣下岩柱蔬。二、多胜排成组椅药包多排悟成组饮药包墙齐发透爆破荐所产亏生的男应力墨波相化互作他用情尤况比添单排茂时更灾加复可杂。乘药包软爆破沿引起哲的应镇力波亿的相雄互叠忧加作典用，预造成读了极周高的览应力叛状态仍，并尾且延伤长了对应力亡波的武作用雄时间塌，因叼而使割破碎狡效果戚大为盖改善轻。然菜而在锁另一台方面蚁，多使排成素组药壳包齐盘发爆惠破时娱，只胃有第求一排碎炮眼霜爆破姥具有熄较优椅越的租自由散面条奏件，蠢而后雅排炮碗眼爆颂破所拣受的磨夹制冷作用逮大，近爆破匪的能未量消佣耗大岔，爆拉破效桌率不费高。络在实忙际中也很少粱采用阿多排抽成组饶炮眼贱的齐疲发爆董破。拼采用黑微差改起爆吊技术心将会慈获得弊较好努的爆背破效滤果。第六节颜装药量座计算原分理装药量板是工程脖爆破中会一个最形重要的荡参量。耍装药量陆确定得闸正确与电否直接女关系到撇爆破效宗果和经杯济效益帐。尽管这场个参量枕是如此衬重要，朗但是一否直到现膝在尚没蔑有一个蹈比较精筑确的理该论计算眠公式。长期以域来人们尖一直沿政用着在沾生产实仿践中积怎累的经挂验而建妈立起来介的经验鸽公式。一、体猜积法则至今比目较广泛磨应用的忘经验公岩式是伏早奥班的蕉体积公博式，其记原理是垂，在一牛定的炸括药和岩冰石条件井下，爆章落的岩际石体积挂与装药缸量的大舍小成正飘比。体芽积公式绘的形式眉为：（5—检10）式中浸Q—社—装药坟量，k语g；q—牵—单除位体辩积岩蝴石的晚炸药药消耗伶量，坑kg映／m3；V——糊被爆破增的岩石寒体积，墨m。二、电相似漏原理根据舱布若扫伯格则的相胆似原棍理，佛在某框一特迷定的锡均质图岩石本中，定采用撤性质心和形驰状相滚同的氧炸药尤包进储行爆隐破漏菠斗试补验时荣，欲脂获得松大小倡和形闲状都朋相似刷的爆膊破漏杰斗（浸图5仰—2末2）筑，那狮么装筹药量约和爆识破漏难斗尺玻寸间某存在雅下面在的关尖系：（5娃—1赞1）三、集故中药包饱的计算形状接随近于球冰状或立攀方体的域药包叫帜集中药有包。采特用集中民药包进泪行单自稠由面单职药包爆流破时，矩其装药苹量的计覆算是利阔用体积平公式的布计算原勉理。各种抵不同舍爆破搜作用货的装凡药量饲的计眯算通判式可哈用下笔式来谜表示绪：Q=拴q标·W3（5—含15）式中骡——爆辽破作用贴指数函焦数。对于标葡准抛掷贴爆破f津(n)欣=1.羽0；加帮强抛掷酱爆破f茫(n)地＞1；钩减弱抛贞掷爆破掉f(n项)＜1挎。关于f叫(n)淋的计算通方法，破各个研牧究者提战出了不另同的计颜算公式龙，而应辱用比较术广泛的偷是前苏字联学者锦鲍列斯停阔夫提跨出的计充算公式寸，该式冻为：f(店n)珠=0缎.4流+0叹.6具n3（5—杏16）综上所催述，装荒药量计席算的原耗理是，论装药量佛的多少栋取决于顶要求爆趁破的岩达石体积呢、爆破悉漏斗形卵状和岩狂石性质怜等因素观。但是舅，对于蓬爆破质祸量问题兆，尤其事是随着宴采矿工将作的需茎要和工封程技术荣的发展瓶，对爆皮破岩石把块度的形较高要望求等，狭都没能劳准前述它计算式炎中得到创反映。串虽然如糟此，体内积公式赞还一直帽沿用至般今。四、延诊长药包固的计算当采拴用延叼长药衡包进扁行爆抱破时向，其富装药佩量的贡计算尘原理心与集漠中药乒包相稳同，巡寿也是氧根据抵体积萌公式凡来计勺算。贝因为炸在工录程爆滚破中江，很晚少采限用单赵自由络面和骑单药冲包的常爆破场，一俊般都犬是多络自由缝面下改的多摸炮孔节爆破汇，因缸此爆号破漏扮斗不浅只是脆一个片，而该是由策多个荷爆破垮漏斗牺连通埋成一刊个，碰所以摔计算案漏斗卡体积忠时，债是计族算一闸次多筐孔同荣时爆膛破所尚破坏揉的岩浩石总漠体积旅，岩袭石的夫总体滋积取寨决于群一次神爆破挥的孔约数和促所选怠有的袍有关巾爆破爹参数燃.第七节眯影响爆尘破作用鸡的因素在工程切爆破中禾，为了匪达到预候期的爆咽破目的橡和不断蒸改善爆躁破效果敲，必需亚在通晓反爆破作借用原理昌的基础称上，全加面和正言确地分助析影响记爆破作茄用的各请方面因夏素。影幼响爆破沫作用的闹因素很勤多，但久可大体捧归纳为承：炸药若因素；炎岩石因饺素；炸洗药与岩婚石的相拜关因素灿和爆破部条件与浪爆破技繁术有关呈的因素摆。一、炸委药因素影响承爆破钱作用离的炸密药性妹能有第：炸杂药的绪密度宴、爆眠速、圣爆轰吼压力鼻、爆斧炸压霞力、贿爆轰扶气体奔产物宣的体墨积、狭炸药压的波太阻抗犯以及解炸药宝的能潮量利慈用率凤等等圾，其抵中一蚕些因菜素已未在前禁面的端有关制节中诱论述失过，铁下面如只对奸尚未馋论及颂的因润素作茄补充界分析句。（一）贸爆轰压旱力爆轰翅压力茶是指杜炸药励爆轰盗时在增爆轰梦波波衫阵面默中的决C—龙J面湿上所番测得己的压月力。当爆轰颂波传播边到炮孔贿壁面上洲时，在允孔壁的助岩体中握会激发蜓成强烈餐的冲击而波，这趋种冲击急波在岩淡体中传挨播会引才起岩石延粉碎和先破裂，概它为整严个岩石姜破碎创极造了先乖决条件亲。一般梯来说，翅爆轰压亦力越高丘，在岩劣石中激估发的冲抹击波的屿初始峰柳值压力呜和引起茧的应力调以及应幼变也越伏大，越滥有利于类岩石的绩破裂（歉预裂）雀，尤其钳是对于化爆破坚樱韧致密鄙的岩石秀来说更油是如此著。但是泪并不是神对所有冈岩石来烘说爆轰广压力越部高越好伯，对某逐些岩石缝来说爆撒轰压力锤过高将竹会造成留炮孔周冠围岩石烫的过度鞠粉碎，纸白白浪伴费了能诊量，另缝外爆轰稠压力越士高，冲帐击波对画岩石的鸦作用时索间越短剃，冲击绩波的能品量利用渐率低而笼且造成需岩石破堵碎不均荣匀。因编此，必博需根据发岩石的锐性质和还工程的锄要求来注合理选姜配炸药员的品种霉。（二）肃爆炸压努力（又剥叫爆压樱或炮孔扭压力）爆炸缴压力弦是炸避药在较完成戴化学渡爆炸熔反应草以后匆，爆钱轰气脉体产写物膨坡胀作药用在裹炮孔比壁上栽的压室力。它是对盗破碎效坐果起决绵定性作做用的因虚素。在梯爆破破港碎过程湖中爆压片对岩石妥起胀裂或、推移某和抛掷烟作用。唯一般来该说，爆帆压越高愧，说明骡爆轰气郊体产物厚中含有营的能量取越大，笋对岩石羞的胀裂跳、推移殊和抛掷塘的作用塌愈强烈领。图5—拜23表统示炮孔老中的药报包起爆柿以后，尖炮孔内夜的压力年随时间铜变化的破曲线。爆炸愚压力敬的大厌小取絮决于早炸药即的爆型热、团爆温兽和爆瞧轰气汗体的列体积质。而款爆炸答压力虾作用翠的时埋间除陆与炸激药本狗身的斩性能拖有关掉以外珍，还个与爆锄破时番炮泥星的堵诞塞质遭量有挥关。（三）暑炸药爆骆炸能量增利用率炸药蛾在岩驴体中肾爆炸顾时所誓释出鞭的能卫量，链是通插过爆菊炸应桂力波悬和爆同轰气音体膨辫胀压磁力的痒方式园传递音给岩柴石，倾使岩鞭石产阵生破裂碎。真正用络于破碎肢岩石的筹能量只厦占炸药房诚释出能白量的极法小部分锻。大部鸦分能量专都消耗评在作无遍用功上侧。如果栋不考集虑炸袖药爆罗炸时朗的热援化学崇损失倡，那狡么炸撕药爆顽炸时炸的能略量分验配包搁括：败（唐1）盐克服龙岩体柔中的摊凝聚唯力使务岩体颤粉碎偶和破旺裂；特（2眨）克朝服岩景体中歇的凝文聚力盟和摩交擦力毒使爆您破范闹围内柄的岩奸石从仆母岩屡体中兄分离向出来富；（芬3）兆将破匹碎后矛岩块捧推移拥和抛株掷；疏（4敏）形慢成爆极破地渐震波偶、空恳气冲剖击波纹、噪伙声和坚飞石惰。在工腔程爆候破中似，造立成岩筋石的除过度烛粉碎匙，产钢生强香烈的恰抛掷猾，形得成强漠大爆扶破地伐震波酬、空霉气冲脸击波洒、噪辉声和聚飞石抵均属逝无益地消耗太的爆燥炸功剃。根据爆耕破工程凝的要求谈，采取商有效措价施来提歇高炸药哥爆炸能卵量的利还用率。于例如，欺根据岩堡石性质皂来合理双选择炸移药的品征种，合泄理确定株爆破参次数，选含择合理躺的装药扮结构和拆药包的锄起爆顺帐序，以惧及保证萍堵塞质局量等等腹，都可鼻以提高泽炸药在持岩体中觉爆炸时剥的能量鞋利用率参。二、后炸药长与岩骂石的援相关照因素（一）骨炸药波找阻抗同旗岩石波西阻抗间筑的匹配炸药卫的波串阻抗滤值与洲岩石圈的波尿阻抗厅值越轰接近胜时，奖岩石闲的应收变值刷也增抛大。为了获通得较好报的爆破粪效果，厨就应当句选用波缝阻抗值要与岩石猫的接近郑的炸药责。我们可华以通过粗提高装妻药密度想来提高五炸药的锅波阻抗衰值。(二啊)药畅包与朱孔壁责的耦涛合药包隶与炮时孔壁线面完晋全接梳触叫根做耦合。如果药始包与炮穿孔壁面画不完全桨接触则井叫做不耦合。药包傍与孔壁概的不耦命合程度慨常用不辜耦合系猪数De来表示替，即炮只孔直径梳db与药摸包直宋径de的比值席：（5—损20）从式涛中看辱出，狭当De=1，支药包与劝孔壁完追全耦合证；当De>1废时，烧药包降与孔嘉壁不艇耦合刷。根据闭不耦荷合系迷数对萍岩体勾中应皆力与鼻应变屡的影胡响：围实验封证明舞，当抵改变森不耦认合系印数时皮，岩来体中叶应力赶和应槽变将伟产生嗓变化斑：1.绪不耦扔合系吉数对祝应变找的影屡响随着揉不耦认合系初数的颤增大擦，孔而壁岩做体中误的相基对应海变幅攀值也候逐渐既下降朗。2.不眼耦合系欺数对切膏向最大卷应力的露影响随着不剪耦合系傲数的增甜大，测访得孔壁千上的切蜜向最大果应力值革成指数贪函数下争降。当De=2.厨5时，作职用在挨孔壁慕上的祥压力优主要承是爆歌轰气暴体产梯物的差膨胀盏压力阻。从上池述试合验的伯结果市同样各也可急以看净出，独当De＞1硬时，搭药包吵爆炸畜时的案爆轰摆波对扁孔壁舌的冲趣击效避应减谦缓。辰孔壁春上的如最大题切向蛙应力绳急剧卫下降羡。这叹对爆敏破坚槽硬致全密的穗岩石译来说青，是善极端屿不利欢的。室但是愈对光阻面预景裂以领及其斜他需胶控制身孔壁惩岩石馆过度端粉碎壁的爆叔破来尝说，盆常常滋要借散助增弟大不疼耦合遭系数吸来控锤制爆佣轰波共对孔折壁的象冲击游作用鸭。三、爆哥破因素补（一派）自由皆面的影溜响自由面览小和自症由面的洒个数少仙，爆破廉作用受烤到的夹刊制作用占大，爆建破困难鬼，单位拣炸药消聪耗量增豪高。自由右面的认位置纪对爆疼破作傍用也愧产生障影响匆。炮临孔中鸟的装词药在愿自由梯面上根的投荐影面柜积愈和大，县愈有荷利于爽爆炸鉴应力串波的夏反射庙，对唐岩石工的破阵坏愈妥有利傻。当其鸭它条悲件一僚样时坚，若裹自由哥面位妻于装呼药的供下方拨时，情由于嚷在这鸡种条方件下慕有岩嫁石本菜身重毅力的促作用静所以蜓爆破框效果慰比较户好，汽反之项，则溉爆破夏效果袭就要证差一侵些。（二康）堵傅塞的译影响堵塞就犁是将装镰炸药的其药室（苹如炮眼扇、深孔垒以及硐下室等）浸与大气茧的通道权用固体救或液体扑材料堵剧死，即爆将炸药斗密封在责岩体中允。堵塞塑的作淘用是侄为了蜓在岩奋石爆建破破驼碎之亡前，耕阻止梨高压籍的爆宜轰气副体过揪早地朵泄漏惧到大拢气中支，这美样能静延长搂高压医爆轰山气体堪对岩煎石的臂加压完作用余，提培高爆浓炸能枝量的月利用哑率。（三民）起辟爆药屯包的耍位置根据起旅爆药包温在炮孔鼻中装置吊的位置杰不同，际有三种毙不同的虎起爆方定式：一葛种是起扁爆药包刑装于孔旦底，雷预管的聚引能穴朝剪向孔口浴，叫做反向罢起爆；第二鞠种是起怜爆药包受装于靠冬近孔口捞的附近灰，雷管嫌聚能穴僵朝向孔柱底，称应为正向约起爆；第甲三种胖是将库起爆施药包柔放在丸整个年药装社的中路间，扬聚能钞穴朝属向孔湾底，赴称为中间单（或已双向鹊）起最爆。实践证叹明，反邻向起爆姐能提高宽炮孔利杠用率，扛减小岩厦石的块叔度，降吉低炸药经消耗量认和改善锅爆破作奏业的安陕全条件声。反向滨起爆取京得较好排效果的竞原因可矮以解释叙如下：（1）智提高了饶爆炸应魄力波的雪作用。（2）段增长了留应力波洽的动压扶和爆轰答气体静浊压的作臣用时间喝。（3渐）增扣大了扶孔底锐的爆钩破作医用。应当指景出，当戏孔太深欢而又采支用威力熊较小的絮硝铵类井炸药时怀，若采添用单起恰爆药包篮起爆，昏那么不炸论是采丙用正向泽起爆法酸还是反镰向起爆槐法，都航有可能喝因沟槽翠效应而散引起某缩慧些药包且的拒爆筒。此时王，若将饲起爆药敬包装置段在整个致药柱的析中间，桐有可能测保证全贯药柱的撒传爆。第八节网利文斯盯顿爆破览漏斗理技论50年杏代美国流利文斯兰顿（）新提出了锁以能量授平衡为跌原则的旧爆破漏摩斗理论梯，该理挂论引进违了能量喇因素，贪用岩石公变形能透系数的杯大小来孔评价炸推药的性霞能，对牙比岩性齐和鉴定柳岩石的舱可爆性每，从而匠作为岩篇石可爆如分级的痛依据。屯利氏研高究爆破盛漏斗时鸡，着重耍研究了培爆破漏抽斗的最恰大和最酱小体积态时的有架关参数谅，因此页为爆破烦参数优镰化设计贞提供了鼻依据。一、套爆破勾能量回变化颠时对议岩石蜓变形锄破坏翁的影倦响利氏补在研困究了及大量筋爆破洗漏斗申的试迟验资债料以伙后认杂为：锄一次侨爆破拐所传踏给岩麻石的拌能量必大小服和传本递的嫩速度进，取招决于殖岩石视的性伯质、翼炸药驻的性卸质和弄装药蹈量。穿假若踪蝶将炸颗药包隐埋置饶在很命深的造地方跃爆炸她，那嘉么炸夕药释隔放出态的绝议大部家分的旦能量倍传给尸了岩铸石。双当将踢炸药坟逐渐凳移向吴地表湿附近遵爆炸柏时，逐传给盈岩石突的能烤量比程例将波相对冲减少脆，而嫂传给茫大气绕的能指量比贤例将甜逐渐刻增多兴。另伏外，裹从传呼给地燃表附掩近岩屠石的妄爆破委能量话观点排看来吓，药巨包埋势置深义度不描变而赚增加扁药包蜡的重刃量；年或者涌药包佛重量妇不变挂而仅爷仅改虽变药剩包埋途置深劝度，起二者故的结转果是垒一致互的。惠利氏纲在这畏两种蹈条件揉下进渴行了依一系旬列试杆验，臣根据希试验团结果努，它渴将岩插石的浆破坏满变形驾状态检分为困四种剃范畴解。（一）秆弹性变仅形范畴当将一明个集中还药包埋现置在地许表以下痰很深的餐地方爆您炸时，访在这种僵条件下谅的爆破粥一般称捷为约束葡爆破或颈内部作叉用的爆展破。当晕药包Q熔由深处狭向地面狐移动时职，传给品地表附定近岩石斥的能量躁随之增补加，当畏增加到砌一定程奔度时，欠地表岩岩石开始认破坏。霉此时的阿药包埋白置深度辰叫做“临界仍深度”无。到达临怪界深度慨时，地荣表附近项岩石所倍能传递愚能量达璃到最大怎值。如巧当岩石疗传递的摔能量一葱定时，夜则能量倚传递速盼度是最备大值。湿超过此视值后，苏岩石将偏不能传蜓递能量敬而产生妈破坏现惰象。在绝此值以丘下，岩异石只产校生弹性扰变形而堵不破坏穿。利氏将侧临界深烦度作为裙弹性变睁形范畴扮的上限喘，由于相岩石的刻性质不妙同，在布一定重惧量的药敞包Q下漠，其临鼠界深度崭可以表木示为：（5—贡21）式中将的Eb为变形躁能系数架，其物眯理意义虾是在一临定药量烂Q爆破逢时，地课表开始粥破裂时溜岩石可骡能吸收陵的最大亡能量。欺超过此葛值，岩伤石将由锻弹性变匆形转变缴为破裂延。Eb的大藏小是发衡量耍各种荡岩石斑爆破傲难易照的一讽个指巴标。（二）功冲击破锦坏范畴当药包便上移超恋过临界裕深度时字，地表痕岩石的倚片裂(滴或隆起钞)作用直将逐渐该增大其作深度和苗宽度，拘进而形醋成爆破疮漏斗。稻漏斗体今积V随默着药包忧上移则需逐渐增培大。当短V达到纲最大值摩时，即戴为冲击航波破坏炭范围的令上限。佛此时药搁包的能慢量得到歌最大限竞度的利袍用，这璃时的药爽包埋置闭深度叫蜂做最佳密深度祖。滩与畜之痕比叫做砍最佳深道度比差。（三伟）粉慈碎破云坏范绑畴当药包男Q继续粪向地表灿上移时舞，地表增附近的堡岩石将指发生粉昨碎，漏适斗体积逝将逐渐范减小，墨岩石块倡度逐渐满变细，蓄岩块抛旅移的距般离和空害气冲击羞波所造严成的声牧响将逐子渐增大都。炸药熄能量很塑大一部厦分浪费秩在岩石韵的粉碎耕、抛移膀和声响贤上。粉御碎破坏砌的下限共为最佳魄深度，舌其上限形为传给缝空气的弄能量超甲过了传恭给岩石兄的能量帽。这时促的药包惠埋置深誉度叫做即“过度崭深度”倾。（四舍）形第成空拳气冲刃击波当药鹅包上恐移超湾过“注过度勒深度倘”时辽，岩潮石粉遗碎加暖剧，桃岩块教抛移份更远垂，声黑响更沸大，恰传给便空气彼的能昼量超捧过了犁传给诸岩石谢的能凭量，捐形成隆强烈领的空竿气冲揪击波站。这亿个范食畴的览上限主是将央药包素装置揪在地勒表上鸟，即染埋置勿深度命等于拆零。从以尚上四仗个范盟畴来销看，革炸药症爆