爆破工程地质

爆破工程地质第一页，共三十五页，编辑于2023年，星期一(2)密度岩石的质量M与其体积（V-V0）之比。即(3)容重包括孔隙在内的岩石单位体积重量,又称岩石的体重。岩石的孔隙度、密度、容重主要影响岩石的抛掷、堆积和装运。

几种岩石的孔隙度、密度、容重详见表1-1（P6）。§4爆破工程地质第二页，共三十五页，编辑于2023年，星期一(4)岩石的碎胀性碎胀性是指岩石破碎后，总体积增加的性质。碎胀性常用碎胀系数或松散系数K，则。采掘工程中，选用装载、运输、提升等设备容器时，必须考虑碎胀系数；岩石爆破所需膨胀空间与岩石碎胀系数有关。§4爆破工程地质第三页，共三十五页，编辑于2023年，星期一(4)岩石的波阻抗岩石密度与纵波在岩石中传播速度的乘积。即波阻抗表示岩石对应力波传播的阻尼作用，一般波阻抗越大，凿爆越困难；波阻抗对爆破能量在岩体中的传播效率有直接影响，当炸药的波阻值与岩石的波阻抗值相接近（相匹配）时，爆破传给岩石的能量就多，在岩石中所引起的应变值就越大，获得的爆破效果就越好。§4爆破工程地质第四页，共三十五页，编辑于2023年，星期一2.岩石的静力学性质静载—载荷不随时间变化或随时间变化不大。(1)岩石的弹性、塑性及脆性弹性：在弹性变形范围内，当外载去掉后，岩石恢复原形的性质。这种性质的变形称为弹性变形。岩石在弹性极限内呈弹性，岩石可用与材料力学中各弹性常数一样表示。塑性：载荷去掉后，岩石形状大小不能完全恢复而产生残余(永久)变形的性质，这种性质的变形称为塑性变形。如泥页岩，高岭土矿，巷道底鼓。

§4爆破工程地质第五页，共三十五页，编辑于2023年，星期一脆性：在外载荷作用下，岩石没有产生显著的永久变形(塑性变形)就开始破坏的性质，一般岩石呈脆性破坏。注：与脆性相反，塑性岩石在破坏前有较明显的永久变形。(2)岩石的强度和硬度强度：指岩石抵抗外力破坏的能力。硬度：指岩石抵抗工具侵入的能力。§4爆破工程地质第六页，共三十五页，编辑于2023年，星期一3.岩石的动力学性质动载：载荷随时间而变化。它不是一个常数，而是时间的函数。动载特点：a.其大小与加载速度有关，不是一个定数；b.抗压强度比静载大得多，而抗拉强度与静载相近。§4爆破工程地质第七页，共三十五页，编辑于2023年，星期一1.炸药爆炸的载荷性质炸药爆炸产生的载荷属冲击载荷。2.岩石在爆炸冲击载荷作用下的力学反应爆炸冲击载荷作用下，岩石中产生(爆炸)应力波。爆炸应力波在岩石中传播时，岩石既产生运动，又产生变形甚至破坏。§4爆破工程地质第八页，共三十五页，编辑于2023年，星期一§4.2岩石分级一、岩石分级的意义(1)选择最佳方法和设备来破碎各种不同的岩石，以达到最佳的经济效果和最高的劳动生产率；(2)选择合理的开采和维护方法，最安全、可靠地保护不应破坏的岩石，以正确有效地处理采矿中破坏与维护岩石这一最基本的矛盾。§4爆破工程地质第九页，共三十五页，编辑于2023年，星期一二、岩石分级方法1.普氏分级法(按岩石坚固性分类)(1)基本观点

岩石的坚固性是凿岩性、爆破性及采掘性等的综合，也是岩石物理力学性质的概括体现，即岩石硬度、强度、凿岩性、爆破性是一致的。(2)分级方法用普氏坚固性系数f来大致概括，作为分级的根据。共分10级,详见P89，表4-1。§4爆破工程地质第十页，共三十五页，编辑于2023年，星期一(3)该分级方法的评价强调了一致性，忽视了各岩石特性的特殊性和差异性，因此有一定的误差，显得有些片面和笼统，如难凿的岩石不一定难爆，但简单易行，易于推广。多年来在各类矿山流行使用。§4爆破工程地质第十一页，共三十五页，编辑于2023年，星期一2.苏氏分级法(1)基本观点与普氏分级法的基本观点相反，强调个性、差异性。(2)分级方法用生产现场实测的数据，按照凿岩性和爆破性的四个指标分类，将岩石分为16个等级。(3)评价指标与生产实际一致，可在现场测定，有现实意义，但失去了概括性，测定复杂，修正系数多，没有广泛在我国推广。§4爆破工程地质第十二页，共三十五页，编辑于2023年，星期一3.哈努卡耶夫岩石分级方法分级依据：岩石波阻抗。岩石波阻抗值小者易爆，大都难爆。根据岩石波阻抗值的大小可将岩石分为5级。4.以能量消耗为准则的利文斯顿爆破漏斗岩石分级方法

(1)基本观点能量准则是研究岩石破坏的根本准则。

(2)分级方法

根据爆破漏斗的体积大小和岩块的组成来分级。§4爆破工程地质第十三页，共三十五页，编辑于2023年，星期一5.我国岩石分级

概念上用普氏分级，但普氏系数f值的确定并无统一一标准。东北工学院（现为东北大学）建议根据岩石的可钻性、爆破性和稳定性分别进行分级。

东北工学院岩石可爆性分级：

分级依据：可爆性指数F

根据可爆性指数F，可将岩石分为5个等级。§4爆破工程地质第十四页，共三十五页，编辑于2023年，星期一评价：(1)具有可行性;(2)块度测定工作的劳动强度大，并有一定的随机性；(3)求算指数的计算式不够简便。§4爆破工程地质第十五页，共三十五页，编辑于2023年，星期一§4.3地质条件对爆破作用的影响一、岩石性质对爆破作用的影响主要影响：炸药单耗、孔网参数、爆破松散系数、爆破地震强度计算系数等很多爆破设计参数和安全计算系数。二、岩体结构对爆破作用的影响1.结构面对爆破作用的影响结构面：是指发育于岩体中，具有一定方向和延伸性的各种地质界面，如断层、节理、层理及不整合面等。§4爆破工程地质第十六页，共三十五页，编辑于2023年，星期一结构面对爆破有如下影响作用：(1)应力集中作用结构面尖端产生应力集中,使岩体从结构面处先开裂。(2)应力波反射拉伸作用压应力波遇结构面反射为拉应力波,产生反射拉伸裂隙.(3)能量隔离与吸收作用应力波通过张开裂隙或软弱带时，引起应力波反射以及软弱带内的介质产生压缩变形，对爆破能量起到了一定程度的隔离或吸收作用。§4爆破工程地质第十七页，共三十五页，编辑于2023年，星期一(4)能量泄漏作用软弱带或软弱面与地表或溶洞贯通，炸药爆炸的部分能量将以“冲炮”或其他形式向临空面或溶洞泄出，使爆破效果明显降低。(5)高压气楔作用高温、高压爆轰气体侵入岩体结构面，对岩体产生气楔劈裂破坏作用，使结构面进一步扩展。

§4爆破工程地质第十八页，共三十五页，编辑于2023年，星期一2.岩体结构面对爆破作用的影响主要取决于结构面的性质、产状与药包位置的关系。(1)结构面对爆破块度的影响。爆破碎块大小首先取决于原生裂隙面，其次为爆破作用形成的新鲜破裂面（次生破裂面）。结构面的发育程度对块度分布有控制性影响，原生裂隙越多，块度愈大。第十九页，共三十五页，编辑于2023年，星期一(2)断层对爆破效果的影响①断层通过药包位置。对爆破不利，容易引起冲炮或爆轰气体泄漏，降低爆破威力，影响爆破效果。§4爆破工程地质第二十页，共三十五页，编辑于2023年，星期一②断层与最小抵抗线相交断层远离药包，影响小，反之则大；断层与最小抵抗线的交角大，影响小；反之则大。§4爆破工程地质第二十一页，共三十五页，编辑于2023年，星期一③断层切割爆破漏斗影响爆破漏斗体积的大小：距药包远影响小，反之则大。§4爆破工程地质第二十二页，共三十五页，编辑于2023年，星期一④断层在爆破漏斗范围以外对爆破影响较小；如果断层在边坡体内，爆破后将严重影响边坡的稳定性。断层爆后断裂面，斜坡裂缝§4爆破工程地质第二十三页，共三十五页，编辑于2023年，星期一另外，当山体较薄，出露于山体后面的断层，或侧向有深切山沟，出露于冲沟附近的断层，都有可能引起最小抵抗线方向的改变。断层的存在，可能改变抛掷方向。I为可能改变的抛掷方向。§4爆破工程地质第二十四页，共三十五页，编辑于2023年，星期一⑤处理断层对爆破作用影响的措施a.在断层两侧布置药包；b.避免最小抵抗线与断层平行，最好是互相垂直，可防止弱面突出；c.用多药包齐爆，有时可以减弱断层的影响。§4爆破工程地质第二十五页，共三十五页，编辑于2023年，星期一(3)层理对爆破效果的影响层理面对爆破的影响，主要取决于层理面的产状与最小抵抗线方向的关系。①平行：不改变抛掷方向，将减少爆破方量，爆破漏斗呈方形坑，岩块抛掷距离比预计的要远；爆后常出现欠挖，容易留根底，还有可能顺层发生冲炮。§4爆破工程地质第二十六页，共三十五页，编辑于2023年，星期一②垂直：不改变抛掷方向，将扩大爆破漏斗，增加方量。§4爆破工程地质第二十七页，共三十五页，编辑于2023年，星期一③斜交：爆破抛掷方向将受到影响，爆破方量多数是减少，少数也可能增加；一般来说爆破方量在钝角一侧会增大，锐角一侧会缩小。§4爆破工程地质第二十八页，共三十五页，编辑于2023年，星期一(4)节理裂隙对爆破效果的影响岩体仅受1组节理切割时，对爆破的影响与层理的影响相似。当两组X型交割时，W方向为其钝角等分线时，爆破方量可能增大；W方向为其锐角等分线时，爆破方量可能减少，但两者均不改变抛掷方向。§4爆破工程地质第二十九页，共三十五页，编辑于2023年，星期一说明：当岩体受到多组发育节理交割时，其情况与上述有所不同。由于岩体被切割成碎块，所以各节理都不能起主导作用，这时岩体接近于均质岩体。因此对W方向、爆破漏斗形状及爆破方量，基本上都不产生不利影响，但要适当减少炸药单耗。第三十页，共三十五页，编辑于2023年，星期一(5)溶洞或老硐对爆破效果的影响影响：改变W方向；降低爆破威力造成破碎不均匀，影响爆破效果；严重时会引起冲炮，造成安全事故。冲炮§4爆破工程地质第三十一页，共三十五页，编辑于2023年，星期一3.地形条件对爆破效果的影响(1)地形对爆漏斗形状的影响①平地：倒立的圆锥体；②斜坡：倒立的椭圆锥体；③山脊：两个倒立椭圆锥体组成；④孤立山头：多个倒立椭圆锥体组成。(2)地形对抛掷方向的影响①平地：向上抛；②斜坡：沿斜坡面法线方向抛出；③山脊：向两侧抛掷；④孤立山头：四面开发；⑤山嘴：向三个方向飞散。§4爆破工程地质第三十二页，共三十五页，编辑于2023年，星期一(3)地形与爆破方量的关系

临空面多，夹制作用小，方量大；临空面少，夹制作用大，方量小。如孤立山头爆破的方量要比平地大，平地爆破方量要比洼地、山沟大。(4)地形与不同爆破类型的关系①松动爆破和加强松动爆破一般不受地形条件限制。岩石破碎，但不抛掷。②抛掷爆破对地形条件的要求较高岩石破碎、抛掷；将岩石抛向指定位置,并堆积成一定的形状，故对地形条件要求较高。

地形坡度愈陡，抛掷率愈高。§4爆破工程地质第三十三页，共三十五页，编辑于2023年，星期一4.地下水对爆破的影响地下水会降低炸药的敏感度和威力，甚至使炸药失效而产生拒爆；使堵塞不紧而产生冲炮；使雷管受潮或电爆网路短路，影响网路的质量。在有水的地方爆破