采矿学全套课件

采矿学教学课件——金属矿床露天开采第一章矿床品位与储量计算概述探矿数据及其预处理取样数据的统计学分析品位－矿量曲线品位、矿量计算的垂直断面法品位、矿量计算的水平断面法三维块状模型地质统计学法影响范围1概述投资一个矿床开采项目，首先必须估算其品位和储量：品位估算、矿体圈定和储量计算是一项影响深远的工作，其质量直接影响到投资决策的正确性和矿山规划及开采计划的优劣。这一工作做不好，可能导致两种对投资者不利的决策。准确地估算出一个矿床的矿量、品位绝非易事：已知数据量对于被估算的量往往是一比几十万及至几百万的关系。

常用的矿量、品位估算方法：探矿数据的分析、处理和用于品位估值的剖面法、平面法、矿床模型法、地质统计学法等。

2探矿数据及其预处理矿床勘探方法钻孔取样

样品组合处理

极值样品(Outlier)处理

矿床勘探方法地质勘探地球物理勘探地球化学勘探遥感探测地质构造岩浆岩槽探坑探钻探光片簿片包裹体重砂化石同位素电法勘探磁法勘探地震勘探重力勘探核物探晕，流，EH，PH，DDS波段，滤波，色彩，影像αβγ氡Rn，氦He,钋PO航空，地面地震，浅震地面测量悬丝，岃口，MP-4传导类电法勘探直流电法DUK—1感应类电法勘探电磁法EH—4电测剖面法电测深法中间梯度法充电法自然电场法一次电位测量二次电位测量（激发极化法）连续波电磁法脉冲瞬变场法航空电法航磁EH-4电导率成像系统简介

岩土电导率分层地下水探深基岩埋深调查煤田高分辨率电探金属矿详查和普查环境调查咸、淡水分界面划分勘探深度1000米以上设备配置及性能、用途

EH-4电导率成像系统主机AFE-EH4型模拟前放单元TX-IM2型发射机BE-26型主频率电级BF-IM型磁性场传感器EMAP软件，系统参数设置及数据采集、分析系统BF-IM10磁性场传感器（0.1-1000Hz）低频率Cu-CuSO4电极（50m电缆）EH-4系统性能、用途

性能主频率时（10Hz-100KHz），测深在10～８００m使用低频探头时（低频段可到0.1Hz），测深可达1200～1500m二维剖面成像

用途

地下水调查工程地质调查金属矿找矿基岩起伏调查地质构造填图岩层孔隙率调查EH4工作环境（一）只能在地表进行测量，EH4是基于半空间理论进行测量的。工作温度：0-50℃。测点设计时常受到地区道路、噪声和人文设施的影响，因此，在布置测线和采集野外数据时考虑这些设施，并且在靠近人文设施处采集时（例如围墙或电力线），在认可采集结果之前先严格检查数据的可靠性。EH4工作环境（二）

为了最大限度地减小干扰的影响，测点应当：离开电力线200m离开金属管线30m离开有地线的围墙50m离开建筑物40m离道路线20m（了解测量期间交通的情况）人文设施（例如围墙）对发射讯号有干扰，因此采集的数据会发生畸变。噪声源（例如电力线和无线电台）的干扰，有时甚至会淹没由Stratagem发射机发射的讯号。EH4工作原理1.原有大地测量仪器的限制2.EH-4全新概念3.EH-4工作原理原有大地测量仪器的限制电探仪，有源测量方法，需要向地下直接供电，野外劳动强度大，效率低；另一方面，电探仪采集到的视电阻率值属于标量范畴，对辨别地下二度体异常的走向无能为力。大地电磁同属于电探，是无源测量。利用天然电磁场，避免了大电流供电，但天然电磁场不稳定（见下页图）。其它物探方法，如地震勘探法，自40～50年代之后都开始大展身手，适用于深度大的宏观测量。大地电磁场的频谱特点EH-4全新概念应用大地电磁法的原理，使用人工和天然电磁场两种场源；具有有源电探法的稳定性及无源电磁法的节能和轻便；同时接收和分析X、Y两个方向的电场和磁场，反演X-Y电导率张量剖面，对判断二维构造特别有利；仪器设备轻，观测时间短，这使它可以轻而易举实现密点连续测量（首尾相接），进行EMAP连续观察（见图2）；可扩展性，插入地震板，当地震仪使用。EH-4野外连续数据采集菲律宾工作地点实例2.1钻孔取样勘探线2.1钻孔取样根据钻孔取样数据绘制直观的钻孔柱状图。取岩芯的一半化验，另一半备用。化验结果记录在“钻孔岩芯取样化验结果记录表”中。在矿量和品位计算前，一般需要对取样数据进行预处理，包括样品组合和“极值”样品的处理。2.2样品组合处理样品组合处理就是将几个相邻样品组合成为一个组合样品。组合方法：将组合段内各样品品位进行加权平均。对钻孔取样进行台阶样品组合处理的意义对取样数据进行统计学、地质统计学分析，以及利用取样值进行品位估值时，只有当每个样品具有相同的支持体，即每个样品的体积相同时，分析计算结果才有意义。露天开采在一个台阶高度内采用不同的取样品位是毫无意义的。组合样品的品位较原样品品位变化小，在一定程度上减轻了“极值”品位对分析计算的影响，也使样品的统计分布曲线和半变异函数曲线趋于规则。样品组合处理减少了样品总数，节省计算机内存和计算时间。

2.3极值样品(Outlier)处理

极值样品是指那些品位值比绝大多数样品的品位（或样品平均品位）高出许多的样品，它们在贵重金属矿床较为常见。处理方法：限值处理：将极值样品的品位降至某一上限值。删除处理：将极值样品从样本空间中删去，不参与分析计算。注意：使用上述处理方法时，应特别谨慎。因为极值样品虽然数量少，但由于其品位很高，对矿石的总体品位和金属量的贡献值都很大。因此，不加分析地进行降值或删除处理，会严重歪曲矿体的实际品位和金属含量，人为地降低矿体的开采价值。3取样数据的统计学分析主要目的取样品位的统计分布规律

3.1主要目的确定品位的统计分布规律及其特征值；确定品位变化程度；确定样品是否属于不同的样本空间；根据样品的分布特征，初步估计矿床的平均品位以及对于给定边界品位的矿量和矿石平均品位。

3.2取样品位的统计分布规律30%15%050%25%02.01.0%Cu(a)5025%Fe(b)图(a)是一品位变化程度中等的正态分布，这样的分布在矿体厚大的层状或块状的硫化类矿床（如铜矿）中最为常见；图(b)是一品位变化小的正态分布，常见于铁、镁等矿床；

3.2取样品位的统计分布规律630%30%15%15%003g/tAu图(c)是一对数正态分布（即品位的对数值服从正态分布），品位变化大，此类分布常见于钼、锡、钨以及贵重金属（如金、铂）矿床；图(d)是一“双态”分布，即分布曲线是由两个不同分布组成的，说明样品来源于不同的样本空间。

(d)(c)4品位－矿量曲线边界品位是用于区分矿石与废石的临界品位值，矿床中高于边界品位的部分是矿石，低于边界品位的是废石。

50403020103210边界品位（g/t）矿量(Mt)应用品位－矿量曲线进行品位、矿量分析时，必须注意以下几点品位分布是从样品值的分布得出的，分布的特征值只能用估计值；露天开采时，最小选别单元在体积上要比样品大得多，如果把整个矿床分为体积为最小选别单元的小块（称为单元体），那么这些小块的品位分布较样品品位分布更为集中（即方差更小）。因此根据样品分布计算的品位－矿量曲线并不能用来预报将被采出的品位－矿量关系。单元体的真实品位是未知的，单元体是否是矿石，不是根据其真实品位确定的，而是根据对单元体的品位的估计值确定的。由于估计有误差，根据估计值得出的品位－矿量曲线与实际采出的品位－矿量关系有一定的差别。

5品位、矿量计算的垂直断面法3015000018342530232426193034191001218142019142821171623232425162332273530232433292028262718312225193329263014182130261626282123182526251521标有取样品位的剖面图第一步：沿勘探线做垂直剖面，将勘探线上的钻孔及其取样品位标在剖面图上；5品位、矿量计算的垂直断面法第二步：根据给定的边界品位进行矿体圈定。下图是当边界品位等于25％时根据上图中的取样品位圈定的矿体示意图。

边界品位为25％时矿体圈定示意图301500001834253023242619303419100121814201914282117162323242516232323322735302324332920282627183122251933292630141821302616262821231825262515215品位、矿量计算的垂直断面法第三步：矿体圈定完成后，可用求积仪求得每个断面上的矿石面积，然后就可以进行矿量计算。

第四步：计算矿体的平均品位：

(a)对穿越矿体的每一钻孔的样品进行“矿段样品组合”，求出组合样品的品位；

(b)求出每一组合样品的影响面积。该面积是以钻孔为中线向两侧各外推二分之一钻孔间距得到的矿体面积；

(c)对组合样品品位以其影响面积为权值进行加权平均计算，求出矿体在断面上的平均品位；

(d)一条矿体的总平均品位是该条矿体在各断面上的平均品位以断面所代表的矿量为权值的加权平均值。

6品位、矿量计算的水平断面法在露天矿山，矿石的开采是分台阶进行的，因此用于矿量、品位计算的一个水平断面即为一个台阶。常用的水平断面法有：多边形法三角形法。

6.1多边形法s-480.406600N300N600E300Es-200.175s-220.417s-210.489s-140.140s-130.427s-120.377s-240.685s-110.396s-230.215s-380.392s-370.320s-360.717s-150.806s-160.889s-350.475s-190.092s-180.089s-20.893s-171.009s-10.719s-270.453s-260.833s-250.230s-400.102s-410.023s-81.365s-420.915s-91.335s-430.519s-100.572s-440.040s-70.644s-460.258s-30.638s-371.615s-60.765s-450.034s-300.465s-280.409s-390.476s-500.012s-490.996s-310.063s-470.165s-510.228s-50.295s-330.027s-40.188s-320.228s-340.2250第一步：把穿越水平面的钻孔根据钻孔坐标，绘于水平面上，并将本平面的组合样品品位标注在图上。

6.1多边形法第二步：根据经验和地质统计学分析，确定影响半径R；第三步：以每一样品为中心，确定其相邻样品，一般情况下相邻样品是落在半径为2R的圈内的样品；第四步：用直线将中心样品和相邻样品连接起来；s-25s-26s-40s-8s-41s-7s-46s-286.1多边形法第五步：在中心样品与每一相邻样品的连线中点作垂直于连线的直线

（称为二分线），这些二分线相交围成的多边形即为所求的多边形。当两条二分线近于平行时，在二者相交之前，将与另外一条二分线相交，这时，取二者中离中心样品最近者作为多边形的边。以样品S-41为中心的多边形如图所示。

s-25s-26s-40s-8s-41s-7s-46s-28边缘样品的多边形的形成过程

s-21s-13Rs-14s-35s-2s-19s-18(a)(b)s-21s-13s-14s-35s-2s-19s-18多边形品位估算与矿体圈定结果6.2三角形法在三角形法中，每一样品是三角形的一个顶点三角形法的优点在于它利用三个样品的品位来估计一个三角形的平均品位从理论上讲，利用三角形法求得的品位、矿量较多边形法误差小在应用三角形法时，也要注意三角形不超越区域界限和地质构造线

三角形法品位估算与矿体圈定结果

7972600N300N600E300E22152123474748222116152117497493697729352827375118366062971161209660855523362641322325395010992108881008588743612113750797369697270594224313337574759635471603535434943364342267三维块状模型三维块状模型是将矿床划分为许多单元块形成的离散模型单元块一般是尺寸相等的长方体随着计算机在矿山的普及应用和计算机的容量与速度的不断提高，三维块状模型在国际上得到越来越广泛的应用三维块状模型不仅被广泛用于品位、矿量计算，也被用于露天矿最终开采境界优化和开采计划优化

7.1三维块状模型示意图7.2估计平均品位方法将矿床分为单元块后，需要应用某种方法对每一小块的平均品位进行估计。常用的方法有三，即：最近样品法距离N次方反比法地质统计学法（即克里金法）。

7.3最近样品法所谓最近样品法就是将距离某一单元块最近的样品品位作为该单元块的品位估计值。前面介绍的多边形法其实是不规则单元块情况下的最近样品法，最近样品法的一般步骤为：第一步：以被估计的单元块的中心为圆心，做半径为影响半径R的圆；第二步：计算落入影响范围内的每一样品与单元块中心点的距离；第三步：选取离单元块中心最近的样品，其品位即为被估单元块的品位。

最近样品法品位估算与矿体圈定结果

7.4距离N次方反比法第一步：以被估单元块中心为圆心、以影响半径R为半径做圆，确定影响范围（在三维状态下，圆变为球）；第二步：计算落入影响范围内每一样品与被估单元块中心的距离；第三步：利用下式计算单元块的品位Xb：

距离N次方反比法示意图G7(1.00%)(0.60%)

G4

G1(0.40%)

G8(0.80%)

G2(0.50%)

G5(1.00%)

G6(0.50%)

G9(0.70%)(0.60%)G3

d2(60m)d6(60m

)d9(45m)d7(75m)d4(30m)距离平方反比法品位计算与矿体圈定结果

8地质统计学法区域化变量、协变异函数与半变异函数实验半变异函数及其计算半变异函数的数学模型半变异函数的拟合8.1区域化变量、协变异函数与半变异函数区域化变量及协变异函数

半变异函数

8.2实验半变异函数及其计算象普通随机变量的概率分布特征值一样，半变异函数对任一给定矿床Ω是未知的，需要通过取样值对之进行估计。

8.3半变异函数的数学模型球状模型

随机模型

指数模型

高斯模型

线性模型

对数模型

8.4半变异函数的拟合实践中半变异函数是根据有限数目的地质取样建立的，而通过取样我们只能得到由一些离散点组成的实验半变异函数。因此，需要对实验半变异函数进行加工获得实验半变异函数的数学模型。将实验半变异函数加工成数学模型的过程称为半变异函数的拟合。2.1岩石的力学性质强度弹性、塑性和脆性硬度磨蚀性第一节冲击式凿岩理论一、冲击式凿岩的基本现象岩石在冲击式载荷作用下，破坏过程有三个基本规律：（1）呈跃进式破坏（2）产生承压核（3）形成破碎漏斗在刀具侵入岩石发生跃进式破坏的时候，分离出较大的破碎体，在岩石上形成漏斗状的崩碎坑，称之为破碎漏斗。漏斗的顶角一般在120°－150°。第一节冲击式凿岩理论（续）二、冲击功的影响评价凿岩工作的主要指标是凿岩速度和效率，两者与比功耗a密切相关。比功耗指的是破碎单位体积岩石所需要的功。冲击功A是破碎效果的基本因素，是冲击式凿岩机械的主要工作参数之一。实验结果表明：（1）存在临界冲击功（2）存在稳定区凿岩时，必须使冲击功大于临界冲击功，此时的凿岩速度与冲击功成正比。第一节冲击式凿岩理论（续）三、冲击频率的影响冲击频率达到临界值以前，凿岩与冲击频率成正比；冲击频率超过临界值后，凿岩速度与冲击频率成反比。原因：外载荷从零达到最大需要时间，冲击频率过大时，冲击载荷无法达到最大。冲击频率临界值可达10000次/min以上。而目前使用的风动凿岩机冲击频率最高仅达3500次/min。第一节冲击式凿岩理论（续）四、转角的影响在凿岩过程中，两次相邻冲击之间钎头所转动的角度过大或过小，都会影响凿岩速度，转角存在最优值，一般介于22°－30°之间。第二节凿岩机械凿岩机根据动力的不同，可分为风动、液压、电动、内燃凿岩机。地下矿山的开采中，使用最多的是风动凿岩机。与其它三种凿岩机相比，风动凿岩机有以下优点：结构简单安全可靠坚固耐用修理简便第二节凿岩机械（续）

一、凿岩机械型号编制方法原机械部于1976所颁布了“凿岩机械型号编制方法”，其标准代号为JB1590-75，如YT-23（原7655型）。YT－23主要参数代号（机器质量kg）特性代号（－）类、组、型代号（气腿式风动凿岩机）

二、冲击式凿岩的基本动作冲击转钎排粉第二节凿岩机械（续）第二节凿岩机械（续）三、风动凿岩机的一般构造（图）

YT－23型气腿风动凿岩机的组成：凿岩机气腿风管（包括注油器）水管钎子第三节凿岩机主要机构及动作原理一、冲击配气机构的动作原理主要部件：气缸活塞配气装置排气系统

主要动作：工作冲程返回冲程第三节凿岩机主要机构及动作原理（续）二、转杆机构根据回转力矩传递方式的不同，将凿岩机的转杆机构分为：内回转外回转

1、内回转转钎一般采用内棘轮机构在活塞回程阶段实现钎子的回转。

2、内棘轮转钎机构

冲程时，螺旋棒转动，活塞不转；回程时，螺旋棒不能转动，活塞转动。常用凿岩机每次转角15°－30°，转速为150－200r/min。第三节凿岩机主要机构及动作原理（续）三、岩粉与排粉方法排粉：凿岩过程中，炮眼底部的岩石不断受到钎头冲击破碎成岩粉，必须及时将它排除，才能继续钻进。

凿岩过程中产生的粉尘，对人体健康影响极大（矽肺病），所以常采用湿式凿岩。中心式供水排粉方法。

A先通气，B再进水。第三节凿岩机主要机构及动作原理（续）四、润滑与润滑机构（一）润滑作用：减少摩擦、防止生锈、保持间隙的密封。润滑剂应具有的性质：

粘度适宜形成乳剂高油腊强度较高的化学稳定性、无毒和无腐蚀性（二）润滑机构

第三节凿岩机主要机构及动作原理（续）五、推进与支撑机构（1）气腿构造

由横臂、架体、活塞、外管、伸缩管、气管、顶叉和把手等组成。（2）气腿工作原理

气腿工作是依靠调压阀和换向阀控制的。

调压阀是用来调节气腿轴推力；换向阀的作用是控制气腿的换向动作。气腿伸出气腿快速缩回第三节凿岩机主要机构及动作原理（续）调压阀的结构第三节凿岩机主要机构及动作原理（续）向上式凿岩机的钻眼方向与地面垂直或基本垂直，所以其气腿推进机构可直接固定在凿岩机尾部。其推进工作原理与气腿凿岩机相似。第四节凿岩机凿岩效率一、凿岩生产率凿岩生产率一般以单位时间内凿出炮眼长度来表示。当采用凿岩台车时，每人每班凿岩生产率L可按下式计算：

L＝TKvn式中T－－每人、班的工作时间，min/（人•班）；

K－－凿岩时间的利用系数，0.5-0.8；

v－－技术（纯）凿岩速度，m/min；

n－－每名凿岩工同时操纵凿岩机的台数。

提高凿岩生产率的关键是增加凿岩机台数，增加凿岩时间，减少辅助时间。第四节凿岩机凿岩效率（续）二、影响凿岩机纯凿岩速度的因素分析大体上可分为凿岩机工作参数、凿岩工作条件、凿岩工具等三个方面。

（一）轴推力最优轴推力

（二）风压

v=Kp(p-p0)1.2

见表3－3

（三）钎头直径与穿孔直径

v/v0=(d0/d)n凿岩指数n=1.0－2.5

（四）钎杆长度和炮孔深度

第四节凿岩机凿岩效率（续）三、提高凿岩生产率的途径增加纯凿岩时间改善凿岩机的设计使用凿岩台车，逐渐推广应用液压凿岩机健全凿岩机的维护、维修制度，保证凿岩机的正常运转提高钎钢质量，研制高效率、高寿命的钎头加强凿岩技术的研究与开发第五节凿岩机具凿岩分类。按孔深和孔径的不同，分为：浅孔凿岩，孔深小于3－5m、孔径为30－46mm中深孔凿岩，孔深为5－15m、孔径为50－70mm深孔凿岩，孔深大于15m、孔径大于90mm。浅孔凿岩机具又称为钎子。第五节凿岩机具（续）一、钎头（一）钎头形状一字形、十字形和柱齿合金钎头（二）钎头构造主要参数有：刃角、隙角、曲率半径、初始直径、排粉槽和吹洗孔（三）钎头材料合金钢第五节凿岩机具（续）二、钎杆

中空六角形非镍铬低碳合金钢和其他新材料平均寿命150－250m破坏形式：钎杆折断、钎尾堆顶和钎肩磨损钎尾常用形式，右图所示第五节凿岩机具（续）三、钎头与钎杆的连接常采用锥形连接。

ISO1718－1974国际标准：锥角7°锥孔深度48－54mm钎梢插深为38mm左右第六节凿岩台车和台架凿岩台车是机械化程度较高的钻孔设备，配合使用导轨式凿岩机，提供推进、定位、行走等功能。凿岩台车分掘进台车、采矿台车和锚杆台车。第六节凿岩台车和台架（续）804.1爆炸和炸药的基本概念炸药的爆炸化学爆炸应具备的条件炸药化学反应形式炸药的分类814.1.1爆炸现象爆炸：一般认为，物质发生急剧变化并放出大量的能量对周围介质做机械功，同时可能伴随有声、光、热效应的现象，称为爆炸。

爆炸现象归纳为：物理爆炸化学爆炸核爆炸

824.1.2化学爆炸应具备的条件炸药爆炸是一个化学反应过程，但炸药的化学反应并不都是爆炸，必须具备一定条件的化学反应才是爆炸。炸药爆炸具备以下三个条件：放热反应生成大量气体高速度反应

83放热反应

炸药爆炸实质上是炸药中的化学能在瞬间转化为对外界做功的过程，反应释放出的热是做功的能源，也是化学反应进一步加速进行的必要条件。炸药爆炸时放出的热量大小常用爆热来衡量，爆热指单位质量炸药爆炸时放出的热量，1400-6500KJ/kg。炸药爆炸瞬间放出的热量主要用于对爆炸产物加热，使爆炸产物达到很高的温度，爆炸产物在原有体积内达到热平衡时的温度称爆温，一般在2000－4500°C。84生成大量气体

气体具有良好的压缩性，瞬间生成大量的气体容纳在原有体积内，必然产生很高的压力，高温高压气体为做功提供了必要条件，气体膨胀就是做功。产生气体多少和释放热量多少决定了炸药爆炸做功多少。用比容衡量炸药爆炸时产生的气体多少，比容指单位质量炸药爆炸后生成的气体在标准状态下所占的容积。单质炸药比容一般在300~1000L/kg。85高速度反应

尽管炸药化学反应释放出大量能量并产生大量气体，如果没有必要的反应速度，也不能形成爆炸，反应速度标志着做功的功率。爆炸反应的速度通常用爆速来衡量，爆速指爆炸过程在炸药中传播的稳定速度。单质炸药爆速一般在1100~8000m/s。

864.1.3炸药的反应形式

爆炸不是炸药唯一的化学反应形式，在特定的反应条件下，同种炸药可能有四种不同形式的化学反应：热分解燃烧爆炸爆轰四种反应形式产生不同的物理化学效应。

87热分解热分解是炸药化学反应的最低形式，表现为炸药在常温下缓慢的化学变化，使原物质发生本质的变化。炸药热分解一般会带来不良后果，炸药因热分解而变质直接影响炸药的使用。在一定条件下，热分解会转变为燃烧甚至爆炸，以致发生意外爆炸事故。所以在炸药的制造、贮存过程中应严格控制环境条件，避免炸药的热分解。

88燃烧燃烧是比热分解更高一级的化学反应形式，往往是由受热或火焰引起的。燃烧是物质的氧化过程，所以一般物质燃烧需要外界提供氧，而炸药本身含有丰富的氧和燃料，不需要外界的氧就可以燃烧，一旦炸药燃烧，靠隔绝空气的灭火方法不起作用，往往还会加速炸药的燃烧。炸药燃烧时对压力比较敏感，压力越大，燃速越高，甚至由燃烧转变为爆炸，所以在密闭条件下燃烧是很危险的。在炸药贮存时，要注意创造不利于燃烧的条件，如改善通风条件。

89爆炸爆炸是炸药的最高化学反应形式。与燃烧的区别在于燃烧靠热传导传递能量和激发化学反应，爆炸则靠冲击波传递能量和激发反应区；燃烧受环境影响较大，爆炸则基本上不受环境影响。爆炸的反应速度、温度和压力都比燃烧高得多。所以爆炸表现出强烈的破坏作用。爆炸是爆破安全的主要控制对象。爆炸过程中遇到不利因素也可能导致爆炸中断，使爆炸过程转变为燃烧或热分解。

90爆轰

爆炸速度增长到稳定爆速的最大值时就转化为爆轰，爆轰是指炸药以最大稳定速度进行的反应过程。特定的炸药在特定的条件下的爆轰速度为常数。爆炸和爆轰并无本质上的区别，只不过是传播速度不同而已。爆轰的传播速度是恒定的，爆炸的传播速度是可变的，就这个意义上讲，也可以认为爆轰是爆炸的一种特殊形式，即稳定的爆炸。914.1.4炸药的分类按炸药的用途划分为：起爆药猛炸药发射药按炸药组成的化学成分划分为：单质炸药混合炸药按使用条件划分为：准许在地下和露天爆破工程中使用的炸药，包括有沼气和矿尘爆炸危险的作业面。准许在地下和露天爆破工程中使用的炸药，但不包括有沼气和矿尘爆炸危险的作业面。只准许在露天爆破工程中使用的炸药。

924.2起爆药和单质炸药起爆药单质猛炸药混合猛炸药934.2.1起爆药特点是：在很小的外界能量（如火焰、摩擦、撞击等）激发下就发生爆炸。起爆药的敏感度一般都很高，用作雷管的起爆药，用量很少。工业雷管中的起爆药有：雷汞、氮化铅和二硝基重氮酚等，都是单质炸药。

944.2.2单质猛炸药单质猛炸药是单一化学成分的高威力炸药。这类炸药对外能的敏感度比起爆药低，需用起爆药的爆炸能来起爆。主要用于雷管的加强药、导爆索的药芯、起爆弹等起爆器材，还大量用作混合炸药的敏化剂。工业常用单质猛炸药有：梯恩梯、黑索金、泰安、硝化甘油和特屈儿。硝酸铵主要用于混合炸药的主要成分。954.2.3混合猛炸药炸药的性能对爆破效果和安全均有很大影响，所以工业炸药要符合下列要求：爆炸性能良好，具有足够的威力和必要的敏感度；制造、运输、贮存和使用安全可靠，爆炸后生成的有毒气体少；理化性能稳定，在规定的贮存期内不变质失效；原料来源广，加工容易，成本低。96常用的混合猛炸药铵梯类炸药铵油炸药铵松腊炸药浆状炸药水胶炸药乳化炸药硝化甘油炸药黑火药煤矿许用炸药97特种爆破材料高分子混合炸药静态破碎剂984.3炸药的起爆起爆与起爆能起爆机理炸药的感度994.3.1起爆与起爆能引起炸药爆炸的外能称为起爆能，引起炸药爆炸的过程称为起爆。起爆能可以归纳为三类：热能机械能爆炸能1004.3.2起爆机理活化能理论过程：外能使部分分子变为活化分子Ⅰ－炸药的分子平均能量Ⅱ－爆炸产物C的分子平均能量Ⅲ

－发生化学反应所需最低能量E1－活化能,125－250KJ/molΔＥ－释放出的能量,840－1250KJ/mol1014.3.2起爆机理（续）热能起爆机理－热能积累率高于散失率机械能起爆机理－灼热核爆炸冲能起爆起理－爆炸冲能在瞬间转变为机械能或热能，在炸药的局部形成灼热核1024.3.3炸药的感度炸药的敏感度炸药的热感度炸药的机械感度炸药的爆炸冲能感度

103炸药的敏感度

炸药在外能作用下，发生爆炸反应的难易程度叫做炸药的敏感度，简称感度。炸药的敏感度高低对于炸药的加工制造、贮存运输及安全使用都十分重要。研究炸药的感度的目的在于掌握炸药在特定条件下爆炸的可能性，分析影响感度的诸因素，通过采用相应的措施，使炸药的感度满足生产、贮存、运输、使用和经济上的不同要求。

104炸药的热感度

炸药在热能的作用下发生爆炸的难易程度称为炸药的热感度。炸药的热感度目前主要采用实验测定的方法来确定。通过测定炸药的爆发点、火焰感度来确定。

105爆发点测定仪爆发点指炸药在规定时间(5min)内起爆所需加热的最低温度。爆发点越低的炸药，热感度越高。爆发点测定原理很简单，将定量炸药（0.05g）放在恒温的环境中5min，如果炸药没有爆炸，说明此环境温度太低，升高环境温度后再试，如果不到5min就爆炸，说明环境温度太高，降低环境温度再试，直到调整到某一环境温度时，炸药正好在5min爆炸，此环境温度就是炸药的爆发点。

1-合金浴锅；2-电热丝；3-外壳；4-隔热层；5-锅盖；6-铜试管；7-温度计；8-放气孔；9-低熔点合金106常见炸药的爆发点炸药名称爆发点（0C）炸药名称爆发点（0C）二硝基重氮酚170­～175泰安205～215雷汞170～175黑索金215～235胶质炸药180～200梯恩梯290～295特屈儿195～200硝铵类炸药280～320硝化甘油200～205叠氮铅330～340107火焰感度测量装置炸药在明火（火花，火焰）的作用下发生爆炸的难易程度，称为炸药的火焰感度。火焰感度用图3-2所示火焰感度测量装置测定，试管内装入待试炸药（起爆药0.05g，猛炸药0.1g），通过调整导火索头距炸药的距离X，点燃导火索进行试验，同样距离试验六次，找出六次同样试验100%都能使炸药点燃的最大距离Xmax和100%都不能使炸药点燃的最小距离Xmin，Xmax越大，炸药的火焰感度越高，Xmin越小，火焰感度越低。当起爆炸药时，要了解炸药的Xmax；当从安全方面考虑时，要了解炸药的Xmin。1-支座；2-炸药；3-试管；4-下夹头；5-上夹头；6-导火索；7-标尺108炸药的机械感度机械感度主要有撞击感度和摩擦感度。在爆破工程中，雷管内利用起爆药的热感度起爆，起爆药与炸药间利用爆炸能起爆，一般不用炸药机械感度起爆。机械感度主要影响炸药的贮存、运输和使用安全，机械感度高的炸药会给爆破工程带来更多的不安全因素，所以爆破工程中不希望炸药的机械感度高。在军火方面，弹药的引信一般用机械作用起爆，机械感度对弹药的起爆有重要意义。

109撞击感度

撞击感度表示炸药在撞击作用下发生爆炸的难易程度。撞击感度用实验方法测定，实验的原理是利用自由落体的能量撞击炸药，猛炸药用垂直落锤仪，起爆药用弧形落锤仪。110猛炸药的撞击感度测定猛炸药用垂直落锤仪，撞击能量较大，在撞击能固定的条件下，用25次同等试验中炸药发生爆炸的百分率表示所试炸药的撞击感度。1-击砧装置；2-导轨；3-落锤；4a-电磁铁；4b-钢爪；5-钢丝绳；6-标尺；7-底座；8-套筒；9-下击柱；10-炸药；11-上击柱

111猛炸药的撞击感度炸药名称撞击感度（%）炸药名称撞击感度（%）梯恩梯4～9铵松腊炸药0～4特屈儿50～602#岩石炸药32～40黑索金70～801#岩石炸药48～56泰安10062%胶质炸药100112起爆药的撞击感度测定起爆药用弧形落锤仪，撞击能量较小。通过调整重锤的落高，同一落高下做多次试验，100%能使炸药爆炸的最小落高为上限距离，100%不能使炸药爆炸的最大距离为下限距离。试验次数10次以上。1-定位钩；2-弧形架；3-炸药；4-钢底座；5-落锤113三种起爆药的撞击感度炸药名称锤重(g)上限(mm)下限(mm)雷汞4808055叠氮铅97523565～70二硝基重氮酚500

225114摩擦感度

摩擦感度衡量炸药在摩擦作用下发生爆炸的难易程度。摩擦感度用摆式摩擦感度测量仪测定，测量原理如右图。

1-摆锤；2-击杆；3-角度标量；4-测定装置；5-油压机；6-压力计；7-顶板；8-上下击柱；9-炸药；10-导向套；11-柱塞

115炸药的摩擦感度炸药名称摩擦感度（%）炸药名称摩擦感度（%）梯恩梯0铵松蜡4～16特屈儿242号岩石炸药16～20黑索金901号煤矿炸药28铵铝高威力炸药402号煤矿炸药364号高威力炸药32

116炸药的爆炸冲能感度

爆炸冲能感度指炸药在爆炸冲击波的作用下发生爆炸的难易程度。当炸药爆炸时，产生的爆炸冲击波对相邻或附近炸药作用，受作用炸药被引发爆炸的难易程度即该炸药的爆炸冲能感度。用爆炸冲能起爆炸药是爆破工程起爆的主要方法。炸药爆炸冲能感度常用极限起爆药量、殉爆距离来衡量。117极限起爆药量保证炸药起爆所需的最小起爆药量称做该炸药的极限起爆药量(简称极限药量)。如用A炸药起爆B炸药，能使B炸药完全起爆的A炸药的最小药量称为B炸药的极限起爆药量，实验装置见右图。1-雷管；2-导火索；3-铅板

118几种炸药的极限起爆药量起爆药名称受试炸药（克）梯恩梯特屈儿黑索金雷汞0.240.190.19氮化铅0.160.100.05二硝基重氮酚0.1630.170.13119殉爆距离

工业炸药的爆炸冲能感度常用殉爆距离大小来衡量。主爆药包与从爆药包同置于直径与药包直径相近的半圆沟中。两个药包纵轴在同一水平线上，距离为l，主爆药包由雷管起爆后，产生强烈空气冲击波，在一定距离范围内，可以激起从爆药包爆炸。足以使从爆药包爆炸的药包间最大距离，就是炸药的殉爆距离。殉爆距离的单位用cm表示。殉爆距离大，说明炸药的爆炸冲能感度高。用殉爆距离作标准比较不同炸药感度时，一定要保持相同的测定条件，否则就失去测定结果的可比性。1-雷管；2-主爆药包；3-从爆药包

1204.4

炸药的爆轰理论一、爆轰波伴随有化学反应，在炸药中传播的特殊形式的冲击波称为爆轰波，这个过程叫做爆轰过程。并非任何冲击波都可以激发爆轰过程，大致分五种情况。1214.4

炸药的爆轰理论（续）爆轰波的结构：爆轰波波阵面＝压缩区＋反应区爆轰波特点：只存在于爆轰过程；反应区是爆轰传播保证；爆轰波具有稳定性。1224.4

炸药的爆轰理论（续）二、稳定爆轰的条件（一）反应区的反应机理一是整体均匀灼热，适用于均质炸药；二是热点局部灼热引起的化学反应，反应区宽。工业炸药是混合炸药，反应区中的化学反应具有多阶段的特点。

Pc-j

＝(P2+P3)/21234.4

炸药的爆轰理论（续）二、稳定爆轰的条件（二）理想爆轰与稳定爆轰临界直径和极限直径理想爆轰区：爆速最大稳定值非理想爆轰区：包括稳定爆轰区和不稳定爆轰区铵油炸药无法达到极限直径，尽管达到了稳定爆轰，但属于非理想爆轰，化学反应过程中炸药能量没有完全充分释放出来，能量损失很大。1244.4

炸药的爆轰理论（续）二、稳定爆轰的条件（三）侧向扩散对反应区结构的影响d<d临时，爆轰中断，因为侧向扩散的能量消耗导致维持爆轰波传播的能量减少。化学反应生成的高温高压气体产物，自反应区侧面向外扩散。扩散区包括来不及反应或反应不完全的炸药颗粒以及中间产物。1254.4

炸药的爆轰理论（续）1264.4

炸药的爆轰理论（续）三、影响稳定传爆的因素（一）药包直径（二）药包外壳1274.4

炸药的爆轰理论（续）1284.4

炸药的爆轰理论（续）三、影响稳定传爆的因素（三）装药密度就一种炸药而言，极限密度并不是一个定值，它受炸药颗粒、混合均匀程度、含水量大小、药包直径以及外壳约束条件等因素的影响而变化很大。1294.4

炸药的爆轰理论（续）三、影响稳定传爆的因素（四）径向间隙

小直径炮孔爆破时，径向间隙量为10－15mm条件下，间隙效应最显著。（五）炸药粒度

药包直径一定时，颗粒越细，反应区宽度越小，能量损失越少，越有利于稳定传爆。混合炸药的粒度比对D影响明显。130四炸药的氧平衡问题炸药是一种载氧体，炸药的爆炸过程实质上是可燃元素与助燃元素发生极其迅速和猛烈的氧化还原反应的过程。反应结果是氧和碳化合生成二氧化碳(CO2)或一氧化碳(CO)，氢和氧化合生成水(H2O)，这两种反应都放出了大量的热。氧平衡就是衡量炸药中所含的氧与将可燃元素完全氧化所需要的氧两者是否平衡的问题。

131氧平衡分类零氧平衡：系指炸药中所含的氧刚够将可燃元素完全氧化；正氧平衡：系指炸药中所含的氧将可燃元素完全氧化后还有剩余；负氧平衡：系指炸药中所含的氧不足以将可燃元素完全氧化。

132研究氧平衡的意义只有当炸药中的碳和氢都被氧化成CO2和H2O时，其放热量才最大。零氧平衡一般接近于这种情况。负氧平衡的炸药，爆炸产物中就会有CO、H2，甚至会出现固体碳；而正氧平衡炸药的爆炸产物，则会出现NO、NO2等气体。CO、NxOy不仅是有毒气体，而且对瓦斯爆炸反应起催化作用，因此这样的炸药就不能应用于地下矿井的爆破作业。由此可见，研究氧平衡不仅具有理论意义，而且是设计混合炸药配方、确定炸药使用范围和条件的重要依据。

氧平衡值的计算方法单质炸药CaHbOcNd

：含铝炸药CaHbOcNdXe

：混合炸药：硝酸铵的氧平衡值将硝酸铵（NH4NO3）写成炸药通式应为：C0H4O3N2，M＝80克，将各数据代人公式即得：硝酸铵氧平衡值=求混合炸药各成分的配比

配制由硝酸铵和柴油两成分组成的混合炸药，使炸药达到零氧平衡。求两种成分的合适配比。解：已知硝酸铵和柴油的氧平衡值分别为+0.20g/g和-3.24g/g，设混合炸药中硝酸铵和柴油所占的比例分别为x和y，则有；

x+y=100%

0.2x+(-3.24)y=0解方程组得：x=94.5%，y=5.5%。所以，该炸药合适的配比应为硝酸铵占94.5%；柴油占5.5%。

4号浆状炸药的组分配比与氧平衡值

组分名称含量(%)氧平衡值(g/g)硝酸铵60.2+0.200水16.50梯恩梯17.5-0.740白芨胶2.0-1.066尿素3.0-0.80硼砂1.30氧平衡值＝60.2％×0.200+17.5％×(-0.740)+2％×(-1.066)+3.0％×(-0.80)

＝0.1204-0.1295-0.0213-0.0240

＝-0.0544(g/g)

137从理论上讲，适当调整炸药的组分配比，使其保持零氧平衡，在爆炸时可以不生成CO和NxOy。在实际爆破工程中，由于有些炸药并没有达到零氧平衡爆轰反应不完全，生产过程中混合不均匀、炸药种类、贮存条件、引爆方式和爆破条件等的不同，炸药爆炸时，总是要产生有毒气体的。这些有毒气体主要是CO和NxOy

，在硫化矿和含硫岩层中进行爆破时，或是含硫炸药爆炸时，还可能生成少量的硫化氢和二氧化硫。这些气体对于人体组织都是十分有害的。当其浓度超过一定限度时，将会导致人们中毒甚至死亡。对于有瓦斯和矿尘爆炸危险的矿井来说，这些气体还将对瓦斯和粉尘爆炸反应起催化作用。

爆炸产生的有毒气体1384.5

矿用硝铵炸药铵梯类炸药铵油炸药铵松腊炸药浆状炸药水胶炸药乳化炸药煤矿许用炸药1394.6工业炸药的爆炸性能指标爆速猛度爆力殉爆距离1404.6.1爆速爆速就是爆轰传播的速度，爆速越大，爆轰波的压力越高，爆炸的威力也越大。爆速的大小除了取决于炸药本身的性能外，还与密度、约束条件、药卷的直径等密切相关。因此，测定爆速应在标准条件下进行，以使测定值有可比性。测定的方法很多，现场常用的方法是导爆索法(也称对比测定法)。

爆速的测量1—雷管；2—药包；3—导爆索；4—铅板142炸药威力的衡量

炸药的威力可以通过理论计算的方法推算，但是由于理论计算的爆炸威力和有效利用的部分相差较大，所以在实际中通常用实验的方法确定。猛度和爆力是用得最广的衡量炸药威力的实验指标。

4.6.2炸药的猛度猛度是衡量炸药对邻近介质局部压缩、粉碎或击穿作用的指标。它是由高压爆轰产物对邻近介质直接强烈冲击压缩所产生的，其强烈程度取决于装药密度和爆速。

1-导火索；2-雷管；3-药包；4-钢片；5-铅柱；6-钢板；7-细绳；8-爆炸后被压缩的铅柱

猛度：h=60-h1(mm)1444.6.3

炸药的爆力

爆力是指炸药爆炸在介质内部产生的对介质整体的压缩、破坏和抛移作用，其作用范围大，可达到药包体积的几百至几千倍以上。爆力作用是由于应力波在介质中的传播和爆炸气体膨胀综合产生的压缩和破坏的结果，其大小与爆炸能量成比例，也与爆炸气体体积有关，体积大，爆力作用增强。测定炸药爆力大小的方法有几种，如铅涛法、爆破漏斗法、弹道摆法、弹道臼炮法等。

铅柱法测定爆力a)爆炸前铅柱b)爆炸后铅柱1-铅柱；2-雷管；3-药包；4-石英砂

爆力V=V1-V2cm3

炸药的发展史一千多年前黑火药诞生于中国道家的炼丹炉1846年意大利的阿斯卡尼奥.舍彼里奥发现硝化甘油1867年诺贝尔降低硝化甘油的感度黑火药在二十世纪30～40年代失去在工业和军事上的统治地位。二十世纪早期，人们通过偶然的爆炸事故发现硝酸铵不仅可以用化肥使用，而且还是一种爆炸物质，可以用来配制炸药。于是，各种各样的价格便宜的硝铵炸药应运而生

2.1工业炸药分类按炸药的用途划分为：起爆药猛炸药发射药按炸药组成的化学成分划分为：单质炸药混合炸药

按使用条件划分为：准许在地下和露天爆破工程中使用的炸药，包括有沼气和矿尘爆炸危险的作业面。准许在地下和露天爆破工程中使用的炸药，但不包括有沼气和矿尘爆炸危险的作业面。只准许在露天爆破工程中使用的炸药。

2.2工业常用炸药起爆药单质猛炸药混合猛炸药起爆药特点是：在很小的外界能量（如火焰、摩擦、撞击等）激发下就发生爆炸。起爆药的敏感度一般都很高，用作雷管的起爆药，用量很少。工业雷管中的起爆药有：雷汞、氮化铅和二硝基重氮酚等，都是单质炸药。

单质猛炸药单质猛炸药是单一化学成分的高威力炸药。这类炸药对外能的敏感度比起爆药低，需用起爆药的爆炸能来起爆。主要用于雷管的加强药、导爆索的药芯、起爆弹等起爆器材，还大量用作混合炸药的敏化剂。工业常用单质猛炸药有：梯恩梯、黑索金、泰安、硝化甘油和特屈儿。混合猛炸药炸药的性能对爆破效果和安全均有很大影响，所以工业炸药要符合下列要求：爆炸性能良好，具有足够的威力和必要的敏感度；制造、运输、贮存和使用安全可靠，爆炸后生成的有毒气体少；理化性能稳定，在规定的贮存期内不变质失效；原料来源广，加工容易，成本低。常用的混合猛炸药铵梯类炸药铵油炸药铵松腊炸药浆状炸药水胶炸药乳化炸药硝化甘油炸药黑火药煤矿许用炸药2.3特种爆破材料高分子混合炸药静态破碎剂高分子混合炸药分子质量大于一万，用于军事、民用等按物理状态和成型工艺分类：塑(粘)性炸药

挠性炸药

压装炸药

泡沫炸药

耐热炸药

4.7

起爆器材与起爆方法

工程上大量使用的炸药敏感度都比较低，必须用爆炸能来引爆，感度稍高的工业炸药可以用雷管的爆炸能来引爆，雷管是人为地将热能转变为爆炸的器件。感度低的工业炸药需要用起爆药包引爆，起爆药包用雷管引爆。4.7.1火雷管起爆4.7.2电雷管起爆4.7.3导爆管—雷管起爆4.7.4导爆索起爆4.7.5混合（或联合）起爆4.7.1火雷管起爆火雷管结构导火索起爆安全火雷管起爆优缺点火雷管结构1-管壳，用金属、纸或塑料制成圆管状，使雷管联成一体；2-加强帽，中心带小孔的金属罩，用0.2mm厚的铜片冲制而成；3-主起爆药，具有良好的火焰感度；4-副起爆药（加强药），爆炸威力更大，爆速更高；5-导火索插口；6-聚能穴，使起爆时能量集中，形成射流。

导火索

和火雷管配套使用的索状点火材料药芯是黑火药，外有白色防潮、抗拉材料导火索用明火点燃燃速为100～120s/m燃速和喷火能力是安全使用的保证燃速不稳、火焰喷射长度小于40mm的导火索即为不合格产品，不能使用。

起爆安全点火起爆由专人完成，点火器材有导火索段、点火棒、点火线、点火筒、点火三通等。每人只点一个炮时，点燃导火索后迅速撤离到安全区即可。一人点多个炮时，点火前应按爆破设计要求，确定各个炮点的点火顺序，调整每个炮点导火索的长度，控制起爆时间间隔，相应地确定点火器材上火源的时间间隔，实现一次点火。

火雷管起爆优缺点优点：操作技术简单，工人容易掌握，起爆的准备工作量少；一般不受外来电的影响，除非雷电直接击中它；成本低，便于推广。缺点：起爆前无法用仪表来检查起爆网路联接的质量；不能用于有沼气和矿尘爆炸危险的地点；必须人工在爆破点逐个点火，安全性差；不能精确控制爆破顺序，不能用于要求较高的控制爆破。

4.7.2

电雷管起爆电雷管的基本原理和分类电雷管的特性参数和连接方法电雷管起爆网安全电雷管起爆网设计电雷管起爆优缺点基本原理和分类

电雷管用电能转化的热使雷管中的炸药起爆。按照电雷管的延时，可以将电雷管分为：瞬发电雷管秒延时电雷管毫秒电雷管瞬发电雷管的结构a)直插式 b)引火头式1-脚线；2-管壳；3-密封；4-纸垫；5-桥丝；6-引火头；7-加强帽；8、9-主起爆药；10-副起爆药

秒延期电雷管的结构1-脚线；2-密封塞；3-管壳；4-引火头；5-副起爆药；6-导火索；7-加强帽；8-主起爆药

毫秒电雷管的结构(a)装配式(b)直填式；

1-脚线；2-密封塞；3-桥丝；4-引火头；5-延期药；6-加强帽；7-主起爆药；8-副起爆药；9-管壳

电雷管的特性参数全电阻最大安全电流最小准爆电流点燃时间tB和传导时间

点燃起始能（最小发火冲能）全电阻桥丝材料桥丝电阻

脚线长度m脚线材料全电阻

允许误差

康铜0.7～1.02铁线2.5～4.0

0.13铜线1.0～1.5

0.13镍铬2.5～3.02铁线5.6～6.3

0.40铜线2.8～3.8

0.42最大安全电流

电雷管通以恒定直流电流持续5min，不致引燃电雷管引火头的最大电流，称为电雷管的最大安全电流。国产电雷管的最大安全电流，康铜桥丝电雷管为0.3～0.55A，镍铬桥丝电雷管为0.125～0.175A。规定最大安全电流是为了保证爆破作业的安全，并作为设计爆破专用仪表输出电流的依据。检测电雷管用的电参数仪表的输出电流不得超过30mA。

最小准爆电流

肯定能引爆电雷管的最小直流电流，称为电雷管的最小准爆电流。国产电雷管的最小准爆电流不大于0.7A。在实际设计中，设计流过每个电雷管的电流一般比最小准爆电流大得多，直流取2～2.5A，交流取2.5～4A。

点燃时间tB和传导时间

点燃时间tB指从通电到引火头点燃的时间。传导时间指从引火头点燃到雷管爆炸的时间。点燃时间和传导时间之和称为电雷管的反应时间，表示电雷管从通电到爆炸所经历的时间。在设计起爆网络必须保证每个电雷管通电时间超过点燃时间。

点燃起始能I2tB称为电雷管的点燃起始能，表示电雷管对电流的敏感程度。所需电流越小，电雷管越敏感。一般用点燃起始能的倒数表示电雷管的敏感度，即Sm=1/I2tB。在起爆设计中，应尽可能使用点燃起始能接近的电雷管。

电起爆网路设计

串联电起爆网路

并联电起爆网路

混合联电起爆网路串联电起爆网路213串联电起爆网路1-电雷管；2-导线；3-起爆电源R线——导线电阻；r——单个雷管的全电阻；n——电雷管的数目。——串联电雷管的准爆电流(4-7-1)并联电起爆网路1-电雷管；2-导线；3-起爆电源132式中，m——并联电雷管数；其它符号意义与前相同。(4-7-2)混合联电起爆网路a)并串联电爆网路；b)串并联电爆网路

式中n——一组内串联的雷管数或串联组数；

m——一组内并联的雷管数或并联组数；

——单发电雷管的准爆电流。(4-7-3)电起爆网安全电雷管起爆网由电雷管、连接导线和起爆电源组成。通过每个电雷管的电流，一般爆破需直流2A，交流2.5A；大爆破需直流2.5A，交流4A；同次爆破用同厂、同类型、同批生产的电雷管；用专用仪表测量起爆网上每个串并联组，保证导通，且电阻值与设计值相符。由于电容放电时电流很小，电压可达几干伏，所以电容式起爆器适合于串联起爆。照明和动力电源更适合于并联起爆网。当爆破现场有静电或杂散电流时，有可能引起电雷管意外爆炸，所以必须先对现场的静杂电进行检测。例1采用交流输电线路为起爆电源，电压220V，单个电雷管的准爆电流按2.5A计算。雷管全电阻为4Ω，雷管脚线直接相连，主线电阻为2Ω。试计算串联电爆网路可起爆的雷管数目。解：电爆网路总电阻R=4n+2，代入式（4-7-1），即得

n=21.5取

n=21（小数位只能舍去）

答：略。例2某井下矿进行中深孔爆破，一次起爆50个炮孔，每个炮孔内装两发电阻为5Ω的电雷管。拟用并串联电爆网路。每个药室中2发电雷管并联，10个炮孔为一串组，50个炮孔分5组并联。主导线电阻为8Ω。问采用220V的交流电作为起爆电源是否可靠？解：电爆网路中每发电雷管能得到的电流为由于，故不符合准爆条件，所以采用220V交流电压不够。为保证可靠地起爆全部电雷管，可采取以下措施：

措施1①采用380V交流电作为电起爆网路的电源，则有措施2②改用截面积较大的导线，使导线电阻变小，设导线电阻减小到5Ω，则电雷管起爆的优点可以实现远距离操作，提高了起爆的安全感；可以同时起爆大量药包，有利于增大爆破量；可以准确控制起爆时间和延期时间，有利于改善爆破效果；爆前可以用仪表检查电雷管的质量和起爆网路的施工质量，从而保证了起爆网路的正确性和起爆的可靠性。电雷管起爆的缺点准备工作复杂，作业时间长；电爆网路设计和计算繁琐，要求操作者具有一定的电工知识；必需具备起爆的电源；易受静电和杂散电流的影响而发生早爆事故。

问题？某露天爆破，一次起爆100个炮孔，每个炮孔内装三发电阻为4Ω的电雷管，起爆点距爆区400m，主导线电阻为0.005Ω/m。试设计出爆破网络，并计算出相关参数。4.7.3导爆管—雷管起爆导爆管导爆管雷管导爆管的连接起爆方法优缺点导爆管导爆管也称Nonel管，用高压聚乙烯制成的透明塑料软管，外径3.0mm，内径1.5mm。管的内壁喷涂一层极薄的传爆炸药，是以黑索金或奥克托金和敏化剂、少量硬脂酸等为主要成分的粉状混合炸药，药量为16～20mg/m。导爆管可以被任何可以产生冲击波的起爆器材起爆。当导爆管受外界冲击能作用时，在管内产生冲击波。由于冲击波的管道效应，导爆管内壁上的猛炸药产生很快的化学反应，反应释放出的能量补充冲击波过程中的能量损失，使冲击波以大约1800～2000m/s的速度稳定传播。冲击波传到雷管使雷管爆炸。

导爆管雷管

导爆管雷管分为瞬发和延期雷管两类，延期雷管又分毫秒、半秒和秒延期几个系列，有比较全的延期分段。导爆管雷管的结构和电雷管相似，只不过引火部分是导爆管，而不是引火头和脚线。

延期导爆管雷管1-导爆管；2-塑料塞；3-管壳；4-延期药；5-加强帽；6-主起爆药；7-副起爆药导爆管的连接

导爆管能够在管内传播冲击波，对管外的作用极小，与导爆管外壁接触的雷管或炸药不会受管内传播的冲击波的影响而爆炸。因此在连接导爆管时，直接将导爆管与导爆管捆扎在一起不起作用，必须用专用的连接件或雷管才能将导爆管连接起来，使管内冲击波从一个导爆管传给另一个导爆管。连接件有：连通管非电导爆四通连接块连通管分岔式连通管集束式连通管

非电导爆四通1-主爆导爆管；2-外壳；3-大内管；4-延期药；5-导爆药；6-被爆导爆管连接块1-连接块主体；2-传爆雷管3-主爆导爆管；4-被爆导爆管起爆方法爆破点延期起爆网1-总起爆雷管；2-导爆管3-连接块或瞬发雷管；4-爆破点延期雷管

起爆方法爆区连通时延期起爆网1-总起爆雷管；2-延期传爆雷管；3-爆破点瞬发雷管；4-导爆管

优缺点优点：属于非电起爆，不受静电、杂散电流影响；操作简单，使用方便；延期系列全，可以满足各类工程爆破的控制要求。缺点：不能用仪表检查联接质量；不能用于有瓦斯、煤尘爆炸危险的环境。4.7.4导爆索起爆导爆索继爆管导爆索安全起爆优缺点导爆索

导爆索是一种传递爆轰的索状起爆器材，结构与导火索类似，药芯为黑索金、太安（白色）等单质猛炸药，普通导爆索外皮为红色。导爆索分为普通、安全、高抗水、高能、低能导爆索多种。国产普通导爆索药芯为黑索金，药量为12～14g/m，外径6mm，爆速不低于6500m/s，可以直接起爆炸药、雷管和导爆管，具有一定的抗水性能。安全导爆索内加有消焰剂食盐；高抗水导爆索外包裹层内有一层塑料防水层，以便在深水中使用；高能导爆索药量比普通导爆索大，低能导爆索的药量比普通导爆索少，分别用在特殊的爆破作业。继爆管继爆管和导爆索配合使用，可达到毫秒延期的效果，起爆能力不小于8#雷管。a-单向继爆管；b-双向继爆管1-消爆管；2-大内管；3-外套管；4-延期药；5-加强帽;6-主起爆药；7-副起爆药；8-导爆索；9-连接管

导爆索安全起爆导爆索起爆主要由导爆索和继爆管组成，导爆索起传爆作用，继爆管起延时作用，还需要用其它雷管起爆导爆索，才可以构成完整的起爆系统。起爆导爆索可以用火雷管、电雷管或导爆管雷管。雷管和导爆索、导爆索和导爆索之间的连接只要绑扎在一起即可。

导爆索起爆网的连接

a)分段并联；b)并簇联;c)导爆索搭头接；d)导爆索水手结；e)导爆索T型结1-起爆雷管；2-主导爆索；3-副导爆索

优缺点优点：导爆索起爆可以实现各种控制爆破；起爆简单、可靠、起爆能力大；不受静杂电的影响；有一定的耐水能力。缺点：成本较高；不能用仪表检测网络的连接质量。

竖井断面的布置形式第二节：竖井断面尺寸的计算井壁壁座第三节：巷道断面设计第四节巷道掘进掘进通风第五节巷道支护棚式支架第七章矿床开拓第二节开拓方法斜井开拓法某矿下盘开拓方案第四节中段高度的确定第五节主要巷道位置的确定第六节中段平面开拓设计第三节采矿方法分类第四节采场运搬爆力运搬及水力运搬第五节底部结构电耙出矿振动放矿机出矿的底部结构掩护支架底部结构第六节向矿车装矿装矿漏口构造示意图空场法适用条件： 矿石和围岩稳固，采空区允许一定时间的暴露。这是最早、最广泛应用的采矿方法。分类 全面采矿法、房柱采矿法、留矿采矿法、分段矿房法、阶段矿房法第二节全面采矿法适用条件：矿体和围岩均稳固厚度：薄和中厚，小于5~7m倾角：缓倾斜（一般小于30度）特点：工作面沿矿体走向或倾斜方向全面推进；将夹石或贫矿留下，呈不规则矿柱矿柱一般不回采，为永久损失（或用人工支柱支撑顶板）微倾斜：将矿田划分成盘区，工作面沿全宽向长轴方向推进。宽度为200~300米（自行设备运搬）；80~150米（电耙运搬）。矿柱宽10~15米或30~40米。缓倾斜：划分成阶段（阶段高15~30米，间柱2~3米）；结构参数采准与切割（简单）掘进阶段运输巷道在阶段中掘1~2个上山在底柱中开漏口（间隔5~7m)布置电耙巷道硐室回采从切割上山开始，（向一侧或两侧）；厚度小于3m时，全厚度一次回采；厚度大于3m时，以阶梯状工作面回采；出矿：用电耙（矿体厚度小）或自行设备（大厚度）稳定性：留不规则矿柱，打锚杆采空区处理：采空区较大，应加强通风房柱采矿法实例地理位置：位于河北省，秦皇岛144公里，交通方便；矿床类型：中温热液裂隙充填含金石英脉型矿床；矿岩均稳定；形状：层状、扁豆状及不规则束状，有多个分支。厚度：〈2m；倾角：20~40°评价优点工艺简单，采准与切割工作量小；生产率高，成本低；缺点矿石损失率大（10%~15%以上）；顶板暴露大，顶板管理和通风要求严格；第三节房柱采矿法适用条件：矿体和围岩均稳固倾角：水平或缓倾斜厚度：薄厚均可以（适用范围广）特点：在矿块或采区内矿房和矿柱交替布置；回采矿房时留连续或间断的规则矿柱；不仅可以采薄矿体，而且可回采后和极厚的矿体矿房可沿矿体的走向、倾斜或者伪倾斜布置，这取决于搬运设备；电耙搬运时，一般沿倾斜布置；矿房的长度：40~60m（电耙运搬）。矿房宽度一般8~20m（取决于矿体厚度和稳固性）矿柱直径：3~7m,间距：5~8m分区宽度：80~150m到400m~600m（根据分区矿板的安全跨度和分区生产能力）；结构参数：采准与切割阶段运输巷道布置在脉内或底板岩石中可在放矿溜井中存贮部分矿石有利于通风管理；可以保持运输巷道平直，有利于提高效率；缺点：增加了掘进工作量；1掘进放矿溜井2电耙硐室3掘进上山4掘进联络平巷5掘进切割平巷采准工作回采回采方法：跟厚度有关，厚度小于2.5~3m时，一次采全厚；大于2.5~3m时，分层开采；当矿体厚度小于8~10m并用电耙运搬时：在矿房下部拉底，用向上炮孔挑顶；浅孔落矿；用电耙绞车将矿石耙到溜井，放至运输巷道装车；当矿体厚度大于8~10m并用电耙运搬时：在顶板下面切顶，在矿房一侧开切割槽，以形成下向正台阶的工作面；切顶的高度一般为2.5~5m深孔落矿，用无轨设备搬运；顶板不稳固时局部不稳固时，可留矿柱，整体不稳固时，需要锚杆加固。评价采切工作量小，工作组织简单，通风良好，矿房生产力高；矿柱所占矿量大，矿石损失大；开采贵重金属时，可以用人工混凝土矿柱代替自然矿柱；应用锚杆加金属网维护不稳定底板，可扩大其应用范围；如使用大型无轨设备，其劳动生产率可大幅度提高；第四节留矿采