矿山爆破及矿用炸药

关于矿山爆破及矿用炸药岩石的矿物成分和组织特征岩石是一种或多种矿物组成的集合体，岩石的组织特征是指岩石的结构和构造。岩石的结构指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小和形状以及彼此间的组合方式岩石的构造指岩石中矿物集合体之间或矿物集合体与岩石其它组成部分之间的排列方式以及充填方式，如片理关或层状构造一、岩石的物理性质第2页,共277页，2024年2月25日，星期天岩石的孔隙度、密度、容重

岩石的孔隙度η是指岩石中的各种孔隙的总体积对岩石的总体积之比；

岩石的密度ρ是指构成岩石的物质集合相的质量对该物质集合相所具有体积之比

岩石的容重γ是指原岩重量G对包括孔隙在内的原岩体积之比第3页,共277页，2024年2月25日，星期天岩石的碎胀性

岩石的碎胀性指岩石破碎后因碎片间孔隙增多而总体积增大的性质，用脆胀系数表示岩石的波阻抗岩石的波阻抗指岩石的密度同纵波在岩石中传播速度的乘积第4页,共277页，2024年2月25日，星期天二、岩石的力学性质岩石的强度性质抗压强度抗剪强度抗拉强度抗拉强度最小，抗压强度最大都是静载条件下测出的，凿岩爆破都是动载，所以只能做参考第5页,共277页，2024年2月25日，星期天岩石的变形性质主要是弹性变形：金属矿山的岩石主要表现为弹性塑性岩石最好可以不用凿岩爆破方式破碎第6页,共277页，2024年2月25日，星期天三、岩石的硬度莫氏硬度——比较硬度，无数值关系莫氏硬度将岩石硬度分为10级：硬度 矿物 鉴定试验滑石 指甲易刻划石膏 指甲可刻划方解石 小刀易刻划萤石 小刀可刻划磷灰石 小刀刻划有痕迹长石 小刀刻划几乎不能刻划石英 小刀不能刻划，可划玻璃黄玉 能刻玻璃刚玉 能刻玻璃金刚石 能刻玻璃第7页,共277页，2024年2月25日，星期天四、岩石可钻性岩石的可钻性指在岩石上钻孔的难易程度，直接和凿岩工艺相关东北大学的凿碎法岩石可钻性分级比较实用用4公斤的锤自由落下，冲击40mm的一字形钎头，共480次，算出总冲击功，量出所凿孔的岩石体积，算出凿碎单位体积岩石所消耗的功，称为凿碎比功，即凿碎单位体积岩石所消耗的功。用凿碎比功的大小将岩石的可钻性分为7级20kgm/cm3以下为1级，70kgm/cm3以上为7级，中间每增减10kgm/cm3升降一级。特点是直接指标，不用换算。第8页,共277页，2024年2月25日，星期天凿测器示意图第9页,共277页，2024年2月25日，星期天五、普氏岩石坚固性分级M.M普罗托基雅可诺夫提出基本观点：岩石的坚固性在各方面的表现是一致的。难凿岩的岩石，也难爆破，运输磨损也大。将岩石的坚固性分为10级，I最坚固，X级最不坚固。将岩石在各类采掘作业中的坚固性表现换算成数值，综合起来用普氏系数f

表示，最大的f是20，f值愈大，岩石愈坚固。当时的f值是和当时的生产条件相对应的。现在的生产条件已经和当时不同了，不能再用当时的方法来确定。现在的f值是用岩石的抗压强度值（MPa）除以10，这样就出现了超过20的f值。与普氏当时的含义不完全相同。普氏岩石坚固性分级仍被广泛采用。第10页,共277页，2024年2月25日，星期天六、岩石爆破性分级东北大学钮强教授领导完成标准试验条件下，以爆破漏斗体积、大块率、小块率、平均合格率和岩石波阻抗为依据，算出岩石的爆破性指数

岩石爆破性指数F。公式不用记，知道含义就行。F<38为I级，极易爆；F=38以上—53为II级，易爆；F=53以上—68为III级，中等；F=68以上—81为IV级；难爆；F=81以上为V级，极难爆。岩石爆破性分级没有得到广泛应用。第11页,共277页，2024年2月25日，星期天七、岩石的磨蚀性岩石的磨蚀性指岩石对破岩工具的磨损强弱程度。用于衡量岩石对钻头、钻杆、破碎机械、磨矿机械、各种与岩石直接接触的设备的磨损。国内外曾提出过多种衡量岩石磨蚀性的指标，但得到实际应用的很少。东北大学曾进行过大量的研究工作，也提出过衡量岩石磨蚀的指标。对于象钻头（硬质合金）这类工具来讲，磨蚀性与岩石中石英的含量有直接关系，石英含量愈高，岩石的磨蚀性愈强，但当石英含量太高时，岩石的强度会降低（松散），岩石的磨蚀性反而会降低。第12页,共277页，2024年2月25日，星期天冲击式凿岩原理以一字形钻头为例冲击：破碎岩石过程回转：换位排粉：清洗孔底推进：使钻头始终压在孔底其它：操纵机构、润滑第13页,共277页，2024年2月25日，星期天二、小型风动凿岩机重量小于30公斤手持式：Y-30，Y-19，Y-20推力由人提供气腿式：YT-24（7655）推力由气腿提供上向式气腿式：YSP-45上向式凿岩式适用于掘进或小型凿岩爆破作业效率较低，人工劳动量大，孔不够深灵活性好，价低，应用最广第14页,共277页，2024年2月25日，星期天四、重型凿岩机相对于小型凿岩机而言是重型重量30~90公斤都是导轨式装在凿岩台车上使用YG35，40等，用在掘进YG-80，90；YGZ-外回转。采矿凿深孔用第15页,共277页，2024年2月25日，星期天五、潜孔钻机因冲击机构潜入孔底而得名除冲击机构外，其它机构都在孔外潜孔钻机没有小的，都是较大的，孔径一般都大于100毫米YQ-100，120，115，150，200，250等Q表示潜孔钻，有井下和露天之分，高低风压井下是支架式，露天是钻架式，带行走机构应用广泛，不仅用于采矿，还可钻井第16页,共277页，2024年2月25日，星期天七、钻头的选择原则硬质合金：W，Co类YG-8，YG-8c系列：后面的数字是Co钴含量YJ-1系列：后面的数字不是Co含量对软岩用硬的，对硬岩用软的Co含量愈高愈软，WC的颗粒愈小，愈硬第17页,共277页，2024年2月25日，星期天一、爆炸类型物理爆炸只是物态变化，物质没变，就是物理状态变化过程如锅炉、高压容器、轮胎的爆炸，容器内的气体在爆炸前后仍是同种气体，只是压力和体积变了爆炸前后物质分子式没变。第18页,共277页，2024年2月25日，星期天化学爆炸爆炸过程就是化学反应过程如炸药、瓦斯、粉尘爆炸 黑火药：2KNO3+S+3C=N2↑+3CO2↑+K2S爆炸后由原物质变成了新物质，物态当然也变爆炸过程中原子没变，只是分子变了爆破工程主要利用炸药爆炸第19页,共277页，2024年2月25日，星期天核爆炸某些物质的原子核发生裂变或聚变链锁反应时产生的爆炸原子变化过程爆炸在原子内发生原子弹和氢弹爆炸都属于这类第20页,共277页，2024年2月25日，星期天人类对爆炸的认识还远远不够，自然界可能还有威力更大、作用原理更加复杂的爆炸现象如太阳系里、银河系内、宇宙里的爆炸，我们了解甚少。至今为止我们所知的威力最大的动力是爆炸，在宇宙中是否还存在着其它远比爆炸威力更大的动力，有待我们去探索。研究爆炸现象实质上是在研究人类所认识的最大威力的动力。第21页,共277页，2024年2月25日，星期天二、炸药爆炸三要素放出大量热量——做功的能量是做功的能源，热量会不断加速反应，提高反应区的温度。生成大量气体——做功的介质气体是膨胀做功的介质，气体具有压缩性，瞬间产生大量气体，聚集在很小的空间内，提供了强大的对外做功能力。高速进行——做功的效率速度快，做功的功率就大，能量密度就高煤燃烧放出的热量比炸药多，但由于反应速度低，不能形成爆炸反应，而且做功的功率低，不能形成爆炸。以上三个条件缺一不可第22页,共277页，2024年2月25日，星期天三、炸药的反应形式燃烧反应炸药都是燃料，可以燃烧，避免燃烧以热传导方式传播，速度比爆炸低得多炸药燃烧可能转变为爆炸，也可能转变为热分解炸药燃烧时不需要氧气，自己就含有足够的氧灭火不同于一般燃料第23页,共277页，2024年2月25日，星期天热分解反应炸药热分解是有害的热分解时放出热，可能导致燃烧或爆炸可能使炸药变质，贮存问题热分解是必然的，我们所能做到的是控制其速度，尽早使用第24页,共277页，2024年2月25日，星期天爆炸反应是爆破所希望达到的一般爆炸反应的速度可达几千米/秒以爆轰波形式传播炸药以最大爆速稳定传爆过程称为爆轰，理想实际上炸药的爆炸反应很少能达到理想状态爆炸可能因不利因素影响而转变为燃烧甚至转变为热传导——糟了第25页,共277页，2024年2月25日，星期天爆轰爆轰是指炸药以每秒数千米的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。第26页,共277页，2024年2月25日，星期天a)传播方式不同。燃烧是通过热传导、热辐射和燃烧产物的扩散作用向未反应区传播；爆炸是靠反应区前面的冲击波来激发未反应的炸药（冲击波是波阵面上压强、质点密度和温度突变的压缩波）b)传播速度不同。燃烧时反应区的传播速度（燃速）低于未反应炸药中的声速；爆炸过程中反应区的传播速度（爆速）总是高于未反应炸药中的声速燃烧和爆炸的区别第27页,共277页，2024年2月25日，星期天四、炸药的分类通常采用两种分类按炸药的构成分类单质炸药，单一物质本身就是炸药，如梯恩梯混合炸药，由两种以上物质混合而成的炸药，如黑火药按炸药的用途分类起爆药：敏感度非常高，在非常小的外能作用下就会引爆，如雷汞，主要用于起爆器材猛炸药：敏感度比起爆药低得多，比较安全，威力比较大，大量用于爆破的主装药，有单质和混合猛炸药，主要的矿用炸药发射药：以爆炸或爆燃的方式反应，用于军事的发射药，也用于矿山某些特殊爆破烟火剂：制造烟花爆竹第28页,共277页，2024年2月25日，星期天还有其它分类工业炸药根据适用条件分为防水炸药和非防水炸药按照炸药的物态还可以将炸药分为固体炸药、浆状炸药、液体炸药和气态炸药按照用途还可以分为军用炸药、民用炸药第29页,共277页，2024年2月25日，星期天五、起爆药与猛炸药起爆药用于雷管中的起爆药起爆能最先点燃的就是起爆药敏感度最高用量最少常用起爆有三种第30页,共277页，2024年2月25日，星期天雷汞：Hg(CNO)2白色或灰白色微细晶体500分解，160—1650爆炸极敏感，潮湿或压制条件下感度降低，拒爆与铝反应生成物更敏感，不能用铝壳，般为铜或纸壳氮化铅：Pb(N3)2白色针状晶体与其它比热感度低，起爆威力大在潮湿环境下与铜反应而更敏感不同用铜壳第31页,共277页，2024年2月25日，星期天二硝基重氮酚：C6H2(NO2)N2O(简称DDNP）黄色或黄褐色晶体安定性好，水中也不受影响，750开始分解，170-1750C时爆炸机械感度低，热感度介于两者之间大量使用第32页,共277页，2024年2月25日，星期天二、单质猛炸药梯恩梯（TNT）三硝基甲苯C6H2(NO2)3淡黄色晶体，也称黄色炸药几乎不溶于水热安定性好，常温下不分解，1800C才分解遇火燃烧，可转为爆炸机械感度低，混入硬质掺合物感度高第33页,共277页，2024年2月25日，星期天爆力300mL,猛度18mm，爆速7000m/s爆热4222kJ/kg猛度和爆力的含义——炸药威力的指标广泛用途军用——黄色炸药工业炸药敏化剂雷管加强药好炸药第34页,共277页，2024年2月25日，星期天黑索金C3H6N3(NO2)3环三次甲基铵，简称RDX白色晶体，爆发点燃2300C,几乎不溶于水机械感度比TNT高，爆速8300m/s用于导爆索芯特屈儿好炸药泰安：简称PETN白色晶体，性能与黑索金差不多，用途相同第35页,共277页，2024年2月25日，星期天硝化甘油，简称NG无色或浅黄色，油状液体，不溶于水有毒机械感度很高，13.20C冻结，极敏感常用硝化棉或硅藻土吸收以降低感度最好的防水炸药第36页,共277页，2024年2月25日，星期天六、炸药的起爆起爆与起爆能起爆条件：打破原体系的平衡，足够的能量起爆能的形式热能起爆：火焰、加热，如起爆火雷管、电雷管内的起爆药。大量事故可能因火而发机械能起爆：撞击、摩擦、针剌，武器用，工业避免爆炸能起爆：用小爆炸起爆大爆炸，雷管起爆炸药各种起爆方式相互配合使用第37页,共277页，2024年2月25日，星期天起爆机理热能起爆机理：单位时间内炸药反应放出的能量大于散失到环境中的热量；放热量随温度的变化率超过散热量随温度的变化率冲击起爆机理利用冲击波对炸药的冲击而使之起爆，冲击波产生的方式很多，摩擦、机械振动、高速碰撞、粒子冲击等。爆炸冲能起爆在工程爆破中常利用起爆药的爆炸冲能去引爆次发炸药，例如：用雷管的爆炸使铵油炸药爆炸。第38页,共277页，2024年2月25日，星期天起爆药包主药包雷管热起爆能火雷管起爆炸药示意图第39页,共277页，2024年2月25日，星期天七、炸药的感度1、感度分类热感度火焰感度：导火索引爆炸药衡量炸药在明火作用下引发爆炸的难易程度导火索距炸药的距离大于或等于某距离时，被测炸药100%不能被引爆，则此距离称为上限距离上限距离反映了被测炸药的安全性当此距离小于或等于某距离时，被测炸药100%被引爆，此距离称为下限距离下限距离反映了该被测炸药对火焰起爆的可靠性爆发点：炸药放在金属容器里加热，5分钟正好爆炸的温度第40页,共277页，2024年2月25日，星期天机械感度撞击感度摩擦感度起爆感度极限起爆药量真正爆破应用的感度爆破实践中常用雷管感度，是否用雷管可起爆第41页,共277页，2024年2月25日，星期天热感度测定爆发点——用爆发点测定仪火焰感度——用导火索喷火引爆炸药6次全点着的最大距离为上限6次全不着的最小距离为下限2、感度的测定第42页,共277页，2024年2月25日，星期天爆发点测定装置

1、合金浴锅

2、电阻丝

3、隔热层

4、铜试管

5、温度计爆发点炸药在铜试管中正好5分钟爆炸的温度第43页,共277页，2024年2月25日，星期天机械感度撞击感度——用落锤仪25次试验，起爆的百分率表示第44页,共277页，2024年2月25日，星期天垂直落锤仪1、滑轮 2、钢丝绳3、导轨 4、钢爪5、刻度尺 6、落锤7、击柱 8、套筒冲击感度1、25次重复试验2、炸药爆炸的百分率3、起爆药不用这种测定第45页,共277页，2024年2月25日，星期天弧形落锤仪平行试验10次百分之百爆炸的最小落高为上限距离——表示敏感度百分之百不爆炸的最大落高为下限距离——表示安全性1、钢底座2、撞击装置3、弧形架4、轴架5、锤头6、定位钩7、支架第46页,共277页，2024年2月25日，星期天磨擦感度测定仪磨擦感度25次平等试验，起爆的百分率表示平等试验25次用爆炸的百分率表示磨擦感度第47页,共277页，2024年2月25日，星期天爆炸冲能感度极限起爆药量将待试炸药装入雷管中并装以不同量的起爆药起爆，能使炸药起爆的最小药量即为极限起爆药量殉爆距离混合工业炸药感度低，不能用极限起爆药量试验将两个药卷放在地上，起爆一个药卷，殉爆另一药卷能殉爆的最大距离即为工业炸药的爆炸冲能敏感度第48页,共277页，2024年2月25日，星期天殉爆距离测定第49页,共277页，2024年2月25日，星期天影响炸药感度的因素炸药的化学性质单质炸药：炸药的化学性质决定了炸药的敏感度，炸药分子中原子间结合愈牢固，为了破坏这种结构需要的外能就多，敏感度则低，反之敏感度就高混合炸药：的敏感度与其中敏感度高的爆炸成分的化学性质和含量密切相关

相态熔融状态的炸药比同类固体炸药的敏感度高，液态比同种炸药的固态敏感度高。如固态的梯恩梯炸药比液态的梯恩梯炸药敏感度低；胶化的硝化棉比压制的硝化棉敏感度低。第50页,共277页，2024年2月25日，星期天粒度对于高威力单质猛炸药，粒度越小，敏感度越高高敏感度的起爆药则相反装药密度粉状炸药的装药密度超过一定值时，随密度的增大，敏感度降低。如硝酸铵炸药的粒度越大，敏感度越低；散装的梯恩梯炸药可以用8#雷管可以起爆，铸压的梯恩梯则不能用8#雷管起爆第51页,共277页，2024年2月25日，星期天掺合物炸药中掺入其它物质对其敏感度影响很大。如：在含水炸药中掺入微气泡可以明显提高其敏感度；在炸药中掺入高熔点、高硬度的颗粒如石英砂、碎玻璃等能提高炸药的敏感度；在炸药中加入石蜡、石墨等柔软物质会降低炸药的敏感度第52页,共277页，2024年2月25日，星期天总结

影响炸药敏感度的因素很多，而且非常复杂，很难绝对下结论。在衡量炸药的敏感度时，要充分考虑引起炸药化学反应的机理、炸药本身的构成和应用环境，可靠的是通过实验来确定，不能盲目地下结论

第53页,共277页，2024年2月25日，星期天一、概述炸药起爆后是如何传播的炸药总是在一点起爆的，那么通过什么机制传播到整体爆炸？在什么条件下能可靠传爆？什么条件下可能发生爆轰中断？目前主要认可查普曼—朱格（Chapman-Jouget，简称C-J理论)的解释爆轰波理论是爆破的理论基础第54页,共277页，2024年2月25日，星期天二、冲击波概念爆轰波的基础是一种特殊形式的冲击波冲击波是爆轰波的基础，爆轰波是一种特殊形式的冲击波冲击波可以从理论上进行推导并能用实验进行验证——击波管冲击波是一种特殊形式的压缩波，和一般压缩波的波轰面不同，一般压缩波的波轰面是连续变化的，如正弦波，冲击波的波阵面则是突然跃升的飞机超音速飞行可能产生冲击波第55页,共277页，2024年2月25日，星期天2、爆轰波波阵面示意图特点爆轰波只存在于爆轰过程中爆轰结束也随之消失化学反应区是能源具有稳定性爆轰参数指2-2面上的参数

爆轰波的结构0-1区为冲击波1-2区为反应区2-2面为C-J面0-2为爆轰波阵面第56页,共277页，2024年2月25日，星期天3、稳定爆轰的条件混合炸药的反应机理1、各成分不同步2、爆轰压力是平均值（P1+P2）/23、反应区宽度大4、反应时间是各成分之和第57页,共277页，2024年2月25日，星期天理想爆轰与稳定爆轰爆速来衡量爆炸反应能量释放的多少理想爆轰的爆速最高，小于临界爆速爆轰中断，一般是以稳定爆轰进行，用药包直径影响来描述第58页,共277页，2024年2月25日，星期天侧向扩散的影响不稳定爆轰稳定爆轰理想爆轰第59页,共277页，2024年2月25日，星期天影响稳定传爆的因素药包直径——越大越好——尤其是低感炸药药包外壳——越坚固越好装药密度单质猛炸药密度大，性能好混合工业炸药则有最佳值炸药粒度——小了好，当药包直径很大时，影响不大第60页,共277页，2024年2月25日，星期天一、爆轰产物爆炸反应速度极高，达每秒几千米，所以可以认为爆炸反应过程发生在内在的元素之间，没有外界物质参与炸药主要含C、H、O、N几种元素，如NH4NO3由于爆炸过程极其短暂，炸药以外的物质很少或极少参与爆炸反应，所以爆轰产物只能是这几种元素重新组合爆炸产物可能有：CO2、CO、H2O、NO、NO2、O2、N2、C、H2其中N的氧化物和CO有毒，C、H2和CO易燃第61页,共277页，2024年2月25日，星期天二、炸药爆炸的氧平衡氧平衡的概念：单位质量炸药爆炸生成CO2和H2O后氧的剩余量（用g/g或%表示均可）理想状态：不要产生有毒气体燃料尽量都被氧化,不要剩下燃料没反应产物最好是CO2和H2O，这就是氧平衡的概念第62页,共277页，2024年2月25日，星期天

三种情况正氧平衡炸药中的氧含量足够将碳、氢元素完全氧化，且有剩余；结果可能生成N的氧化物零氧平衡炸药中的氧恰好够将碳、氢元素完全氧化，不多不少，氮不要和氧反应负氧平衡炸药中的氧不足以将碳、氢元素完全氧化，能量没有充分释放，碳、氢易燃第63页,共277页，2024年2月25日，星期天三、单质炸药氧平衡的计算第一步写出炸药的通式CaHbOcNd梯恩梯炸药：C6H2（NO2）3CH3

C7H5O6N3第二步氧平衡计算依据：一个碳原子完全氧化需要两个氧原子，一个氢原子完全氧化需要1/2个氧原子第三步简单判断当c–(2a+b/2)>0时，为正氧平衡；当c–(2a+b/2)=0时，为零氧平衡；当c–(2a+b/2)<0时，为负氧平衡。第64页,共277页，2024年2月25日，星期天第四步计算计算方法：炸药的分子式写为：CaHbOcNd计算：O.B={[c-(2a+b/2)]x16}/M式中：16是氧的原子量，M是炸药的分子量a,b,c,d分别是C，H，O，N的原子个数OB是氧平衡值，百分数或g/g都行第65页,共277页，2024年2月25日，星期天单质炸药氧平衡计算例题例1：TNT炸药：分子式C6H2(NO2)3CH3通式：C7H5O6N3, 分子量：M=227OB=[6-(2x7+5/2)]x16/227=-74%为负氧平衡例2:硝酸铵炸药分子式：NH4NO3分子通式C0H4O3N2,M=80OB=[3-(0+4/2)]x16/80=+20%为正氧平衡第66页,共277页，2024年2月25日，星期天四、混合炸药的氧平衡计算混合炸药的计算在单质炸药计算的基础上进行，只要按下式求各成分氧平衡值的加权和即可。计算式中：O.B——氧平衡值，g/g或%，结果为+、-、0分别表示正、负、零氧平衡；Bi——混合炸药中i种成分的氧平衡值，%；ki——混合炸药中i种成分的百分含量，%；第67页,共277页，2024年2月25日，星期天两种成分设炸药中两种成分的含量分别为k1、k2，氧平衡值分别为b1、b2；配成后的混合炸药的氧平衡值为OB

联立求解得：

第68页,共277页，2024年2月25日，星期天三种以上成分混合炸药含三种以上成分时，其氧平衡是不定的。要用计算方法来确定各组分的比例需分两步进行。第一步选其中两种成分进行计算，其它预定一个值其它成分预定初值，假设除要计算的两种成分外，其它成分的百分含量为k0，氧平衡值为b0，则要计算的两种成分的百分含量之和为1–k0，氧平衡值为OB–b0；第二步将算出的代入，反回来算原来预定的将上面两种成分计算议程组中第1方程右侧的1换为1–k0，第2方程右侧的OB换为OB–b0，其它则按上面的计算。三种以上成分炸药的配比计算一般不是一次完成的，需要反复进行，直到满意为止。

第69页,共277页，2024年2月25日，星期天五、氧平衡的应用单质炸药的氧平衡值由炸药的分子组成决定的，不能人为调整可以将几种物质按某种比例混合在一起以达到预想的氧平衡值，这样从主观上可以充分利用炸药的能量和避免或减少炸药爆炸时有毒气体的产生这也正是确定混合炸药各成分配比的重要原理之一。按氧平衡计算混合炸药各成分的含量计算方法如下第70页,共277页，2024年2月25日，星期天六、炸药爆炸的毒害产物炸药爆炸反应产物的毒害性与炸药的氧平衡值有密切的关系，零氧平衡炸药可以在理论上做到在爆炸瞬间不会产生有毒有害产物。单质炸药的爆炸反应产物不能人为控制的，由其自身分子组成决定；混合炸药的氧平衡可以在理论计算上达到零氧平衡，为控制爆炸产物的毒害性提供了有利条件。实际上，即使是零氧平衡炸药，在爆炸时仍会不同程度地产生有毒有害物质，这是什么原因呢？我们可以从以下几方面来分析其根源：第71页,共277页，2024年2月25日，星期天A、结合的不确定性在氧平衡计算时，我们人为地确定炸药中氧首先与炸药中的碳、氢发生反应生成二氧化碳和水，然后才有多余的氧和氮，生成氧气、氮气或氮氧化合物。实际上在爆炸反应瞬间，各元素相互结合具有化学反应的选择性和随机性，可能出现炸药中的氧还没有将碳和氢完全氧化而与氮发生反应生成氮的氧化物，从而使爆炸产物中既有氮的氧化物，还有一氧化碳、碳元素和氢气第72页,共277页，2024年2月25日，星期天B、反应不完全炸药各组分的配比是按反应完全的情况确定的，然而实际爆炸往往部分反应不完全，这样就会从原理上产生有毒有害产物。比如炸药的颗粒较大，而爆炸反应的时间又非常短，有的成分没来得及反应。另外炸药中的各成分在反应中的敏感程度不同，也会产生这种现象。所以在炸药中掺入某些钝感成分，也会影响炸药爆炸反应的完全性。第73页,共277页，2024年2月25日，星期天

如果炸药爆炸按照预想的反应方式进行，零氧平衡炸药的产物都是二氧化碳、水和氮气。爆炸反应结束的瞬间，这些产物都是高温高压气体，很容易热分解或与其它外界的物质发生二次反应而生成有毒有害物质。如硫与氧、氢的化合物，氮的氧化物。这种情况在多元素的矿产开采中容易发生，很难控制。C、后续产物第74页,共277页，2024年2月25日，星期天第六讲矿用炸药第75页,共277页，2024年2月25日，星期天铵梯炸药硝酸铵，占80~85%TNT，占10%左右松香、石蜡、木粉、柴油等通用炸药，性能稳定防水性能一般雷管感度第76页,共277页，2024年2月25日，星期天铵油炸药92-4-4配方成本最低的炸药非防水炸药无水露天矿用得最多雷管感度，或用起爆具起爆第77页,共277页，2024年2月25日，星期天铵松蜡炸药由硝酸铵、松香、石蜡、木粉、柴油等成份有一定防水作用价低，曾经大量使用雷管感度现在少了第78页,共277页，2024年2月25日，星期天硝化甘油炸药两种：40和60配方，分别含40%和60%硝化甘油其它为硝化棉、硝酸铵等防水性最好、威力大安全性差、感度高、成本高逐渐让位于新型防水炸药第79页,共277页，2024年2月25日，星期天浆状炸药浆状，防水炸药，比水重硝酸铵和硝酸钾占50-70%，以其它为梯恩梯，柴油，胶质雷管感度防水性能好，价高，少用第80页,共277页，2024年2月25日，星期天水胶炸药防水性能好，威力大成本高国内用得少含水炸药第81页,共277页，2024年2月25日，星期天乳化炸药含水炸药品种很多，以硝酸铵为主要原料有防水和不防水两类密度可调，可以比水重，也可比水轻价不高，应用最广第82页,共277页，2024年2月25日，星期天其它炸药炸药品种非常多其中至少有一种爆炸成份其它成份都是为了调整炸药性能的煤矿有专用炸药，主要是不许发火，以免引起瓦斯爆炸，里面常加消炎剂（食盐）第83页,共277页，2024年2月25日，星期天第七讲起爆方法及器材第84页,共277页，2024年2月25日，星期天概述这里所指的起爆技术是指工业炸药的起爆技术。确定起爆方法、选用起爆器材和其它用品、敷设起爆网络等合称起爆技术。起爆技术直接关系到爆破的可知性、起爆效果、爆破质量和爆破作业的安全性。目前常用的起爆方法按所用起爆器材不同，分为火雷管起爆法、塑料导爆管起爆法、导爆索起爆法、电雷管起爆法和其它新型起爆方法。各种起爆方法可以独立使用，也可以根据爆破工程的特定要求，充分利用各种起爆方法的优点，采用多种起爆方法的联合起爆方法。由于目前工业上常用炸药的敏感度不一致，所以起爆时可根据炸药的敏感度和爆破工程的重要性和经济指标，选用一级或多级起爆。起爆方法以起爆能源的类型命名第85页,共277页，2024年2月25日，星期天一、火雷管起爆法第86页,共277页，2024年2月25日，星期天1、简介火雷管是利用火花（外能）点燃导火索，导火索将火花传递给火雷管，引起火雷管爆炸，再起爆炸药的起爆方法。是一种造价最低的起爆方法。火雷管起爆法所用起爆器材有导火索、火雷管和点火器等。第87页,共277页，2024年2月25日，星期天1—撑线；2—药芯；3—内线层；4—中线层；5—防潮层；6—纸条层；7—外线层；8—涂料层

导火索的结构（白线）第88页,共277页，2024年2月25日，星期天火雷管的结构导火孔（上盖一层薄膜）第89页,共277页，2024年2月25日，星期天聚能穴的作用原理第90页,共277页，2024年2月25日，星期天将导火索插入火雷管，用胶布缠牢，成为起爆雷管将起爆雷管插入药卷，用胶布缠牢，成为起爆药包雷管敏感，但威力不大；炸药威力大，但不敏感一旦做成起爆药包，就有较大危险性点火起爆：明火或导火索就可点燃专用的有点火筒、铁皮三通、电点火头2、起爆方法第91页,共277页，2024年2月25日，星期天火雷管起爆法最简单，成本最低用于简单起爆，起爆要求不高的爆破，如民采小矿山、工程施工工地、二次爆破等缺点：必须在现场点火起爆，安全性差可控性差，不能实现微差起爆导火索燃烧时烟气量大，污染环境现在正规爆破少用3、评价第92页,共277页，2024年2月25日，星期天二、电雷管起爆1、简介利用阻丝发热起爆电热容易精确控制第93页,共277页，2024年2月25日，星期天2、瞬发电雷管装药部分与火雷管类似药头式：也称装配式，由于有加强帽，所以同等药量的起爆能力大直插式：与火雷管类似，只是导火索换成了点火头，没有加强帽，所以药量要大些第94页,共277页，2024年2月25日，星期天第95页,共277页，2024年2月25日，星期天3、秒延期电雷管点火后不马上起爆，在预定的延时后起爆，延时间隔以秒计延时药是精制导火索为了释放管内导火索燃烧时释放出的烟气，以免管内压力升高影响延时，在管壳上设有排气孔分整体管壳和两段管壳两种第96页,共277页，2024年2月25日，星期天第97页,共277页，2024年2月25日，星期天评价秒延期电雷管用得不多，相邻炮孔间不能用秒延期电雷管，只有互无干扰的爆区或排孔间可以用段别少，不同段的雷管颜色不同，长短也不同，容易区别第98页,共277页，2024年2月25日，星期天4、毫秒延期电雷管延期间隔时间以毫秒为单位，延期时间更精确延期药是精制的燃料，比秒延期雷管的延期药量少，燃烧时释放出气体少，管内压力变化不大，延时精确，可达ms级是目前微差爆破的主要起爆器材第99页,共277页，2024年2月25日，星期天第100页,共277页，2024年2月25日，星期天评价毫秒电雷管是控制爆破的主要起爆器材，可以精确控制爆破延时曾经是微差爆破的主要器材，现在仍然大量应用由于容易受环境杂散电流的影响，其应用受到一定限制为了避免电雷管受静杂电的影响，特别研制生产抗静杂电的电雷管，但用得不多，使得许多微差爆破不用电雷管，使得电雷管的应用受到一定限制第101页,共277页，2024年2月25日，星期天5、电雷管的主要参数电雷管的全电阻脚线电阻电阻丝的电阻国产电雷管参数第102页,共277页，2024年2月25日，星期天国产电雷管参数桥丝材料桥丝电阻脚线长度脚线材料全电阻康铜0.7~1.02铁铜2.5~41~1.5镍铬2.5~3.02铁铜5.6~6.32.8~3.8第103页,共277页，2024年2月25日，星期天最低准爆电流能保证电雷管起爆的最小电流设计的论据一般设计电流都远大于此电流国产电雷管的电低准爆电流不大于0.7A第104页,共277页，2024年2月25日，星期天最大安全电流肯定不能使电雷管起爆的最大电流检测的依据，检测电雷管的电表的电流不能大于此电流国产电雷管康铜：0.3~0.55A镍铬：0.125A国产电表的电流不大于0.050A第105页,共277页，2024年2月25日，星期天点燃时间从通电到起爆药点燃的时间非常重要一但点燃，断电也能起爆成组电雷管有差别第106页,共277页，2024年2月25日，星期天传导时间从点燃到爆炸的时间传导时间长有利成组电雷管可靠起爆反应时间点燃时间和传导时间之和称为反应时间第107页,共277页，2024年2月25日，星期天点燃起始能使电雷管引火头发火的最小电流起始能是功率的概念用点燃起始能的倒数作为电雷管的敏感度第108页,共277页，2024年2月25日，星期天串联成组电雷管的准爆条件电雷管从通电到爆炸包括两个时间段点燃时间，这期间不能断电传导时间，可以不用外能就能进行准爆条件：t最小点燃时间+t最小传导时间>=t最大点燃时间是串联成组电雷管组网的重要依据并联不存在此问题第109页,共277页，2024年2月25日，星期天6、电爆网路的联接方式串联在起爆点比较分散的情况下用有利，联接容易，需要导线少，导通容易要求电压高，电流小，适合于用起爆器起爆最好选同厂、同批次的雷管，电参数相差小计算容易第110页,共277页，2024年2月25日，星期天并联优缺点与串联相反要求电流大，电压小适合于交流电（尤其是动力电）起爆第111页,共277页，2024年2月25日，星期天电雷管的联接方式第112页,共277页，2024年2月25日，星期天7、起爆电源起爆器发电机式类似于老电话机的手摇式起爆能力小可靠性差已不用电容式将电池的低压转变成高压存于大电容中起爆时电容放电用的比较多，尤其是非固定场所的爆破第113页,共277页，2024年2月25日，星期天动力电源电流大，电压固定适合于固定场所，矿山能力大，方便交流电压波动，应增大电流量第114页,共277页，2024年2月25日，星期天8、电雷管起爆总结优点:安全,可同时起爆大量雷管,可准确控制起爆时间和延期时间缺点:操作较复杂,作业时间长,需要有足够的电源和消耗电线多电起爆逐渐被非电导爆管雷管代替在煤矿仍然大量使用第115页,共277页，2024年2月25日，星期天三、导爆索起爆法第116页,共277页，2024年2月25日，星期天1、导爆索导爆索是一种传爆器材，传递的是爆炸构造和外观与导火索类似，导火索外观是灰白色，导爆索为红色，通称红线导爆索里面装的是高威力的锰炸药，如黑索金或泰安每米12~14g/m药量爆速6700m/s左右导爆索可以直接起爆炸药，其威力相当于雷管连接起来耐热、耐冷、耐水，E500C性能不变第117页,共277页，2024年2月25日，星期天2、继爆管是继爆管起爆方法中的延时器材其结构类似于毫秒雷管，接在导爆索中间，延时预定时间后再起爆后接导爆索其结构相当于毫秒雷管加上消爆管消爆管的作用是将导爆管传过来的爆炸作用消弱，否则就起不到延时作用导爆管分单向和双向两种，单向只有连接正确才能起到延时作用，不能接反双向继爆管相当于两个单向继爆管对接，没有方向区别，双向继爆管成本高继爆管的延时段别与毫秒电雷管相当第118页,共277页，2024年2月25日，星期天双向继爆管第119页,共277页，2024年2月25日，星期天单向继爆管的结构双向继爆管的结构第120页,共277页，2024年2月25日，星期天3、导爆索起爆的连接连接最简单，只要绑在一起就行网络间不要离得太近，导爆索的爆炸威力大，会将相邻的导爆索引爆第121页,共277页，2024年2月25日，星期天4、导爆索的加强起爆如果用导爆索起爆低感度炸药，为了加强起爆，和导爆索配套的还有起爆具（也叫起爆弹）起爆弹还可用于和其它雷管配合使用第122页,共277页，2024年2月25日，星期天5、评价导爆索是起爆能力最大，最可靠的起爆方法，尤其是深孔爆破，导爆索可以实现整孔起爆，不像雷管只在一点起爆导爆索起爆是矿山深孔爆破常用的起爆方法导爆索可以和其它雷管配合构成综合起爆网导爆索不是独立的起爆方法，需要用其它雷管来起爆导爆索导爆索起爆的成本比较高，一般不会用于小型的浅孔爆破，一般用于大型重要的起爆网第123页,共277页，2024年2月25日，星期天四、导爆管起爆法第124页,共277页，2024年2月25日，星期天1、简介注意起爆方法的命名：以起爆雷管的能源类型命名导爆管是该起爆方法的核心非电起爆方法可以实现电雷管起爆的精确控制功能是目前非煤矿山和控制爆破的主要起爆方式第125页,共277页，2024年2月25日，星期天2、导爆管由瑞典人发明外径3mm，内径1.5mm的塑料管内壁涂以黑索金（或奥克托金）与铝粉的混合物，药量15~20mg/m传爆速度1600~2000m/s药量是导爆索药量的千分之一，这样少的药量装在导爆索中是不能稳定传爆的第126页,共277页，2024年2月25日，星期天与导爆索的区别在于：导爆索在传爆过程中对周围有强大的爆破作用，可以引爆炸药导爆管在传爆过程中对周围没有影响，握在手上都没有感觉，在黑暗外只能看到一个亮点传过，用过的导爆索外形没有任何损坏导煤管内炸药爆炸的能量仅够维持一个微弱的冲击波传播，冲击波可以引爆雷管内的起爆药导爆管雷管的外形和参数与电雷管类似第127页,共277页，2024年2月25日，星期天3、导爆管的连接方式导爆管可以用雷管和炸药起爆，连接到雷管和炸药上就行有专用的连接件带雷管的连接件不带雷管的连接件第128页,共277页，2024年2月25日，星期天导爆管与雷管连接导爆管分枝连接第129页,共277页，2024年2月25日，星期天套筒导爆管束封底空气间隙简单的导爆分路第130页,共277页，2024年2月25日，星期天实际的起爆网第131页,共277页，2024年2月25日，星期天导爆管露天矿串联连接起爆点炮孔连接块第132页,共277页，2024年2月25日，星期天4、起爆用其它雷管、导爆索和炸药都可以起爆导爆管用专用的击发枪可以起爆导爆管第133页,共277页，2024年2月25日，星期天5、评价是目前非煤矿山和控制爆破的主要起爆器材，由于传爆过程中有闪光和微弱的冲击波，在煤矿少用由于不受静杂电的影响，在电信号复杂环境首选导爆管起爆使用非常方便有变色的导爆管，爆破后颜色改变大量使用导爆管，留下难处理的塑料垃圾第134页,共277页，2024年2月25日，星期天第八讲岩石的爆破破碎机理第135页,共277页，2024年2月25日，星期天1、岩石爆破破坏原因的几种假说第136页,共277页，2024年2月25日，星期天爆破漏斗试验结果第137页,共277页，2024年2月25日，星期天炸药岩石长杆反射波入射波入射波是压缩波，反射波是拉伸波当反射波与入射波相遇时反射拉伸波的波阵面拉力抵消掉入射波的压力后仍比岩石的抗拉强度大时，岩石从此断开。岩石长杆试验结果第138页,共277页，2024年2月25日，星期天岩石被压坏的炸药包附近的岩石成粉末爆炸冲击波的强度远大于岩石的抗压强度a、爆炸气体产物膨胀压力破坏理论第139页,共277页，2024年2月25日，星期天岩石是被拉坏的在远离药包的自由面附近岩石成大块（片）破坏与岩石长杆爆破试验结果吻合岩石是胀坏的在粉碎区外围的岩石出现径向破裂与胀坏的特征相符b、冲击波引起应力波反射破坏理论第140页,共277页，2024年2月25日，星期天综合作用的结果附近是压坏的：破碎成粉末，冲击波强度远大于岩石的抗压强度远处是拉坏的：冲击波压力已经不足以压碎岩石，只能是拉坏的，岩石的抗拉强度比抗压强度小得多，出现大块，愈越块愈大c、爆炸气体膨胀压力和冲击波所引起的应力波共同作用理论第141页,共277页，2024年2月25日，星期天二、爆破漏斗及参数r——爆破漏斗底圆半径W——最小抵抗线n=r/W——爆破作用指数第142页,共277页，2024年2月25日，星期天自由面最小抵抗线爆破漏斗底圆半径爆破作用半径爆破漏斗深度爆破漏斗可见深度爆破漏斗张开角第143页,共277页，2024年2月25日，星期天三、爆破漏斗分类标准爆破漏斗 n=1加强抛掷爆破漏斗 n>1减弱抛掷爆破漏斗 0.75<n<1松动爆破漏斗

n<0.75第144页,共277页，2024年2月25日，星期天四、装药量计算相似原理：认为所有的爆破都是相似的——不是真的炸药量与爆破体积成正比——近似Q=K·VK—比例系数炸药单耗，kg/m3已知标准爆破漏斗的单耗，求非标准的单耗前面加个爆破作用指数的函数f(n)=0.4+0.6n3Q=f(n).K.V第145页,共277页，2024年2月25日，星期天五、影响爆破效果的因素炸药性能猛度：铅柱的压缩量，单位：mm爆力：铅柱扩孔体积，单位：mL漏斗试验中的漏斗体积。装药条件装药密度药包形状、药卷直径矿岩性质矿岩的可爆性岩石的结构构造岩体的缺陷起爆方式，多点或单点自由面的多少第146页,共277页，2024年2月25日，星期天第九讲炮眼爆破和深孔爆破第147页,共277页，2024年2月25日，星期天矿山的井巷掘进隧道掘进地下各类硐室一、掘进爆破的用途第148页,共277页，2024年2月25日，星期天钻孔方向与掘进方向相同，与自由面垂直爆破条件不好，炸药单耗高进尺指标要求高劳动强度高二、掘进爆破的特点第149页,共277页，2024年2月25日，星期天掏槽孔辅助孔周边孔掏槽孔辅助孔周边孔掘进爆破的炮孔布置第150页,共277页，2024年2月25日，星期天三、掘进爆破炮孔类型掏槽孔最先起爆，为后爆孔提供自由面，要求最高，决定了本次进尺的效率。辅助孔爆破掏槽孔和周边孔之间的大部分岩石周边孔最后起爆，保证井巷的外轮廓第151页,共277页，2024年2月25日，星期天四、掏槽方式第152页,共277页，2024年2月25日，星期天1、单向掏槽断面上有裂隙、层理或软夹层时用先把容易爆破的部分掏出来，作为自由面，然后以此为补偿空间爆破其它岩石第153页,共277页，2024年2月25日，星期天两边炮孔均相向倾斜，提供向自由面方向的分力爆破后形成棱锥形空间2、楔形掏槽第154页,共277页，2024年2月25日，星期天四周的孔均向中心倾斜，使爆炸力有向自由面方向的分力爆破后形成圆锥或棱锥形空间3、锥形掏槽第155页,共277页，2024年2月25日，星期天4、空孔掏槽所有孔都是直孔，中间孔不装药，作为其它孔的补偿空间中间孔可以采用大直径炮孔空孔装药孔第156页,共277页，2024年2月25日，星期天5、扇形掏槽巷道炮孔第157页,共277页，2024年2月25日，星期天掏槽小结没有固定格式，只要最初的孔能将部分岩石炸出来，为后续炮孔提供自由补偿空间就行掏好槽以后的炮孔爆破效率才能高要灵活利用特定的岩石表面情况第158页,共277页，2024年2月25日，星期天五、其它孔第159页,共277页，2024年2月25日，星期天1、周边孔周边孔的作用是保证巷道的轮廓周边孔一般都稍向外斜，不可能打在轮廓边上周边轮廓的关键部位都要有孔，如四角，拐弯处周边孔密，轮廓形状好第160页,共277页，2024年2月25日，星期天2、辅助孔在掏槽孔爆破后，将中间部分岩石爆破下来没有高要求，不要给周边孔留下太多的爆破量。第161页,共277页，2024年2月25日，星期天六、小结掘进爆破的关键是掏槽孔后爆的炮孔爆破深度一般不会超过掏槽孔周边孔的定位准确性要高，要不然巷道的轮廓就不平整对辅助孔要求不高，只要能保证将周边孔和掏槽孔之间的岩石爆破下来就行掘进爆破是一种非常讲效率的工艺，可比性较强第162页,共277页，2024年2月25日，星期天深孔爆破特点炮孔深度大，一般在6米以上分为露天深孔和地下深孔爆破第163页,共277页，2024年2月25日，星期天一、地下深孔爆破特点：地下凿岩条件有限，钻孔要在巷道或峒室里进行第164页,共277页，2024年2月25日，星期天1、深孔布置方式扇形深孔布置平行深孔布置第165页,共277页，2024年2月25日，星期天平行深孔布置特点炮孔成排布置，同排炮孔相互平行排间也相互平行所有炮孔都相互平行炮孔深度基本相同效果爆破块度均匀，效果好掘进工程量大，每打一个炮孔钻机都得换位置适合于大孔径炮孔爆破应用在VCR等大孔径采矿方法中常用第166页,共277页，2024年2月25日，星期天扇形深孔特点钻机在凿岩巷道内凿岩一排炮孔成扇面，垂直于巷道断面一个钻孔位凿一排炮孔有水平和垂直扇形炮孔效果同排炮孔深度不同，孔口与孔底间距不同爆破块度不均匀炮孔利用率底，孔口密，不能全装药应用在无底柱崩落法和分段法等采矿方法中大量应用垂直扇形深孔用得较多第167页,共277页，2024年2月25日，星期天束状炮孔特点炮孔成束状、伞状，在各个方向都成扇形由扇形演变而来钻机不用移位就可以凿大量炮孔孔口密度很大，利用率低效果爆破效果最差，块度不均匀应用在矿柱回采、处理悬顶时可用正式采矿一般不用第168页,共277页，2024年2月25日，星期天矿柱回收束状炮孔第169页,共277页，2024年2月25日，星期天2、爆破参数孔径d取决于凿岩设备、炸药和岩石性质浅孔凿岩机直径不超过42mm重型导轨式凿岩机接杆式凿岩时d=55~65mm潜孔钻凿岩时d=80~110mm牙轮钻凿岩时d=165~200mm第170页,共277页，2024年2月25日，星期天孔径影响每米炮孔崩矿量炸药消耗量（单耗）凿岩速度：孔径大，凿岩速度低生产效率:孔径大，每米崩矿量大，效率高爆破质量-孔径大，孔稀，大块多小孔径爆破块度均匀，但效率低第171页,共277页，2024年2月25日，星期天孔深取决于凿岩设备浅孔手持或气腿式凿岩机孔深一般不超过6米凿岩台车导轨式凿岩机孔深不超过8米，YG-40导轨式重型凿岩机（YG-80，YGZ-90）孔深10—15mm潜孔钻（YQ-100)和牙轮钻孔深原理上不受限制，实际中不超过50米，太深了孔偏离太大，尤其是水平深孔第172页,共277页，2024年2月25日，星期天孔深影响孔深大——需要的凿岩硐室或巷道越少，采准量少，作业条件好孔深小——凿岩质量好，爆破块度均匀一般孔深不要超过：扇形深孔10-15米水平平行深孔不超过一个矿块的长度（50-60米），一般取矿块长度一半（25米)垂直深孔不超过矿块的高度（50-60米），下向可以大些，上向应该小些第173页,共277页，2024年2月25日，星期天最小抵抗线W确定原则：需要炸药量度=能装入的药量炮孔中能装入的炸药量Q1=πd2LΔτ L--孔深

Δ--装药密度（kg/dm3)

τ–炮孔装药系数0.7-0.8第174页,共277页，2024年2月25日，星期天炮孔需要装入的炸药量Q2=WaLq W--最小抵抗线

a--孔间距

q--单耗让Q1=Q2得到W=sqr(7.85Δτ/(mq))第175页,共277页，2024年2月25日，星期天m---炮孔密集系数=a/W通常采用宽孔距，小排距，所以m一般大于1平行孔孔距大些，排距小些扇形深孔孔口小孔底大，不等最小抵抗线W也可以通过简单计算方法坚硬岩石W=（25~30）d第176页,共277页，2024年2月25日，星期天中等岩石W=（30~35）d较软岩石W=（35~40）d实用方法试验方法满足块度要求条件下，尽量取大值注意：扇形深孔的孔口距按装药部位算第177页,共277页，2024年2月25日，星期天孔间距a

平行炮孔孔间距就是两孔的轴距扇形炮孔的孔口距和孔低距不等孔口距和孔底距都是孔中炸药长的向短的画垂线的长度用孔底距控制爆破的块度，不能太大用孔口距控制装药量，太多易产生粉矿对于扇形炮孔的孔底距a0常取

a0=(1.1~1.5)W如下图所示第178页,共277页，2024年2月25日，星期天a0a1扇形炮孔的孔间距示意图第179页,共277页，2024年2月25日，星期天孔网参数讨论地下深孔爆破时尽量不要产生大块，因为爆破下来的矿石要通过漏斗、溜井，并经装运设备运出，一旦产生大块，就可能在其中某一环节卡住，给生产带来麻烦，所以要求爆破参数要合理，块度小而且均匀目前的发展趋势是小抵抗线，大孔间距a≈(1.5～3.5)W第180页,共277页，2024年2月25日，星期天单位炸药消耗量q炸药的多少取决于炸药性能、矿岩性能和装药条件。炸药少了爆破达不到效果，地下矿会带来很多麻烦，有时是重大事故炸药多了不仅成本高、粉矿多，而且会对采准工程和相邻炮孔产生破坏装药量计算：Q=qV扇形炮孔：Q=qWS第181页,共277页，2024年2月25日，星期天第182页,共277页，2024年2月25日，星期天露天深孔爆破第183页,共277页，2024年2月25日，星期天1、简介是露天采矿的主要方式主要以台阶式爆破孔径：80~310mm孔深：10~20m相应的参数比地下深孔爆破都大每次爆破量大：几十吨至几百吨爆破效率高，块度也大受天气影响第184页,共277页，2024年2月25日，星期天2、露天台阶爆破参数

H—台阶高度

h—超深

d—孔径

Wd—底盘抵抗线

W—抵抗线

c—安全距离

l—最大填塞长度

a—孔间距

b—排间距

β-坡面角β第185页,共277页，2024年2月25日，星期天3、爆破参数确定原则炮孔直径d大直径炮孔每米爆破量大，生产效率高，单位炸药消耗量小，钻孔数量少一般为：80~310mm潜孔钻机：80~200mm牙轮钻机：250~420mm，常用250~310mm孔径要与后续工艺相匹配大孔径爆破块度大，铲装运设备要配套造价高可选余地不大第186页,共277页，2024年2月25日，星期天底盘抵抗线Wd最重要的参数，最小抵抗线很少用Wd=c+HtgβHtgα——台阶坡面是斜的，至少要后退这么多才到坡顶线c—安全距离，一般2.5~3.0m，与钻机大小有关一般取（0.6~0.9）倍台阶高度（H）与钻孔直径有关，孔径大取大值我国金属矿山常按下表取值第187页,共277页，2024年2月25日，星期天爆破方式炮孔直径mm底盘抵抗线mm清碴爆破2006~102507~1231011~13压碴爆破2004.5~7.52505~113107~12底盘抵抗线取值范围第188页,共277页，2024年2月25日，星期天孔间距第一排的排间距已定，根据炸药单耗和每孔最大装药量就能确定该孔的爆破矿岩量，除以底盘抵抗线就是孔间距（注：这里将斜面当直面算），以保证第一排爆破效果a=(0.5~0.6)Lq`/（qHWd）L—孔深q`—每米炮孔装药量，q—炸药单耗H—台阶高度Wd—底盘抵抗线第189页,共277页，2024年2月25日，星期天炮孔密集系数m=a/Wda—孔间距炮孔密集系数通常大于1，有继续增大的趋势一般前排密集系数小，后排密集系数大，大型露天矿常取相同值后排参数孔间距比前排大排间距比前排小第190页,共277页，2024年2月25日，星期天超深h为了保证孔底爆破效果，希望在孔底多装药，额外在孔底加超深，达到多装药目的超深大了药量没变，药的重心下移，下部过度破碎，使下水平顶部破碎，而且上部爆破效果不好超深小了底部可能留根底，后续工艺铲装困难，有时需要二次破碎第191页,共277页，2024年2月25日，星期天超深确定方法h=(10~15)dmH=(0.15~0.35)Wdm根底和大块是露天矿的主要矛盾超深大了，钻孔量增加，上部大块，下水平顶部破碎，产生大块超深小了，底部留要底，给后续铲装工艺带来困难合理确定露天矿超深是主要爆破技术工作之一只要能满足不留根底，尽量减小超深第192页,共277页，2024年2月25日，星期天充填高度充填的作用增加炸药爆炸的有效作用时间调节炮孔中爆炸气体的压力以提高炸药的能量利用率减少飞石，减小空气冲击波和爆破噪音充填长度以炮孔直径算

(20~30)d以底盘抵抗线算(0.5~0.75)Wd按爆堆集中要求(0.8~1.0)Wd第193页,共277页，2024年2月25日，星期天炮孔装药量炮孔承担的爆破量所需的药量Q1=qWdaH炮孔能装下的药量Q2=q`(L–l)q`—每米炮孔装药量炮孔能装下的药量要不小于需要的药量Q2>Q1后排药量适当比前排大些，因为前面有爆破下的岩堆，约为前排孔药量的1.1~1.3倍第194页,共277页，2024年2月25日，星期天4、斜孔和变径炮孔由于超深的作用，使得炸药重心下移，容易使下台阶提前遭到破坏，为了减少超深或不用超深，采用斜孔或变径炮孔斜孔：炮孔与台阶坡面角相等，可以减少超深，还不会留下根低变径炮孔：由于下部孔径大，可以装更多的药，可以减少超深第195页,共277页，2024年2月25日，星期天第196页,共277页，2024年2月25日，星期天第197页,共277页，2024年2月25日，星期天5、深孔布置方式和起爆顺序露天深孔爆破爆破量大，很少单排孔爆破多排深孔爆破的布孔方式单排孔爆破不存在此问题三种布孔方式正方形矩形三角形第198页,共277页，2024年2月25日，星期天正方形布置矩形布置正方形布置三角形布置第199页,共277页，2024年2月25日，星期天起爆方式顺序起爆从台阶边上第一排孔起爆，逐排向后起爆爆堆较散，碰撞作用差常用波浪式起爆楔形起爆斜线起爆第200页,共277页，2024年2月25日，星期天顺序起爆示意图第201页,共277页，2024年2月25日，星期天波浪式起爆示意图第202页,共277页，2024年2月25日，星期天楔形起爆示意图第203页,共277页，2024年2月25日，星期天斜线起爆示意图第204页,共277页，2024年2月25日，星期天周边孔预裂起爆示意图第205页,共277页，2024年2月25日，星期天6、提高露天深孔爆破质量露天深孔爆破要求爆破块度要合格大块需要二次爆破粉矿易流失不留根底，不产生后冲破坏爆堆要合理每次爆破量要足够大，以便后续工艺连续减轻爆破地震、冲击波和飞石第206页,共277页，2024年2月25日，星期天斜孔爆破抵抗线相等，块度均匀，超深小合理装药结构使药在孔中均匀分布间隔装药，空气或其它材质间隔混合装药，不同部位装不同药第207页,共277页，2024年2月25日，星期天高台阶爆破炮孔有效部分多，底部和填塞长度不变，不效装药部分比例大多排孔微差爆破改善爆破效果，二次破碎