《爆破工程》教学大纲

《爆破工程》教学大纲课程代码：英文名称: BlastingEngineering课程性质及目标本课程是土木工程（桥梁与隧道工程方向、矿山地下工程方向和土木工程卓越）的专业选修课程之一，涉及材料力学、理论力学、岩体力学等相关知识。通过本课程的学习和综合训练，使学生达到如下课程目标：课程目标1：能够运用炸药爆炸的基本理论、岩石爆破的基本理论及工程爆破的基本知识，对井巷工程、隧道工程、露天爆破等领域的相关工程问题进行分析，编制设计爆破设计说明书和爆破图表。支撑毕业要求2-3，3-3课程目标2：能够针对爆破有害效应的不同类型提出相应的安全控制措施。了解相关技术与理论的重要进展和前沿动态，增强学生职业责任感，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。支撑毕业要求6-2课程目标与所能支撑的毕业要求及其指标点的对应关系毕业要求毕业要求指标点课程目标相关程度权重名称具体描述2．问题分析2-3能认识到解决问题有多种方案可以选择，能通过广泛查阅土木工程专业的行业标准和文献资料，寻求复杂工程问题可替代的解决方案，并能分析各方案的影响因素，获得有效结论。课程目标1M253．设计（开发）解决方案3-3能够综合考虑安全、健康、法律、文化及环境等制约因素的影响，通过技术经济评价对涉及方案的可行性进行研究和优选，体现创新性。课程目标1H506．工程与社会6-2能分析和评价土木工程专业工程实践对社会、健康、安全、法律、文化的影响，以及这些制约因素对项目实施的影响，并理解土木工程师应承担的责任。课程目标2M25二、教学内容及基本要求理论教学（32学时）章节教学内容重点、难点课程思政点教学方法支撑课程目标学时分配知识单元一：爆破工程技术发展和爆炸的理论基础知识点1：工程爆破的基本概念与任务、爆破技术的应用和发展主要内容：爆破技术分类，各种爆破技术的应用领域和发展趋势。知识点2：爆炸的基本特征和炸药化学变化基本形式主要内容：爆炸的分类；爆炸的三要素（重点）；炸药化学变化的三种变化形式极其特点。知识点3：炸药的化学参数主要内容：炸药氧平衡值的计算，化学反应方程式及爆容、爆热等热化学参数的计算。本知识单元要求学生能描述工程爆破器材的历史与发展过程，列举爆破器材发展过程中的典型事件；能掌握工程爆破的方法和技术特点，明确工程爆破技术的应用和发展趋势。能够区分爆炸反应的类型，掌握炸药化学爆炸的基本特征；会进行炸药氧平衡的计算。列举我国爆破技术方面的一些重大突破和发展的案例，提高学生的主人翁意识，增强学生爱国主义情怀。讲授目标14知识单元二：炸药爆炸性能知识点1：影响爆速的因素及爆速的测定主要内容：组分、直径、密度、粒度等对爆速的影响（重点），爆速测定的导爆索法、计时器法、高速摄影法知识点2：炸药的爆炸性能主要内容：炸药的静作用和动作用的概念及测定方法；炸药殉爆的概念及殉爆原因、殉爆距离的影响因素（重点）。知识点3：聚能效应主要内容：聚能效应的基本现象，聚能装药的类型和影响因素（重点）。知识点4：炸药起爆的基本理论主要内容：炸药的热起爆理论；炸药的冲击起爆理论。知识点5：炸药的感度主要内容：感度的概念，炸药的热感度、机械感度、爆轰感度、冲击波感度、静电火花感度和激光感度。本知识单元要求学生能复述影响炸药爆轰速度的因素，会利用导爆索和高速摄影法测定爆速；能够区分炸药爆炸的静作用和动作用及相应的测定方法，掌握炸药的殉爆、殉爆的原因及影响因素；能够复述聚能效应的概念，区分聚能装药的类型，掌握影响聚能效应的因素。能够描述炸药起爆的基本理论，炸药在不同外界能量下的感度。讲授目标14知识单元三：工业炸药与常用工业炸药知识点1：炸药的分类主要内容：按物理形态、组成、炸药的特性、使用条件分类（重点）。知识点2：工业炸药的原料主要内容：氧化剂、还原剂、敏化剂。知识点3：常用工业炸药主要内容：起爆药、猛炸药和其他类型炸药。本知识单元要求学生能够按照相应准则进行炸药类别的划分；能描述工业炸药的原材料；能阐述常用的工业炸药极其特性。通过讲解民用爆炸物品安全管理的相关法律，让学生要做到有法可依，维护国家安全。讲授目标12知识单元四：起爆器材知识点1：雷管主要内容：雷管结构与组成；电雷管、导爆管雷管和数码电子雷管的种类及其应用范围（重点）。知识点2：导爆索主要内容：导爆索的结构及适用条件。知识点：导爆管主要内容：继爆管、导爆管的结构及性能。本知识单元要求学生能描述雷管的结构，能辨析各种雷管及其应用范围；能描述导爆索的结构及适用条件；能描述导爆管的结构及性能。通过讲解民用爆炸物品安全管理的相关法律，让学生要做到有法可依，维护国家安全。讲授目标12知识单元五：起爆方法与起爆网络知识点1：导爆索起爆法主要内容：导爆索网络特点；导爆索连接方法及注意事项。知识点2：导爆管传爆法主要内容：导爆管起爆系统的组成；导爆管网路的形式、网路延期方式。知识点3：电力起爆方法主要内容：电力起爆器材、电雷管参数；电力起爆网路的种类极其特点、起爆网路电压、电流的计算，网络敷设连接方法与注意事项。掌握电子雷管起爆系统的组成、特点及网络敷设要求（重点）。本知识单元要求学生能采用导爆索、导爆管、雷管进行爆破网络的设计；了解电力起爆网络和非电起爆网络以及混合起爆网络的组成及特点。讲授目标14知识单元六：岩石爆破作用原理知识点1：岩石的动载特性主要内容：动载力学特性及物理参数的变化；不同应变率作用下的应力、应变。知识点2：爆破作用原理主要内容：岩石爆破破碎机理（重点）。知识点3：装药的内部与外部作用主要内容：压碎区、裂隙区、振动区；爆破漏斗；利文斯顿爆破漏斗理论。本知识单元要求学生能描述岩石在爆炸冲击作用下的动载特性；能够复述岩石爆破破碎原理；能描述装药的内部作用和外部作用，能按照作用指数进行爆破漏斗的分类。讲授目标14知识单元七：露天台阶爆破知识点1露天深浅孔爆破主要内容：露天深浅孔爆破的概念及优缺点和适用条件（重点），爆破参数的选择和计算。知识点2：露天深孔爆破主要内容：露天深孔爆破台阶要素，垂直钻孔和倾斜钻孔的优缺点（重点），布孔形式、爆破参数及装药结构。知识点3：露天深孔爆破技术毫秒爆破和挤压爆破的概念，作用原理；边坡预裂爆破施工方法、减振效果。本知识单元要求学生能复述露天深浅孔爆破的特点，能进行爆破参数的选择和计算；理解露天深孔爆破的台阶要素、布孔形式、爆破参数及装药结构；能复述毫秒爆破和挤压爆破的概念，边坡预裂爆破的实施方法。讲授目标14知识单元八：井巷、隧道掘进爆破知识点1：井巷掘进爆破主要内容：井巷掘进爆破的特点，炮眼排列及其作用、掏槽形式，井巷掘进爆破参数的确定（重点）。知识点2：隧道掘进爆破主要内容：隧道的特点，炮眼布置及参数确定，隧道开挖方法（重点）。知识点3：光面爆破、预裂爆破主要内容：光面、预裂爆破机理；光面、预裂爆破主要参数设计。本知识单元要求学生能阐述井巷掘进爆破的特点，能描述掘进爆破炮眼排列及其作用、掏槽形式，爆破参数确定的方法；能描述隧道掘进的特点、掌握炮孔布置方法，选择隧道的开挖方法；理解光面爆破、预裂爆破的原理和控制标准。要求学生能够根据所学知识独立完成掘进爆破设计。通过讲解目前隧道钻爆法施工中存在的问题，激励学生改革创新精神。讲授和虚拟仿真实验室目标14知识单元九：爆破安全技术知识点1爆破危害效应以及控制措施主要内容：爆破振动（重点）、爆破空气冲击波、爆破噪声、爆破飞石等控制措施。本知识单元要求学生能列举爆破危害效应的种类，描述爆破振动、爆破飞石、冲击波、有害气体、噪声等危害效应的控制措施。通过爆破安全事故的讲解，让学生树立遵守规范，做事要一丝不苟，精益求精。讲授目标22三、实验、上机、设计、作业、辅导等教学环节要求综合训练项目一：露天台阶爆破支撑课程目标1目的：通过露天台阶爆破设计，使学生掌握台阶爆破设计的程序、内容，编制爆破图表；根据地质和地形条件、凿岩设备、炸药参数等合理选择爆破参数，并熟练进行预裂爆破设计。。要求：授课教师提供与实际情况相符的地址和地形条件，给出进度指标；学生能掌握台阶爆破方案的设计，进行爆破参数的计算与选择、起爆网路设计，绘制爆破图表。成果形式：计算书报告及爆破图表；以讲述答辩形式完成项目。综合训练项目二：隧道（巷道）掘进爆破设计支撑课程目标1目的：通过巷道（隧道）爆破设计，使学生掌握掘进爆破设计的程序、内容，编制爆破图表；根据围岩条件、凿岩设备、炸药参数等合理选择掏槽方式，并熟练进行光面爆破设计。开展综合实训，让学生将课堂上所学知识通过实践的方式进一步的理解和巩固，引导学生认识实践与理论之间的关系。要求：授课教师提供与实际情况相符的岩石掘进条件，给出断面特征及循环进度指标；学生能掌握钻孔爆破方案的设计，进行爆破参数的计算与选择、起爆网路设计，绘制爆破图表。成果形式：①爆破设计说明书与施工组织设计；②爆破图表；③项目训练报告；④以答辩和检查分析设计报告的形式完成项目考核。四、学时分配及说明学时分配表序号知识点课内讲授教学各环节备注实验上机设计1爆破工程技术发展和爆炸的理论基础42炸药爆炸性能43工业炸药与常用工业炸药44起爆器材25起爆方法与起爆网络46岩石爆破作用原理47露天台阶爆破48井巷、隧道掘进爆破49爆破安全技术2合计32五、本课程与其他课程的联系课程先修课程有岩体力学、土力学、混凝土结构设计原理等，这几门专业课程为本课程的学习提供了专业基础知识，有利于学生更好地理解课程内容。本课程将为大四毕业设计隧道施工设计这一环节打下坚实基础。六、教学方法与教学手段课程教学采用多媒体、虚拟仿真实验室和传统教学相结合的方式，以课堂讲授为主，通过作业、综合训练、课堂讨论等多环节训练和督促检查，巩固学习成果。七、考核方法该课程为考查课，考核方式为闭卷考试或综合设计。各考核环节所占分值比例可根据具体情况进行调整，建议值及考核细则如下。（一）考核标准课程总成绩构成期末考试成绩或综合设计（60%）试卷题型考核内容支撑课程目标考试：选择题、判断题、名词解释、填空、简答题、计算题、分析题等综合设计：露天爆破或者隧道爆破综合设计覆盖课程目标1、2的知识点目标1、2、综合训练（30%）综合训练项目覆盖课程目标1、2的知识点目标1、2平时成绩（10%）作业成绩和平时表现作业覆盖课程目标1、2的知识点目标1、2（二）评价标准平时成绩评价标准教学目标要求评分标准成绩比例（%）90-10080-8970-7960-690-59课程目标1（支撑毕业要求2-3,3-3,3-3，8-2）课间态度端正，遵守课堂纪律，不迟到，不早退，出勤率>90%，平时作业全部完成，字迹工整，答题正确课间态度端正，遵守课堂纪律，不迟到，不早退，出勤率80%~90%，平时作业全部完成，字迹工整，答题基本正确课间态度基本端正，基本遵守课堂纪律，不迟到，不早退，出勤率70%~80%，平时作业部分完成，字迹工整，答题基本正确课间态度基本端正，基本遵守课堂纪律，不迟到，不早退，出勤率60%~70%，平时作业少部分完成，字迹工整，答题正确率低课间态度不端正，不遵守课堂纪律，经常迟到，早退，出勤率<60%，平时作业大部分未完成，答题错误较多10综合训练成绩评价标准教学目标要求评分标准成绩比例（%）90-10080-8970-7960-690-59课程目标1、2（支撑毕业要求2-3,3-3,6-2）能够很好地掌握爆破工程基本理论知识，完成质量高，步骤完整，逻辑清晰，结果正确。能够掌握爆破工程基本理论知识，完成质量较高，步骤较完整，逻辑清晰，结果正确。基本掌握爆破工程基本理论知识，基本完成，步骤基本完整，逻辑基本清晰，结果基本正确。基本掌握爆破工程基本理论知识，完成大部分，步骤基本完整，逻辑不太清晰，结果基本正确。不能掌握爆破工程基本理论知识，未完成，步骤不完整，逻辑不清晰，大部分结果