爆破設計培訓技巧ppt

1、爆破設計專項培訓講課人：xxx2022年2月12日第一章 爆破基礎知識第一節(jié) 爆破的概念與分類 一、爆破的概念 爆破是炸藥爆炸作用于周圍介質的結果。埋在介質內(nèi)的炸藥引爆后，在極短的時間內(nèi)，由固態(tài)轉變?yōu)闅鈶B(tài)，體積增加數(shù)百倍至幾千倍，伴隨產(chǎn)生極大的壓力和沖擊力，同時還產(chǎn)生很高的溫度，使周圍介質受到各種不同程度的破壞，稱為爆破。 二、爆破的常用術語 1. 爆破作用圈 當具有一定質量的球形藥包在無限均質介質內(nèi)部爆炸時，在爆炸作用下，距離藥包中心不同區(qū)域的介質，由于受到的作用力有所不同，因而產(chǎn)生不同程度的破壞或振動現(xiàn)象。整個被影響的范圍就叫做爆破作用圈。這種現(xiàn)象隨著與藥包中心間的距離增大而逐漸消失，按對

2、介質作用不同可分為四個作用圈。(1)壓縮圈圖1-1中R1表示壓縮圈半徑，在這個作用圈范圍內(nèi)，介質直接承受了藥包爆炸而產(chǎn)生的極其巨大的作用力，因而如果介質是可塑性的土壤，便會遭到壓縮形成孔腔；如果是堅硬的脆性巖石便會被粉碎。所以把R1這個球形地帶叫做壓縮圈或破碎圈。 (2)拋擲圈 圍繞在壓縮圈范圍以外至R2的地帶，其受到的爆破作用力雖較壓縮圈范圍內(nèi)小，但介質原有的結構受到破壞，分裂成為各種尺寸和形狀的碎塊，而且爆破作用力尚有余力足以使這些碎塊獲得能量。如果這個地帶的某一部份處在臨空的自由面條件下，破壞了的介質碎塊便會產(chǎn)生拋擲現(xiàn)象，因而叫做拋擲圈。 (3)松動圈 松動圈又稱破壞圈。在拋擲圈以外至R

3、3的地帶，爆破的作用力更弱，除了能使介質結構受到不同程度的破壞外，沒有余力可以使破壞了的碎塊產(chǎn)生拋擲運動，因而叫做破壞圈。工程上為了實用起見，一般還把這個地帶被破碎成為獨立碎塊的一部分叫做松動圈，而把只是形成裂縫、互相間仍然連成整塊的一部分叫做裂縫圈或破裂圈。 (4)震動圈 在破壞圈范圍從外，微弱的爆破作用力甚至不能使介質產(chǎn)生破壞。這時介質只能在應力波的作用下，產(chǎn)生振動現(xiàn)象，這就是圖11中R4所包括的地帶，通常叫做震動圈。震動圈以外爆破作用的能量就完全消失了。 2、爆破漏斗 在有限介質中爆破，當藥包埋設較淺，爆破后將形成以藥包中心為頂點的倒圓錐型爆破坑，稱之為爆破漏斗。爆破漏斗的形狀多種多樣，

4、隨著巖土性質、炸藥的品種性能和藥包大小及藥包埋置深度等不同而變化。 3. 最小抵抗線 由藥包中心至自由面的最短距離。如圖1-2中的W。 4. 爆破漏斗半徑 即在介質自由面上的爆破漏斗半徑。如圖1-2中的r。若rW，則r為標準拋擲漏斗半徑。 5. 爆破作用指數(shù) 指爆破漏斗半徑r與最小抵抗線W的比值。即：Wrn 爆破作用指數(shù)的大小可判斷爆破作用性質及巖石拋擲的遠近程度，也是計算藥包量、決定漏斗大小和藥包距離的重要參數(shù)。一般用n來區(qū)分不同爆破漏斗，劃分不同爆破類型： （1）當n=1時，稱為標準拋擲爆破漏斗； （2）當n1時，稱為加強拋擲爆破漏斗； （3）當0.75n1時，稱為減弱拋擲爆破漏斗； （4

5、）當0.33n0.75時，稱為松動爆破漏斗； （5）當n0.33時，稱為裸露爆破漏斗。 6. 可見漏斗深度h 經(jīng)過爆破后所形成的溝槽深度叫做可見漏斗深度（如圖1-2中的h），它與爆破作用指數(shù)大小、炸藥的性質、藥包的排數(shù)、爆破介質的物理性質和地面坡度有關。 7. 自由面 自由面又稱臨空面，指被爆破介質與空氣或水的接觸面。同等條件下，臨空面越多炸藥用量越小，爆破效果越好。 8. 二次爆破 二次爆破指大塊巖石的二次破碎爆破。 9. 破碎度 破碎度指爆破巖石的塊度或塊度分布。 10. 單位耗藥量 單位耗藥量指爆破單位體積巖石的炸藥消耗量三、光面爆破 控制爆破是為達到一定預期目的的爆破。如：定向爆破、預

6、裂爆破、光面爆破、巖塞爆破、微差控制爆破、拆除爆破、靜態(tài)爆破、燃燒劑爆破等。下面僅介紹水利工程常用的幾種。 光面爆破也是控制開挖輪廓的爆破方法之一，它可以使爆裂面光滑平順，超欠挖均很少，能近似形成設計輪廓要求的爆破。光面爆破一般多用于地下工程的開挖，露天開挖工程中用得比較少，只是在一些有特殊要求或者條件有利的地方使用。光面爆破的要領是孔徑小、孔距密、裝藥少、同時爆。光面爆破主要參數(shù)的確定：1.炮孔直徑宜在50mm以下。2.最小抵抗線W通常采用13m，或用下式計算 W（720）D 3.炮孔間距a a（0.60.8）W 4.單孔裝藥量。用線裝藥密度Qx表示，即QxkaW 式中D炮孔直徑；K單位耗藥

7、量。第二節(jié) 爆破材料和起爆方法 炸藥的基本性能 (1）爆力。爆力是指炸藥在介質內(nèi)部爆炸時對其周圍介質產(chǎn)生的整體壓縮、破壞和拋移能力。它的大小與炸藥爆炸時釋放出的能量大小成正比，炸藥的爆熱愈高，生成氣體量愈多，爆力也就愈大。測定炸藥爆力的方法常用鉛鑄擴孔法。 常用鉛鑄擴孔法來衡量，表征炸藥的靜作用。炸藥爆炸后，孔眼擴大成梨形，可用量筒向內(nèi)注水測得其容積，從中減去原孔眼體積和雷管擴孔體積，即為炸藥爆力數(shù)據(jù)，單位為mL。試驗時標準溫度為15，若試驗時的溫度不同于標準溫室，擴孔值應進行修正。炸藥爆力測定法的鉛鑄爆炸前的鉛鑄；爆炸后的鉛鑄=V-V1-V2 （2）猛度。炸藥的猛度是指炸藥在爆炸瞬間對與藥包

8、相鄰的介質所產(chǎn)生的局部壓縮、粉碎和擊穿能力。炸藥爆速愈高，密度越大，其猛度愈大。測量炸藥猛度的方法是鉛柱壓縮法。H=H1-H2。 (3)爆速。 爆速是指爆炸時爆炸波沿炸藥內(nèi)部傳播的速度。爆速測定方法有導爆索法、電測法和高速攝影法。 (4)殉爆。 炸藥爆炸時引起與它不相接觸的鄰近炸藥爆炸的現(xiàn)象叫殉爆。殉爆反應了炸藥對沖擊波的感度。主發(fā)藥包的爆炸引爆被發(fā)藥包爆炸的最大距離稱為殉爆距離。影響殉爆的因素有：裝藥密度、藥量和直徑、藥卷約束條件和藥卷放置方向等。 (5)感度。 炸藥在外能作用下起爆的難易程度稱為該炸藥的感度。不同的炸藥在同一外能作用下起爆的難易程度是不同的，起爆某炸藥所需的外能小，則該炸藥

9、的感度高；起爆某炸藥所需的外能高，則該炸藥的感度低。炸藥的感度對于炸藥的制造加工、運輸、貯存、使用的安全十分重要。感度過高的炸藥容易發(fā)生爆炸事故，而感度過低的炸藥又給起爆帶來困難。工業(yè)上大量使用的炸藥一般對熱能、撞擊和摩擦作用的感度都較低，通常要靠起爆能來起爆。根據(jù)起爆能的不同，炸藥的感度可分為熱感度、撞擊感度、摩擦感度和爆炸沖能感度。(6)炸藥的安定性。炸藥的安定性指炸藥在長期貯存中，保持原有物理化學性質的能力。有物理安定性與化學安定性之分。物理安定性主要是指炸藥的吸濕性、揮發(fā)性、可塑性、機械強度、結塊、老化。凍結、收縮等一系列物理性質。物理安定性的大小，取決于炸藥的物理性質。如在保管使用硝

10、化甘油類炸藥時，由于炸藥易揮發(fā)收縮、滲油、老化和凍結等導致炸藥變質，嚴重影響保管和使用的安全性及爆炸性能。銨油炸藥和礦巖石硝銨炸藥易吸濕、結塊，導致炸藥變質嚴重，影響使用效果。炸藥化學安定性的大小，取決于炸藥的化學性質及常溫下化學分解速度的大小，特別是取決于貯存溫度的高低。有的炸藥要求儲存條件較高，如5漿狀炸藥要求不會導致硝酸銨重結晶的庫房溫度是2030，而且要求通風良好。 (7)氧平衡。氧平衡是指炸藥在爆炸分解時的氧化情況。如果炸藥中的氧恰好等于其中可燃物完全氧化所需的氧量，即產(chǎn)生二氧化碳和水，沒有剩余的氧成為零氧平衡；若含氧量不足，可燃物不能完全氧化且產(chǎn)生一氧化碳，此時稱為負氧平衡；若含氧

11、量過多，將炸藥所放出的氮也氧化成有害氣體一氧化氮稱為正氧平衡。三級礦用乳化炸藥主要技術指標： （二）電雷管 電雷管分瞬發(fā)電雷管和遲發(fā)電雷管。延期電雷管分為秒或半秒延期電雷管與毫秒電雷管。 （1）瞬發(fā)電雷管。瞬發(fā)電雷管是瞬發(fā)火引爆的雷管實際上它是由火雷管和1個發(fā)火元件組成，其結構如圖1-5。當接通電源后，電流通過橋絲發(fā)熱，使引火藥頭發(fā)火，導致整個雷管爆轟。 瞬發(fā)雷電管的主要技術指標有：電阻、最高安全電流、最低準爆電流、鉛板穿孔、進水時間等。（1）普通電雷管；（2）遲發(fā)電雷管1管殼；2加強帽；3帽孔；4正起爆藥；5副起爆藥6聚能窩槽；7腳線；8絕緣涂膠；9球形發(fā)火劑；10電阻絲；11緩燃劑 （2）

12、普通延期電雷管。普通延期電雷管是雷管通電后，間隔一定時間才起爆的電雷管。延期時間為半秒或秒；延期時間是用精致火索段或延期藥來達到的。延期時間由其長度、藥量和延期藥配比來調節(jié)。采用精致導火索段的結構稱為索式結構；采用延期體的結構稱為裝配式結構。 秒或半秒延期電雷管的結構如圖1-6所示，該類雷管主要用于隧道掘進、采石、土方開挖等爆破作業(yè)中，在有瓦斯和煤塵爆炸危險的工作面不準使用延期電雷管。圖16無起爆藥毫秒電雷管結構1腳線；2塑料管；3點火頭；4延期管；5延期藥；6起爆元件；7黑索金；8管殼 （3）毫秒電雷管。毫秒電雷管有等間隔和非等間隔之分，段與段之間的間隔時間相等的稱為等間隔，反之為非等間隔。

13、 （三）起爆方法 按雷管的起爆方法不同，常用的起爆方法可分為電力起爆法、非電力起爆法和無線起爆法三類。非電力起爆法又包括火雷管起爆法、導爆索起爆法和導爆管起爆法。 電力起爆法就是利用電能引爆電雷管進而起爆炸藥的起爆方法，它所需的起爆器材有電雷管、導線和起爆源等。本法可以同時起爆多個藥包，可間隔延期起爆，安全可靠。但是操作較復雜；準備工作量大；需較多電線，需一定檢查儀表和電源設備。適用于大中型重要的爆破工程。 電力起爆網(wǎng)路主要有電源、電線、電雷管等組成。 （1）起爆電源。電力起爆的電源，可用普通照明電源或動力電源，最好是使用專線。當缺乏電源而爆破規(guī)模又較小和起爆的雷管數(shù)量不多時，也可用干電池或蓄

14、電池組合使用。另外還可以使用電容式起爆電源，即發(fā)爆器起爆。國產(chǎn)的發(fā)爆器有10發(fā)、30發(fā)、50發(fā)和100發(fā)的幾種型號，最大一次可起爆100個以內(nèi)串聯(lián)的電雷管，十分方便。但因其電流很小，故不能起爆并聯(lián)雷管。常用的形式有DF-100型、FR8125型、FR8150型。 （2）導線。電爆網(wǎng)路中的導線一般采用絕緣良好的銅線和鋁線。在大型電爆網(wǎng)絡中的常用導線按其位置和作用劃分為端線、連接線、區(qū)域線和主線。端線用來加長電雷管腳線，使之能引出孔口或洞室之外。端線通常采用斷面0.20.4mm2的銅芯塑料皮軟線。連接線是用來連接相鄰炮孔或藥室的導線，通常采用斷面為l4mm2的銅芯或鋁芯線。主線是連接區(qū)域城與電源的

15、導線，常用斷面為16150mm2的銅芯或鋁芯線。 （3）電雷管的主要參數(shù) 電雷管主要參數(shù)有：最高安全電流、最低準爆電流、電雷管電阻。 最高安全電流。給電雷管通以恒定的直流電，在較長時間（5 min）內(nèi)不致使受發(fā)電雷管引火頭發(fā)火的最大電流，稱為電雷管最高安全電流。按規(guī)定，國產(chǎn)電雷管通50mA的電流，持續(xù)5 min不爆的為合格產(chǎn)品。 按安全規(guī)程規(guī)定，測量電雷管電爆網(wǎng)絡的爆破儀表，其輸出工作電流不得大于30mA。 最低準爆電流。給電雷管通一恒定的直流電。保證在1 min內(nèi)必定使任何一發(fā)電雷管都能起爆的最小電流，稱為最低準爆電流。國產(chǎn)電雷管的準爆電流不大于0.7A。 電雷管電阻：電雷管電阻是指橋絲電阻

16、與腳線電阻之和，又稱電雷管安全電阻。電雷管在使用前應測定每個電雷管的電阻值（只準使用規(guī)定的專用儀表），在同一爆破網(wǎng)絡中使用的電雷管應為同廠同型號產(chǎn)品。康銅橋絲雷管的電阻值差不得超過0.3；鎳鉻橋絲雷管的電阻值差不得超過0.8。電雷管的電阻值是進行電爆網(wǎng)絡計算不可缺少的參數(shù)。 （4）電爆網(wǎng)絡的連接方式 當有多個藥包聯(lián)合起爆時，電爆網(wǎng)路的連接可以采用串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)、并串聯(lián)等方式 第二章 爆破參數(shù)的計算 一、單位炸藥消耗量的計算 爆破每立方米原巖所消耗的炸藥量稱為單位炸藥消耗量，簡稱單位耗藥量。 計算單位耗藥量的經(jīng)驗公式多采用如下修正的普氏公式： 目前的平巷掘進爆破常根據(jù)國家定額選取或工程類比與

17、經(jīng)驗法選取。 二、炮眼直徑和裝藥直徑 炮眼直徑對鑿巖速度、眼數(shù)、巷道形成情況和裝藥參數(shù)等都有影響。直徑過小會影響裝藥和炸藥穩(wěn)定爆轟；過大則影響鑿眼速度。一般根據(jù)藥卷直徑和標準磚頭直徑來確定炮眼直徑。 當采用耦合裝藥時，裝藥直徑即為炮眼直徑；不耦合裝藥時，裝藥直徑一般指藥卷直徑。 三、炮眼數(shù)目的確定 根據(jù)巖石性質、斷面尺寸和炸藥性質等，按炮眼的不同作用對炮眼進行合理布置，最終排列出的炮眼數(shù)即為一次爆破的總炮眼數(shù)。一般還需實踐后再作適當調整。炮眼數(shù)目過少，易出現(xiàn)大塊，不利于裝巖，同時巷道周邊輪廓會成形差；炮眼數(shù)目過多，會導致鉆孔工時和成本增加。合理的炮眼數(shù)目應當保證有較高的爆破效率，即炮眼利用率在

18、85%以上，爆下的巖塊和爆破后的巷道輪廓均能符合施工和設計要求。 實際設計時可以先按以下方法估算炮眼總數(shù)： 按巷道斷面和巖石堅固性系數(shù)估算 四、炮眼深度 炮眼深度直接決定每個循環(huán)的進尺量，也就是決定著掘進中鉆眼和裝巖等主要工序的工作量和完成各工序所需要的時間，是確定掘進循環(huán)勞動量和工作組織的主要鉆爆參數(shù)。需要綜合考慮施工設備，掘進任務和勞動組織等多方面因素進行優(yōu)化設計。 影響炮眼深度的因素很多，在各種因素綜合考慮的前提下，使掘進每米巷道所需勞動量為最小的炮眼深度可認為是最優(yōu)炮眼深度。 根據(jù)巷道掘進任務要求計算炮眼深度 按掘進循環(huán)組織確定炮眼深度 根據(jù)一個掘進循環(huán)時間和勞動組織，并考慮鉆眼設備和

19、裝巖設備能力等因素，估算炮眼深度如下： 炮眼裝藥結構及填塞 裝藥結構有連續(xù)裝藥、間隔裝藥、耦合裝藥、不耦合裝藥、正向起爆裝藥和反向起爆裝藥等多種形式。一般巷道掘進炮眼較淺，多采用連續(xù)、耦合、反向起爆裝藥結構。周邊眼爆破為減輕對威嚴的損傷，多采用不耦合裝藥結構。 五、炮眼利用率 炮眼利用率是最能直接反映平巷爆破效果的重要參數(shù)，有單個炮眼利用率與全面炮眼利用率之分，定義如下： 通常所說的炮眼利用率系指全斷面炮眼利用率，是綜合爆破效果參數(shù)，與設計的其他爆破參數(shù)都有直接關系。要使炮眼利用率達到最優(yōu)設計很難，每一組爆破參數(shù)都有對應的值，理論計算還有較大困難。實際平巷爆破設計以經(jīng)驗為主，可先取炮眼利用率接

20、近80%進行試驗，如果爆破效果達不到設計值，可適當調整爆破參數(shù)。如果炮眼利用率在80%以上，則說明爆破參數(shù)合理，爆破效果較好。 六、炮眼布置 合理的炮眼布置具有如下特點： （1）先爆炸的炮眼不會破壞后爆炸的炮眼，或影響其內(nèi)裝藥爆轟的穩(wěn)定性； （2）爆破塊度均勻，大小符合裝巖要求，大塊率低； （3）爆堆集中，飛石距離小，不會順壞支架或其他設備； （4）有較高的炮眼利用率，爆破后斷面和輪廓符合設計要求，不會發(fā)生欠挖或過量超挖現(xiàn)象； （5）施工方便，便于多臺鉆眼設備高效打眼。 一般巷道掘進炮眼布置的方法和原則如下： （1） 首先選擇掏槽方式和確定掏槽眼的位置，在布置周邊眼，最后布置崩落眼。 （2）掏

21、槽眼通常布置在巷道斷面的中央偏下，應考慮崩落眼的布置和減少崩壞支護結構或施工設施的可能。除面積較大的巷道外，一般在槽洞內(nèi)或槽眼底間不再布置崩落眼；掏槽眼深度應比其他炮眼深度深10%20%。 （3）周邊眼布置在巷道斷面的輪廓線上，但為了打眼方便，通常向外（或向上）偏斜一定角度，有時稱之為外甩角，一般為35。頂眼和幫眼一般按光面爆破要求，各炮眼應盡量互相平行，眼底落在同意平面上。底眼眼口一般在巷道底板線上150200mm，眼底低于底板線100200mm；底眼向下傾斜，以利于鉆眼，保證爆破后不留“硬坎”。周邊眼深度不應大于崩落眼。 （4）崩落眼以掏槽眼形成的槽洞為中心，分層均勻布置在掏槽眼和周邊眼之間。布置時應根據(jù)斷面大小和形狀調整抵抗線和眼距，以求炮眼