爆破工程的基本知識(shí)

1、第二章 爆破(bop)工程本章重點(diǎn)： 基本爆破方法的藥量計(jì)算 及炮孔布置本章難點(diǎn)：爆破機(jī)理中破壞圈的形成過程主要(zhyo)內(nèi)容：學(xué)習(xí)本章為特殊爆破 打下基礎(chǔ) 本章適當(dāng)增加課本以外的內(nèi)容 以適應(yīng)施工方向 共四十八頁21 爆破(bop)的作用與概念 一、爆破的作用 隧道(sudo)開挖；（公路、鐵路、引水等） 基礎(chǔ)處理與渠道開挖 石料開采 定向筑壩、截流、庫區(qū)清理等 松動(dòng)爆破 拆除等控制爆破 水下爆破 共四十八頁二、爆破(bop)的概念 1爆炸：爆炸是一個(gè)化學(xué)反應(yīng) 10萬分之1秒 510萬個(gè)大氣壓 炸藥瞬時(shí)化學(xué)反應(yīng)高溫高壓氣體沖擊波爆炸氣體CHON 3000的 CO2、CO、NO、 NO2、H2

2、O 起爆(qbo)能（撞擊、點(diǎn)火、高溫等）2、爆破：爆破是炸藥對(duì)周圍介質(zhì)的作用 沖擊波通過介質(zhì)產(chǎn)生應(yīng)力波：拉應(yīng)力拉限產(chǎn)生裂縫 壓應(yīng)力壓限粉碎或壓縮 爆炸氣體的氣刃作用產(chǎn)生擴(kuò)縫作用 共四十八頁三、爆破(bop)的機(jī)理 1土巖爆破破壞的幾種(j zhn)假設(shè)第一種：爆炸產(chǎn)生壓縮應(yīng)力場(chǎng)，引起質(zhì)點(diǎn)徑向移動(dòng)，產(chǎn)生徑向裂縫，爆炸氣體擴(kuò)縫；第二種：自由面（臨空面）上應(yīng)力波反射，產(chǎn)生環(huán)向裂縫；第三種：土巖破壞是上述兩種力共同作用的結(jié)果。一般地：土體介質(zhì)更適用于第一種理論 巖體介質(zhì)更適用于第三種理論 共四十八頁2、無限均勻(jnyn)介質(zhì)中的爆破 理想(lxing)狀態(tài)：少裝藥、埋深大、無裂隙節(jié)理等 共四十八頁

3、圈R1 粉碎圈或壓縮圈沖擊波產(chǎn)生的壓應(yīng)力壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于介質(zhì)的壓限壓時(shí)，介質(zhì)為塑性土體壓縮成穴介質(zhì)為脆性巖體粉碎 。圈R2 破壞圈沖擊波呈同心球從藥包中心向外傳播，因介質(zhì)的阻尼而衰減，至使該作用圈的壓 壓，但因介質(zhì)的|拉 |拉，產(chǎn)生徑向裂縫(li fng)。 B：壓縮后的彈性恢復(fù)產(chǎn)生的反射拉應(yīng)力拉拉， 產(chǎn)生環(huán)向裂縫或弧狀裂縫 兩種裂縫在爆氣作用下，介質(zhì)完全破壞。共四十八頁圈R3 震動(dòng)圈 沖擊波繼續(xù)向外傳播(chunb)擴(kuò)散，直到消失。此時(shí)壓 壓且拉拉時(shí)，產(chǎn)生的坑稱為爆破漏斗。臨空面是水平面時(shí)為倒錐坑。 裂縫飛逸倒錐坑共四十八頁、爆破(bop)作用指數(shù)nrW n1 時(shí) 標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破n1 時(shí) 加強(qiáng)(ji

4、qing)拋擲爆破1n075 時(shí) 減弱拋擲爆破075n033時(shí) 松動(dòng)爆破 n0 時(shí) 隱藏式爆破 共四十八頁22 爆破(bop)器具與爆破(bop)材料 一、鉆孔機(jī)具 P7072 鉆孔占爆破(bop)工時(shí)的50%，占爆破 費(fèi)用的70% 1、輕型手提風(fēng)鉆：淺孔，垂直向下2、支架式重型風(fēng)鉆：淺孔，向上或傾斜3、沖擊式鉆機(jī)： 深孔，垂直向下 4、回轉(zhuǎn)式鉆機(jī) 5、潛孔鉆 以上自習(xí)10分鐘：各機(jī)的工作原理？ 共四十八頁二、炸藥(zhyo) A爆燃點(diǎn)：在規(guī)定時(shí)間內(nèi)（5分鐘）使炸藥發(fā)生爆炸的最低溫度。 TNT290290；黑火藥290310； 雷貢175180；硝化甘油200205； 黑索金225205；硝銨

5、類炸藥280320 B發(fā)火性：對(duì)火焰的敏感(mngn)程度。（有的能燃不會(huì)爆） 1、炸藥的性能指標(biāo) 敏感度：在外界能量的作用下，發(fā) 生爆炸的難易程度。共四十八頁C撞擊敏感度：對(duì)機(jī)械作用的敏感程度。當(dāng)10KG的錘，落高為25CM時(shí)，發(fā)生爆炸的百分率為： 硝化甘油100%，TNT48%，黑火藥50% 黑索金7080%，硝銨類炸藥1632%，泰安100%D起爆敏感度：引起(ynq)爆炸的極限藥量。 TNT0.15克,2號(hào)巖石硝銨炸藥0.17-0.28克。E殉爆距：能夠連續(xù)三次使該藥包出現(xiàn)殉爆現(xiàn)象的最大距離，CM。 殉爆由于一個(gè)藥包的爆炸引起與相距一定距離的另一藥包爆炸的現(xiàn)象。 共四十八頁上述炸藥的敏

6、感度，常隨摻和物的不同而改變。例如：在炸藥中摻有棱角堅(jiān)硬(jinyng)物（砂、玻璃、金屬屑等）時(shí)敏感度提高；當(dāng)摻有水、石蠟、瀝青、油、凡士林等柔軟、熱容量大、發(fā)火點(diǎn)高的摻和物時(shí)，敏感度降低。 炸藥的安定性 ：炸藥在長(zhǎng)期貯存(zhcn)中，保持其原 有物理、化學(xué)性能不變的能力。物理安定性：主要有吸濕、結(jié)塊、揮發(fā)、滲油、老化、凍結(jié)、耐水等性能。 化學(xué)安定性：取決于炸藥的化學(xué)性能。例如：硝化甘油類炸藥在50時(shí)開始分解，如果熱量不能及時(shí)散發(fā)，可能引起自燃與爆炸 共四十八頁炸藥的爆炸穩(wěn)定性：炸藥起爆后，若能以恒定不變的速度自始至終(z sh zh zhng)保持完整的爆炸反應(yīng)，稱為穩(wěn)定的爆炸。 在鉆孔

7、爆破中影響爆炸穩(wěn)定性的因素(yn s)有： A藥包直徑d， dd臨則穩(wěn)定B炸藥密度，太大太小都不行 ，0.9-1.6g/cm3 威力炸藥的爆炸性能：是炸藥爆炸的作用能力，通常用爆力和 猛度來表征。其大小主要反映在以下幾方面： A爆速：炸藥爆炸的分解速度，20007500MS； 共四十八頁B爆熱：以1Kg分解的熱量為準(zhǔn)。千卡Kg C爆溫：1Kg分解的熱量所能達(dá)到的最高濕度。 D爆氣量與爆壓：升Kg，KgCM2或Pa E爆力e：炸藥爆炸破壞一定介質(zhì)的能力。靜力威力。 （與氣體量、熱量、溫度(wnd)等有關(guān)） 測(cè)定方法：一定量的炸藥放入鉛孔中，以爆破擴(kuò)大體積來衡量。 舉例：靜力威力與動(dòng)力威力的區(qū)別、

8、轉(zhuǎn)換等。E氧平衡：零氧平衡：生成CO2、H2O等，產(chǎn)生Q； 正氧平衡：生成 NO2等，產(chǎn)生Q2； 負(fù)氧平衡：生成CO等，產(chǎn)生Q6。 舉例：TNT（負(fù)氧平衡硝酸銨（正氧平衡零氧平衡 共四十八頁 2、炸藥(zhyo)的種類 起爆炸藥：用于制造起爆器材的炸藥。 特點(diǎn)：A敏感度高； B爆速增加快，易由燃燒轉(zhuǎn)為爆轟 C安定性好，特別(tbi)是化學(xué)安定性好； D有很好的松散性和壓縮性。 常用的起爆炸藥主要有： A雷貢Hg（CNO）2，50開始分解，160爆炸 對(duì)溫度敏感。 B氮化鉛Pb（N3）2 ，比雷貢遲鈍，不溶于水。 共四十八頁C二硝基重氮酚C6H2O5N4 ，安定性好，起爆能力強(qiáng)，相對(duì)安全，便宜，

9、方便(fngbin)。 D三硝基甲苯硝銨 E四硝化 四醇 主炸藥：產(chǎn)生爆破作用的炸藥。 特點(diǎn)：A威力(wil)大，能被普通雷管引爆； B成本低，來源廣，種類多（適用于各種條件）； C安全，可靠。 常用的主炸藥主要有：？ 共四十八頁 A三硝基甲苯（TNC6H2（NO2）3CH3 P62 黃色或黃褐色晶體，熱安定性好，不溶于水，遇火能燃燒（特別條件下能轉(zhuǎn)為爆炸），機(jī)械敏感度低，爆速7000MS，爆熱950千卡Kg；爆炸呈負(fù)氧平衡，價(jià)格昂貴，常作為雷管加強(qiáng)藥。B硝化甘油 C3H5（ONO2）3 P63 無色油狀液體，不溶于水。有毒。敏感度高（不單獨(dú)(dnd)使用）。威力大。價(jià)格昂貴,爆力500ML,

10、猛度22-23MM,13.2凝固, 凝固后極危險(xiǎn)。為膠質(zhì)硝化甘油類炸藥的主要成分。 C銨銻炸藥(zhyo)。 共四十八頁硝酸銨（敏感劑）木粉（可燃劑） 淡黃色粉末、有毒但炸氣無毒、敏感度小、價(jià)格低、易潮濕結(jié)塊。 國(guó)產(chǎn)(guchn)銨梯炸藥品種有： 露天銨銻炸藥 1 2 3 巖石銨銻炸藥 1 2 安全銨銻炸藥 : （爆氣C0含量1時(shí)： f(n)=0.4+0.6n3 1n075時(shí)：f(n)=( )3 松動(dòng)爆破時(shí)：f(n)= n30.330.55 K爆破單位體積土石的耗藥量（M3） P50表21表中數(shù)值為標(biāo)準(zhǔn)情況下的爆破（標(biāo)準(zhǔn)爆破） 共四十八頁標(biāo)準(zhǔn)爆破： n1 標(biāo)準(zhǔn)拋擲(pozh)爆破； 標(biāo)準(zhǔn)炸藥，

11、2巖石銨梯炸藥； 一個(gè)臨空面。 其他情況的系數(shù)換算： 不是一個(gè)臨空面：有2個(gè)臨空面取0.83K 有3個(gè)臨空面取0.67K 非標(biāo)準(zhǔn)炸藥：用爆力值e換算，eb320 P50式25： 非集中藥包（延長(zhǎng)藥包） 藥包長(zhǎng)度L藥包最短邊長(zhǎng)a ：大于4時(shí)為延長(zhǎng)藥包 共四十八頁 小于或等于4時(shí)為集中藥包 或采用P50式23 大于等于0.41時(shí)為集中藥包，否則為延長(zhǎng)藥包。 式中V藥包的體積 b藥包中心至最遠(yuǎn)邊點(diǎn)的距離。 第二種情況： 對(duì)于非集中藥包，Q的計(jì)算(j sun)分兩種情況，具體見P56式29和式211。 共四十八頁 三、起爆器材(qci)與起爆方法 1、火花起爆(qbo)法及其器材 火雷管：P64圖21

12、6 管殼正起爆藥（敏感度極高）副起爆藥加強(qiáng)帽 加強(qiáng)雷管威力， 末端有聚能穴導(dǎo)火線： 導(dǎo)火索點(diǎn)燃材料 1 CMS 100125秒/m 共四十八頁 2、電起爆(qbo)法及其器材 電雷管：P64圖216 即發(fā)雷管有一電點(diǎn)火裝置，其余同火雷管。 延發(fā)雷管加有一段緩燃劑，分為秒延期（加一段 精制導(dǎo)火索）和毫秒延期（加一段特別(tbi)炸藥）。電源：220380伏的照明電或動(dòng)力電，也可用蓄電池、放炮器等。 特點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、成本低， 一次燃爆的炮孔數(shù)目較少、安全性差 ，用于小規(guī)模爆破（淺孔、露天） 共四十八頁導(dǎo)線：端線、聯(lián)接線、區(qū)域線、主線（可重復(fù)使用）等。 電爆網(wǎng)路的聯(lián)接方式與導(dǎo)通檢查 串聯(lián)P

13、65 易操作、I小、電線少、易斷路拒爆； 并聯(lián)P64 I大、電線多、難檢查，不易斷路拒爆 混合聯(lián)P66 ， 導(dǎo)通檢查測(cè)定電阻(dinz)，準(zhǔn)爆條件。 電爆網(wǎng)路的設(shè)計(jì)計(jì)算自習(xí)P6667。 電起爆法與火花起爆法的比較： 電雷管法的優(yōu)點(diǎn)：安全、能準(zhǔn)確控制、可用儀器檢查； 缺點(diǎn)：工作量大、復(fù)雜、耗線、要電源； 適用：大規(guī)模起爆。 共四十八頁 3、傳爆線及傳爆管（導(dǎo)爆管） 傳爆速度V60006500MS，可直接引爆主炸藥，不過其本身有些(yuxi)要用雷管引爆，所以使用和運(yùn)輸非常安全。其內(nèi)用的是黑索金、泰安等單質(zhì)炸藥，價(jià)格較高。 聯(lián)結(jié)方式打結(jié)。 繼爆管用來達(dá)到延發(fā)目的的一種裝置，由不帶點(diǎn)火裝置的毫秒延發(fā)

14、雷管消爆管導(dǎo)爆索組合而成 共四十八頁 4、起爆(qbo)方式 即發(fā)同時(shí)起爆，舉例：主爆區(qū)群孔起爆。延發(fā)延期起爆，分為秒延期和毫秒延期， 舉例：定向(dn xin)爆破、擠壓爆破。 共四十八頁23 爆破(bop)的基本方法 布孔鉆孔清孔裝藥搗實(shí) 堵氣引爆一、淺孔爆破 定義：d75MM L5m d75mm實(shí)際上定義：H1020 m d150225mm 優(yōu)點(diǎn)：爆破單位體積巖體所耗的鉆孔工作量和炸藥量少。 缺點(diǎn)：控制性差，對(duì)保留巖體影響(yngxing)大， 常用沖擊式、回轉(zhuǎn)式、潛孔鉆等造孔。適用：各大中型工程。 共四十八頁 1、深孔布置(bzh) 平面上，采用(ciyng)梅花狀布置； 垂直方向：共

15、四十八頁傾斜孔的優(yōu)點(diǎn)： Wp全等，均勻； 堆碴的高和寬容易控制(kngzh)； 爆后坡面平整。 傾斜孔的優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)復(fù)雜，裝藥也相對(duì)較難。 2、參數(shù)計(jì)算 抵抗線長(zhǎng)度(chngd) WpHDd150（1530）d P51階梯高度 H（1.22.0）Wp 炮孔深度 LKLH KL為巖性影響系數(shù)：堅(jiān)硬巖1.11.15；中堅(jiān)巖1.0；松軟巖0.850.95。 共四十八頁超鉆深度LH（0.120.3）Wp 超鉆是技術(shù)性的，超挖和欠挖則有一定的范圍控制。 炮孔間距 aKa Wp（0.71.4）Wp炮孔排距 b0.87 a 藥量 Q0.33KH Wp aKH Wp K為系數(shù)： 堅(jiān)硬巖0.540.6；中堅(jiān)巖0.

16、30.45； 松軟巖0.150.3。 炮孔最小堵塞長(zhǎng)度(chngd)Lmin ，淺孔大于0.5L，深孔大于Wp。 相應(yīng)地，炸藥有散裝和藥卷兩種。 共四十八頁3、提高深孔爆破(bop)效果的措施 P54 加大臺(tái)階高度，使用毫秒微差技術(shù)進(jìn)行連續(xù)爆破； 合理利用臨空面，積極創(chuàng)造臨空面； 改善裝藥結(jié)構(gòu)：間隔裝藥分段裝藥 空隙裝藥（猛度爆力） 、混合裝藥 、 孔內(nèi)微差爆破 保證(bozhng)堵塞長(zhǎng)度與堵塞質(zhì)量 三、洞室爆破 P52 （自習(xí)為主）四、特殊爆破 （另外一門課） 介紹幾種特殊爆破的概念 共四十八頁 24 爆破安全(nqun)技術(shù) 一、安全距離 劃分爆破警戒范圍或保護(hù)范圍的依據(jù)(yj) 安全地

17、帶與危險(xiǎn)區(qū)的界線 安全的概念：人身安全 設(shè)備財(cái)產(chǎn)安全 基礎(chǔ)安全共四十八頁 1、爆破(bop)地震振動(dòng)安全距離 爆破地震振動(dòng)速度的確定 蘇聯(lián)公式：K 為系數(shù)，巖石k=30-70,土質(zhì)k=200,f(n)=0.4+0.6n3瑞典公式： mm/s K為系數(shù)（堅(jiān)硬巖400）美國(guó)公式 英寸/s以上(yshng)都是經(jīng)驗(yàn)公式，均與爆區(qū)總裝藥量Q和爆源至測(cè)點(diǎn)距離R有關(guān)。 共四十八頁 爆破(bop)振動(dòng)破壞的判據(jù) 不同建筑物或構(gòu)筑物允許的最大振動(dòng)速度（臨界速度）是不同的，人根據(jù)經(jīng)驗(yàn)列成了一系列表格。 爆破振動(dòng)破壞的判據(jù)是以地表某的振動(dòng)速度V來衡量的，而與建筑物內(nèi)部(nib)某點(diǎn)的振速無關(guān)，并且這些數(shù)據(jù)都是一種

18、概率性的標(biāo)準(zhǔn)。 共四十八頁地震安全(nqun)距離 P6768 根據(jù)允許V推求(tuqi)安全距離 對(duì)地面建筑物R Kc為系數(shù)對(duì)地下建筑物R 最大藥包的最小本質(zhì) 2、個(gè)別飛石安全距離 R P67 KA為系數(shù)共四十八頁3、空氣沖擊波危害半徑(bnjng) R P68 式2-344、有害氣體擴(kuò)散安全距離Rrmax P69 式2-375、殉爆安全距離 rs P6869 共四十八頁 二、爆破作業(yè)的防護(hù)(fngh)措施 1、運(yùn)輸與貯存時(shí)： 無撞擊、無明火、無殉爆2、使用過程中： 盡量用小a、小L、小n，以利控制 3、減少震動(dòng)(zhndng)的辦法： 采用微差技術(shù)、改善裝藥結(jié)構(gòu)等 4、盡量不采用裸露爆破 5、對(duì)飛石的防護(hù)： 可用各種類型的防護(hù)設(shè)施 共四十八頁6、空氣沖擊波的防護(hù)： 防止產(chǎn)生強(qiáng)沖擊波； 采用各類防護(hù)措施削弱沖擊波； 布置(bzh)反向藥包干