爆破作用原理

會計學1爆破作用原理一）爆轟氣體壓力作用學說

這種學說從靜力學觀點出發(fā)，認為巖石的破碎主要是由于爆轟氣體（explosiongas）的膨脹壓力引起的。藥包爆炸產(chǎn)生大量的高溫高壓氣體，這些爆炸氣體產(chǎn)物迅速膨脹并以極高的壓力作用于藥包周圍的巖壁上，形成壓應力場。當巖石的抗拉強度低于壓應力在切向衍生的拉應力時，將產(chǎn)生徑向裂隙。一.爆破作用學說第1頁/共18頁二）應力波作用學說這種學說以爆炸動力學為基礎，認為應力波是引起巖石破碎的主要原因。其基本觀點如下：爆轟波沖擊和壓縮藥包周圍的巖壁，在巖壁中激發(fā)形成沖擊波并衰減為應力波。此應力波在周圍巖體內(nèi)形成裂隙的同時向前傳播，當應力波傳到自由面時，產(chǎn)生反射拉應力波。應力波單獨作用該如何研究呢第2頁/共18頁三）應力波和爆轟氣體壓力共同作用學說這種學說認為，巖石的破壞是應力波和爆轟氣體共同作用的結(jié)果。其基本觀點如下：

爆轟波波陣面的壓力和傳播速度大大高于爆轟氣體產(chǎn)物的壓力和傳播速度。爆轟波首先作用于藥包周圍的巖壁上，在巖石中激發(fā)形成沖擊波并很快衰減為應力波。沖擊波在藥包附近的巖石中產(chǎn)生“壓碎”現(xiàn)象，應力波在壓碎區(qū)域之外產(chǎn)生徑向裂隙。隨后，爆轟氣體產(chǎn)物繼續(xù)壓縮被沖擊波壓碎的巖石，爆轟氣體“楔入”在應力波作用下產(chǎn)生的裂隙中，使之繼續(xù)向前延伸和進一步張開。當爆轟氣體的壓力足夠大時，爆轟氣體將推動破碎巖塊作徑向拋擲運動。第3頁/共18頁對于不同性質(zhì)的巖石和炸藥，應力波與爆轟氣體的作用程度是不同的。在堅硬巖石、高猛度炸藥、偶合裝藥或裝藥不偶合系數(shù)較小的條件下，應力波的破壞作用是主要的；在松軟巖石、低猛度炸藥、裝藥不偶合系數(shù)較大的條件下，爆轟氣體的破壞作用是主要的。第4頁/共18頁一）單個藥包的爆破作用㈠自由面和最小抵抗線如果將一個球形或立方體形炸藥包(爆破上稱之為集中藥包)埋入巖石中，巖石與空氣接觸的表面稱為自由面。最小抵抗線:藥包中心到自由面的垂直距離W。二.爆破作用第5頁/共18頁當藥包在巖體中的埋置深度很大，爆破作用達不到自由面時，這種情況下的爆破作用叫作爆破的內(nèi)部作用。當單個藥包在巖體中的埋置深度不大時，可以觀察到自由面上出現(xiàn)了巖體開裂、鼓起或拋擲現(xiàn)象。這種情況下的爆破作用叫作爆破的外部作用，其特點是在自由面上形成了一個倒圓錐形爆坑，稱為爆破漏斗。爆破的內(nèi)部作用爆破的外部作用第6頁/共18頁粉碎區(qū)（壓縮區(qū)）破裂區(qū)震動區(qū)根據(jù)巖石的破壞特征，受爆炸影響的巖石可分為三個區(qū)域：第7頁/共18頁爆破漏斗（一）爆破漏斗的幾何要素自由面(臨空面)是指被爆破的介質(zhì)與空氣接觸的面。最小抵抗線是指藥包中心距自由面的最短距離。爆破時，最小抵抗線方向的巖石最容易破壞，它是爆破作用和巖石拋擲的主導方向。爆破漏斗半徑是指形成倒錐形爆破漏斗的底圓半徑。常用r表示爆破漏斗半徑。爆破漏斗破裂半徑(破裂半徑)是指從藥包中心到爆破漏斗底圓圓周上任一點的距離。R表示爆破漏斗破裂半徑。爆破漏斗深度：爆破漏斗頂點至自由面的最短距離叫爆破漏斗深度。H表示爆破漏斗深度。第8頁/共18頁

爆破漏斗的幾何要素最小抵抗線爆破漏斗半徑爆破漏斗深度爆破漏斗可見深度爆破漏斗張開角爆破漏斗破裂半徑自由面第9頁/共18頁爆破漏斗可見深度：爆破漏斗中碴堆表面最低點到自由面的最短距離叫爆破漏斗可見深度。爆破漏斗張開角：即爆破漏斗的頂角θ。（二）爆破作用指數(shù)。爆破漏斗底圓半徑與最小抵抗線的比值稱為爆破作用指數(shù)，用n表示，即：爆破作用指數(shù)n在工程爆破中是一個極重要的參數(shù)。爆破作用指數(shù)n值的變化，直接影響到爆破漏斗的大小、巖石的破碎程度和拋擲效果。第10頁/共18頁衡量爆破作用的效果：當n=1時，形成標準拋擲漏斗（c）；1<n<3時，形成加強拋擲漏斗（d）；0.75<n<1時，形成減弱拋擲漏斗（b）；n=0.75時，巖石只形成松動而不形成拋擲，叫做松動漏斗（a）；n<0.75時，爆破漏斗不能形成。第11頁/共18頁二）多個藥包的爆破作用第12頁/共18頁三、微差爆破利用毫秒雷管或其他設備控制放炮的順序，使每段之間只有幾十毫秒的間隔，叫做毫秒爆破或微差爆破。實踐證明，毫秒爆破具有爆破巖石塊度小而均勻，炮眼利用率高，巖幫震動小、巷道規(guī)格好等特點。幾種假說：㈠應力波干涉假說若相鄰兩裝藥間隔若干毫秒爆炸，先起爆的裝藥在巖體內(nèi)形成的應力場尚未消失，而后起爆裝藥又立即起爆，使兩者產(chǎn)生的應力波相互疊加，從而加強破碎效果。㈡自由面假說先起爆的裝藥在巖體內(nèi)已已造成某種程度的破壞，形成一個新的爆破漏斗，有一定寬度的裂隙和附加自由面，對后起爆的裝藥將是一個有利的條件，相當于新增加自由面并處于應力狀態(tài)作用下。第13頁/共18頁

瓦斯礦井爆破，雷管的總延期時間應在130ms內(nèi)，防止瓦斯在先爆炮眼爆炸后達到1%，預熱，在后期炸藥爆炸后引爆瓦斯。㈣殘余應力假說先期爆炸的應力波在炮孔周圍的巖體內(nèi)形成動態(tài)應力場，并產(chǎn)生徑向裂隙向外擴展，其后，高溫高壓的爆生氣體滲入裂隙，在較長的時間內(nèi)使巖體處于準靜應力狀態(tài)，使裂隙進一步擴展。后期裝藥若在此刻爆炸，就可利用巖體內(nèi)已經(jīng)形成的殘余應力來改善巖石的破碎質(zhì)量。㈢巖塊碰撞假說先后相繼爆破下的巖塊在運動過程中發(fā)生相互碰撞，利用動能使其再次發(fā)生破碎，導致運動速度降低，拋擲距離減小，爆堆減小。第14頁/共18頁四、光面爆破

光面爆破實質(zhì)，是在井巷掘進斷面的輪廓線上，布置間距較小、相互平行炮眼，控制每個炮眼裝藥量，選用低密度低爆速的炸藥，采用不耦合裝藥同時起爆，使爆炸作用剛好產(chǎn)生炮眼連線上的貫穿裂隙，并沿各炮眼的連線——井巷輪廓線，將巖石崩落下來。光面爆破機理光爆炮眼同時起爆，在各炮眼的眼壁上產(chǎn)生細微的徑向裂隙，由于起爆器材的起爆時間誤差，各炮眼不可能在同一時刻爆炸，先爆炮眼的徑向裂隙，由于相鄰后爆炮眼所起的導向作用，結(jié)果沿相鄰兩炮眼的連心線的那條裂隙得到優(yōu)先發(fā)展，并在