爆破工程概念

1.岩石坚固性及坚固性系数岩石坚固性：岩石抵抗任何外力造成其破坏的能力，或岩石破碎的难易程度。坚固性系数：岩石坚固性在量的方面用坚固性系数f（无量纲量）表示，其值计算方法f=Rc/10，Rc为岩石的单轴抗压强度（MPa）。2.装药最小抵抗线和临界抵抗线装药最小抵抗线：装药中心到自由面的垂直距离。装药临界抵抗线：当装药处在此抵抗线时，自由面上刚好显现爆破迹象，大于此值，则看不到，小于此值，爆破现象显现。3.炸药的爆力和猛度炸药爆力：炸药爆炸后爆生气体膨胀做功的能力，体现了炸药的静作用。炸药猛度：炸药爆炸后冲击波和应力波作用强度，体现了炸药的动作用。4.毫秒延期电雷管毫秒延期电雷管：通电后以毫秒量级间隔时间延迟爆炸的电雷管。5.爆轰波和爆速爆轰波：炸药体内传播的伴随有化学反应的冲击波。爆速：爆轰波在炸药体内传播的速度。6.爆破作用指数爆破作用指数：爆破漏斗半径与装药最小抵抗线的比值。7.不耦合装药系数不耦合装药系数：炮孔直径与装药直径的比值，此系数值大于等于1，等于1时为耦合装药。8.水压爆破水压爆破：在容器状构筑物中注满水，将药包悬挂于水中适当位置，起爆后，利用水的不可压缩性将炸药爆炸时产生的压力传递给构筑物壁面，使之均匀受压而破碎。9.定向倒塌爆破定向倒塌爆破：使爆破的建筑物按设计方向倒塌和堆积的爆破方法。10.煤矿许用炸药煤矿许用炸药：允许使用在有沼气的工作面或矿井的炸药，这种炸药中加有消焰剂（食盐），用以吸收炸药爆炸释放的热量，降低爆温和抑制沼气的爆炸反应。11.预裂爆破预裂爆破：在主爆区爆破之前，沿开挖边界钻一排密集炮孔，少量装药，不耦合装药结构，齐发起爆，爆破后形成一条贯穿裂缝。在此预裂缝的屏蔽和保护下（预裂缝能反射应力波和地震波，减少对保护区岩体的破坏）进行主爆区爆破。使之获得较为平整的开挖面。12.聚能爆破效应聚能爆破效应：利用爆轰产物运动方向与装药表面垂直或大体垂直的规律，做成特殊形状的装药，就能使爆轰产物聚集起来朝着一定方向运动，提高能流密度，增强爆破效应，此种现象称为聚能爆破效应。二、填空：（16×1=16分）1.岩石爆破破坏机理的三种假说是：爆生气体膨胀作用，爆炸应力波反射拉伸作用和爆生气体和爆炸应力波综合作用。2.拆除爆破安全控制的主要内容爆破震动，空气冲击波，爆破飞石、爆破噪音和粉尘等。3.烟囱类高耸建筑物拆除爆破方案有定向倒塌，折叠倒塌和原地坍塌三种。4.铵油炸药的主要成分有硝酸铵，轻柴油和木粉三种。5.爆破内部作用在岩石中造成破坏形式是：自爆源向外产生粉碎区，破裂去和震动区。三、简答问题：（5×6=30分）1.如何布置岩石巷道掘进工作面各类炮眼？答：工作面炮眼布置原则：抓两头，带中间，即先选择掏槽方式和确定掏槽眼位，其次是布置周边眼，然后再根据巷道断面大小，在掏槽眼和周边眼间均匀布置崩落眼。具体布置如下：①掏槽眼一般布置在巷道断面中央偏下靠近底板位置，这样利于打眼和利于其他多数炮眼能借助岩石自重崩落，在断面中有明显弱面时，则应布置在其软弱层中。②周边眼按光面爆破要求布置。眼口中心都应布置在巷道设计掘进断面轮廓线上，钻眼时应稍向外偏斜（一般眼底落在轮廓线外50～100mm），各眼相互平行，深度一致。底眼眼口应高出巷道底板150～200mm，以利于钻眼和防止灌水，眼底则应低于巷道底板100～200mm，以避免巷道底板上漂。③崩落眼则应根据巷道断面大小，在掏槽眼和周边眼间以槽腔为自由面层层均匀布置，并注意调整好最小抵抗线和炮眼密集系数。2.如何降低爆破震动的强度(列出几种主要的方法)？答：可采用以下几种方法控制和降低爆破震动：①限制一次爆破的最大药量，并采用微差爆破技术；②应用预裂爆破或开挖减震沟；③选用适当的单位炸药消耗量和不耦合装药结构；④采用适当的爆破类型，根据工程要求可采用较大爆破作用指数的抛掷爆破，松动爆破时，也应采用能获得最大松动的爆破设计。3.何为工程爆破中的拒爆（瞎炮）？如何正确处理拒爆（瞎炮）？答：经起爆后，雷管或炸药不爆的现象称为拒爆（或瞎炮）。拒爆的处理应严格按《爆破安全规程》中的相关规定进行，脚线未坏时可重新联线放炮；或在距炮眼至少0.3m处另打与瞎炮平行的炮眼重新装药放炮，带出瞎炮；严谨镐刨，或从炮眼中取出放置的引药，或从引药中拉出雷管；处理拒爆不能和其他工作同时进行。处理后，应收集未爆的爆破材料并销毁。4.对工业炸药有那些基本要求？答：工业炸药应满足下列基本要求：①具有足够的爆炸能量（即具有较大的爆炸威力），具有良好的爆轰性能，能以较高的爆速稳定传爆；②具有合适的感度，能为工业雷管引爆，具有一定的安定性，保证生产、储存、运输和使用过程中的安全；③爆生有毒气体少；原材料来源广，成本低，便于生产加工。5.拆除爆破设计三个方面的主要内容是什么？答：拆除爆破设计包括方案设计、技术设计和施工设计三个方面。①拆除爆破方案设计。爆破技术人员应在充分掌握爆破物结构特性和爆区周围环境的基础上，根据爆破任务和安全要求，提出多种拆除爆破方案，进行技术、经济比较，特别注意爆破安全，最后制定出经济合理、技术可行、安全可靠的拆除爆破方案。②拆除爆破技术设计。爆破方案确定后，即需要进行技术设计，其设计内容包括爆破材料的选用、爆破参数的选择、单孔装药量的计算和选择、单位炸药消耗量的校核以及爆破安全设计与验算等。③拆除爆破施工设计。主要包括炮孔的布置、炮孔的深度和钻眼方向、药包位置、装药结构、药包的药量与编号、起爆网路设计、爆区警戒范围、防护设计、起爆点位置以及施工安全技术措施等。四、分析论述：（1×18=18分）何为巷道光面爆破？有何优点？试分析获得好的光面爆破效果应主要做好哪些工作？答：岩巷掘进光面爆破是一种控制爆破技术。应用此技术科使掘出的巷道轮廓较为平整，岩壁爆生裂隙少，整体性好，稳定性高，利于锚喷支护；超挖量小，出矸量少（4分）。其优点（4分）：①巷道轮廓平整，成型规整，质量高，通风阻力小；②壁爆生裂隙少，整体性好，稳定性高，自身承载能量强；③超挖量少；④施工安全性高，掘进速度快。为获得较好的光面爆破效果，应从爆破材料选择、爆破参数设计和优化、钻眼爆破施工多方面着手。主要有（10分）：①选用低密度、低爆速、传爆性能良好的炸药；②根据岩石条件和巷道断面综合考虑设计和优化包括炮眼间距、最小抵抗线、装药集中度、装药不耦合系数等在内的爆破参数；③周边光面爆破炮眼同时起爆；④合理布置周边眼，通常布置在巷道掘进轮廓线上，钻眼要求“平、直、齐、准”，即炮眼间保持平行，深度一致，并准确钻眼，基本垂直工作面（为下一循环钻眼方便，可稍向外偏斜）；⑤采用合理的装药结构，例如小直径光爆专用药卷不耦合装药，普通药卷轴向软垫层装药等；⑥较为松散破碎的岩石还可以采用预留光爆层爆破。一、爆破的分类：（敷设炸药方式不同：炮孔法、药室法、药壶法、裸露药包法。药包空间形状：集中药包法、延长药包法、平面药包法、异性药包现代爆破：延时爆破、光面爆破和预裂爆破、定向爆破、拆除控制爆破、水下、地下掘进。）爆炸现象：一种物质极迅速的物理或化学反应，瞬间放出能量，并伴随着巨大破坏效应的现象。由爆炸原因分为物理、核、化学。爆炸的三要素：反应的放热性、反应过程中的高速度和生产大量的气体产物。炸药化学反应的三种形式：缓慢分解、燃烧和爆炸。爆炸速度：反应取得传播速度。氧平衡关系：炸药内含氧量与可燃元素充分氧化所需氧量之间的关系。分类（正氧、负氧零氧）爆容：1kg炸药爆炸生成气体产物换算到标准状态下的体积，爆容越大，炸药做功能力越强。它是衡量炸药爆炸做功能力的一个重要参数。爆热：单位质量炸药爆炸时所释放的热量。影响炸药爆热的因素：a炸药的氧平衡b装药密度c附加物的影响d装药外壳的影响保温：炸药爆炸时放出的热量将爆炸产物加热到的最高温度。爆压：当爆炸结束，爆炸产物再炸药初始体积内达到热平衡后的流体静压值。声波：是指介质中传播的弱扰动波，起速度称为声速。压缩波：受扰动后波阵面上介质的压力、密度、温度等状态参数增加的波。反之，受扰动后波阵面上介质参数下降的波称为稀疏波或膨胀波。冲击波的特性：a冲击波传播速度对未扰动介质而言是超声速的，对已扰动介质而言则是哑声速的。b冲击波波速与波的强度有关，波的强度越大，波速越快。c冲击波具有陡峭的波头，其波阵面上的介质状态参数产生突跃变化。d冲击波传播过程中，波阵面上的介质将产生质点运功，运动方向与波的传播方向相同，但其速度小于波速，因此在冲击波后伴随有稀疏波。e介质受冲击波压缩时，熵值增大，即内能增大，动能减小，所以伴随着冲击波再介质中的传播，波的强度随之衰减，最终衰减为声速。f冲击波是一种脉冲波，不具有周期性。爆轰波:就是在炸药中传播的伴随有化学反应的强冲击波。它与普通的冲击波相同（a爆轰波过后，状太参数急剧增加b爆轰波传播速度相对于波前介质是超声速的c爆轰过后，爆轰产物获得一个与爆轰波传播方向相同的运动速度）和不同（a爆轰波有前冲击波和紧跟在其后的化学反应区组成，他们是一个不可分割的整体，而且以同一速度在炸药中传播，此传播速度称为爆速。b爆轰波在传播过程中不断得到能量补充而不衰减，冲击波只是一个强间断面，没有能量补充，因而在传播过程中衰减，最后成为声波。c冲击波相对于波后气体是亚声速的，而爆轰波传播速度相对于波后气体为当地声速。）爆轰波的五个参数：压力、密度、波速、质点速度和温度。爆速的测量常用方法：导爆索法、电测法（时间分辨率高，爆速精度高，用药量小）、高度摄影法。爆速的影响因素：除了与炸药本身的性质（炸药密度、产物生成、爆热和传爆条件）还受装药直径（炸药爆速随装药直径的增大而提高。接近理想爆速的装药直径称为极限直径。能维持炸药稳定爆轰的最小装药直径称为炸药的临界直径，炸药在临界直径时的爆速称为临界爆速）、装药密度（当药柱直径一定时，存在使炸药爆速达最大的密度值，这个密度值称为最佳密度）和粒度（减小炸药粒度能够提高化学反应速度，减小反应时间和反应区厚度，从而减小临界直径和极限直径，爆速增高）、装药外壳、起爆冲能及传爆条件等。间隙效应（管道效应）：如果药柱与炮孔孔壁间存在间隙，常常会发生爆轰中断或爆轰转变为爆燃的现象。消除此效应的措施：a耦合装药b避开装药间隙范围而装药c利用导爆索等传爆材料d多点起爆炸药的起爆：激发炸药爆炸的过程称为起爆，使炸药发生爆炸反应所需的活化能称为起爆能或初始冲能。感度：炸药在外界作用下发生爆炸的难易程度。炸药感度区分为：热感度、火焰感度、电火花感度、冲击感度、摩擦感度、射击感度、冲击波感度、爆轰感度等。炸药感度的表示：热感度（指在热能作用下引起炸药爆炸的难易程度。爆发点：在规定时间内起爆炸药加热的最低温度。有加热感度和火焰感度）机械感度（冲击感度和摩擦感度）冲击波感度和殉爆（炸药爆炸后引起其周围一定距离处炸药发生爆轰的现象。）爆轰感度、静电感度。影响炸药感度的因素：化学（炸药中爆炸性基因的数量、炸药的生成焓、爆热、分子结构）物理（物理状态、装药条件、初温、装药密度和方法、装药的结构、添加剂）两类炸药的爆破作用：动作用（利用爆炸产生冲击波或应立波形成的破坏）和静作用（利用爆炸气体产物的流体静压或膨胀功形成的破坏或抛掷）从两个方面对炸药进行评价：一是炸药的冲击能力或称猛度，二是炸药的做功能力。炸药的猛度：炸药动作用的强度。用它来表征炸药做功功率和爆炸产生冲击波和应立波的强度。猛度的试验方法：铅柱压缩法和弹道摆法。炸药的做功能力：炸药爆炸队周围介质所作机械功的总和。试验方法:铅铸法、弹道臼炮法和爆破漏斗法。空穴效应：这种靠空穴闭合产生冲击、高压，并将能量集中起来，在一定方向上形成较高能流密度的聚能流效应。能形成聚能流的装药称为聚能装药，借以聚能流的空穴称为聚能穴。二、炸药：广义的说，炸药是能够发生爆炸反应，并具有爆炸三要素的物质。炸药分类：按炸药用途分类：起爆药、猛炸药、发射药；按使用条件分：煤矿许用炸药、岩石炸药、露天炸药。按炸药组成分类：化合炸药（单质起爆药：雷汞、叠氮化铅和二硝基重氮酚。单质猛炸药：工业上常有梯恩梯、黑索金、泰安、硝化甘油）和混合炸药（常用有铵梯炸药、铵油炸药、浆