第五章巖石爆破理論詳解課件

主要內(nèi)容第五章巖石爆破理論

5.1巖石爆破破壞基本理論

5.2單個(gè)藥包爆破作用5.3成組藥包爆破時(shí)巖石破壞特征5.4裝藥量計(jì)算5.5

利文斯頓爆破漏斗理論5.6影響爆破作用的主要因素1/4/20231第五章巖石爆破理論主要內(nèi)容第五章巖石爆破理論5.1巖石爆破破壞基本理論爆生氣體膨脹作用理論爆炸應(yīng)力波反射拉抻作用理論爆生氣體和應(yīng)力波綜合作用理論第一節(jié)巖石爆破破壞基本理論

藥包爆炸時(shí)，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(yīng)力場。當(dāng)巖石的抗拉強(qiáng)度低于壓應(yīng)力在切向衍生的拉應(yīng)力時(shí)，將產(chǎn)生徑向裂隙。作用于巖壁上的壓力引起巖石質(zhì)點(diǎn)的徑向位移，由于作用力的不等引起徑向位移的不等，導(dǎo)致在巖石中形成剪切應(yīng)力。當(dāng)這種剪切應(yīng)力超過巖石的抗剪強(qiáng)度時(shí)，巖石就會產(chǎn)生剪切破壞。當(dāng)爆轟氣體的壓力足夠大時(shí)，爆轟氣體將推動(dòng)破碎巖塊作徑向拋擲運(yùn)動(dòng)。1/4/20232第五章巖石爆破理論爆生氣體膨脹作用理論爆炸應(yīng)力波反射拉抻爆生氣體和應(yīng)力波爆生氣體膨脹作用理論爆炸應(yīng)力波反射拉抻作用理論爆生氣體和應(yīng)力波綜合作用理論

爆轟波沖擊和壓縮著藥包周圍的巖壁，在巖壁中激發(fā)形成沖擊波并很快衰減為應(yīng)力波。此應(yīng)力波在周圍巖體內(nèi)形成裂隙的同時(shí)向前傳播，當(dāng)應(yīng)力波傳到自由面時(shí)，產(chǎn)生反射拉應(yīng)力波。當(dāng)拉應(yīng)力波的強(qiáng)度超過自由面處巖石的動(dòng)態(tài)抗拉強(qiáng)度時(shí)，從自由面開始向爆源方向產(chǎn)生拉伸片裂破壞，直至拉伸波的強(qiáng)度低于巖石的動(dòng)態(tài)抗拉強(qiáng)度處時(shí)停止。應(yīng)力波作用學(xué)說只考慮了拉應(yīng)力波在自由面的反射作用，不僅忽視了爆轟氣體的作用，而且也忽視了壓應(yīng)力的作用，對拉應(yīng)力和壓應(yīng)力的環(huán)向作用也未予考慮。實(shí)際上爆破漏斗主要以由里向外的爆破作用為主。1/4/20233第五章巖石爆破理論爆生氣體膨脹作用理論爆炸應(yīng)力波反射拉抻爆生氣體和應(yīng)力波

爆炸應(yīng)力波反射拉抻作用理論

(爆破的外部作用-----霍金遜效應(yīng))

水泥板的爆轟破壞1—空氣沖擊波波陣面；2—水泥板中沖擊波波陣面；3—水泥板巖石桿件的爆破

板件爆破試驗(yàn)1—裝藥孔2—破碎區(qū)3—拉裂區(qū)4—震動(dòng)區(qū)

1/4/20234第五章巖石爆破理論爆炸應(yīng)力波反射拉抻作用理論

(爆破的外部作用--爆生氣體膨脹作用理論爆炸應(yīng)力波反射拉抻作用理論爆生氣體和應(yīng)力波綜合作用理論

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(yīng)力波。沖擊波在藥包附近的巖石中產(chǎn)生“壓碎”現(xiàn)象，應(yīng)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(yīng)力波作用下產(chǎn)生的裂隙中，使之繼續(xù)向前延伸和進(jìn)一步張開。當(dāng)爆轟氣體的壓力足夠大時(shí)，爆轟氣體將推動(dòng)破碎巖塊作徑向拋擲運(yùn)動(dòng)。1/4/20235第五章巖石爆破理論爆生氣體膨脹作用理論爆炸應(yīng)力波反射拉抻爆生氣體和應(yīng)力波當(dāng)藥包在巖體中的埋置深度很大，其爆破作用達(dá)不到自由面時(shí)，這種情況下的爆破作用叫作爆破的內(nèi)部作用，相當(dāng)于單個(gè)藥包在無限介質(zhì)中的爆破作用。第二節(jié)單個(gè)藥包爆破作用內(nèi)部作用1/4/20236第五章巖石爆破理論當(dāng)藥包在巖體中的埋置深度很大，其爆破作用達(dá)不到自由面時(shí)，這種爆破的內(nèi)部作用1—徑向裂隙2—環(huán)向裂隙Rc－藥包半徑；Rp－粉碎區(qū)半徑；Rc－破裂區(qū)半徑內(nèi)部作用

（1）粉碎區(qū)（壓縮區(qū)）（2）裂隙區(qū)（破裂區(qū)）徑向裂隙和環(huán)向裂隙的形成原理徑向壓縮引起的切向拉伸

（3）震動(dòng)區(qū)1/4/20237第五章巖石爆破理論爆破的內(nèi)部作用內(nèi)部作用（1）粉碎區(qū)（壓縮區(qū)）（2當(dāng)單個(gè)藥包在巖體中的埋置深度不大時(shí)，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爆破的外部作用。外部作用1/4/20238第五章巖石爆破理論當(dāng)單個(gè)藥包在巖體中的埋置深度不大時(shí)，可以觀察到外部作用（1）反射拉伸波引起自由面附近巖石的片落

霍普金森效應(yīng)的破碎機(jī)理A—應(yīng)力波合成的過程；B—巖石表面片落過程1/4/20239第五章巖石爆破理論外部作用（1）反射拉伸波引起自由面附近巖石的片落霍普（2）反射拉伸波引起徑向裂隙的延伸

反射拉伸波對徑向裂隙的影響外部作用1/4/202310第五章巖石爆破理論（2）反射拉伸波引起徑向裂隙的延伸反射拉伸波對炸藥在巖石中爆破的破壞過程

炸藥爆炸后沖擊波徑向壓縮階段.

A第一階段

爆炸氣體膨脹，巖石受爆炸氣體超壓力的影響，在拉伸應(yīng)力和氣楔的雙重作用下，徑向初始裂隙迅速擴(kuò)大。

C第三階段

對應(yīng)力波反射引起自由面處的巖石片落。B第二階段1/4/202311第五章巖石爆破理論炸藥在巖石中爆破的破壞過程炸藥爆炸后沖擊波徑向壓縮階炸藥在巖石中爆破的破壞模式主要的五種破壞模式12徑向裂隙作用；3卸載引起的巖石內(nèi)部環(huán)狀裂隙作用；5爆炸氣體擴(kuò)展應(yīng)力波所產(chǎn)生的裂隙。4反射拉伸引起的“片落”和引起徑向裂隙的延伸；炮孔周圍巖石的壓碎作用；1/4/202312第五章巖石爆破理論炸藥在巖石中爆破的破壞模式主要的五種破壞模式12徑向裂隙作爆破漏斗爆破的外部作用，其特點(diǎn)是在自由面上形成了一個(gè)倒圓錐形爆坑，稱為爆破漏斗。1/4/202313第五章巖石爆破理論爆破漏斗爆破的外部作用，其特點(diǎn)是在自由面上形成了一個(gè)倒圓錐形

爆破漏斗的幾何要素自由面：被爆破的介質(zhì)與空氣接觸的面，又叫臨空面。

最小抵抗線：藥包中心距自由面的最短距離。爆破時(shí)，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(dǎo)方向。（W）爆破漏斗半徑：形成倒錐形爆破漏斗的底圓半徑。（r）爆破漏斗破裂半徑：從藥包中心到爆破漏斗底圓圓周上任一點(diǎn)的距離。（R）爆破漏斗深度：爆破漏斗頂點(diǎn)至自由面的最短距離。（H）爆破漏斗可見深度：爆破漏斗中碴堆表面最低點(diǎn)到自由面的最短距離。（h）爆破漏斗張開角：爆破漏斗的頂角。（θ）1/4/202314第五章巖石爆破理論爆破漏斗的幾何要素12/29/202214第五章巖最小抵抗線方向——破碎和拋擲、堆積的主導(dǎo)方向。

各種爆破方法的最小抵抗線1/4/202315第五章巖石爆破理論最小抵抗線方向——破碎和拋擲、堆積的主導(dǎo)方向。各種爆破作用指數(shù)n：它是爆破漏斗半徑r和最小抵抗線W的比值，即：爆破作用指數(shù)爆破漏斗的基本形式1/4/202316第五章巖石爆破理論爆破作用指數(shù)n：它是爆破漏斗半徑r和最小抵抗線W的比值，即dcba標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗

加強(qiáng)拋擲爆破漏斗

減弱拋擲爆破漏斗（也稱加強(qiáng)松動(dòng)爆破漏斗）

松動(dòng)爆破漏斗

n>1.00.75<n<1.0n=1.0n<0.751/4/202317第五章巖石爆破理論dcba標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗加強(qiáng)拋擲爆破漏斗減弱拋擲爆破第三節(jié)成組藥包爆破時(shí)巖石破壞特征

當(dāng)相鄰兩藥包齊發(fā)爆破時(shí)，在沿炮孔連心線上的應(yīng)力得到加強(qiáng)，而在炮孔連心線中段兩側(cè)附近則出現(xiàn)應(yīng)力降低區(qū)。

相鄰炮孔應(yīng)力波相遇疊加相鄰炮孔中心連線上準(zhǔn)靜態(tài)拉應(yīng)力分析

（a）單個(gè)A孔產(chǎn)生的切向伴生拉應(yīng)力

（b）單個(gè)B孔產(chǎn)生的切向伴生拉應(yīng)力（c）兩孔合成的切向伴生拉應(yīng)力1/4/202318第五章巖石爆破理論第三節(jié)成組藥包爆破時(shí)巖石破壞特征當(dāng)相鄰兩藥應(yīng)力降低的分析多排成組藥包的齊發(fā)爆破效果不好，得不到實(shí)際使用。應(yīng)力降低的分析圖1/4/202319第五章巖石爆破理論應(yīng)力降低的分析多排成組藥包的齊發(fā)爆破效果不好，得不到實(shí)際使用m>2時(shí)(即a>2W)，炮眼間距a過大，兩裝藥各自形成單獨(dú)的爆破漏斗。m=2時(shí)，兩裝藥各自形成的爆破漏斗剛好相連(假設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)漏斗)。m>1時(shí)，兩裝藥合成一個(gè)爆破漏斗，但往往兩裝藥之間底部破碎不夠充分。m=0.8～1時(shí)，兩裝藥爆破后合成一個(gè)爆破漏斗，底部平坦，此時(shí)漏斗體積最大。m<0.8時(shí)，兩裝藥距離過近，大部分能量用于拋擲巖石，漏斗體積反而減小。炮孔密集系數(shù)m是影響爆破效果的重要因素。密集系數(shù)是相鄰炮孔間距a與最小抵抗線w的比值，即：m=a/w1/4/202320第五章巖石爆破理論m>2時(shí)(即a>2W)，炮眼間距a過大，兩裝藥各自形成單獨(dú)的

目前，在巖土工程爆破中，精確計(jì)算裝藥量(chargequantity)的問題尚未得到十分圓滿的解決。工程技術(shù)人員更多的是在各種經(jīng)驗(yàn)公式的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定裝藥量。其中，體積公式是裝藥量計(jì)算中最為常用的一種經(jīng)驗(yàn)公式。

第四節(jié)裝藥量計(jì)算

1/4/202321第五章巖石爆破理論目前，在巖土工程爆破中，精確計(jì)算裝藥量(

一、體積公式的計(jì)算原理在一定的炸藥和巖石條件下，爆落的土石方體積與所用的裝藥量成正比。這就是體積公式的計(jì)算原理。體積公式的形式為：Q=k·V式中：Q—裝藥量，kg; k—單位體積巖石的炸藥消耗量，kg/m3

; V—被爆落的巖石體積，m3。1/4/202322第五章巖石爆破理論一、體積公式的計(jì)算原理12/29/202222第五章

二、集中藥包的藥量計(jì)算 1.集中藥包（concentratedcharge）的標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破:根據(jù)體積公式的計(jì)算原理，對于采用單個(gè)集中藥包進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破，其裝藥量可按照下式來計(jì)算：Qb＝kb·V1/4/202323第五章巖石爆破理論二、集中藥包的藥量計(jì)算12/29/202223第五章Qb—形成標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗的裝藥量，kg；kb—標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破單位用藥量系數(shù)。單個(gè)集中藥包形成標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗（n=1）時(shí)，爆破每1m3巖石或土壤所消耗的2號巖石銨梯炸藥的質(zhì)量，簡稱標(biāo)準(zhǔn)單位用藥量系數(shù)。V—標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗的體積，m3。Qb＝kb·V1/4/202324第五章巖石爆破理論Qb—形成標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗的裝藥量，kg；Qb＝式中V值的大小為： 式中：r—爆破漏斗底圓半徑，m； W—最小抵抗線；m。對于標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗，，即r＝W， 集中藥包的標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破裝藥量計(jì)算公式為Qb＝kb·W31/4/202325第五章巖石爆破理論式中V值的大小為： 集中藥包的標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破裝藥量計(jì)算公式為

2.集中藥包的非標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破 在巖石性質(zhì)、炸藥品種和藥包埋置深度都不變動(dòng)的情況下，改變標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破的裝藥量，就形成了非標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破。當(dāng)裝藥量小于標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破的裝藥量時(shí)，形成的爆破漏斗底圓半徑變小，n<1，為減弱拋擲爆破或松動(dòng)爆破；當(dāng)裝藥量大于標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破的裝藥量時(shí)，形成的爆破漏斗底圓半徑變大，n>1，為加強(qiáng)拋擲爆破。1/4/202326第五章巖石爆破理論2.集中藥包的非標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破12/29/2022可見非標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破的裝藥量是爆破作用指數(shù)n的函數(shù)，因此可以把不同爆破作用的裝藥量用下面的計(jì)算通式來表示：

Q=f(n)·kb·W3

式中：f(n)—爆破作用指數(shù)函數(shù)1/4/202327第五章巖石爆破理論可見非標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破的裝藥量是爆破作用指數(shù)n的函數(shù)

對于標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破f(n)＝1.0，減弱拋擲爆破或松動(dòng)爆破f(n)<1，加強(qiáng)拋擲爆破f(n)>1。f(n)具體的函數(shù)形式有多種，各派學(xué)者的觀點(diǎn)不一，我國工程界應(yīng)用較為廣泛的是前蘇聯(lián)學(xué)者鮑列斯闊夫提出的經(jīng)驗(yàn)公式：

f(n)=0.4＋0.6n3Qp=(0.4＋0.6n3)kbW3適用于集中藥包拋擲爆破裝藥量的計(jì)算1/4/202328第五章巖石爆破理論對于標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破f(n)＝1.0，減弱

上式計(jì)算加強(qiáng)拋擲爆破的裝藥量時(shí)，結(jié)果與實(shí)際情況比較接近。但是，當(dāng)最小抵抗線W大于25m時(shí)，計(jì)算出來的裝藥量偏小，應(yīng)乘以修正系數(shù)

Qp=(0.4＋0.6n3)kbW3

1/4/202329第五章巖石爆破理論上式計(jì)算加強(qiáng)拋擲爆破的裝藥量時(shí)，結(jié)果與

集中藥包松動(dòng)爆破的裝藥量可按下式計(jì)算：Qs=ksW3

式中：Qs—集中藥包形成松動(dòng)爆破的裝藥量，kg；

ks—松動(dòng)爆破的單位用藥量系數(shù)，Ks

則是指單個(gè)集中藥包形成松動(dòng)爆破漏斗時(shí)（一般n<0.75)，爆破每1m3巖石或土壤所消耗的2號巖石銨梯炸藥的質(zhì)量，kg/m3;1/4/202330第五章巖石爆破理論集中藥包松動(dòng)爆破的裝藥量可按下式計(jì)算：12/29/20工程經(jīng)驗(yàn)表明，ks與kb之間存在著以下關(guān)系：ks＝f(n)·kb＝kb即集中藥包松動(dòng)爆破的單位用藥量約為標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破單位用藥量的三分之一到二分之一。松動(dòng)爆破的裝藥量公式可以表示為：Qs=（0.33～0.5）kbW31/4/202331第五章巖石爆破理論工程經(jīng)驗(yàn)表明，ks與kb之間存在著以下關(guān)系：12Kb與Ks的選取

A查表B工程類比C試驗(yàn)對于普通的巖土爆破工程，Kb和Ks的值可由相關(guān)表格中查出；

采用標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗試驗(yàn)確定Kb的值。參照條件相近工程的單位用藥量系數(shù)確定Kb和Ks的值；標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗試驗(yàn)中Kb的計(jì)算：1/4/202332第五章巖石爆破理論Kb與Ks的選取A查表B工程類比C試驗(yàn)對于普通的巖土

三、延長藥包的藥量計(jì)算延長藥包（extendedcharge）是在工程爆破中應(yīng)用最為廣泛的藥包。如炮眼爆破法和深孔爆破法中使用的柱狀藥包(columncharge)以及峒室爆破法中使用的條形藥包（linearcharge）都屬于延長藥包。1/4/202333第五章巖石爆破理論三、延長藥包的藥量計(jì)算12/29/202233第五章

延長藥包是相對于集中藥包而言的，當(dāng)藥包的長度和它橫截面的直徑（或最大邊長）之比值大于某一值時(shí)，叫做延長藥包。值大小的規(guī)定目前尚未統(tǒng)一。就圓柱形裝藥而言，通常當(dāng)＞4時(shí)，即視為延長藥包。實(shí)際上，要真正起到延長藥包的作用，藥包的長度要超過藥包直徑17倍以上。1/4/202334第五章巖石爆破理論延長藥包是相對于集中藥包而言的，當(dāng)藥包的

1.延長藥包垂直于自由面掘進(jìn)隧道時(shí)，炮眼爆破法的柱狀裝藥就是延長藥包垂直于自由面的一種形式。這種情況下炸藥爆炸時(shí)易受到巖體的夾制作用，但一般仍能形成倒圓錐的漏斗，只是易殘留炮窩。計(jì)算裝藥量時(shí)，仍可按體積公式來計(jì)算。1/4/202335第五章巖石爆破理論1.延長藥包垂直于自由面12/29/202235

Q=kbf(n)W3式中：Q----裝藥量，kg； W----最小抵抗線，m；l2-----堵塞長度，m；l1-----裝藥長度,m。

柱狀裝藥垂直1/4/202336第五章巖石爆破理論Q=kbf(n)W3l2-----堵塞長度，m；

需要說明的是，在淺眼爆破中，由于鑿巖機(jī)所鉆的眼徑較小，炮眼內(nèi)往往容納不下計(jì)算所得的裝藥量。在這種情況下，需要多打炮眼以容納計(jì)算的藥量。1/4/202337第五章巖石爆破理論需要說明的是，在淺眼爆破中，由于鑿巖機(jī)所

2.延長藥包平行于自由面深孔爆破靠近邊坡炮孔的裝藥和峒室爆破采用的條形藥包都是延長藥包平行于自由面的具體形式。延長藥包爆破后形成的爆破漏斗是一個(gè)V形橫截面的爆破溝槽。設(shè)V形溝槽的開口寬度為2r，溝槽深度W，當(dāng)r＝W時(shí)，=1，稱為標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破溝槽。柱狀裝藥平行于自由面1/4/202338第五章巖石爆破理論2.延長藥包平行于自由面柱狀裝藥平行于自由

Q=kbV=kbrWl=kbW2l

對于形成非標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破溝槽的情況,裝藥量的計(jì)算公式應(yīng)考慮爆破作用指數(shù)n的影響，于是：Q=f(n)kbW2l式中：Q—延長藥包的裝藥量，kg；f(n)—與爆破作用指數(shù)有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)公式；W—延長藥包的最小抵抗線，m；

l—延長藥包的裝藥長度，m。1/4/202339第五章巖石爆破理論Q=kbV=kbrWl=k對于硐室爆破中使用的條形藥包，裝藥量的計(jì)算公式可以表示為： Qt＝=f(n)kbW2式中：Qt----條形藥包單位長度裝藥量，kg/m； 式中的f(n)為經(jīng)驗(yàn)公式，形式多樣，各不相同。

1/4/202340第五章巖石爆破理論對于硐室爆破中使用的條形藥包，裝藥量的計(jì)算公式可

我國使用較多的是原蘇聯(lián)學(xué)者鮑列斯闊夫和阿夫捷也夫提出的經(jīng)驗(yàn)公式：

f(n)＝鮑列斯闊夫公式阿夫捷也夫公式f(n)＝1/4/202341第五章巖石爆破理論我國使用較多的是原蘇聯(lián)學(xué)者鮑列斯闊夫和阿上述公式中，n為爆破作用指數(shù)，1/4/202342第五章巖石爆破理論上述公式中，n為爆破作用指數(shù)，12/29/202242第五章

我國爆破工程技術(shù)人員也提出了一些f(n)經(jīng)驗(yàn)公式，其中由鐵道科學(xué)研究院提出的公式如下：f(n)＝

1/4/202343第五章巖石爆破理論我國爆破工程技術(shù)人員也提出了一些f(n)計(jì)算總用藥量Q的公式為：式中：Q—個(gè)爆破循環(huán)的總用藥量，kg;q—爆破每立方米巖石所需炸藥的消耗量，kg/m3；

上頁所提到的Kb與

Ks都只是單個(gè)集中藥包爆破時(shí)裝藥量與所爆落巖體體積之間的一個(gè)關(guān)系系數(shù)。

當(dāng)群藥包共同作用時(shí)，群藥包的總裝藥量與群藥包一次爆落的巖體總體積的比值稱為單位耗藥量，簡稱炸藥單耗，用字母q來表示，即：

炸藥單耗1/4/202344第五章巖石爆破理論計(jì)算總用藥量Q的公式為：上頁所提到的Kb與Ks都只是核心內(nèi)容利文斯頓漏斗理論是以能量平衡為基礎(chǔ)的巖石爆破破碎的爆破漏斗理論。炸藥包在介質(zhì)中爆炸時(shí)傳給介質(zhì)的能量多少和速度，取決于巖石性質(zhì)、炸藥性能，藥包大小和藥包埋置深度。第五節(jié)利文斯頓爆破漏斗理論1/4/202345第五章巖石爆破理論核心內(nèi)容利文斯頓漏斗理論是以能量平衡為基礎(chǔ)的巖石爆破破碎1、彈性變形

藥包的種類和重量不變，當(dāng)藥包埋置深度減小到某一臨界值時(shí)，地表巖石開始發(fā)生明顯破壞，脆性巖石將片落，塑性巖石將隆起，這個(gè)藥包埋置深度臨界值稱為臨界深度Ln。E------應(yīng)變能系數(shù)1/4/202346第五章巖石爆破理論1、彈性變形藥包的種類和重量不變，當(dāng)藥包埋置深度減小到某2、沖擊破壞

藥包重量一定，使爆破漏斗體積最大的藥包埋置深度稱為最適宜深度W0。

最適宜深度與臨界深度之比稱為最適宜深度比△0。通過漏斗實(shí)驗(yàn)求出E及△0，則當(dāng)藥量Q已知時(shí)，可以求出最適宜深度W0。1/4/202347第五章巖石爆破理論2、沖擊破壞藥包重量一定，使爆破漏斗體積最大的藥包埋置深3、碎化破壞藥包重量不變，藥包埋置深度比最適宜深度小時(shí)，爆破漏斗體積內(nèi)的巖石更為破碎，拋擲明顯，空氣沖擊波和響聲更大。傳播給大氣的爆炸能開始超過巖石吸收的爆炸能時(shí)的埋置深度稱為轉(zhuǎn)折深度。1/4/202348第五章巖石爆破理論3、碎化破壞藥包重量不變，藥包埋置深度比最適宜深度小時(shí)，4、空氣中爆炸藥包重量保持不變，埋置深度小于轉(zhuǎn)折深度時(shí)，巖石破碎，拋擲，聲響更厲害，爆炸能傳給空氣的比率大，巖石吸收的能量小。炸藥爆炸的能量消耗在巖石的彈性變形，巖石的破碎，巖塊的拋散，響聲、地震和空氣沖擊波。能量的分布與藥包量和深度而變化。1/4/202349第五章巖石爆破理論4、空氣中爆炸藥包重量保持不變，埋置深度小于轉(zhuǎn)折深度時(shí)，第六節(jié)影響爆破作用的主要因素

影響爆破效果的因素很多，本節(jié)就炸藥性能、地質(zhì)條件、裝藥結(jié)構(gòu)、堵塞以及起爆方式等爆破工程中影響爆破效果的共性問題進(jìn)行闡述。1/4/202350第五章巖石爆破理論第六節(jié)影響爆破作用的主要因素影響爆破效果的

一、炸藥性能對爆破效果的影響 炸藥的密度、爆熱、爆速、作功能力和猛度等性能指標(biāo)，反映了炸藥爆炸時(shí)的作功能力，直接影響炸藥的爆炸效果。目前的爆炸能量利用率只有10~20%；研究爆炸能量的分布比率，可以提高能量利用率。增大炸藥的密度和爆熱，可以提高單位體積炸藥的能量密度，同時(shí)提高炸藥的爆速、猛度和作功能力。1/4/202351第五章巖石爆破理論一、炸藥性能對爆破效果的影響12/29/20225但是品種、型號一定的工業(yè)炸藥其各項(xiàng)性能指標(biāo)符合相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，做為工業(yè)炸藥的用戶，工程爆破領(lǐng)域的技術(shù)人員一般不能變動(dòng)這些性能指標(biāo)。即使象銨油炸藥、水膠炸藥或乳化炸藥這些可以在現(xiàn)場混制的炸藥，過分提高其爆熱，也會造成炸藥成本的大幅度提高。

1/4/202352第五章巖石爆破理論但是品種、型號一定的工業(yè)炸藥其各項(xiàng)性能指標(biāo)符合相

另外，工業(yè)炸藥的密度也不能進(jìn)行大幅度的變動(dòng)，例如當(dāng)銨梯炸藥的密度超過其極限值后，就不能穩(wěn)定爆轟。因此，根據(jù)爆破對象的性質(zhì)，合理選擇炸藥品種并采取適宜的裝藥結(jié)構(gòu)，從而提高炸藥能量的有效利用，是改善爆破效果的有效途徑。

1/4/202353第五章巖石爆破理論另外，工業(yè)炸藥的密度也不能進(jìn)行大幅度

爆速是炸藥本身影響其能量有效利用的一個(gè)重要性能指標(biāo)。不同爆速的炸藥，在巖體內(nèi)爆炸激起的沖擊波和應(yīng)力波的參數(shù)不同，從而對巖石爆破作用及其效果有著明顯的影響。

巖石（或其它介質(zhì)）的密度同巖石（或其它介質(zhì)）縱波速度的乘積，稱為該巖石（或介質(zhì)）的波阻抗(waveimpedance)。它的物理意義是：在巖石（或其它介質(zhì)）中引起擾動(dòng)使質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生單位振動(dòng)速度所必需的應(yīng)力。1/4/202354第五章巖石爆破理論爆速是炸藥本身影響其能量有效利用的一個(gè)重要性能指波阻抗大，產(chǎn)生單位振動(dòng)速度所需的應(yīng)力就大；反之，波阻抗小，產(chǎn)生單位振動(dòng)速度所需的應(yīng)力就小。因此，波阻抗反映了巖石（或其它介質(zhì)）對波傳播的阻尼作用。炸藥的密度與其爆速的乘積稱作炸藥的波阻抗。1/4/202355第五章巖石爆破理論波阻抗大，產(chǎn)生單位振動(dòng)速度所需的應(yīng)力就大；反之，

實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)炸藥或鑿巖機(jī)釬桿的波阻抗值同巖石的波阻抗值愈接近，炸藥或釬桿傳給巖石的能量就愈多，在巖石中所引起的破碎程度也愈大。從能量觀點(diǎn)來看，為提高炸藥能量的有效利用，炸藥的波阻抗應(yīng)盡可能與所爆破巖石的波阻抗相匹配。因此，巖石的波阻抗愈高，所選用炸藥的密度和爆速應(yīng)愈大。1/4/202356第五章巖石爆破理論實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)炸藥或鑿巖機(jī)釬桿的波阻抗值介質(zhì)1介質(zhì)21/4/202357第五章巖石爆破理論介質(zhì)1介質(zhì)212/29/202257第五章巖石爆破理論反射與透射與介質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系Ⅰ、反射與透射只與兩種介質(zhì)的波阻抗有關(guān)。Ⅱ、當(dāng)波阻抗相等時(shí)，能量傳遞為100%，全部透射、最佳匹配。Ⅲ、當(dāng)介質(zhì)2的波阻抗為零時(shí)，全部反射，壓力波反射為拉波，稱為反射拉伸波。此為自由面情況，對巖石破碎很有意義。Ⅳ、當(dāng)介質(zhì)2的阻抗遠(yuǎn)大于介質(zhì)1的阻抗時(shí)，反射波仍為壓縮波，此為固定端情況。Ⅴ、當(dāng)介質(zhì)1的阻抗遠(yuǎn)大于介質(zhì)2的阻抗時(shí)，如釬頭鑿巖時(shí)的情況，釬頭的阻抗約為巖石的5倍。入射壓波有2/3反射為拉伸波、入射壓波有1/3透射為壓縮波。此時(shí)相當(dāng)于自由面和固定端之間，即鑿巖時(shí)的一般情況。1/4/202358第五章巖石爆破理論反射與透射與介質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系Ⅰ、反射與透射只與兩種介質(zhì)的波阻抗

二、地質(zhì)條件對爆破效果的影響 露天工程爆破的實(shí)踐證明，爆破效果的好壞，在很大程度上取決于爆區(qū)地質(zhì)條件的好壞以及爆破設(shè)計(jì)是否充分考慮到地質(zhì)條件與爆破作用之間的的關(guān)系。地形地質(zhì)條件對爆破效果、爆破安全及爆破后巖體穩(wěn)定性的影響，涉及地形、巖性、地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)諸方面。1/4/202359第五章巖石爆破理論二、地質(zhì)條件對爆破效果的影響12/29/202259

1.自由面對爆破效果的影響在爆破工程中自由面的作用是非常重要的。有了自由面，爆破后的巖石才能向這個(gè)面破壞和移動(dòng)。增加自由面的個(gè)數(shù)，可以在明顯改善爆破效果的同時(shí)，顯著地降低炸藥消耗量。合理地利用地形條件或人為地創(chuàng)造自由面，往往可以達(dá)到事半功倍的效果。1/4/202360第五章巖石爆破理論1.自由面對爆破效果的影響12/29/自由面的數(shù)目對爆破效果的影響1/4/202361第五章巖石爆破理論自由面的數(shù)目對爆破效果的影響12/29/202261第五章炮孔與自由面相關(guān)位置對爆破的影響（a）垂直布置炮眼（b）傾斜布置炮眼（c）自由面在炮孔下方（d）自由面在炮孔上方1/4/202362第五章巖石爆破理論炮孔與自由面相關(guān)位置對爆破的影

自由面在爆破中的作用

①反射應(yīng)力波。

當(dāng)爆炸應(yīng)力波遇到自由面時(shí)發(fā)生反射，壓縮應(yīng)力波變?yōu)槔觳ǎ饚r的片落和徑向裂隙的延伸。②

改變巖石應(yīng)力狀態(tài)及強(qiáng)度極限。

在無限介質(zhì)中，巖石處于三向應(yīng)力狀態(tài)，而自由面附近的巖石則處于單向或雙向應(yīng)力狀態(tài)。故自由面附近的巖石強(qiáng)度接近巖石單軸抗拉或抗壓強(qiáng)度,比在無限介質(zhì)中承受爆破作用時(shí)相應(yīng)的強(qiáng)度減少幾倍甚至十幾倍。③

自由面是最小抵抗線方向，應(yīng)力波低達(dá)自由面后，在自由面附近的介質(zhì)運(yùn)動(dòng)因阻力減小而加速，隨后而到的爆炸氣體進(jìn)一步向自由面方向運(yùn)動(dòng)，形成鼓包,最后破碎、拋擲。1/4/202363第五章巖石爆破理論自由面在爆破中的作用①反射應(yīng)力波。12/29/2022

2.斷層對爆破效果的影響實(shí)踐證明，在藥包爆破作用范圍內(nèi)的斷層（fault）或大裂隙能影響爆破漏斗的大小和形狀，從而減少或增加爆破方量，使爆破不能達(dá)到預(yù)定的拋擲效果甚至引起爆破安全事故。因此，在布置藥包時(shí)，應(yīng)查明爆區(qū)斷層的性質(zhì)、產(chǎn)狀和分布情況，以便結(jié)合工程要求盡可能避免其影響。1/4/202364第五章巖石爆破理論2.斷層對爆破效果的影響12/29/

圖a中的藥包布置在斷層的破碎帶中。當(dāng)斷層內(nèi)的破碎物膠結(jié)不好時(shí)，爆炸氣體將從斷層破碎帶沖出，造成沖炮并使爆破漏斗變小。圖b中的藥包位于斷層的下面。爆破后，爆區(qū)上部斷層上盤的巖體將失去支撐，在重力的作用下順斷層面下滑，從而使爆破方量增大，甚至造成原設(shè)計(jì)爆破影響范圍之外的建筑物損壞。

圖a藥包布置在斷層中圖b藥包布置在斷層下1/4/202365第五章巖石爆破理論圖a中的藥包布置在斷層的破碎帶中。當(dāng)斷層

3.溶洞對爆破效果的影響 在巖溶地區(qū)進(jìn)行大爆破時(shí)，地下溶洞對爆破效果的影響不容忽視。溶洞能改變最小抵抗線的大小和方向，從而影響裝藥的拋擲方向和拋擲方量。爆區(qū)內(nèi)小而分散的溶洞和溶蝕溝縫，能吸收爆炸能量或造成爆破漏氣，造成爆破不勻，產(chǎn)生大塊。1/4/202366第五章巖石爆破理論3.溶洞對爆破效果的影響12/29溶洞還可以誘發(fā)沖炮、塌方和陷落，嚴(yán)重時(shí)會造成爆破安全事故。對于深孔爆破，地下溶洞會使炮孔容藥量突然增大，產(chǎn)生異常拋擲和飛石。危險(xiǎn)！1/4/202367第五章巖石爆破理論溶洞還可以誘發(fā)沖炮、塌方和陷落，嚴(yán)重時(shí)會造成爆破圖4-12溶洞對拋擲方向的影響圖4-13溶洞對深孔爆破的影響

1/4/202368第五章巖石爆破理論圖4-12溶洞對拋擲方向的影響

三、裝藥結(jié)構(gòu)對爆破效果的影響

炸藥在被爆介質(zhì)內(nèi)的安置方式稱為裝藥結(jié)構(gòu)。這里著重討論炮眼爆破法中裝藥結(jié)構(gòu)對爆破效果的影響。根據(jù)炮眼內(nèi)藥卷與炮眼、藥卷與藥卷之間的關(guān)系，炮眼爆破法中的裝藥結(jié)構(gòu)可以分為以下幾種：1/4/202369第五章巖石爆破理論三、裝藥結(jié)構(gòu)對爆破效果的影響12/29/202269按藥卷與炮眼在徑向的關(guān)系分為

偶合裝藥（couplingcharge）：藥卷與炮眼在徑向無間隙，如散裝藥。

不偶合裝藥(decouplingcharge)：藥卷與炮眼在徑向有間隙，間隙內(nèi)可以是空氣或其它緩沖材料，如水、砂等。偶合裝藥時(shí)，裝藥直徑即炮眼直徑；不偶合裝藥時(shí)，裝藥直徑一般指藥卷直徑。炮孔直徑與裝藥直徑之比稱為不偶合系數(shù)(decouplingindex)。散裝藥時(shí)，不偶合系數(shù)為1。這個(gè)概念很重要1/4/202370第五章巖石爆破理論按藥卷與炮眼在徑向的關(guān)系分為偶合裝藥時(shí)按藥卷與藥卷在炮眼軸向的關(guān)系分為

連續(xù)裝藥（continuoscharge）：藥卷與藥卷在炮眼軸向緊密接觸]。

間隔裝藥（spacedcharge）：藥卷（或藥卷組）之間在炮眼軸向存在一定長度的空隙，空隙內(nèi)可以是空氣、炮泥、木墊或其它材料。1/4/202371第五章巖石爆破理論按藥卷與藥卷在炮眼軸向的關(guān)系分為12裝藥結(jié)構(gòu)(a)偶合裝藥；(b)不偶合裝藥；(c)正向連續(xù)裝藥；(d)正向空氣間隔裝藥；(e)反向連續(xù)裝藥1-炸藥；2-炮眼壁；3-藥卷；4-雷管；5-炮泥；6-腳線；7-竹條；8-綁繩1/4/202372第五章巖石爆破理論裝藥結(jié)構(gòu)12/29/202272第五章巖石爆破理論

空氣間隙可以起緩沖作用，使爆炸壓力較平緩的作用在孔壁上，避免過渡破壞區(qū)的形成，使更多的能量用于巖石的破裂，從而提高能量利用率?？諝忾g隙的大小極為重要，露天深孔爆破時(shí)，空氣間隙長度與藥包長度的最優(yōu)比值為0.17~0.4，巖石愈難爆，取值應(yīng)愈小。1/4/202373第五章巖石爆破理論空氣間隙可以起緩沖作用，使爆炸壓力較平緩的作用爆炸壓力是指炸藥完成爆炸反應(yīng)以后，爆轟氣體產(chǎn)物膨脹作用在炮孔壁上的壓力。

爆轟壓力是指炸藥爆炸時(shí)爆轟波波陣面（C-J面）上的壓力。爆轟壓力-------------------爆炸壓力

過高的爆轟壓力，會造成藥包周圍近區(qū)巖石的過渡粉碎而消耗較多能量。

爆炸壓力比爆轟壓力作用時(shí)間長得多，t1爆轟反應(yīng)時(shí)間，t2為爆轟氣體產(chǎn)物作用時(shí)間。爆轟反應(yīng)時(shí)間愈大，爆轟時(shí)間短，爆轟壓力高，以應(yīng)力波傳播的爆炸能量就愈多，可能造成近區(qū)巖石過渡粉碎而引起能量的浪費(fèi)。實(shí)際工程中要求爆轟氣體產(chǎn)物的壓力低而作用時(shí)間長。如使用空氣間隙裝藥。1/4/202374第五章巖石爆破理論爆炸壓力是指炸藥完成爆炸反應(yīng)以后，爆轟氣體產(chǎn)物膨脹作用在炮孔PP1P2t1t2t211-偶合裝藥；2-不偶合裝藥t1爆轟反應(yīng)時(shí)間，t2為爆轟氣體產(chǎn)物作用時(shí)間。1/4/202375第五章巖石爆破理論P(yáng)P1P2t1t2t211-偶合裝藥；2-不偶合裝藥t1爆轟在一定的巖石和炸藥條件下，采用不偶合裝藥或空氣間隔裝藥具有下列優(yōu)點(diǎn)：

1.可以增加炸藥用于破碎或拋擲巖石能量的比例，提高炸藥能量的有效利用率。2.改善巖石破碎的均勻度，降低大塊率，從而使裝巖效率得到提高。3.降低炸藥消耗量。4.能有效地保護(hù)爆破時(shí)形成的新自由面。1/4/202376第五章巖石爆破理論在一定的巖石和炸藥條件下，采用不偶合裝藥或空氣12/29/2四、堵塞對爆破效果的影響炮孔堵塞的作用：（1）保證炸藥充分反應(yīng)，使之放出最大熱量和減少有毒氣體生成量.（2）

降低爆生氣體逸出自由面的溫度和壓力，提高炸藥的熱效 率，使更多的熱量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功。（3）

在有瓦斯的工作面內(nèi)，除降低爆炸氣體逸出自由面的溫度和壓 力外，炮泥還起著阻止灼熱固體顆粒（例如雷管殼碎片等）從 炮孔內(nèi)飛出的作用，提高爆破安全性。1/4/202377第五章巖石爆破理論四、堵塞對爆破效果的影響炮孔堵塞的作用：（1）保證堵塞對爆破作用的影響a-有堵塞；b-無堵塞1/4/202378第五章巖石爆破理論堵塞對爆破作用的影響12/29/202278第五章巖石爆破

五、起爆點(diǎn)位置對爆破效果的影響起爆用的雷管或起爆藥柱在裝藥中的位置稱為起爆點(diǎn)(initiationpoint)。在炮眼爆破法中，根據(jù)起爆點(diǎn)在裝藥中的位置和數(shù)目，將起爆方式分為正向起爆（collarfiring）、反向起爆（bottomfiring)和多點(diǎn)起爆(multipointpriming)。1/4/202379第五章巖石爆破理論五、起爆點(diǎn)位置對爆破效果的影響12/29/202279單點(diǎn)起爆時(shí)，如果起爆點(diǎn)位于裝藥靠近炮眼口的一端，爆轟波傳向眼底，稱為正向起爆[圖(c)、(d)]。反之，當(dāng)起爆點(diǎn)置于裝藥靠近眼底的一端，爆轟波傳向眼口，就稱為反向起爆[(e)]。當(dāng)在同一炮眼內(nèi)設(shè)置一個(gè)以上的起爆點(diǎn)時(shí)，稱為多點(diǎn)起爆。沿裝藥全長敷設(shè)導(dǎo)爆索起爆，是多點(diǎn)起爆的一個(gè)極端形式，相當(dāng)于無窮多個(gè)起爆點(diǎn)。

1/4/202380第五章巖石爆破理論單點(diǎn)起爆時(shí)，如果起爆點(diǎn)位于裝藥靠近炮

試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)表明，起爆點(diǎn)位置是影響爆破效果的重要因素。在巖石性質(zhì)、炸藥用量和炮眼深度一定的條件下，與正向起爆相比，反向起爆可以提高炮眼的利用率，降低巖石的夾制作用，降低大塊率。在炮眼較深，起爆間隔時(shí)間較長以及炮眼間距較小的情況下，反向起爆可以消除采用正向起爆時(shí)容易出現(xiàn)的一些情況，如起爆藥卷被鄰近炮眼內(nèi)的裝藥爆破“壓死（deadpressed）”或提前炸開的現(xiàn)象。1/4/202381第五章巖石爆破理論試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)表明，起爆點(diǎn)位置是影響爆破效

與正向起爆相比，反向起爆也有其不足之處。例如，需要長腳線雷管，裝藥比較麻煩；在有水深孔中起爆藥包容易受潮；裝藥操作的危險(xiǎn)性增加，機(jī)械化裝藥時(shí)靜電效應(yīng)可能引起早爆（prematareexplosion）等。

1/4/202382第五章巖石爆破理論與正向起爆相比，反向起爆也有其不足之處

無論是正向起爆，還是反向起爆，巖體內(nèi)的應(yīng)力分布都是很不均勻的，如果相鄰炮眼分別采用正、反向起爆，就能改善這種狀況。采用多點(diǎn)起爆，由于爆轟波發(fā)生相互碰撞，可以增大爆炸應(yīng)力波參數(shù)，包括峰值應(yīng)力，應(yīng)力波作用時(shí)間及其沖量，從而能夠提高巖石的破碎度。1/4/202383第五章巖石爆破理論無論是正向起爆，還是反向起爆，巖體內(nèi)的應(yīng)1/4/202384第五章巖石爆破理論12/29/202284第五章巖石爆破理論正向起爆反向起爆1/4/202385第五章巖石爆破理論正向起爆反向起爆12/29/202285第五章巖石爆破理論ThankYou!1/4/202386第五章巖石爆破理論ThankYou!12/29/202286第五章巖石爆主要內(nèi)容第五章巖石爆破理論

5.1巖石爆破破壞基本理論

5.2單個(gè)藥包爆破作用5.3成組藥包爆破時(shí)巖石破壞特征5.4裝藥量計(jì)算5.5

利文斯頓爆破漏斗理論5.6影響爆破作用的主要因素1/4/202387第五章巖石爆破理論主要內(nèi)容第五章巖石爆破理論5.1巖石爆破破壞基本理論爆生氣體膨脹作用理論爆炸應(yīng)力波反射拉抻作用理論爆生氣體和應(yīng)力波綜合作用理論第一節(jié)巖石爆破破壞基本理論

藥包爆炸時(shí)，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(yīng)力場。當(dāng)巖石的抗拉強(qiáng)度低于壓應(yīng)力在切向衍生的拉應(yīng)力時(shí)，將產(chǎn)生徑向裂隙。作用于巖壁上的壓力引起巖石質(zhì)點(diǎn)的徑向位移，由于作用力的不等引起徑向位移的不等，導(dǎo)致在巖石中形成剪切應(yīng)力。當(dāng)這種剪切應(yīng)力超過巖石的抗剪強(qiáng)度時(shí)，巖石就會產(chǎn)生剪切破壞。當(dāng)爆轟氣體的壓力足夠大時(shí)，爆轟氣體將推動(dòng)破碎巖塊作徑向拋擲運(yùn)動(dòng)。1/4/202388第五章巖石爆破理論爆生氣體膨脹作用理論爆炸應(yīng)力波反射拉抻爆生氣體和應(yīng)力波爆生氣體膨脹作用理論爆炸應(yīng)力波反射拉抻作用理論爆生氣體和應(yīng)力波綜合作用理論

爆轟波沖擊和壓縮著藥包周圍的巖壁，在巖壁中激發(fā)形成沖擊波并很快衰減為應(yīng)力波。此應(yīng)力波在周圍巖體內(nèi)形成裂隙的同時(shí)向前傳播，當(dāng)應(yīng)力波傳到自由面時(shí)，產(chǎn)生反射拉應(yīng)力波。當(dāng)拉應(yīng)力波的強(qiáng)度超過自由面處巖石的動(dòng)態(tài)抗拉強(qiáng)度時(shí)，從自由面開始向爆源方向產(chǎn)生拉伸片裂破壞，直至拉伸波的強(qiáng)度低于巖石的動(dòng)態(tài)抗拉強(qiáng)度處時(shí)停止。應(yīng)力波作用學(xué)說只考慮了拉應(yīng)力波在自由面的反射作用，不僅忽視了爆轟氣體的作用，而且也忽視了壓應(yīng)力的作用，對拉應(yīng)力和壓應(yīng)力的環(huán)向作用也未予考慮。實(shí)際上爆破漏斗主要以由里向外的爆破作用為主。1/4/202389第五章巖石爆破理論爆生氣體膨脹作用理論爆炸應(yīng)力波反射拉抻爆生氣體和應(yīng)力波

爆炸應(yīng)力波反射拉抻作用理論

(爆破的外部作用-----霍金遜效應(yīng))

水泥板的爆轟破壞1—空氣沖擊波波陣面；2—水泥板中沖擊波波陣面；3—水泥板巖石桿件的爆破

板件爆破試驗(yàn)1—裝藥孔2—破碎區(qū)3—拉裂區(qū)4—震動(dòng)區(qū)

1/4/202390第五章巖石爆破理論爆炸應(yīng)力波反射拉抻作用理論

(爆破的外部作用--爆生氣體膨脹作用理論爆炸應(yīng)力波反射拉抻作用理論爆生氣體和應(yīng)力波綜合作用理論

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(yīng)力波。沖擊波在藥包附近的巖石中產(chǎn)生“壓碎”現(xiàn)象，應(yīng)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(yīng)力波作用下產(chǎn)生的裂隙中，使之繼續(xù)向前延伸和進(jìn)一步張開。當(dāng)爆轟氣體的壓力足夠大時(shí)，爆轟氣體將推動(dòng)破碎巖塊作徑向拋擲運(yùn)動(dòng)。1/4/202391第五章巖石爆破理論爆生氣體膨脹作用理論爆炸應(yīng)力波反射拉抻爆生氣體和應(yīng)力波當(dāng)藥包在巖體中的埋置深度很大，其爆破作用達(dá)不到自由面時(shí)，這種情況下的爆破作用叫作爆破的內(nèi)部作用，相當(dāng)于單個(gè)藥包在無限介質(zhì)中的爆破作用。第二節(jié)單個(gè)藥包爆破作用內(nèi)部作用1/4/202392第五章巖石爆破理論當(dāng)藥包在巖體中的埋置深度很大，其爆破作用達(dá)不到自由面時(shí)，這種爆破的內(nèi)部作用1—徑向裂隙2—環(huán)向裂隙Rc－藥包半徑；Rp－粉碎區(qū)半徑；Rc－破裂區(qū)半徑內(nèi)部作用

（1）粉碎區(qū)（壓縮區(qū)）（2）裂隙區(qū)（破裂區(qū)）徑向裂隙和環(huán)向裂隙的形成原理徑向壓縮引起的切向拉伸

（3）震動(dòng)區(qū)1/4/202393第五章巖石爆破理論爆破的內(nèi)部作用內(nèi)部作用（1）粉碎區(qū)（壓縮區(qū)）（2當(dāng)單個(gè)藥包在巖體中的埋置深度不大時(shí)，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爆破的外部作用。外部作用1/4/202394第五章巖石爆破理論當(dāng)單個(gè)藥包在巖體中的埋置深度不大時(shí)，可以觀察到外部作用（1）反射拉伸波引起自由面附近巖石的片落

霍普金森效應(yīng)的破碎機(jī)理A—應(yīng)力波合成的過程；B—巖石表面片落過程1/4/202395第五章巖石爆破理論外部作用（1）反射拉伸波引起自由面附近巖石的片落霍普（2）反射拉伸波引起徑向裂隙的延伸

反射拉伸波對徑向裂隙的影響外部作用1/4/202396第五章巖石爆破理論（2）反射拉伸波引起徑向裂隙的延伸反射拉伸波對炸藥在巖石中爆破的破壞過程

炸藥爆炸后沖擊波徑向壓縮階段.

A第一階段

爆炸氣體膨脹，巖石受爆炸氣體超壓力的影響，在拉伸應(yīng)力和氣楔的雙重作用下，徑向初始裂隙迅速擴(kuò)大。

C第三階段

對應(yīng)力波反射引起自由面處的巖石片落。B第二階段1/4/202397第五章巖石爆破理論炸藥在巖石中爆破的破壞過程炸藥爆炸后沖擊波徑向壓縮階炸藥在巖石中爆破的破壞模式主要的五種破壞模式12徑向裂隙作用；3卸載引起的巖石內(nèi)部環(huán)狀裂隙作用；5爆炸氣體擴(kuò)展應(yīng)力波所產(chǎn)生的裂隙。4反射拉伸引起的“片落”和引起徑向裂隙的延伸；炮孔周圍巖石的壓碎作用；1/4/202398第五章巖石爆破理論炸藥在巖石中爆破的破壞模式主要的五種破壞模式12徑向裂隙作爆破漏斗爆破的外部作用，其特點(diǎn)是在自由面上形成了一個(gè)倒圓錐形爆坑，稱為爆破漏斗。1/4/202399第五章巖石爆破理論爆破漏斗爆破的外部作用，其特點(diǎn)是在自由面上形成了一個(gè)倒圓錐形

爆破漏斗的幾何要素自由面：被爆破的介質(zhì)與空氣接觸的面，又叫臨空面。

最小抵抗線：藥包中心距自由面的最短距離。爆破時(shí)，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(dǎo)方向。（W）爆破漏斗半徑：形成倒錐形爆破漏斗的底圓半徑。（r）爆破漏斗破裂半徑：從藥包中心到爆破漏斗底圓圓周上任一點(diǎn)的距離。（R）爆破漏斗深度：爆破漏斗頂點(diǎn)至自由面的最短距離。（H）爆破漏斗可見深度：爆破漏斗中碴堆表面最低點(diǎn)到自由面的最短距離。（h）爆破漏斗張開角：爆破漏斗的頂角。（θ）1/4/2023100第五章巖石爆破理論爆破漏斗的幾何要素12/29/202214第五章巖最小抵抗線方向——破碎和拋擲、堆積的主導(dǎo)方向。

各種爆破方法的最小抵抗線1/4/2023101第五章巖石爆破理論最小抵抗線方向——破碎和拋擲、堆積的主導(dǎo)方向。各種爆破作用指數(shù)n：它是爆破漏斗半徑r和最小抵抗線W的比值，即：爆破作用指數(shù)爆破漏斗的基本形式1/4/2023102第五章巖石爆破理論爆破作用指數(shù)n：它是爆破漏斗半徑r和最小抵抗線W的比值，即dcba標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗

加強(qiáng)拋擲爆破漏斗

減弱拋擲爆破漏斗（也稱加強(qiáng)松動(dòng)爆破漏斗）

松動(dòng)爆破漏斗

n>1.00.75<n<1.0n=1.0n<0.751/4/2023103第五章巖石爆破理論dcba標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗加強(qiáng)拋擲爆破漏斗減弱拋擲爆破第三節(jié)成組藥包爆破時(shí)巖石破壞特征

當(dāng)相鄰兩藥包齊發(fā)爆破時(shí)，在沿炮孔連心線上的應(yīng)力得到加強(qiáng)，而在炮孔連心線中段兩側(cè)附近則出現(xiàn)應(yīng)力降低區(qū)。

相鄰炮孔應(yīng)力波相遇疊加相鄰炮孔中心連線上準(zhǔn)靜態(tài)拉應(yīng)力分析

（a）單個(gè)A孔產(chǎn)生的切向伴生拉應(yīng)力

（b）單個(gè)B孔產(chǎn)生的切向伴生拉應(yīng)力（c）兩孔合成的切向伴生拉應(yīng)力1/4/2023104第五章巖石爆破理論第三節(jié)成組藥包爆破時(shí)巖石破壞特征當(dāng)相鄰兩藥應(yīng)力降低的分析多排成組藥包的齊發(fā)爆破效果不好，得不到實(shí)際使用。應(yīng)力降低的分析圖1/4/2023105第五章巖石爆破理論應(yīng)力降低的分析多排成組藥包的齊發(fā)爆破效果不好，得不到實(shí)際使用m>2時(shí)(即a>2W)，炮眼間距a過大，兩裝藥各自形成單獨(dú)的爆破漏斗。m=2時(shí)，兩裝藥各自形成的爆破漏斗剛好相連(假設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)漏斗)。m>1時(shí)，兩裝藥合成一個(gè)爆破漏斗，但往往兩裝藥之間底部破碎不夠充分。m=0.8～1時(shí)，兩裝藥爆破后合成一個(gè)爆破漏斗，底部平坦，此時(shí)漏斗體積最大。m<0.8時(shí)，兩裝藥距離過近，大部分能量用于拋擲巖石，漏斗體積反而減小。炮孔密集系數(shù)m是影響爆破效果的重要因素。密集系數(shù)是相鄰炮孔間距a與最小抵抗線w的比值，即：m=a/w1/4/2023106第五章巖石爆破理論m>2時(shí)(即a>2W)，炮眼間距a過大，兩裝藥各自形成單獨(dú)的

目前，在巖土工程爆破中，精確計(jì)算裝藥量(chargequantity)的問題尚未得到十分圓滿的解決。工程技術(shù)人員更多的是在各種經(jīng)驗(yàn)公式的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定裝藥量。其中，體積公式是裝藥量計(jì)算中最為常用的一種經(jīng)驗(yàn)公式。

第四節(jié)裝藥量計(jì)算

1/4/2023107第五章巖石爆破理論目前，在巖土工程爆破中，精確計(jì)算裝藥量(

一、體積公式的計(jì)算原理在一定的炸藥和巖石條件下，爆落的土石方體積與所用的裝藥量成正比。這就是體積公式的計(jì)算原理。體積公式的形式為：Q=k·V式中：Q—裝藥量，kg; k—單位體積巖石的炸藥消耗量，kg/m3

; V—被爆落的巖石體積，m3。1/4/2023108第五章巖石爆破理論一、體積公式的計(jì)算原理12/29/202222第五章

二、集中藥包的藥量計(jì)算 1.集中藥包（concentratedcharge）的標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破:根據(jù)體積公式的計(jì)算原理，對于采用單個(gè)集中藥包進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破，其裝藥量可按照下式來計(jì)算：Qb＝kb·V1/4/2023109第五章巖石爆破理論二、集中藥包的藥量計(jì)算12/29/202223第五章Qb—形成標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗的裝藥量，kg；kb—標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破單位用藥量系數(shù)。單個(gè)集中藥包形成標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗（n=1）時(shí)，爆破每1m3巖石或土壤所消耗的2號巖石銨梯炸藥的質(zhì)量，簡稱標(biāo)準(zhǔn)單位用藥量系數(shù)。V—標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗的體積，m3。Qb＝kb·V1/4/2023110第五章巖石爆破理論Qb—形成標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗的裝藥量，kg；Qb＝式中V值的大小為： 式中：r—爆破漏斗底圓半徑，m； W—最小抵抗線；m。對于標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗，，即r＝W， 集中藥包的標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破裝藥量計(jì)算公式為Qb＝kb·W31/4/2023111第五章巖石爆破理論式中V值的大小為： 集中藥包的標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破裝藥量計(jì)算公式為

2.集中藥包的非標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破 在巖石性質(zhì)、炸藥品種和藥包埋置深度都不變動(dòng)的情況下，改變標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破的裝藥量，就形成了非標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破。當(dāng)裝藥量小于標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破的裝藥量時(shí)，形成的爆破漏斗底圓半徑變小，n<1，為減弱拋擲爆破或松動(dòng)爆破；當(dāng)裝藥量大于標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破的裝藥量時(shí)，形成的爆破漏斗底圓半徑變大，n>1，為加強(qiáng)拋擲爆破。1/4/2023112第五章巖石爆破理論2.集中藥包的非標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破12/29/2022可見非標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破的裝藥量是爆破作用指數(shù)n的函數(shù)，因此可以把不同爆破作用的裝藥量用下面的計(jì)算通式來表示：

Q=f(n)·kb·W3

式中：f(n)—爆破作用指數(shù)函數(shù)1/4/2023113第五章巖石爆破理論可見非標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破的裝藥量是爆破作用指數(shù)n的函數(shù)

對于標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破f(n)＝1.0，減弱拋擲爆破或松動(dòng)爆破f(n)<1，加強(qiáng)拋擲爆破f(n)>1。f(n)具體的函數(shù)形式有多種，各派學(xué)者的觀點(diǎn)不一，我國工程界應(yīng)用較為廣泛的是前蘇聯(lián)學(xué)者鮑列斯闊夫提出的經(jīng)驗(yàn)公式：

f(n)=0.4＋0.6n3Qp=(0.4＋0.6n3)kbW3適用于集中藥包拋擲爆破裝藥量的計(jì)算1/4/2023114第五章巖石爆破理論對于標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破f(n)＝1.0，減弱

上式計(jì)算加強(qiáng)拋擲爆破的裝藥量時(shí)，結(jié)果與實(shí)際情況比較接近。但是，當(dāng)最小抵抗線W大于25m時(shí)，計(jì)算出來的裝藥量偏小，應(yīng)乘以修正系數(shù)

Qp=(0.4＋0.6n3)kbW3

1/4/2023115第五章巖石爆破理論上式計(jì)算加強(qiáng)拋擲爆破的裝藥量時(shí)，結(jié)果與

集中藥包松動(dòng)爆破的裝藥量可按下式計(jì)算：Qs=ksW3

式中：Qs—集中藥包形成松動(dòng)爆破的裝藥量，kg；

ks—松動(dòng)爆破的單位用藥量系數(shù)，Ks

則是指單個(gè)集中藥包形成松動(dòng)爆破漏斗時(shí)（一般n<0.75)，爆破每1m3巖石或土壤所消耗的2號巖石銨梯炸藥的質(zhì)量，kg/m3;1/4/2023116第五章巖石爆破理論集中藥包松動(dòng)爆破的裝藥量可按下式計(jì)算：12/29/20工程經(jīng)驗(yàn)表明，ks與kb之間存在著以下關(guān)系：ks＝f(n)·kb＝kb即集中藥包松動(dòng)爆破的單位用藥量約為標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破單位用藥量的三分之一到二分之一。松動(dòng)爆破的裝藥量公式可以表示為：Qs=（0.33～0.5）kbW31/4/2023117第五章巖石爆破理論工程經(jīng)驗(yàn)表明，ks與kb之間存在著以下關(guān)系：12Kb與Ks的選取

A查表B工程類比C試驗(yàn)對于普通的巖土爆破工程，Kb和Ks的值可由相關(guān)表格中查出；

采用標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗試驗(yàn)確定Kb的值。參照條件相近工程的單位用藥量系數(shù)確定Kb和Ks的值；標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗試驗(yàn)中Kb的計(jì)算：1/4/2023118第五章巖石爆破理論Kb與Ks的選取A查表B工程類比C試驗(yàn)對于普通的巖土

三、延長藥包的藥量計(jì)算延長藥包（extendedcharge）是在工程爆破中應(yīng)用最為廣泛的藥包。如炮眼爆破法和深孔爆破法中使用的柱狀藥包(columncharge)以及峒室爆破法中使用的條形藥包（linearcharge）都屬于延長藥包。1/4/2023119第五章巖石爆破理論三、延長藥包的藥量計(jì)算12/29/202233第五章

延長藥包是相對于集中藥包而言的，當(dāng)藥包的長度和它橫截面的直徑（或最大邊長）之比值大于某一值時(shí)，叫做延長藥包。值大小的規(guī)定目前尚未統(tǒng)一。就圓柱形裝藥而言，通常當(dāng)＞4時(shí)，即視為延長藥包。實(shí)際上，要真正起到延長藥包的作用，藥包的長度要超過藥包直徑17倍以上。1/4/2023120第五章巖石爆破理論延長藥包是相對于集中藥包而言的，當(dāng)藥包的

1.延長藥包垂直于自由面掘進(jìn)隧道時(shí)，炮眼爆破法的柱狀裝藥就是延長藥包垂直于自由面的一種形式。這種情況下炸藥爆炸時(shí)易受到巖體的夾制作用，但一般仍能形成倒圓錐的漏斗，只是易殘留炮窩。計(jì)算裝藥量時(shí)，仍可按體積公式來計(jì)算。1/4/2023121第五章巖石爆破理論1.延長藥包垂直于自由面12/29/202235

Q=kbf(n)W3式中：Q----裝藥量，kg； W----最小抵抗線，m；l2-----堵塞長度，m；l1-----裝藥長度,m。

柱狀裝藥垂直1/4/2023122第五章巖石爆破理論Q=kbf(n)W3l2-----堵塞長度，m；

需要說明的是，在淺眼爆破中，由于鑿巖機(jī)所鉆的眼徑較小，炮眼內(nèi)往往容納不下計(jì)算所得的裝藥量。在這種情況下，需要多打炮眼以容納計(jì)算的藥量。1/4/2023123第五章巖石爆破理論需要說明的是，在淺眼爆破中，由于鑿巖機(jī)所

2.延長藥包平行于自由面深孔爆破靠近邊坡炮孔的裝藥和峒室爆破采用的條形藥包都是延長藥包平行于自由面的具體形式。延長藥包爆破后形成的爆破漏斗是一個(gè)V形橫截面的爆破溝槽。設(shè)V形溝槽的開口寬度為2r，溝槽深度W，當(dāng)r＝W時(shí)，=1，稱為標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破溝槽。柱狀裝藥平行于自由面1/4/2023124第五章巖石爆破理論2.延長藥包平行于自由面柱狀裝藥平行于自由

Q=kbV=kbrWl=kbW2l

對于形成非標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破溝槽的情況,裝藥量的計(jì)算公式應(yīng)考慮爆破作用指數(shù)n的影響，于是：Q=f(n)kbW2l式中：Q—延長藥包的裝藥量，kg；f(n)—與爆破作用指數(shù)有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)公式；W—延長藥包的最小抵抗線，m；

l—延長藥包的裝藥長度，m。1/4/2023125第五章巖石爆破理論Q=kbV=kbrWl=k對于硐室爆破中使用的條形藥包，裝藥量的計(jì)算公式可以表示為： Qt＝=f(n)kbW2式中：Qt----條形藥包單位長度裝藥量，kg/m； 式中的f(n)為經(jīng)驗(yàn)公式，形式多樣，各不相同。

1/4/2023126第五章巖石爆破理論對于硐室爆破中使用的條形藥包，裝藥量的計(jì)算公式可

我國使用較多的是原蘇聯(lián)學(xué)者鮑列斯闊夫和阿夫捷也夫提出的經(jīng)驗(yàn)公式：

f(n)＝鮑列斯闊夫公式阿夫捷也夫公式f(n)＝1/4/2023127第五章巖石爆破理論我國使用較多的是原蘇聯(lián)學(xué)者鮑列斯闊夫和阿上述公式中，n為爆破作用指數(shù)，1/4/2023128第五章巖石爆破理論上述公式中，n為爆破作用指數(shù)，12/29/202242第五章

我國爆破工程技術(shù)人員也提出了一些f(n)經(jīng)驗(yàn)公式，其中由鐵道科學(xué)研究院提出的公式如下：f(n)＝

1/4/2023129第五章巖石爆破理論我國爆破工程技術(shù)人員也提出了一些f(n)計(jì)算總用藥量Q的公式為：式中：Q—個(gè)爆破循環(huán)的總用藥量，kg;q—爆破每立方米巖石所需炸藥的消耗量，kg/m3；

上頁所提到的Kb與

Ks都只是單個(gè)集中藥包爆破時(shí)裝藥量與所爆落巖體體積之間的一個(gè)關(guān)系系數(shù)。

當(dāng)群藥包共同作用時(shí)，群藥包的總裝藥量與群藥包一次爆落的巖體總體積的比值稱為單位耗藥量，簡稱炸藥單耗，用字母q來表示，即：

炸藥單耗1/4/2023130第五章巖石爆破理論計(jì)算總用藥量Q的公式為：上頁所提到的Kb與Ks都只是核心內(nèi)容利文斯頓漏斗理論是以能量平衡為基礎(chǔ)的巖石爆破破碎的爆破漏斗理論。炸藥包在介質(zhì)中爆炸時(shí)傳給介質(zhì)的能量多少和速度，取決于巖石性質(zhì)、炸藥性能，藥包大小和藥包埋置深度。第五節(jié)利文斯頓爆破漏斗理論1/4/2023131第五章巖石爆破理論核心內(nèi)容利文斯頓漏斗理論是以能量平衡為基礎(chǔ)的巖石爆破破碎1、彈性變形

藥包的種類和重量不變，當(dāng)藥包埋置深度減小到某一臨界值時(shí)，地表巖石開始發(fā)生明顯破壞，脆性巖石將片落，塑性巖石將隆起，這個(gè)藥包埋置深度臨界值稱為臨界深度Ln。E------應(yīng)變能系數(shù)1/4/2023132第五章巖石爆破理論1、彈性變形藥包的種類和重量不變，當(dāng)藥包埋置深度減小到某2、沖擊破壞

藥包重量一定，使爆破漏斗體積最大的藥包埋置深度稱為最適宜深度W0。

最適宜深度與臨界深度之比稱為最適宜深度比△0。通過漏斗實(shí)驗(yàn)求出E及△0，則當(dāng)藥量Q已知時(shí)，可以求出最適宜深度W0。1/4/2023133第五章巖石爆破理論2、沖擊破壞藥包重量一定，使爆破漏斗體積最大的藥包埋置深3、碎化破壞藥包重量不變，藥包埋置深度比最適宜深度小時(shí)，爆破漏斗體積內(nèi)的巖石更為破碎，拋擲明顯，空氣沖擊波和響聲更大。傳播給大氣的爆炸能開始超過巖石吸收的爆炸能時(shí)的埋置深度稱為轉(zhuǎn)折深度。1/4/2023134第五章巖石爆破理論3、碎化破壞藥包重量不變，藥包埋置深度比最適宜深度小時(shí)，4、空氣中爆炸藥包重量保持不變，埋置深度小于轉(zhuǎn)折深度時(shí)，巖石破碎，拋擲，聲響更厲害，爆炸能傳給空氣的比率大，巖石吸收的能量小。炸藥爆炸的能量消耗在巖石的彈性變形，巖石的破碎，巖塊的拋散，響聲、地震和空氣沖擊波。能量的分布與藥包量和深度而變化。1/4/2023135第五章巖石爆破理論4、空氣中爆炸藥包重量保持不變，埋置深度小于轉(zhuǎn)折深度時(shí)，第六節(jié)影響爆破作用的主要因素

影響爆破效果的因素很多，本節(jié)就炸藥性能、地質(zhì)條件、裝藥結(jié)構(gòu)、堵塞以及起爆方式等爆破工程中影響爆破效果的共性問題進(jìn)行闡述。1/4/2023136第五章巖石爆破理論第六節(jié)影響爆破作用的主要因素影響爆破效果的

一、炸藥性能對爆破效果的影響 炸藥的密度、爆熱、爆速、作功能力和猛度等性能指標(biāo)，反映了炸藥爆炸時(shí)的作功能力，直接影響炸藥的爆炸效果。目前的爆炸能量利用率只有10~20%；研究爆炸能量的分布比率，可以提高能量利用率。增大炸藥的密度和爆熱，可以提高單位體積炸藥的能量密度，同時(shí)提高炸藥的爆速、猛度和作功能力。1/4/2023137第五章巖石爆破理論一、炸藥性能對爆破效果的影響12/29/20225但是品種、型號一定的工業(yè)炸藥其各項(xiàng)性能指標(biāo)符合相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，做為工業(yè)炸藥的用戶，工程爆破領(lǐng)域的技術(shù)人員一般不能變動(dòng)這些性能指標(biāo)。即使象銨油炸藥、水膠炸藥或乳化炸藥這些可以在現(xiàn)場混制的炸藥，過分提高其爆熱，也會造成炸藥成本的大幅度提高。

1/4/2023138第五章巖石爆破理論但是品種、型號一定的工業(yè)炸藥其各項(xiàng)性能指標(biāo)符合相

另外，工業(yè)炸藥的密度也不能進(jìn)行大幅度的變動(dòng)，例如當(dāng)銨梯炸藥的密度超過其極限值后，就不能穩(wěn)定爆轟。因此，根據(jù)爆破對象的性質(zhì)，合理選擇炸藥品種并采取適宜的裝藥結(jié)構(gòu)，從而提高炸藥能量的有效利用，是改善爆破效果的有效途徑。

1/4/2023139第五章巖石爆破理論另外，工業(yè)炸藥的密度也不能進(jìn)行大幅度

爆速是炸藥本身影響其能量有效利用的一個(gè)重要性能指標(biāo)。不同爆速的炸藥，在巖體內(nèi)爆炸激起的沖擊波和應(yīng)力波的參數(shù)不同，從而對巖石爆破作用及其效果有著明顯的影響。

巖石（或其它介質(zhì)）的密度同巖石（或其它介質(zhì)）縱波速度的乘積，稱為該巖石（或介質(zhì)）的波阻抗(waveimpedance)。它的物理意義是：在巖石（或其它介質(zhì)）中引起擾動(dòng)使質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生單位振動(dòng)速度所必需的應(yīng)力。1/4/2023140第五章巖石爆破理論爆速是炸藥本身影響其能量有效利用的一個(gè)重要性能指波阻抗大，產(chǎn)生單位振動(dòng)速度所需的應(yīng)力就大；反之，波阻抗小，產(chǎn)生單位振動(dòng)速度所