爆破工程 (緒論)

爆破工程1/15/20231緒論緒論《爆破工程》

四大發(fā)明之一的火藥，對(duì)人類社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展起了重要的作用。作為炸藥的應(yīng)用與推廣的爆破技術(shù)歷史悠久，有學(xué)者把這一漫長(zhǎng)的發(fā)展史劃為三個(gè)不同的時(shí)期：一、爆破工程發(fā)展簡(jiǎn)史黑火藥時(shí)期奠基時(shí)期現(xiàn)代化時(shí)期1/15/20232緒論1．黑火藥時(shí)期

（公元7世紀(jì)-18世紀(jì)）

（1）火藥概念的演變

幾千年前，燧人氏鉆木取火開(kāi)始了人類對(duì)火的利用，繼而進(jìn)入煤和石油燃燒的利用。當(dāng)今已進(jìn)入原子能的時(shí)代，從某種意義上講，人類是從火中繁榮起來(lái)的。在利用火的技術(shù)中，火炸藥的利用獨(dú)樹(shù)一幟。1/15/20233緒論古代藥物雖多是天然品，但能爆發(fā)著火的藥都不是天然產(chǎn)物，而是中國(guó)煉丹家發(fā)明的。公元前475-86年，周末漢初盛行神仙之說(shuō)，《戰(zhàn)國(guó)策》中已有方士向荊王獻(xiàn)“不死之藥”的記載。西漢武帝（公元前140-86年）找人煉丹以求長(zhǎng)生不老。煉丹家利用各種金、石藥物煉藥時(shí)，硝、硫、炭為常備物，當(dāng)此三種成分相遇受熱或激發(fā)即會(huì)爆炸著火（煉出白如冰的三氧化二砷）。1/15/20234緒論一直到1956年，我國(guó)由于受蘇聯(lián)文字翻譯的影響，把爆發(fā)物中以爆燃為主要反應(yīng)形式的才稱為火藥，而把以爆轟為主要反應(yīng)形式的稱為炸藥，同時(shí)也把一切爆發(fā)物都稱為炸藥。由于煉丹而形成的火藥爆發(fā)燃燒丹房的事故多了，后慢慢轉(zhuǎn)為重視火藥的爆發(fā)性質(zhì)而作兵家火攻之用，也因此將一切爆發(fā)著火的物質(zhì)都以藥字命名，統(tǒng)稱為火藥。1/15/20235緒論公元660年孫思邈（藥學(xué)家）《丹經(jīng)》中”伏硫磺法”，就記載了硝石與硫磺的化學(xué)反應(yīng)；公元803年,清庶子《鉛汞甲辰至寶集成》中記載了硫二兩、硝二兩、馬兜鈴三錢半配合而成的礬伏火法：

即民間所謂的“一硫二硝三木炭”的說(shuō)法。4KNO3+2S+6C=2K2S+2N2+6CO2（2）黑火藥的發(fā)展史1/15/20236緒論17世紀(jì)歐洲產(chǎn)業(yè)革命后，爆破技術(shù)的應(yīng)用有了發(fā)展，黑火藥始用于開(kāi)采礦石。1799年雷汞的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用標(biāo)志著黑火藥時(shí)代的結(jié)束。直到18世紀(jì)末，黑火藥還是唯一的炸藥品種，統(tǒng)治了一千多年.10世紀(jì)后，宋朝就有“飛火”即“火炮”、“火箭”等用于兵事的記載。大約11~13世紀(jì)，黑火藥經(jīng)由阿拉伯傳入歐洲。1242年國(guó)外才有第一次專門記載。1/15/20237緒論19世紀(jì)基礎(chǔ)化學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了炸藥化學(xué)的研究，一些工業(yè)炸藥相繼問(wèn)世。值得紀(jì)念的是：1867~1875年偉大的化學(xué)家諾貝爾發(fā)明了：硝化甘油炸藥、硝化棉炸藥和雷管，推動(dòng)了爆破技術(shù)向生產(chǎn)建設(shè)的廣闊領(lǐng)域發(fā)展。20世紀(jì)初，人類經(jīng)歷了兩次世界大戰(zhàn)。炸藥的研究和生產(chǎn)達(dá)到了空前時(shí)期，從另一個(gè)角度講也推動(dòng)了炸藥和爆破技術(shù)的發(fā)展。這一時(shí)期的主要標(biāo)志為雷管、導(dǎo)火索、導(dǎo)爆索的廣泛應(yīng)用。1871年鮑氏公式：Q=kf(n)w3的建立使藥量計(jì)算進(jìn)入了半理論半經(jīng)驗(yàn)的計(jì)算階段。2．奠基時(shí)期

（1800~1949年）1/15/20238緒論40年代后，由于廣泛運(yùn)用各學(xué)科領(lǐng)域的新成就，現(xiàn)代化的精密儀器，更由于采礦、航天、軍工、水電建筑以及醫(yī)療、救災(zāi)對(duì)爆破技術(shù)的應(yīng)用的特殊要求，使爆破技術(shù)出現(xiàn)了日新月異的局面，這可以從以下幾方面說(shuō)明：3．現(xiàn)代化時(shí)期

（1950年~今）其主要標(biāo)志為：微差爆破技術(shù)、導(dǎo)爆管起爆、乳化油炸藥、靜態(tài)爆破、控制爆破等技術(shù)的發(fā)展與成熟。1/15/20239緒論（1）工業(yè)炸藥品種，據(jù)世界不完全統(tǒng)計(jì)目前有幾百種。（2）起爆技術(shù)有火、電、導(dǎo)爆索、導(dǎo)爆管、大力神、

無(wú)線電、起爆法，起爆時(shí)間可精確到毫秒ms。（3）爆破規(guī)模：一次爆破量從幾公斤到幾噸，甚至上萬(wàn) 噸。我國(guó)56年在白銀廠、71年5月獅子山鐵礦成功 進(jìn)行了萬(wàn)噸級(jí)炸藥一次爆破；羅馬尼亞在離人體只有 40cm處炸開(kāi)水泥塊救人。日本采用“微小爆破療法” 治療膀胱結(jié)石，將炸藥制成直徑1mm、長(zhǎng)5-10mm 纖細(xì)藥棒置于于患者體內(nèi)，通過(guò)引爆使結(jié)石破碎。1/15/202310緒論（4）爆破技術(shù)

定向拋擲爆破：通過(guò)爆破手段使爆破體拋擲到指定地點(diǎn)。南水電站定向爆破筑壩、藥量1394噸，上壩方量105萬(wàn)方，堆積壩高62.3m，設(shè)計(jì)高65m，準(zhǔn)確度達(dá)96%。

其他如：微差爆破、擠壓爆破、預(yù)裂爆破、光面爆破、 水壓爆破以及城市拆除爆破。1/15/202311緒論爆破技術(shù)視頻欣賞

預(yù)裂爆破宏大爆破逐孔宗量爆破1/15/202312緒論二．爆破技術(shù)在建設(shè)中的應(yīng)用采掘工程：爆破費(fèi)占礦山總費(fèi)用20～25%。煉1噸鐵需3～5噸礦石，為采礦要挖掘十幾噸巖石，加上熔劑需17～20噸礦石，有色金屬約150噸以上。交通運(yùn)輸：鐵路隧道、三峽解放來(lái)爆礁石百萬(wàn)立方米；黃埔港爆破水下礁石50萬(wàn)立方米，提高了水下爆破技術(shù)。水電工程：葛洲壩爆破隊(duì)伍500余人，施工中每天爆上萬(wàn)立方米石方。水利工程常用定向爆破筑壩。建筑工程：石材開(kāi)采?；娱_(kāi)挖：武漢彩色旅游電視塔高221米、重15000噸、基坑?32米、深10米，離2頻道電視塔最近8米，采用了控爆開(kāi)挖。城市改建、拆除爆破：地震、沖擊波、飛石、毒氣、噪音＜105分貝。其他：爆炸焊接、高壓線導(dǎo)爆索焊接、沉船打撈切割、合成晶體、核爆炸、用石墨合成金剛石。1/15/202313緒論三．爆破事業(yè)發(fā)展的前景

爆破技術(shù)的應(yīng)用隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，爆破技術(shù)越來(lái)越占有更廣闊的領(lǐng)域，除在礦山、水利鐵路交通等部門繼續(xù)發(fā)展外，在農(nóng)田建設(shè)、搶險(xiǎn)救災(zāi)等方面也將發(fā)揮重要作用?？刂票坪捅萍庸ぜ夹g(shù)的發(fā)展，使機(jī)械工業(yè)出現(xiàn)了奇跡般的成就，一些過(guò)去難以作到的大型機(jī)械特殊部件成型，不同種類金屬合金的粘合、焊接等工作能在爆破的瞬間完成。1/15/202314緒論四、鉆孔設(shè)備和鉆孔技術(shù)

一般爆破都需要打孔，尤其是在礦山開(kāi)采方面，新型的鉆孔機(jī)械和鉆孔方法是發(fā)展和應(yīng)用爆破技術(shù)的前提，例如：光面、預(yù)裂等爆破新技術(shù)，就需要多鉆孔，要推廣其應(yīng)用，急待解決的問(wèn)題就是鉆孔。目前出現(xiàn)了許多新型的鉆孔機(jī)械和方法，如熱力鉆孔，高頻液壓鉆孔以及潛孔鉆機(jī)鉆孔、牙輪鉆機(jī)鉆孔等鑿巖機(jī)械，將來(lái)隨著激光技術(shù)的發(fā)展，激光鉆孔也有可能成為現(xiàn)實(shí)。1/15/202315緒論鉆孔設(shè)備視頻欣賞

礦山鉆孔1鉆孔牙輪鉆深孔堵塞機(jī)械礦山鉆孔2超級(jí)鏟裝1/15/202316緒論五、爆破器材

特別是炸藥新品種的出現(xiàn)，作為工程爆破能源來(lái)看，有力地推動(dòng)了爆破技術(shù)的應(yīng)用范圍和使用的規(guī)模，并使一向認(rèn)為技術(shù)復(fù)雜、危險(xiǎn)性大的爆破作業(yè)，有可能變的簡(jiǎn)單、安全，便于掌握應(yīng)用。例如70年代在瑞典首先制造的塑料導(dǎo)爆管、NONEL管，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的導(dǎo)爆索，又可作為非危險(xiǎn)器材運(yùn)輸和儲(chǔ)存。1/15/202317緒論本課程的內(nèi)容、特點(diǎn)與要求三大基本內(nèi)容

①

炸藥

炸藥組成、起爆、爆轟理論

②爆破巖石的破碎機(jī)理

地質(zhì)、巖石力學(xué)、彈塑性理應(yīng)力波、斷裂力學(xué)

③

爆破技術(shù)

方案設(shè)計(jì)、操作、施工特點(diǎn)

①安全性

是搞爆破工作的重要前提

②專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)技術(shù)的綜合性1/15/202318緒論

要求由于爆破問(wèn)題所涉及的許多現(xiàn)象包含著復(fù)雜的高壓、高溫、高速過(guò)程，尚有許多問(wèn)題仍停留在假說(shuō)和經(jīng)驗(yàn)計(jì)算階段，不象高等數(shù)學(xué)那樣嚴(yán)密，因此，對(duì)于剛剛轉(zhuǎn)入專業(yè)課學(xué)習(xí)的同學(xué)們，要能夠理解接受。