工程爆破總結(jié)

巖石性質(zhì)及其分級(jí)巖石的物理性質(zhì)1巖石的礦物成分和組織特征礦物成分（硬度高低影響較大）組織特征（結(jié)構(gòu)和構(gòu)造）結(jié)構(gòu)指礦物顆粒的形狀及顆粒間的連接構(gòu)造的形式有層理、裂隙、節(jié)理、斷層2巖石的孔隙度η，密度ρ和容重γ3巖石的碎脹性巖石破碎后體積增大的性質(zhì)4巖石的波阻抗密度同縱波波速的乘積ρc巖石的力學(xué)性質(zhì)1巖石的變形特征（*看書(shū)*）①脆性②塑性③彈性2巖石的強(qiáng)度特征巖石的強(qiáng)度特征是指巖石能承受一定外力的作用而不破壞的性能，它是以巖石恰在破壞時(shí)應(yīng)力大小來(lái)表示的。分動(dòng)、靜載強(qiáng)度。比能a:破碎單位體積巖石所消耗的能量。3巖石的硬度巖石表面抵抗工具侵入的性能，與鑿巖性密切相關(guān)。鑿巖時(shí)，比單向抗壓強(qiáng)度更有意義，指巖石表面被破壞的性能。4巖石的磨蝕性*補(bǔ)充：鑿巖性巖石被鑿碎的難易程度：用每米炮眼所消耗的釬頭數(shù)，純鑿速，比能三指標(biāo)表示爆破性表示巖石被爆碎的難易程度：用單位原巖的炸藥消耗量和所需炮眼長(zhǎng)度表示。巖石的分級(jí)1按巖石堅(jiān)固性的分級(jí)法R——巖石單向抗壓強(qiáng)度（普氏分級(jí)）2按巖石的鑿巖性和爆破性分級(jí)法（蘇式）3我國(guó)巖石分級(jí)觀點(diǎn)是統(tǒng)一性與特殊性相結(jié)合的原則（普氏、蘇氏）兩個(gè)層次，依據(jù)巖石的可鉆性、可爆性和穩(wěn)定性三種性能進(jìn)行具體的分級(jí)。*巖石分級(jí)的意義1）選擇最佳方法和設(shè)備來(lái)破碎各種不同的巖石，以達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效果和最高的勞動(dòng)生產(chǎn)率；2）選擇合理的開(kāi)采和維護(hù)方法，最安全、可靠地保護(hù)不應(yīng)破壞的巖石，以正確有效地處理采礦中破壞與維護(hù)巖石這一最基本的矛盾；*普氏分級(jí)強(qiáng)調(diào)了鑿巖性與爆破性一致性，忽視了各巖石特性的特殊性和差異性，實(shí)驗(yàn)室方法；蘇式則相反。第二章淺眼沖擊式鑿巖淺眼是指炮眼長(zhǎng)度小于5米，直徑小于40～50mm的炮眼。在此范圍外的炮眼稱(chēng)為中深孔或深孔。沖擊式鑿巖機(jī)1沖擊式鑿巖原理：實(shí)質(zhì)是剪切破壞原理2鑿巖機(jī)組成成分1）配氣機(jī)構(gòu)2）轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)沖程時(shí)不轉(zhuǎn)釬，回程時(shí)轉(zhuǎn)釬3）排粉機(jī)構(gòu)4）推進(jìn)機(jī)構(gòu)5）操縱等機(jī)構(gòu)3分類(lèi)手持式氣腿式向上式導(dǎo)軌式淺眼鑿巖工具1釬頭構(gòu)造（一字形，十字形，X字形）①刃角α，刃角大小與鉆速、耐磨有關(guān)，刃角小，鑿速高，但不耐磨，用于軟巖；②隙角β，釬頭體兩側(cè)面的傾角，β過(guò)大，易于磨損，過(guò)小，易于卡釬；③釬刃的曲率半徑R，R保證合金片兩端不產(chǎn)生應(yīng)力集中和彎矩，R=180~200mm④釬頭直徑D：淺眼鑿巖中，隨孔深增加，必須更換更長(zhǎng)的釬桿，同時(shí)必須使用更小直徑的釬頭，遞減才不會(huì)卡釬⑤排粉槽和吹洗孔：一般布置于釬頭的頂部和側(cè)部2釬桿構(gòu)造（中空六角形斷面）*在淺眼鑿巖中，釬頭釬桿用錐形連接θ=3~7°3.沖擊式鑿巖機(jī)理沖擊式鑿巖的應(yīng)力波理論，是用應(yīng)力波的觀點(diǎn)來(lái)解釋鑿巖過(guò)程，認(rèn)為鑿巖機(jī)的活塞沖擊釬尾后，在釬子內(nèi)便產(chǎn)生應(yīng)力，這種應(yīng)力以波的形式由釬尾向釬頭傳遞。應(yīng)力波傳至釬刃時(shí)，一部分進(jìn)入巖石，另一部分反射回來(lái)。當(dāng)入射和反射合成后形成的合力超過(guò)巖石的破壞強(qiáng)度時(shí)，巖石便破碎。（*看書(shū)*）*自由端面時(shí)，釬刃質(zhì)點(diǎn)應(yīng)力為0，而其運(yùn)動(dòng)速度為入射壓波引起釬桿質(zhì)點(diǎn)速度的兩倍，方向?yàn)檎糟@機(jī)空打時(shí)，釬頭易掉。*固定端時(shí)與自由端相反，界面的壓應(yīng)力為入射壓力2倍，質(zhì)點(diǎn)振速為0（當(dāng)釬頭鑿硬巖時(shí)易崩，這肘速度壓力的增大不到2倍）。深孔鑿巖接桿式鑿巖（1）釬頭：形狀結(jié)構(gòu)與淺眼相同，但由于彈跳加大，使釬頭容易偏離炮孔中心，故對(duì)釬頭體寬度有一定要求（加大刃厚），常用十字形和帶超前刃的釬頭,與釬桿用螺紋而不用錐面連接（2）釬桿：用30~35SiMnMoV鋼，有內(nèi)切圓為25.4mm的六角形和直徑為32mm的兩種，多用后者，用左旋螺紋。（3）釬尾：用于和鑿巖機(jī)連接的最后一根釬桿。釬尾較短，一般多用兩翼（翼狀以傳遞力矩）。（4）連接套筒：由于d小，不能直接相連，連接螺紋，有鋸齒形和波形兩種，要求傳遞能量效率高（鋸齒），不易磨損（鋸齒），拆卸容易（波形），這兩種羅紋各有優(yōu)缺點(diǎn)，但多用波形螺紋。*為了克服深孔不圓現(xiàn)象，可采用兩種解決方法：一是采用超前刃鉆頭，超前刃起定心和導(dǎo)向作用；另一種是加大釬刃厚度，使鉆頭的滾動(dòng)阻力增大，減少跳動(dòng)。2.潛孔式鑿巖是將沖擊器潛入孔內(nèi)，緊跟鉆頭，從而極大降低沖擊能量損失，鉆桿僅僅傳遞軸壓，扭矩和輸送風(fēng)、水，聯(lián)結(jié)的作用，沖擊是間斷的，回轉(zhuǎn)是連續(xù)的。在沖擊-回轉(zhuǎn)過(guò)程中，鉆頭剪切破壞巖石。巖石在沖擊力與剪切力作用下不斷被壓碎和剪碎，起主導(dǎo)作用的是沖擊做功。鉆具：1鉆頭：刃片鉆頭、柱齒鉆頭、混合鉆頭2鉆桿：起傳遞扭矩，軸推力和傳遞風(fēng)水作用牙輪鉆進(jìn)（垂直向下鑿巖）破巖特點(diǎn)：在強(qiáng)大軸壓靜載和滾動(dòng)的動(dòng)載作用下，壓入、剪切、滾刮破碎巖石。1牙輪鉆頭由三牙爪、三牙輪和軸承組成。鉆頭工作時(shí)，三牙輪相對(duì)炮孔軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，它又繞三個(gè)牙爪的軸自轉(zhuǎn)鑿巖效率1影響鑿巖機(jī)純鑿巖速度的因素分析（1）單次沖擊功A；（2）沖擊頻率N；（3回轉(zhuǎn)扭矩和回轉(zhuǎn)角α；（4）軸推力F；（5）風(fēng)壓P；對(duì)鑿速影響最大。（6）孔徑d；d大，鉆進(jìn)面積大。（7）炮眼深度L；（8）釬刃磨鈍寬度b：b大，切入深度小，鑿痕淺，鑿速低第四章炸藥及爆炸的基本理論1.爆炸和炸藥的基本概念1爆炸現(xiàn)象（物理爆炸、化學(xué)爆炸、核爆炸）2爆炸特點(diǎn)1）在極短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生高溫、高壓氣體的驟然膨脹；2）在爆炸點(diǎn)周?chē)橘|(zhì)中有急劇的壓力突躍；3）伴有聲、光現(xiàn)象。3化學(xué)爆炸必須具備的條件1）爆炸過(guò)程必須放出大量的熱能；2）化學(xué)反應(yīng)過(guò)程必須是高速的；3）化學(xué)反應(yīng)過(guò)程應(yīng)能生成大量的氣體產(chǎn)物；4）反應(yīng)能自行傳播。4炸藥化學(xué)反應(yīng)的形式1.熱分解2.燃燒3.爆炸4.爆轟5炸藥分類(lèi)按組成，有單質(zhì)炸藥和混合炸藥按用途，1）起爆藥感度高，威力小2）猛炸藥感度較低，威力大3）黑火藥(發(fā)射藥)反應(yīng)速度較慢2.起爆藥與猛炸藥1起爆藥主要有1）雷汞灰白色細(xì)晶體2）氮化鉛白色針狀晶體，穩(wěn)定性好多用于軍工品中。3）二硝基重氮酚又稱(chēng)DDNP，黃褐色細(xì)晶體，民爆器材中得用最多。2主要的單質(zhì)猛炸藥有(每種炸藥中都含C、H、O、N四素)1）三硝基甲苯（TNT）黃色鱗片狀晶體，爆速7000m/s，用于雷管和彈體裝藥2）黑索金（RDX）白色晶體，爆速8300m/s，用于雷管、導(dǎo)爆索和彈體裝藥3）特屈兒淡黃色晶體，國(guó)外多用4）太安特性同RDX，國(guó)外多用5）硝化甘油（NG）油狀液體，有毒*起爆藥感度高，威力小，猛炸藥反之。3.炸藥的起爆1在外部起爆能作用下，炸藥不從穩(wěn)定狀態(tài)到穩(wěn)定狀態(tài)的化學(xué)體系變化過(guò)程。起爆能的形式有：熱能、機(jī)械能和爆炸沖能。起爆機(jī)理炸藥反應(yīng)釋放的能量△E遠(yuǎn)大于起爆能E1,外界較小的能量激發(fā)主裝藥,主裝藥放出的能量用于工程目的。影響起爆的因素1）外能的大小和作用時(shí)間；2）外能的集中程度；3）炸藥活化分子釋放能△E。2熱能起爆單位時(shí)間內(nèi)炸藥得到的熱大于散失到周?chē)臒崃浚拍苡袩岱e累、升溫和被起爆。火焰、火星、電熱等都有加熱作用。特點(diǎn)1）初溫高2）快速、局部熱反應(yīng)過(guò)程3）熱積累機(jī)械能起爆包登“熱點(diǎn)”說(shuō)。熱點(diǎn)形成的原因1）微汽泡的絕熱壓縮；2）炸藥顆粒間的摩擦；3）顆粒與摻合物之間的摩擦。炸藥的感度感度是指炸藥在外能作用下發(fā)生爆炸反應(yīng)的難易程度。熱感度、機(jī)械感、爆炸沖能感度*感度的作用（1）關(guān)系到炸藥在制造、運(yùn)輸、搬運(yùn)、儲(chǔ)存、使用過(guò)程中的安全。（2）關(guān)系到裝藥能否安全起爆，對(duì)爆破效果有重要作用。所以研究炸藥的感度對(duì)安全、可靠、準(zhǔn)確地起爆炸藥具有極為重要的意義。1熱感度加熱感度：炸藥在規(guī)定時(shí)間（5min）內(nèi)起爆所需加熱的最低溫度?！婊鹧娓卸龋撼Ｓ谜ㄋ帉?duì)導(dǎo)火索噴出的火焰的最大引爆距離值來(lái)表示。mm2機(jī)械感度1）撞擊感度測(cè)定用垂直落錘儀進(jìn)行測(cè)定。用0.05g炸藥在10kg重錘25cm高處下落，25次平行試驗(yàn)發(fā)生爆炸的百分率來(lái)表示。2)摩擦感度的測(cè)定用擺式摩擦儀來(lái)測(cè)定在上下兩擊柱間的0.02g受試炸藥先由液壓千斤頂以一定壓力壓緊，當(dāng)1500g擺錘以90°的擺角撞擊擊桿時(shí)，上下?lián)糁g發(fā)生水平移動(dòng)而摩擦炸藥，可能被引爆。25次試驗(yàn)中引爆炸藥的百分率。3爆炸沖能感度1、極限起爆藥量2、殉爆距離當(dāng)主、從爆藥卷為同一種炸藥時(shí)，足以使從爆藥卷全爆的藥卷間最大距離叫做該炸藥的殉爆距離，單位cm。4影響炸藥感度的因素1）炸藥的化學(xué)結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)的影響含-O-NO2的比含-NO2硝基團(tuán)的炸藥感度要高；爆熱值高的炸藥感度要高。黑索金比梯恩梯感度高。2）炸藥物理性質(zhì)的影響熱容量小、導(dǎo)熱率低、密度適當(dāng)、顆粒細(xì)小、混拌均勻的炸藥，感度高。3）摻合物的影響摻入高熔點(diǎn)、高硬度石英砂等，可提高炸藥撞擊和摩擦感度。炸藥的爆轟理論1沖擊波：沖擊波是炸藥爆炸后在介質(zhì)中產(chǎn)生的傳播速度高于介質(zhì)聲速的一種壓縮波。性質(zhì)：1）其波速D大于介質(zhì)音速C；2）其波陣面是完全陡峭的，在此面上介質(zhì)參數(shù)劇增；3）當(dāng)D<C時(shí)，其復(fù)原為壓縮波，擾動(dòng)區(qū)重新出現(xiàn)，過(guò)程復(fù)原。2爆轟波：炸藥爆轟時(shí)，其前陣面是帶有化學(xué)反應(yīng)區(qū)的沖擊波，稱(chēng)為爆轟波。它具有沖擊波一切特性。3人們通過(guò)爆速分析爆轟波傳播過(guò)程。一方面因?yàn)楸俚淖兓苯臃从沉朔磻?yīng)區(qū)結(jié)構(gòu)以及能量釋放的多少和快慢，另一方面，爆速是比較容易測(cè)定的一個(gè)參數(shù)。4影響穩(wěn)定傳爆的因素藥包直徑藥包外殼藥包密度徑向間隙的影響炸藥粒度*徑向間隙效應(yīng):由于炸藥與孔壁之間的徑向間隙,影響爆轟波穩(wěn)定傳爆的作用。原因:由于側(cè)向擴(kuò)散的爆炸產(chǎn)物,高溫高壓氣體在較小的徑向間隙內(nèi)壓力迅速上升,使其前方徑向間隙中空氣受到強(qiáng)烈壓縮,從而形成了超前于爆轟波的沖擊波,在爆轟波達(dá)到之前已將炸藥“壓死”,超過(guò)其極限密度,造成爆轟中斷。5爆速測(cè)定方法導(dǎo)爆索法電測(cè)法高速攝影法炸藥爆轟產(chǎn)物與氧平衡（***看書(shū)***）爆熱爆炸功爆炸功指炸藥爆炸后，其內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，并使氣體膨脹做功。1爆力反映炸藥爆轟在介質(zhì)內(nèi)部作功的性能，其主要取決于炸藥爆炸時(shí)的爆熱和所生成氣體量的多少。我國(guó)用鉛鑄擴(kuò)孔法檢測(cè)炸藥爆力。ml2炸藥猛度反映炸藥爆轟時(shí)對(duì)爆破對(duì)象表面的粉碎、沖擊能力，其大小主要取決于炸藥的爆速。我國(guó)用鉛柱壓縮法檢測(cè)炸藥猛度。mm第五章礦用炸藥主要有銨梯炸藥，銨油炸藥，銨松蠟炸藥，硝化甘油炸藥，漿狀炸藥，水膠炸藥，乳化炸藥。銨梯炸藥成分硝酸銨（氧化劑）梯恩梯（還原劑）（敏化劑）木粉（疏松作用）第六章起爆方法及器材目前廣泛使用四種起爆方法：火雷管、電雷管、導(dǎo)爆索和導(dǎo)爆管火雷管起爆法1管殼：作用：1成一整體防潮；2提供封閉條件，安全，免受外界影響以保證爆轟完全；3提供聚能穴。2起爆藥：一般多用DDNP3加強(qiáng)藥（猛炸藥）：TNT和黑索今混制4加強(qiáng)帽：作用：減少靈敏的起爆暴露面積。防止外界影響，防潮。有利于起爆藥爆轟。*火雷管起爆法的評(píng)價(jià)：簡(jiǎn)單易行，成本底，使用極廣，但安全性差，有毒氣體多（因?qū)Щ鹚魅紵?，線路無(wú)法檢查，不能用于瓦斯礦。電雷管起爆法1主要組成部分（不同的組成部分）①火雷管部分基本構(gòu)造同前。②電點(diǎn)火頭構(gòu)成：由電阻橋絲或引火頭組成。作用：通電→發(fā)火，此火焰相當(dāng)于導(dǎo)火索火焰。2電雷管分瞬發(fā)電雷管和延期電雷管瞬發(fā)電雷管分為藥頭式和直插式（直插式起爆藥為DDNP，橋絲直插入起爆藥中，不利；藥頭式橋絲周?chē)恳鹚幊蓤A珠狀，有加強(qiáng)帽）延期電雷管分為秒延期和毫秒延期延期藥裝于延期內(nèi)管中，延期內(nèi)管固定和保護(hù)延期藥，容納延期藥燃燒生成的氣體，保證延期藥在壓力不變的情況下穩(wěn)定燃燒。*最低準(zhǔn)爆電流：是電雷管必定起爆的最小電流，一般不大于0.7A。*最高安全電流：5min中內(nèi)不致電雷管起爆的最大電流，一般取10mA。*起爆電流：直流電起爆時(shí)，應(yīng)不小于2.5A；交流電起爆時(shí)，應(yīng)不小于4A。*電爆網(wǎng)絡(luò)的測(cè)量?jī)x表嚴(yán)禁使用萬(wàn)用表。*電法起爆評(píng)價(jià)安全；可靠；準(zhǔn)確；可同時(shí)起爆大量雷管。但操作復(fù)雜，作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，消耗電線，要求一定電壓，受雜電影響。導(dǎo)爆索起爆法**導(dǎo)爆索與導(dǎo)火索的區(qū)別**外觀：導(dǎo)火索白色(外皮不燃燒)，導(dǎo)爆索紅色成分：導(dǎo)火索黑火藥，導(dǎo)爆索黑索今或泰安起爆方式：導(dǎo)火索燃燒，導(dǎo)爆索雷管起爆爆速：導(dǎo)火索100-125s/m，導(dǎo)爆索6700m/s傳遞能量：導(dǎo)火索燃燒，導(dǎo)爆索爆轟波導(dǎo)爆索索芯有三根芯線。1繼爆管：消爆管+長(zhǎng)內(nèi)管+毫秒延期藥+火雷管工作原理：由主動(dòng)端導(dǎo)爆索傳來(lái)高溫高壓的氣體產(chǎn)物和爆轟波經(jīng)消爆管（帶小孔的塑料管）消爆，壓力、溫度下降，點(diǎn)燃長(zhǎng)內(nèi)管后面的延期藥，其后的作用同于毫秒電雷管，不同的是這時(shí)延期藥的燃燒在敞開(kāi)的空間下燃燒。如果主、被動(dòng)端弄反了，被動(dòng)端起爆后，經(jīng)消爆管消爆后，絕不可能引爆主動(dòng)端，所以單向繼爆管有方向性，連接時(shí)容易出差錯(cuò)。*導(dǎo)爆索連接：搭接、水手接、T型接2導(dǎo)爆索起爆法評(píng)價(jià)（1）此法簡(jiǎn)單、方便、可控制延期起爆時(shí)間；（2）當(dāng)用孔外延期時(shí)，延期時(shí)間可累計(jì)疊加，減少繼爆管段數(shù)；（3）不受各種雜電、靜電、射頻電干擾；（4）但不能用儀表檢測(cè)網(wǎng)路質(zhì)量；（5）導(dǎo)爆索價(jià)格貴，使用此法成本高。4.導(dǎo)爆管起爆法雷管（或用炸藥、導(dǎo)爆索、發(fā)令槍?zhuān)?導(dǎo)爆管+毫秒雷管+炸藥包。導(dǎo)爆管僅用來(lái)傳遞兩爆破器材之間的爆轟波。速度為1600~2000m/s第七章巖石的爆破破碎機(jī)理1.巖石爆破破壞的集中假說(shuō)爆炸氣體產(chǎn)物膨脹壓力破壞理論沖擊波引起應(yīng)力波反射破壞理論爆炸氣體膨脹壓力和沖擊波所引起的應(yīng)力波共同作用單個(gè)藥包爆破作用分析1爆破的內(nèi)部作用壓縮區(qū)破壞區(qū)震動(dòng)區(qū)爆破的外部作用1爆破漏斗要素：自由面最小抵抗線爆破漏斗底圓半徑爆破作用半徑爆破漏斗深度爆破漏斗可見(jiàn)深度爆破漏斗張開(kāi)角（1）標(biāo)準(zhǔn)拋擲（n=1）；（2）加強(qiáng)拋擲(n>1)；（3）減弱拋擲(0.75<n<1)；（4）松動(dòng)爆破(0<n<0.75)；5.影響爆破的因素1炸藥性能對(duì)爆破作用的影響炸藥的密度、爆速、炸藥波阻抗、爆轟壓力、爆炸壓力、爆炸氣體體積以及爆炸能量利用率2爆炸能向巖石傳播的效率的影響（1）炸藥波阻抗同巖石波阻抗的匹配炸藥波阻抗與巖石波阻抗相等時(shí)，能量傳遞效率最高。（2）空氣間隙裝藥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(guò)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（3）藥包