爆破工程第9章習題及參考答案

第9章習題及參考答案一、填空題1.巖石爆破破碎原理有（爆炸氣體破壞）理論、(爆炸應力波破壞)理論、(爆炸氣體和應力波共同作用)理論。2．當炸藥在無限均質巖石中爆炸時，將形成以炸藥為中心的由近及遠的不同破壞區(qū)域，分別稱為(粉碎區(qū)（壓縮區(qū)）)、(裂隙區(qū)（破裂區(qū)）)及(彈性振動區(qū))。二、判斷題1.在工程實際中，只能靠正確地選擇最小抵抗線和藥量來控制爆破類型。（√）2.最小抵抗線只有一個，爆破自由面可能為1—6個。（×）3.最小抵抗線方向上的自由面對爆破效果影響最大。（√）4.爆破裝藥的計算多用體積公式，關鍵是合理選用單位炸藥消耗量。（√）5.炮眼爆破法的裝藥系數(shù)和炮眼利用率一般均小于100%。（√）三、名詞術語解釋題1.爆破自由面——指對爆破作用有直接影響的巖石與空氣、水或其它介質的分解面。通常指巖土介質與空氣接觸的交界面。自由面越大越多，爆破效果越好，炸藥消耗量越少。2.最小抵抗線（W）——指裝藥中心到自由面的最短距離。W的大小規(guī)定了藥包的爆破規(guī)模，W的方向為爆破作用的主要方向。3.底盤抵抗線（Wd）——指炮孔中心到臺階坡底線的水平距離。臺階爆破一般都用Wd代替W進行有關計算。4.爆破作用指數(shù)（n）——指爆破漏斗底圓半徑r與最小抵抗線的W比值，n的大小決定了爆破類型，其值一般為0.75—3。5.裝藥不偶合系數(shù)——指在炮眼爆破法中，進行不偶合裝藥時，炮孔直徑與裝藥直徑之比，一般為1.2—2.5。6.炮眼利用率（y）——指炮眼有效長度與炮眼總長之比，在井巷掘進中y一般為80%左右。7.線狀藥密度（裝藥集中度）——指炮孔裝藥量與裝藥部分孔長之比，對淺孔爆破，其值一般為0.2—1.0kg/M。8.炮眼密集系數(shù)（鄰近系數(shù)m）——指孔距與最小抵抗線之比。M一般為0.8—2.5。9.間隙效應——指當炮孔直徑與藥包（卷）直徑之間的間隙在一定范圍內時，造成長柱裝藥傳爆中斷的現(xiàn)象。10.爆破作用指數(shù)——爆破漏斗半徑與最小抵抗線的比。11.炸藥單耗——爆破1實體巖石所需要的炸藥量。12.Hopkison效應——壓縮應力波傳播到自由面，一部分或全部反射回來成為同傳播方向正好相反的拉伸應力波，當拉伸應力波的峰值應力大于巖石的抗拉強度時，可使脆性巖石拉裂造成表面巖石與巖體分離，形成片落，這叫霍普金森效應。13.孔口距和孔底距——臨近自由面的兩相鄰炮孔中心距離叫孔口距，另一端的兩相鄰炮孔中心距離叫孔底距。14.底盤抵抗線——臺階上，外排炮孔軸線至坡底線的水平距離。15.溝槽效應——就是當藥卷與炮孔壁間存在著月牙形空間時，爆炸藥柱所出現(xiàn)的抑制，能力逐漸衰減直至拒爆的現(xiàn)象。16.爆破的內部作用——當藥包在巖體中的埋置深度很大，其爆破作用達不到自由面時的爆破作用。17.爆破的外部作用——當藥包在巖體中埋置比較淺，爆破作用能到達自由面的爆破作用。18.耦合裝藥——藥包直徑與炮孔直徑相同，藥包與炮孔壁之間不留間隙的裝藥形式。19.不耦合裝藥——藥包直徑小于炮孔直徑，藥包與炮孔壁之間留有間隙的裝藥形式。20.間隙效應（管道效應）——混合炸藥細長連續(xù)裝藥，在炮孔內，如果藥柱與炮孔孔壁間存在間隙，常常會發(fā)生爆轟中斷或爆轟轉變?yōu)楸嫉默F(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為間隙效應或管道效應。四、圖示理解畫圖說明爆破漏斗的構成要素，并理解爆破作用指數(shù)的概念及所代表的爆破類型。W-最小抵抗線；r-爆破漏斗底圓半徑；R-爆破作用半徑；D-爆破漏斗深度；h-爆破漏斗可見深度；θ-爆破漏斗張開角（1）爆破作用指數(shù)n的概念：是爆破漏斗底圓半徑對最小抵抗線的比值，（2）標準拋擲爆破漏斗當r=W，即n=1時，爆破漏斗為標準拋擲爆破漏斗，漏斗的張開角θ＝900。（3）加強拋擲爆破漏斗。當r＞W，即n＞1時，爆破漏斗為加強拋擲爆破漏斗，漏斗的張開角θ＞900。（4）減弱拋擲爆破漏斗。當0.75＜n＜1時，爆破漏斗為減弱拋擲爆破漏斗，漏斗的張開角θ＜900。（5）松動爆破漏斗。當0＜n＜0.75時，爆破漏斗為松動爆破漏斗，這時只有巖石的破裂、破碎而沒有向外拋擲的作用。五、簡答題1.如何保證起爆藥包的加工質量？答：為保證爆藥包的加工質量應注意以下幾點：（1）加工前首先檢查起爆器材和炸藥質量，對不抗水炸藥要有可靠的防潮措施；（2）保證雷管全部埋入炸藥（可用木、竹錐先在藥卷上扎孔）；（3）保證雷管與炸藥固定牢靠（可用細繩、電雷管腳線或膠布捆緊）；（4）保證藥包密度和直徑。2.什么是爆破自由面？它與爆破效果有什么關系？答：爆破自由面是指對爆破作用用直接影響的巖石與空氣、水或其它介質的分界面，通常多指巖土介質與空氣的交接面。自由面可改變巖石的應力狀態(tài)及強度極限，自用面的存在使炸藥爆炸破碎、拋擲巖石才有可能，否則只能是在巖石內部起作用。自由面越大、越多，爆破巖石越容易，爆破效果越好，單位炸藥消耗量越低。3.在工程爆破中如何確定最小抵抗線的大??？答：最小抵抗線W是工程爆破中的重要參數(shù)，W的大小規(guī)定了藥包的爆破規(guī)模，也影響鑿巖量、爆破效果和有害效應的大小等。W值與爆破方法、爆破場所、爆破要求、巖性、炮孔參數(shù)等因素有關。對具體的爆破工程W值一般先按經驗初步確定，再按裝藥條件最終確定。4.什么是爆破作用指數(shù)n？按照n值的不同，可將爆破作用分成哪幾類？答：爆破作用指數(shù)n是指爆破漏斗底圓半徑r和最小抵抗線w的比值。工程爆破中，根據(jù)爆破作用指數(shù)n植的不同，將爆破漏斗分為4類：（1）加強拋擲漏斗，1∠n∠3；（2）標準拋擲漏斗，n=1：（3）減弱拋擲漏斗，0.75∠n∠1；（4）松動爆破漏斗，n≈0.75。5.單位炸藥消耗量受哪些因素的影響，一般如何確定？答：單位炸藥消耗量的影響因素很多，主要有巖石性質、炸藥性能、自由面情況、爆破類型、炮孔參數(shù)、裝藥結構、起爆方法、堵塞質量等。單位炸藥消耗量的確定方法有查表法、類比法和直接試驗法三種。確定步驟為：（1）經驗初定；（2）試驗修正；（3）調整確定。6.什么是不偶合裝藥？不偶合裝藥有何作用？答：不偶合裝藥是指炮孔直徑大于藥卷直徑的一種裝藥形式，與之對應的是偶合裝藥。不偶合裝藥爆炸時，爆轟波通過空氣介質傳播到孔壁巖石中。空氣間隙猶如氣墊一樣，可將爆轟初始階段的氣體產物能量部分儲存起來，削弱了炮孔初始壓力峰值。之后受壓氣墊有將大量儲存的能量釋放出來作功，延長了爆轟氣體產物作用的時間，改善了爆破效果。不偶合裝藥結構廣泛地用于光面爆破和預裂爆破。7.何謂正向、反向起爆？反向起爆有何優(yōu)點？它在哪些情況下不能使用？答：正向起爆：起爆藥包靠近眼口，炸藥由外向內傳爆；反向起爆：起爆藥包靠近眼底，炸藥由內外向外傳爆。反向起爆的優(yōu)點：（1）爆轟波的傳播方向和爆破后破碎巖塊的運動方向一致（均朝向自由面），利于巖石的破碎和移動；（2）延長爆生氣體在炮孔中的存在和作用時間，提高爆破能量的利用率；（3）有利于反射拉伸波的破巖作用，有利于防止帶炮及孔底殘藥；（4）反向起爆能提高炮眼利用率，巖石愈堅固，炸藥的爆速愈低及炮眼愈深時，反向起爆效果愈好。但在普通導爆索起爆及機械化裝藥時的電力和導爆管起爆中，均不能進行反向起爆。8.巖石爆破破壞原因的幾種學說的基本觀點是什么？答：爆生氣體膨脹作用理論：炸藥爆炸引起巖石破壞，主要是高溫高壓氣體產物對巖石膨脹做功的結果；爆炸應力波反射拉伸作用理論：巖石的破壞主要是由于巖石中爆炸應力波在自由面反射后形成反射拉伸波的作用，巖石中的拉應力大于其抗拉強度二產生的，巖石是被拉斷的；爆生氣體和應力波綜合作用理論：實際爆破中，爆生氣體膨脹和爆炸應力波都對巖石破壞起作用，不能絕對分開，而應該是兩種作用綜合的結果，因而加強了巖石破碎效果，比如沖擊波對巖石的破碎，作用時間短，而爆生氣體的作用時間長，爆生氣體膨脹促進了裂隙的發(fā)展，同樣，反射拉伸波也同樣加強了徑向裂隙的擴展。9.Livingston爆破漏斗理論的基本內容是什么？答：炸藥在巖體中爆炸時，傳給巖石能量的多少與速度取決于巖石性質、炸藥性能、藥包大小(重量)、藥包埋置深度、位置和起爆方法等因素。在巖石性質一定的條件下，爆破能量的多少取決于炸藥量的多少、炸藥能量釋放速度與炸藥起爆的速度。理論基礎：爆破漏斗實驗，能量平衡準則藥包放出的能量＝巖石吸收的能量臨界平衡狀態(tài)藥包放出的能量＞巖石吸收的能量超飽和狀態(tài)巖石位移、隆起、破壞、拋擲藥包放出的能量＜巖石吸收的能量彈性變形狀態(tài)10.什么是體積法則和體積公式？答：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。體積公式：V=kQ11.試述影響爆破效果的因素有哪些？答：影響爆破效果的因素很多，但大體可歸納為以下四個方面：（1）炸藥因素：主要是炸藥與起爆器材的性能。如炸藥的密度、爆熱、爆速、炸藥與巖石匹配情況、起爆器材的種類等。（2）巖石因素：主要是巖石性質和地質構造。如巖石的物理力學性質、巖體的層理、節(jié)理、裂隙、斷層、褶曲等。（3）爆破條件與爆破工藝：如自由面情況、炮孔參數(shù)、堵塞質量、裝藥量、裝藥結構與起爆方法等。（4）操作技術水平與組織管理等。12.炮孔填塞的作用是什么？答：保證炸藥充分反應，使之產生最大熱量；防止炸藥不完全爆轟；防止高溫高壓爆轟氣體逸出；使爆炸能量更多地轉換成破巖機械功；提高炸藥能量利用率。六、計算題1.一埋置深度為4米的藥包，爆破后得到直徑是10米的爆破漏斗。求：（1）、爆破作用指數(shù)，指出屬何種類型的爆破，如果炸藥單耗為1.5Kg/m3，爆破藥量為多少？（2）、如果漏