凿岩爆破工程课程设计讲义
凿岩爆破工程精品课程讲义教程-7工业炸药(修改)
1
炸药的分类
2
单质起爆药与猛炸药
3
硝酸铵系列炸药
4
乳化炸药
工程爆破对炸药的基本要求
1 较低的机械感度和适度的起爆感度
2 爆炸性能好，具有足够的爆炸威力
3
零氧平衡或接近零氧平衡
4
稳定的储存期
5
原料来源广泛，价格便宜
6
加工工艺简单，操作安全
炸药的分类
按炸药 组成分类
单质炸药
单质炸药系指碳、氢、氧 、氮等元素以一定的化学 结构存在于同一分子中， 并能自身发生迅速氧化还 原反应释放出大量热能和 气体产物的物质。例如， 梯恩梯、黑索金、奥克托 金、太安、硝化甘油、硝 化乙二醇等。
油炸药和铵梯炸药等都是猛炸药。
发射药
• 又称火药，主要用做枪炮或火箭的推进剂，也有用做点火药、延期药 的。它们的反应过程是迅速燃烧。
烟火剂
• 烟火剂基本上也是由氧化剂与还原剂组成的混合物，其主要变化过程 是燃烧，在极个别的情况下也能爆轰。一般用来装填照明弹、信号弹、 燃烧弹等。
按工业炸药主要化学成分分类
特点
炸药的生产中可使用铝、锡等金属制造的设 备和工具。
混合炸药-铵锑炸药
混合炸药是由爆炸性成分和非爆炸性成分按照一定配比混合制成的敏感度较 起爆药低但威力较大、土石方爆破常用之。又称之为工业炸药。常见的工业 炸药有：铵锑炸药、铵油炸药、浆状炸药、乳化炸药、硝化甘油炸药。 一、铵锑炸药 1、硝酸铵。是氧化剂、铵锑炸药的主要成分。其本身是弱性炸药，不能直接 被一只普通工业雷管引爆，吸湿性强、易溶于水。 2、梯恩梯。敏化剂、兼起还原剂、提高感度和威力 3、石蜡和沥青。抗水剂、防吸湿结块。 4、木粉。松散剂、又是还原剂。 5、食盐。消焰剂、不参加爆炸反应、目的降低爆炸温度（主要用于含瓦斯的 煤矿） 用途较广。 优点：爆炸性能好，威力较大，原材料广，成本较低。 缺点：易吸湿结块，不适合在潮湿有水环境中使用 型号：1#、2#、3#岩石炸药。
地大凿岩爆破课程设计
地大凿岩爆破课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握地大凿岩爆破的基本概念，如凿岩原理、爆破技术等；2. 使学生了解地大凿岩爆破工程的安全知识，包括安全距离、爆破器材的使用与保管等；3. 引导学生掌握地大凿岩爆破过程中的环境保护措施，降低工程对环境的影响。
技能目标：1. 培养学生运用地大凿岩爆破技术进行岩石开挖的能力；2. 提高学生在实际工程中分析和解决地大凿岩爆破问题的能力；3. 培养学生进行团队协作，进行安全、高效的凿岩爆破作业。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对地大凿岩爆破工程的责任感，认识到工程对社会经济发展的重要作用；2. 激发学生对地大凿岩爆破领域的兴趣，引导他们探索岩石开挖技术的新发展；3. 强化学生的安全意识，让他们明白在凿岩爆破过程中遵守规程、保护环境的重要性。
本课程针对高中年级学生，结合地大凿岩爆破领域的知识，旨在提高学生的理论素养和实践能力。
课程性质为理论与实践相结合，强调在实际工程中的应用。
在教学过程中，需关注学生的个体差异，充分调动他们的学习积极性，注重培养他们的动手操作能力和团队协作精神。
通过本课程的学习，使学生能够达到以上课程目标，为未来从事相关领域工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 凿岩原理及设备：讲解岩石的性质、凿岩工具的类型及工作原理，使学生了解凿岩设备的选择与使用方法。
关联教材章节：第一章《凿岩基本原理》。
2. 爆破技术及材料：介绍爆破的基本概念、爆破器材的种类及性能，使学生掌握爆破技术的应用及安全操作。
关联教材章节：第二章《爆破器材与工艺》。
3. 爆破设计与计算：讲解爆破参数的设计方法，培养学生进行爆破方案设计和计算的能力。
关联教材章节：第三章《爆破设计与计算》。
4. 凿岩爆破施工工艺：介绍岩石开挖的施工流程、施工方法及注意事项，提高学生实际操作能力。
关联教材章节：第四章《凿岩爆破施工技术》。
5. 安全管理与环境保护：讲解凿岩爆破工程的安全知识、环境保护措施，强化学生的安全意识和环保意识。
凿岩爆破工程精品课程讲义教程-14硐室爆破
4、定向爆破筑坝
运用该技术至今已筑成百余座水库堆石坝、尾矿基础堆石坝等。 此外，运用硐室爆破技术还可爆破开挖路堑、泄洪救灾等。
6、硐室爆破的分类
• 1、按目的不同，露天硐室爆破可分为两种
• 松动爆破：药包爆破后，在岩土内形成一个倒锥形的破碎漏斗， 岩石充分破碎，疏松膨胀，在地面隆起，抛掷作用微弱，爆堆 可用人工、机械挖运。
• 分集药包就是把一个集中药包分成两半后按近间距（两个药包的间距远小于其 最小抵抗线）布置。
7、与集中药包相比，条形药包的优点
块度均匀
施工方便
降低地震 效应
抛距大， 爆堆集中
有利边坡 稳定
二、硐室爆破的物理过程
1、岩石冲击波的形成及其对岩体的破坏作用
• 炸药爆轰波冲击硐室壁，可以看做是对岩壁的“重锤敲击”作用， 使得岩壁向四周扩展，挤压壁外岩体，在岩体中形成冲击波。冲击 波的初始压力远大于岩体的动态抗压强度，硐壁四周形成粉碎圈 （压缩圈），粉碎圈范围是集中药包的3-4倍装药半径、条形药包的 4-5倍装药半径。硐室爆破的物理过程示意图
（3）英、美等国在矿山和铁路部门采用硐室爆破技术相对较晚， 1827-1830年间英国首次将硐室爆破技术应用于利物浦-曼切斯 特的铁路建设。
（4）直到20世纪60年代，苏联在硐室爆破技术方面一直处于世 界领先地位。
• 2、我国硐室爆破技术发展概况
第一阶段：学习与引进苏联硐室爆破经验与技术
冯叔瑜院士（20世纪50年代）
高山露天矿边 缘硐室爆破
• 有些高山露天矿岩石坚硬，山坡又不是很陡峭，在朝下向剥 采时都会在边缘留下一个三角形条带，用大型钻机钻孔处理 有一定难度，有些矿山就把边缘三角形条带留下，下降三两
凿岩爆破工程精品课程讲义教程-13地下采场爆破
3）最小抵抗线。它是爆破的主要参数之一，与矿石性质、炸药性能、炮孔直 径和爆破层厚度等因素有关。为防止破坏下一次爆破的第一排孔，减少或消除 冲入巷（隧）道的矿石量，有的矿山采取适当减少每次爆破最后一排炮孔孔口 部分的装药量以及适当加大第一排炮孔最小抵抗线的办法来解决这个问题。同 时为了满足第一排炮孔要求加大爆破能量的需要，和防止其部分炮孔破坏所带 来的不利影响，在第一排孔后0.4~0.6m处增加一排炮孔，称之为加强排。加强 排与第一排同时起爆。一般第一排孔的最小抵抗线比排距增加20％~40%，装 药量增加25％~30％。
(2)最小抵抗线W和炮孔间距 a 井下浅孔崩矿时，炮孔排距通常等于最小抵抗线W，炮孔间距a则指同排内相邻炮 孔的距离。W过大，会降低破碎质量，大块多；W过小时，则使矿石过度粉碎，既 增加了凿岩成本、浪费爆破器材，又给易氧化、易粘结矿石的装运工作带来困难。
最小抵抗线W和炮孔间距a可按下列式选取： W=（25~30）d a=（1.0~1.5）W
地下采场爆破-深孔挤压爆破
（1）向相邻松散矿岩挤压爆破 爆破时事先不要开凿专门补偿空间，而是借爆炸应力波强烈压缩和爆炸气体膨胀 推力的作用，挤压相邻松散岩石来获得补偿空间。爆破后在工作面处的松散矿石 受挤压形成一道空槽，其最大宽度可达1m左右。随着爆破层厚度的增加，工作面 的空槽逐渐减小，直至完全消失。
地下采场爆破-深孔挤压爆破
4）一次爆破层厚度。增加一次爆破层厚度，可增大爆破量、减少循环次数，而且因 炮孔排数或层数的增加，在一定范围内有利于挤压矿石的位移、有利于矿石补充破 碎并更有效地利用炸药能量。但是爆层太厚，将会产生矿石“挤死”现象，造成矿石难 放出，甚至破坏下次爆破的深孔。所以，一次爆破层厚度约10~20m左右，个别可达 20~30m，一般为10~25m。
凿岩爆破课程设计
凿岩爆破课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解凿岩爆破的基本原理，掌握相关术语和概念；2. 学生能够描述不同类型的爆破方法及其适用场景；3. 学生能够解释凿岩爆破中涉及到的物理和化学过程；4. 学生能够了解我国关于凿岩爆破的安全生产法规和标准。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析并选择合适的爆破方法；2. 学生能够独立进行简单的爆破设计和计算；3. 学生能够运用安全操作规程，进行凿岩爆破作业；4. 学生能够运用信息技术，搜集凿岩爆破相关资料，提高信息处理能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到凿岩爆破在国民经济发展中的重要作用，培养对相关行业的尊重和热爱；2. 学生能够树立安全意识，养成严谨的科学态度，关注环境保护；3. 学生能够培养团队协作精神，提高沟通与交流能力；4. 学生能够关注国内外凿岩爆破技术的发展动态，激发创新精神。
课程性质：本课程属于工程技术类课程，注重理论联系实际，强调实践操作能力的培养。
学生特点：八年级学生具有一定的物理、化学基础，思维活跃，动手能力强，但对安全意识相对薄弱。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，突出实用性，强调安全操作规程，提高学生的综合素养。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 凿岩爆破基本原理- 爆炸物理基础- 爆炸化学反应- 爆破作用机理2. 爆破方法与技术- 钻孔爆破法- 静态爆破法- 水下爆破法- 软岩爆破法3. 爆破设计与计算- 爆破参数的选择- 爆破药量的计算- 爆破安全距离的确定4. 爆破施工与安全操作- 爆破施工流程- 爆破安全技术措施- 爆破施工中的安全监控5. 凿岩爆破相关法规与标准- 我国安全生产法规- 爆破作业安全管理规定- 爆破工程质量验收标准6. 爆破工程案例分析- 成功案例经验总结- 事故案例教训分析- 案例启示与应用教学内容安排和进度：第一周：凿岩爆破基本原理第二周：爆破方法与技术第三周：爆破设计与计算第四周：爆破施工与安全操作第五周：凿岩爆破相关法规与标准第六周：爆破工程案例分析教材章节关联：《工程技术基础》第四章 爆破技术《爆破设计与施工》第一、二、三章《爆破安全技术与管理》第一、二章三、教学方法1. 讲授法：- 对于凿岩爆破的基本原理、相关法规与标准等理论性较强的内容，采用讲授法进行教学，帮助学生系统掌握知识体系；- 讲授过程中注重启发式教学，引导学生思考问题，提高课堂互动效果。
凿岩爆破工程精品课程讲义教程-11台阶深孔爆破
露天爆破技术在国民经济中有着广泛的应用前景，主 要用于露天采矿、兴修水利、道路工程、定向筑 坝、移山填海、农业造田等开挖工程
第一节 露天台阶爆破设计
一、爆破参数
1、炮孔直径（d）
露天台阶爆破的孔径与下列因素有关： • 台阶高度 • 岩石性质 • 炸药性能 • 钻孔机械类型
第三章 露天爆破技术
二、炮孔布置方式与起爆顺序
随着爆破技术的发展，爆破规模↗，排数↗，→微差 爆破。
露天台阶爆破的两种钻孔形式：
• 垂直钻孔：钻孔速度高，但爆破效果不好； • 倾斜钻孔：钻孔速度较低，但爆破效果较好。
1、布孔参数与起爆参数
• 布孔参数：相对于台阶眉线而言，计算出的孔网参数。 即孔网参数（a×b）
• 起爆参数：它取决于起爆瞬间炮孔间的相对位置， 与炮孔布置方式和起爆顺序有关。
部装入炮孔。 原因：主要是：Wd、a、或q值偏大、或炮孔直径偏
小。要重新设计。 多排孔爆破时，第一排炮孔装药量计算同上； 从第二排起，因爆破时受到岩石夹制作用，装药量适
当加大，其单孔装药量计算为：
第三章 露天爆破技术
Q=kqabH K---岩石夹制系数，采用微差爆时：k=1.1~1.3;齐发爆
破时：k=1.2~1.5.
第三章 露天爆破技术
3、炮孔间距（a)、排距（b)、密集系数（m) 两炮孔之距为a、两排之距为b、密集系数： m=a/w.
– 孔距与排距一般称为孔网参数； – 确定孔网参数，通常是以每个炮孔容许装入药量为
依据，再计算每个炮孔所负担的爆破体积，最后得 出炮孔间距。
a qL L
qHWd
第三章 露天爆破技术
水？锯末？
深孔台阶爆破的技术设计
• （1）矿山或路堑开采技术条件、 • 1）工程地质概况：赋存条件、矿岩物理力学性质； • 2）开采技术条件。 • （2）台阶要素；钻孔形式，钻机类型；布孔方式。 • （3）爆破参数的确定：孔径与孔深；超深；底盘抵抗线；孔网参数
凿岩爆破工程精品课程讲义教程-6机械凿岩原理与凿岩机械
6 岩石对牙轮有很大的滚动阻力，牙轮便在钻头旋转 的摩擦阻力作用下绕自身的轴线自转。
装药机械
装药机械
装药机械
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深孔凿岩机械（牙轮钻机）
1 在我国中、大露天矿钻凿d200mm孔径以上的炮孔 ，广泛使用牙轮钻机。
2 属于旋转冲击式破碎岩石，机体通过钻杆给钻头施 加足够大的轴压力和回转扭矩。
3 牙轮钻头在岩石上边推进边回转，使牙轮在孔底滚 动中连续地切削、冲击破碎岩石。
4 被破碎的岩碴不断被压气从孔底吹至孔外，直至形成 炮孔。
按凿岩工具 破碎岩石的原理
冲击式凿岩
旋转式凿岩
冲击式凿岩
当钎头在冲击力作用下凿到岩石上时，钎刃 便切入其中。此时，钎刃下方和旁侧的岩石 被破坏，形成一条凿沟A—A；随后将钎头 转动一个角度，再进行下一次冲击，形成第 二条凿沟B—B。若钎头的冲击力足够大， 转动角度适合，两条凿沟之间的扇形岩体， 在凿B—B凿沟的同时，就会被剪切破坏。 上述过程循环往复，钎头便不断凿碎岩石， 炮眼就可逐渐加深。但必须及时排除岩粉， 并对凿岩机施以轴向推力，使钎刃可靠地接 触眼底岩石，才能更有效地破岩。
炮孔种类的划分
炮眼按深度分为浅孔、中深孔和深孔3种。一般把深度小于5m的炮眼称为浅孔， 把深度在5m~15m之间的叫中深孔，而深度大于15m的炮孔称为深孔。钻凿不同 深度的炮眼应采用不同的凿岩机械，因此，凿岩机械可相应地分为浅孔凿岩机械、 中深孔凿岩机械和深孔凿岩机械。
液压钻车
TROCK712.TROCK812系列全液压钻车
第六章机械凿岩原理与凿岩机械
1
凿岩原理
2
凿岩机类型及其适用范围
凿岩爆破工程精品课程讲义教程-4爆炸反应和爆轰理论
工艺原因
外界原因
爆炸热化学参数
爆热
热化学参 数
爆温
爆容
爆压
重点讲解爆热，其他三个热化学参数请同学们自学。
爆炸热化学参数-爆热
爆热
在炸药爆炸全 过程中，体积 保持不变，此 时所能生成的 热量，称为定 容爆热。
如果炸药爆炸 全过程中，压 力保持恒定， 此时所生成的 热量，称为定 压爆热。
爆炸过程十分迅速，从开始爆炸到结束时间内，气体产物来不及向周围扩散， 故爆炸过程可看成是定容过程。因此炸药的爆炸生成热通常是指定容爆热。
设炸药中氧化剂、还原剂两种成分的合适配比为：x、y
根据氧平衡值设计混合炸药配比
令 a、b、c为这两种成分和混合后炸药的O.B值。 则有：x+y=100%
ax+by=c 解得：x=（c-b）/（a-b）
y=（a-c）/（a-b) ②、三种成分的混合炸药的配比方法
设 K1、K2、K3分别代表混合炸药各成分的百分含量。 B1、B2、 B3分别代表这些成分各自的氧平衡值。 O.B为混合后的氧平衡值。 则：kI+k2+k3=1 B1.k1+B2.K2+B3.K3=O.B
炸药爆炸反应方程
❖ 爆炸化学反应速度非常快，温度和压力都很高， 并且瞬时都在变化，反应平衡程度不断改变。在 这种情况下，要精确测定反应终了瞬间爆轰生物 组成是十分困难的。因此，一般都采用近似的方 法建立爆炸化学反应方程，在此基础上确定爆轰 产物。
❖ 由于爆轰产物组成首先取决于炸药氧平衡，爆炸 化学反应方程是基于炸药的不同氧平衡建立的。
当c-(2a+b/2) ＞0时，为正氧平衡。 当c-(2a+b/2）=0时，为零氧平衡。 当c-(2a+b/2）＜0时，为负氧平衡。
2017年9月15日凿岩爆破工教案
教学目的：了解炸药的性质以及分类教学难点：掌握矿用雷管的选用以及发爆器使用方法第六章爆破基础知识第一节爆破原理一、炸药及爆炸的一般特征1、炸药及其主要特征炸药是在外界能量作用下，自身进行高速的化学反应，同时产生大量的高温高压气体和热量。
2、炸药爆炸及其三要素（1）反应过程中能放出大量的热。
放出大量的热是化学爆炸进行所必须具备的首要条件。
（2）炸药反应速度快。
反应速度快是是形成爆炸的必须条件。
（3）能生成大量的气体立物。
总之，炸药爆炸必须同时具备三个要素，三者又是相互相系的。
所以，高温、高压高速是炸药爆炸的重要特点。
二、炸药爆轰理论基础知识（一）炸药的起爆和感度1、炸药的起爆炸药在未受外界能量作用时，处于相对稳定状态。
2、炸药的感度炸药材料在在外界能量作用下，引起炸药爆炸的难易程度称为感应度。
（二）炸药的殉爆炸药（主爆药）爆轰时引起与相隔一定距离的另一炸药（受爆药）爆轰的现象称为殉爆。
（三）炸药爆炸的稳定性传播（四）炸药的氧平衡三、炸药爆炸的主要性能参数主要有以下5种参数1、爆力2、猛度3、含水率4、密度5、炸药爆炸的热力学参数四、爆破的内部作用和外部作用（一）自由面和最小抵抗线（1）自由面的概念。
自由面是指某种介质与空气接触的界面。
爆破时，位于药包附近被爆破的岩（煤）体与空气接触的界面叫爆破自由面。
（2）最小抵抗线的概念（3）自由面的作用。
（4）《煤矿安全规程》对最小抵抗线的规定（二）爆破的内部作用和外部作用1、爆破的内部作用和外部作用表现形式装药爆破时，其爆破作用的表现形式与埋置药量和深度有关。
2、爆破内部作用的形成3、爆破漏斗的要素及形式第二节矿用炸药一、矿用炸药的种类1、按不主要组成成分分类按主要组成成分将矿用炸药分为硝酸铵类炸药、含水类炸药和硝化甘油类炸药三大类。
2、按应用范围和使用条件分类按炸药是否允许在井下的瓦斯或煤尘爆炸危险的采掘工作面使用，可分为煤矿许用炸药和非煤矿许用炸药两类。
凿岩爆破工程课程设计
题目一：露天台阶深孔爆破设计某石灰石矿山采区离民宅最近距离约300m。
该矿山采用露天深孔开采方式，穿孔用KQGS-150潜孔钻机穿孔，钻孔直径均为165mm，深孔爆破，台阶高度为15m，爆破采用塑料导爆管毫秒雷管分段起爆，主要采用硝铵炸药爆破。
随着水泥产销量的不断增加，石灰石需求量为年产480万吨(矿石200万立方米)。
因此，为减小爆破振动，保证居民的生活稳定，同时，又不要影响采矿强度和矿山中长期生产计划。
设计内容1、工程概况2、爆破参数的确定3、装药量计算4、露天爆破台阶工作面的炮孔布置5、装药、填塞和起爆网路设计6、爆破安全评估7、采取的安全防护措施。
1.工程概况矿山采区离民宅最近距离约300m 。
该矿山采用露天深孔开采方式，穿孔用KQGS-150潜孔钻机穿孔，钻孔直径均为165mm ，深孔爆破，台阶高度为15m ，爆破采用塑料导爆管毫秒雷管分段起爆，主要采用硝铵炸药爆破。
随着水泥产销量的不断增加，石灰石需求量为年产480万吨(矿石200万立方米)。
因此，为减小爆破振动，保证居民的生活稳定，同时，又不要影响采矿强度和矿山中长期生产计划。
平均分80次开挖，单次开挖爆破工程量25000m ³，自采场水平挖进约75m ×22m 。
2.爆破参数的确定与装药量计算。
根据爆区台阶高度、钻孔直径和岩石性质(石灰石f 8~10)，选择爆破参数⑴台阶高度H=15m⑵钻孔直径d=165mm⑶单耗q=0.4kg/m 3；⑷装药度e ρ=0.75t/;⑸孔深装药T=0.7；⑹超深h=15d=12x0.165=1.98m 取h=2m ；钻孔邻近密集系数m=1.2。
⑺孔深L=h+H=2+15=17m⑻底盘抵抗线d W =dmqT e 85.7ρ=5.5m d ——孔径，dm ；e——装药密度，kg/3m；T——装药系数, T=0.5~0.7；m——炮孔密集系数，一般取0.9~1.4；q——炸药单耗，kg/3m。
第三章 (4)凿岩爆破讲解
⑷爆破单位体积的岩石所需的炸药和雷管的消耗量 要低，凿岩工作量要小，炮眼利用率要达到85%以上。
第三章 凿眼爆破 第一节 凿眼机具 第二节 爆轰感度及工业炸药简介 第三节 起爆材料与起爆方法 第四节 破岩原理和爆破技术
第一节 凿岩机具 一、风动凿岩机 二、液压凿岩机 三、电钻 四、凿岩机钎子 五、电钻钻具
二、 工业炸药
1、单质猛炸药 2、硝铵类炸药 3、浆状炸药 4、水胶炸药 5、乳化炸药
1.单质猛炸药
梯恩梯（TNT）三硝基甲苯（C6H2（NO2）3CH3）， 淡黄色晶体，吸湿性小，几乎不溶于水。热安定性好， 180°C才分解。爆热4229KJ/kg，爆速6850m/s，爆力285～ 00ml，猛度19.9㎜，机械感度低，主要为硝铵类炸药的敏 化剂，单独使用是重要的军事炸药。
黑索金（RDX）环三次甲基三硝胺（（CH2NNO2）3） 白色晶体、不吸湿，不溶水，50ºC以下长期不分解，机械感 度比较高，ρ=1.66g/cm3，爆力520 ml，猛度16㎜，爆速830 m/s ，一般做导爆索的药芯和雷管中的加强药。
太恩（PETN）季戊四醇四硝酸脂(C(CH2ONO2)4))，无色 晶体，不溶于水，密度1.74g/cm3，爆力500 ml，猛度15㎜， 爆速840 m/s。作用同黑索今。
5、乳化炸药
⑴组成 氧化剂水溶液：硝酸铵为主，并可添加硝酸钠作辅助氧化剂。 燃料油：柴油同石蜡的混合物，并使其具有3.1Pa·s的粘度。 乳化剂：制造乳化炸药的关键组分，一般认为采用斯本— 80(失水山梨醇单油酸脂)，作乳化剂，效果较为理想。 敏化剂：化学发泡剂或多孔性物质(空心玻璃微珠，珍珠岩 等)，能形成敏化气泡。
导爆管的作用原理是：当起爆枪(或导爆索、雷管)对着管腔激发 时，在管腔中产生冲击波，管壁的炸药受冲击波的作用发生反应，给冲 击波补充能量，从而使冲击波稳定地传播，速度达2000m/s。
隧道爆破讲义
隧道爆破讲义如果只要求把岩石炸出来，事情就简单多了，一是增加每个掏槽眼的药量；二是增加掏槽眼的层数。
但我们的目前工作既要讲究爆破质量，爆破后的轮廓线的圆顺，没有超欠挖，岩石大块率小)，还要讲究施工安全（减少对围岩的扰动，尽力避免二次补炮，此外还要讲究进尺和效益（即合理的布孔，最佳的药量匹配和最理想的起爆网络），总而言之是以最短的时间，最少的投入，达到最佳的效果。
这样，就需要从炮孔设计，岩石单耗的确定，钻孔的质量（角度、间距、深度）。
起爆网络顺序及连接，炮孔堵塞等各个环节科学、规范地的去操作，而且它们之间是环环相扣，哪一个环节出了问题都将会影响爆破的效果。
出现超欠挖、局部拒爆或者炮根留的太多等不良效果。
1.1布眼按炮眼作用的不同，多为掏槽眼、辅助眼、周边眼。
掏槽眼是为辅助眼创造第二个自由面，辅助眼是为了进一步扩大掏槽眼体积，周边眼是为了保证开挖的断面和形状。
1.1.1掏槽眼掏槽眼一般布臵在开挖断面的中部或下部，眼底位于同一平面上，且以中点或中线对称布臵。
若掌子面岩层层理发育时，炮眼应尽量垂直于岩层层理面，小型断面的掏槽眼数一般为4~6个，大型断面根据开挖方式不同确定掏槽眼层数、部位、数量。
掏槽眼比其它炮眼加深10～15％，装药量也增加20%左右。
常用掏槽方式有锥形掏槽、楔形掏槽、桶形掏槽、螺旋掏槽和混合掏槽。
1.1.1.1锥形掏槽各掏槽眼以相等角度向工作面中心轴线倾斜，眼底趋于集中但不贯通，爆破后形成锥形槽，眼数3~6个，正锥形掏槽多用于平洞，圆锥掏槽多用于竖井，有关系数见下表：图1-1 锥形掏槽眼ａ-三角锥形ｂ-正角锥形ｃ-圆锥形1.1.1.2楔形掏槽由两排相对称得倾斜炮眼组成，爆破后形成楔形槽，又分为垂直楔形槽和水平楔形掏槽。
楔形掏槽常用于中硬以上均质岩石，且巷道断面大于14㎡，当巷道岩层呈水平层理或高度大、宽度窄时用水平楔形掏槽，每对掏槽眼距离0.2～0.6ｍ，掏槽眼与工作面交角为55°～75°，眼底距离10～20ｃｍ。
地大凿岩爆破课程设计
地大凿岩爆破课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握地大凿岩爆破的基本概念，如钻探、爆破原理等。
2. 了解凿岩爆破工程中的安全知识，包括防护措施、安全距离等。
3. 掌握爆破器材的使用方法及操作流程。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行实际操作的能力，如钻探、装药、引爆等。
2. 提高学生在凿岩爆破过程中的问题解决能力，包括分析原因、制定解决方案等。
3. 培养学生的团队协作能力，确保爆破作业的顺利进行。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱地质事业，关注国家基础设施建设。
2. 增强学生的环保意识，认识到凿岩爆破对环境的影响，并积极采取相应措施。
3. 培养学生严谨、负责的态度，树立安全意识，遵循相关规定。
本课程针对高年级学生，具备一定的物理、化学和数学基础，课程性质为理论与实践相结合。
通过本课程的学习，使学生能够掌握凿岩爆破的基本知识，具备实际操作能力，并树立正确的价值观和安全意识。
课程目标分解为具体的学习成果，以便在教学设计和评估过程中，更好地关注学生的学习进度和能力提升。
二、教学内容1. 凿岩基本原理：包括岩石的性质、钻头类型与选用、钻孔方法等，对应教材第一章内容。
2. 爆破器材与原理：介绍炸药类型、性能、安全距离等，以及爆破机理，对应教材第二章内容。
3. 爆破设计：包括爆破方案设计、装药量计算、布孔方式等，对应教材第三章内容。
4. 爆破施工：涵盖施工准备、钻孔作业、装药作业、连线作业、起爆作业等，对应教材第四章内容。
5. 爆破安全：讲解爆破作业中的安全措施、事故预防及应急处理方法，对应教材第五章内容。
6. 爆破效果评估：介绍爆破效果的评价标准和方法，对应教材第六章内容。
本章节教学内容按照课程目标，结合教材章节进行组织和安排。
教学大纲明确教学内容，确保教学过程中的科学性和系统性。
教学内容分为六个部分，每个部分对应教材的相关章节，以便学生和教师按照教学进度进行学习和指导。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
凿岩爆破工程精品课程讲义教程-3应力波理论基础
1
应力波的产生及其传播
2 应力波在不同介质中的传播
3 应力波在交界面处的反射和折射
4
应力波的叠加和能量
Hot Tip
❖应力波在交界面处的反射和折射
▪ 波在自由面上的反射 ▪ 波在两种介质界面上的发射和折射
应力波的产生及其传播
扰动
在外界作用下，介质局部状态参数（如压 力、密度、质点移动速度、温度）的变化 叫做扰动。
б=ρ.cp.v→vi= бi/ρ1.cp1 、 vr= бr/ρ1.cp1 vt= бt/ρ2.cp2 代入②式得：
бi/ρ1.cp1- бr/ρ1.cp1= бt/ρ2.cp2 -------③ ① ③联立解得：
» бr=Rr. бi » бt=Rt. бi 式中： » Rr=（ρ2.cp2 -ρ1.cp1）/（ρ1.cp1+ρ2.cp2） » Rt=（2ρ2.cp2）/ （ρ1.cp1+ρ2.cp2 )
应力波在不同介质中的传播
弹性波
• 体波 • 表面波
纵波（P波） 横波（S波）
• 压缩波 • 膨胀波
• SV波 • SH波
应力波在界面处的垂直入射
✓我们把介质的密度（ρ）与弹性纵波（cP）的乘积 （ρ.cP）叫做介质的波阻抗---表示对应力波传播的阻 尼作用。
❖应力波在界面处的垂直入射
当应力波垂直入射与界面时，应力波则发生反射和透射。 应力波的入射、反射、透射应满足下式：
质点运动 的动能
LOGO
应力波在界面处的垂直入射
• 讨论分析：
• ⑴、当ρ1.cp1=ρ2.cp2 即两侧介质波阻抗相等。
•,
Rr=0 Rt=1 бr=0 бr = бt 不反射。
凿岩爆破工程-爆破设计
第一节 爆破设计• 爆破设计是拆除爆破工程中一项必不可少的环节。
只有通过周密的设计，根据不同的目的要求、爆破对象和周围环境选择最佳的爆破方法和爆破器材，确定合理的爆破参数，控制介质的破碎效果，抛掷和坍落方向，爆破公害等，才能使拆除爆破工程获得成功。
第一节 爆破设计•一、设计前的准备•在进行拆除爆破设计以前，要准确地掌握有关资料，为设计提供依据。
这些资料包括：•(1) 当地县(市) 级以上主管部门同意对拆除物采用爆破法进行拆除的正式批件或设计任务书。
这是进行设计的法律依据。
•(2) 有关拆除物本身的技术资料，包括地理位置、水文地质、周围环境、地上地下设施情况；原技术设计和竣工图纸；改建、扩建和维修加固情况；结构体的建筑材料及其特性等。
•(3) 为进行爆破设计和确定爆破参数而进行的实验资料，包括爆破材料检测，对拆除物的模拟爆破实验等。
第一节 爆破设计•(4) 安全警戒区内的调查资料，如建筑物、构筑物及市政公用设施的分布、保护等级；对危房或重点保护对象进行调查、拍照、录象、记录，便于善后处置；群众疏散数量与安置方法，贵重设备或贵重财物的转移和防护方式；交通管制的范围和路段，周围供电、供水、供气、供热、通讯等设施情况。
•(5) 与有关单位和居民签定的安全协议。
第一节 爆破设计•二、设计内容•爆破设计包括技术设计，施工组织设计和设计审核三个步骤。
A 级拆除爆破应严格按照上述三个步骤进行。
B、C级拆除爆破可将技术设计与施工组织设计合并一次进行。
•技术设计包括以下内容：•（1）工程概况。
拆除物的状况，爆区周围环境，爆破拆除要求和目的等；•（2）方案选择。
对拆除方法和方案进行技术和经济比较，论证其安全性和合理性等；•（3）爆破参数的确定。
拆除范围和高度的确定与计算，结构稳定性分析，药包参数及布置，起爆顺序和延期时间等；第一节 爆破设计•（4）装药设计。
炸药品种选择，单位炸药消耗量和单孔装药量计算，装药方法及装填结构；•（5）爆破网路设计。
凿岩爆破工程精品课程讲义教程-1绪论
发展阶段
(1)节理裂隙岩体爆 破理论；(2)岩石动 载特征及其对爆破 效果的影响；(3)爆 破过程的计算机模 拟技术；(4)一些新 思想、新的研究方 法开始进入爆破理 论的研究领域。
凿岩爆破的发展前景
提高爆破施工作业机械化水平
• 发展卫星定位系统、装药和充填机械化、设备的智能化、遥控化和 自动化
研制新型爆破器材
凿岩机具的发展历史
❖ YT23（7655）型气腿凿岩机的工作系统
㈠冲击机构：由气缸、活塞和配气系统组成，借助配气系统自动变换 压气进入气缸的方向，使活塞完成往复运动，冲程和回程。
㈡转钎机构: YT23（7655）型采用棘轮、螺旋棒、并利用活塞的往复 运动，经过转动套筒等运动来转动钎子。
㈢排粉机构: 湿式排粉，利用轴向供水系统，水经过柄体上的给水接 头和水道进入水针，水针插入钎子中心内，水经由钎子中心孔进入钻眼的眼 底。注水与岩粉形成浆液后从钎杆与钻眼壁之间的 间隙流出孔外。
㈢排粉机构，侧向供水排除岩粉。 凿岩台车：为了提高钻眼机械化程度，出现了高效能 的凿岩台车，组成：行走部分、钻臂和凿岩机的推进机构。
液压钻车与凿岩台车
TROC液K7压12钻液.T车压RO钻C车K812系列全液压钻车
凿岩机钎子
钻眼工具是安装在钻眼机械上用以破碎岩石的工具，在凿岩机上使 用的叫钎子。
爆破理论的发展历程
萌生阶段
炸药量与岩石破碎 体积成比例假说； C.W.利文斯顿爆破 漏斗假说；流体动 力学假说等.
形成阶段
20世纪60年代日野 雄熊提出冲击波拉 伸破坏理论和兰格 福斯等人提出爆炸 气体膨胀压力破坏 开始，到70年代 L.G朗明确提出爆 破作用三个阶段为 止，历时十余年才 基本确立。
凿岩爆破工程
凿岩爆破课程设计讲解
凿岩爆破课程设计题目某矿山运输巷道开挖爆破课程设计学生姓名：学号：班级：学院：指导教师：二〇一六年月日凿岩爆破课程设计任务书1. 课程设计的任务根据爆破安全规程（GB6722-2014）、简明爆破工程设计手册等要求，进行某工程的爆破设计。
2.课程设计内容及要求（1）熟悉任务书提供的有关设计资料，认真仔细分析和研究各种相关文件及工程资料；（2）爆破参数设计，爆破方式设计；（3）爆破网络敷设，爆破效果预测，爆破设计感想；（4）按时独立完成，字迹清楚、工整，章节顺序安排合理；（5）设计图用CAD绘制，图纸包括：孔网参数图，装药结构图，网络敷设图，爆破境界示意图；（6）胶装订整齐、美观，全班统一封面设计，字数不低于5000字。
3.设计步骤（1）审题。
（2）环境描绘。
绘出爆区环境示意图及安全注意事项。
（3）设备选型。
根据爆破规模及爆破条件选定供风设备及穿孔设备类型。
（4）确定穿孔爆破参数。
包括孔位、孔径、孔深、孔角、超深、孔间距、排间距等。
（5）确定装药结构。
确定装药结构类型，装药长度、充填长度及偶合系数等。
（6）网络敷设。
确定起爆方式、网络敷设形式、雷管段数、测试并计算电阻值，绘出爆破网络图。
（7）计算爆破工程量。
计算爆破体积、爆破工程量、炸药量、穿孔进尺、炸药单耗、延米爆破量等。
（8）计算安全距离。
计算飞石、地震波、冲击波安全距离。
（9）预测爆破效果及安全距离。
（10）确定警戒距离。
由爆破安全规程及爆破实际确定安全警戒距离，设置相应的岗哨。
（11）施工及安全组织。
组织爆破施工及安全警戒工作，成立相应的管理机构，明确岗位职责、建立安全网络，负责爆破全过程的施工与安全管理工作。
4.课程设计题目（1）设计题目1某矿山运输巷道开挖爆破课程设计某井巷平洞开挖，其断面形状设计为半圆拱，其断面宽度约为B米，直墙高为H 米，围岩坚固性系数为f，围岩密度为ρ，炸药单耗根据岩石性质确定。
每次穿爆深度约为L米，则应如何进行爆破设计才能满足要求。
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题目一：露天台阶深孔爆破设计某石灰石矿山采区离民宅最近距离约300m。
该矿山采用露天深孔开采方式，穿孔用KQGS-150潜孔钻机穿孔，钻孔直径均为165mm，深孔爆破，台阶高度为15m，爆破采用塑料导爆管毫秒雷管分段起爆，主要采用硝铵炸药爆破。
随着水泥产销量的不断增加，石灰石需求量为年产480万吨(矿石200万立方米)。
因此，为减小爆破振动，保证居民的生活稳定，同时，又不要影响采矿强度和矿山中长期生产计划。
设计内容1、工程概况2、爆破参数的确定3、装药量计算4、露天爆破台阶工作面的炮孔布置5、装药、填塞和起爆网路设计6、爆破安全评估7、采取的安全防护措施。
1.工程概况矿山采区离民宅最近距离约300m 。
该矿山采用露天深孔开采方式，穿孔用KQGS-150潜孔钻机穿孔，钻孔直径均为165mm ，深孔爆破，台阶高度为15m ，爆破采用塑料导爆管毫秒雷管分段起爆，主要采用硝铵炸药爆破。
随着水泥产销量的不断增加，石灰石需求量为年产480万吨(矿石200万立方米)。
因此，为减小爆破振动，保证居民的生活稳定，同时，又不要影响采矿强度和矿山中长期生产计划。
平均分80次开挖，单次开挖爆破工程量25000m ³，自采场水平挖进约75m ×22m 。
2.爆破参数的确定与装药量计算。
根据爆区台阶高度、钻孔直径和岩石性质(石灰石f 8~10)，选择爆破参数⑴台阶高度H=15m⑵钻孔直径d=165mm⑶单耗q=0.4kg/m 3；⑷装药度e ρ=0.75t/;⑸孔深装药T=0.7；⑹超深h=15d=12x0.165=1.98m 取h=2m ；钻孔邻近密集系数m=1.2。
⑺孔深L=h+H=2+15=17m⑻底盘抵抗线d W =dmqT e 85.7ρ=5.5m d ——孔径，dm ；e——装药密度，kg/3m；T——装药系数, T=0.5~0.7；m——炮孔密集系数，一般取0.9~1.4；q——炸药单耗，kg/3m。
⑼孔距a：a = mdW=1.2×5.5=6.6m⑽排距b：b = a×sin60°= 0.866a=0.866×7.2=5.7m⑾填塞长度Lp：取Lp=0.8dW=0.8×5.5=4.4m⑿装药长度Le=L-Lp=17-4.4=12.6m⒀台阶上眉线至前排孔口距离:bc =dW-Hcotα=5.5-15×cot80°=2.86m⒁炮孔总数N=（75m×22m）÷（6.6m×5.7m）=44 3、装药量计算单孔装药量：第一排孔：Q1=qadW H=0.4×6.6×5.5×15=218㎏线装药量：218÷12.6=17.3㎏/m3其他排孔：Q2=KqabH=1.1×0.4×6.6×5.7×15=248kg 线装药量248÷12.6=19.6kg/ m3最大段药量：Q=248×11=2728kg二次破碎药量：Q3=25000×5%×0.15=187.5kg总药量：（2728×3）+（218×11）+146=10728kg实际炸药单耗：10728÷25000=0.43kg/m³炸药年终用量：I=80×i=103×10728=858240kg采用导爆管毫秒延时雷管分段起爆，这样可以尽量减小爆破震动，同时又可以保证采掘进度的正常维持。
6、装药、填塞和起爆网路设计（1）装药结构采用连续装药，硝铵炸药爆破。
非装药部分全部进行堵塞。
（露天台阶爆破参数图，单位，m）6装药结构示意图炮孔布置图（单位：m）（2）起爆网路采用连续装药结构，每孔装一个毫秒延期起爆电雷管排间延期110ms ，孔间延期50ms ，采用塑料导爆管传爆及硝铵炸药爆破，起爆网路设计成排间分段起爆形式，下排孔先爆，向上依次延伸。
起爆网路图7、爆破安全评估（1）最大安全距离验算：根据安全距离的一般公式R=（K/V ）a1×Q 31 因石灰石属于中硬岩石，故K 取200，a 取1.7，v=2.0cm/s ，且Q 为2728kg ，则R=（K/V ）a 1×Q 31 =210m 由此可见，爆破最大安全距离小于爆破点到周围民房的距离，爆破震动对周边民房没有多大影响。
（2）飞石验算：个别飞石的飞散距离按下式进行计算，即RF=kd 式中 RF ——个别飞石的飞散距离，m ；d ——炮孔直径，cmk ——为安全系数，取15.5则 RF=kd=15.5×16.5=255.75m由此可见，个别飞石的飞散距离小于爆破点到周围民房的距离，飞石对周边民房没有多大影响，但要适当加大警戒距离，避免飞石对工作人员造成伤害。
（3）爆破空气冲击波验算：深孔填塞爆破，形成空气冲击波的可能性极小，且空气冲击波的形成需具备超音速条件，加之空气冲击波大多情况下表现为单孔作用，故在此对其不作具体验算。
8、采取的安全防护措施。
(1)采用微差爆破，以降低爆破地震效应，并间隔时间以50ms～100ms 为宜。
（2）控制最大一段单响药量。
1.2 个别飞石的防护措施（3）精确的设计爆破参数，孔网距，炸药单耗，单孔装药量等是很关键的环节。
（4）保证炮孔的堵塞质量，保证有一定的堵塞长度；堵塞料应符合规格要求，并堵严、堵实，堵塞物中不能夹带小石块，碎石等。
（5）采取覆盖措施，加盖沙包或草包。
（6）根据飞石最远飞行距离的经验公式：R=20kn²W=20×1.2×1.2²×6.1= 210.8m ，实施爆破之前，先在距居民居住区的安全距离210.8m（取300米）处设置隔离栏网，如图所示。
爆破警戒范围及岗哨布置图题目二：巷道掘进爆破设计某地下工程的巷道开挖断面底宽3.0m，直墙高为1.5m，顶部半圆拱。
岩性为弱风化花岗岩，岩石硬而脆，坚固性系数f=10。
设计要求如下：请给出开挖爆破设计：单位体积炸药消耗量；掏槽方式、孔深、孔距、排距、单孔药量；辅助孔的孔距、排距、孔深、单孔药量、填塞长度；周边孔的孔距、孔深、线装药密度、单孔药量、填塞长度；绘出炮孔布置图及掏槽孔布置图，标出各部位孔位间距，起爆顺序号与雷管段别；绘出掏槽孔、辅助卡和周边孔的装药结构图；绘出起爆网路图。
设计提示：一次成型，采用倾斜掏槽，周边采用光面爆破。
一、工程概况二、巷道地质条件三、爆破要求四、巷道参数计算五、爆破参数计算六、装药结构，起爆方式和起爆网路七、施工注意事项一、工程概况某地下工程的巷道开挖断面底宽3.0m，直墙高为1.5m，顶部半圆拱。
二、巷道地质条件岩性为弱风化花岗岩，岩石硬而脆，坚固性系数f=10。
三、爆破要求一次成型，采用倾斜掏槽，周边采用光面爆破。
四、巷道参数计算=3000mm1.巷道宽：B=1500mm2.拱高：半圆拱拱高为巷道净宽的一半，f3.巷道掘进宽度：B=3000+200×2（支护厚度）=3400mm4.巷道直墙高：h1=1500mm5.巷道掘进高度：H=1500+1500=3000mm6.掘进断面面积：S=3.4×1.5＋（3.14×1.72）/2=9.6m2五、爆破参数计算1.炮孔布置因为掘进面积较大，岩石f=10，为了取得较好的掏槽效果及较大的炮孔利用率，采用水平楔形掏槽。
2.掏槽孔参数炮孔与工作面夹角θ=63°炮孔长度l=1.9m孔间距:700mm孔排距：400mm孔装药量：按装药系数0.8计算，外孔装药量Q1=1.6kg，内孔装药量Q2=0.8kg，掏槽孔总孔数N=4，总装药量Q=4.8kg。
3.周边孔参数周边孔采用光面爆破孔间距取700mm炮孔深度：l=1.7m钻孔直径40mm线装药密度取q=150g/m单孔装药量Q=0.5kg填塞长度0.4m直墙部分布孔2×2=4个，孔距500mm半圆拱部分布孔9个底板布孔6个（含角孔），孔距680mm，孔深1.7m，装药系数0.7，单孔装药量Q=1.2kg。
4.辅助孔参数孔间距取650mm顶孔参数：孔间距取580mm底孔参数：孔间距取500mm孔深L=1.5m，装药系数0.6，单孔装药量Q=0.9kg，填塞长度0.6m共布孔12个，孔距与排距为65～75cm5.总装药量的估算(1)炸药单耗：q=1.69kg/m3(2)V =LS=1.5×9.6=14.4m3(3)Q= qV=1.69×14.4=24kg根据炮孔布置，炮孔数为35个，据计算，N=3.332fS=32炮孔数量为32个，相差不大，故炮孔数为35个。
使用2号岩石炸药，炸药单耗1.69kg/m3，每循环炸药总消耗量Q=qV=24kg 爆破各项参数见表一表一七、装药结构，起爆方式和起爆网路1.倾斜锥形掏槽孔断面图有四个掏槽孔，与断面的夹角为63度掏槽孔断面图2.装药结构掏槽孔、辅助孔采用连续装药结构，周边孔采用不耦合分段装药掏槽孔装药周边孔装药辅助孔装药3.炮孔布置掏槽孔，辅助孔连续装药，周边孔间隔装药炮孔布置示意图（单位，m）4.起爆方式和起爆网路孔内采用延时导爆管雷管，采用塑料导爆管传爆及2号岩石炸药，起爆网路设计设计成并联网路，掏槽孔先引爆，辅助孔其次，随后是顶孔、周边孔，底孔最后引爆起爆网路图七、施工注意事项1、放炮员持证上岗，并认真执行"一炮三检"和"三人连锁放炮"制度，放炮母线长度不小于150米，严禁出现明接头。
2、装药时，要注意把起爆药包的脚线顺直，使它贴在炮眼顶部，以防止脚线被折断和捣坏，并严禁用炮棍捣实炸药和起爆药卷，以防止产生拒爆、爆燃及捣响雷管等事故。
3、必须按设计的爆破网络联线。
整个爆破网路应从工作面向放炮点方向敷设，即先接好雷管脚线，再把它接到联接线上，把联接线接到放炮母线上，最后再把母线短接上。
切不可反向敷设，以免造成事故。
4、网路检查合格后，放炮员应先发出信号，然后把母线接到发爆器上，并保证充电时间，氖灯亮后，方可发信号放炮。
5、由于巷道掘进爆破会产生大量的有毒烟尘，故有必要在爆破后第一时间加强空气通风排毒，采用内压式和外抽式结合通风，每次爆破后通风25-30分钟，再进行渣料装载运出。