爆破课件第04章

强度时，岩石就会产生剪切破坏。当爆轰气体的压力足够大 时，爆轰气体将推动破碎岩块作径向抛掷运动。
二 应力波作用学说
这种学说的基本观点如下： 爆轰波冲击和压缩着药包周围的岩壁，在岩壁中激 发形成冲击波并很快衰减为应力波。此应力波在周围岩
体内形成裂隙的同时向前传播，当应力波传到自由面时，
产生反射拉应力波。当拉应力波的强度超过自由面处岩 石的动态抗拉强度时，从自由面开始向爆源方向产生拉 伸片裂破坏，直至拉伸波的强度低于岩石的动态抗拉强 度时停止。
下面是不同类型松动爆破的f(n)值： 最大的内部作用药 减弱松动药包 正常松动药包 加强松动药包 f(n)=0.125～0.2；
f(n)=0.2～0.44； f(n)=0.44 f(n)=0.44～0.64；
返回
第五节 影响爆破效果的因素
返回首页
岩石的波阻抗
岩石（或其它介质）的密度同岩石（或其它介质）纵 波速度的乘积，称为该岩石（或介质）的波阻抗 (wave impedance)。它的物理意义是：在岩石（或其它介质）中
铵梯炸药作为标准炸药，规定2号岩石铵梯炸药的 e＝1,
并以2号岩石铵梯炸药的作功能力320mL或猛度12mm作 为标准，其它炸药品种根据:
eb=
或
320
所换算炸药的作功能力值
12 em 所换算炸药的猛度值
求算e值。也可以根据上述两式的平均值求算e值，
值
(a)
115mm (b) 图4-18 不同间距条件下相邻炮孔同时 起爆裂隙发展的最终状态
光面爆破
露天台阶爆破工程
返回
本章小结
返回首页
当前，爆破工程的研究工作基本上是按以下三种方式 进行着： 1 、整理工程经验，找出一般规律，提出用于指导工 程设计的经验和半经验公式； 2 、通过模型实验探索某些特定爆破现象或爆破工艺 的内在规律，用以解决工程设计中的实际问题； 3 、利用计算机技术，根据各自对爆破过程的认识建
2. 对应力波的作用不论大小，裂缝都是从炮眼 壁开始，沿炮眼连心线扩展，最后贯通。 3. 炮眼间起爆时差不同，影响爆破效果。 国内外也有采用特制低密度炸药用偶合装药结 构，或聚能切割药包成功实施光面爆破的实例，但
应用尚不广泛。
返回
谢 谢 大 家！
二○○四年四月
返回首页
在任何情况下，对于抛掷和扬弃爆破n值都不应大于
3 。因为当 n＞3 后， n 值对爆破效果的影响就不大了。
爆破作用指数n
多数情况下松动爆破的爆破作用指数n＝
r ＝ 0， W
所以就无法用n值表达爆破松动的情况。因此，在工程 中一般只是借用爆破作用指数函数f(n)的形式来计算松 动爆破的装药量。 为了达到松动爆破的爆破目的， f(n)一般不宜超 过上限0.25，即使在岩石坚硬完整的情况下也应遵守 这个原则。
W
θ
W
45
°
45
°
(a)标准抛掷爆破漏斗
(b)加强抛掷爆破漏斗
r
r
W
θ
W
θ (d)松动爆破漏斗
(c)减弱抛掷爆破漏斗 图4-5 爆破漏斗分类
返回
第三节 体积公式
返回首页
r
2
图4-6 柱状装药垂直自由面
1
W
2r
W
90°
图4-7 延长药包平行于自由面
(n)经验公式的几种形式
1、鲍列斯阔夫公式 0.4+0.6n3 (n)= 0.55(n+1) 式中， n为爆破作用指数， 1 W≤25m = W/25 W>25m 2、阿夫捷也夫公式 2(0.4+0.6n3) (n)= 0.55(n+1) 式中， = 1 W≤25m
R R W R
W
R W
(a)
(b)
图4-9 自由面对爆破效果的影响
R
R2 R2 R1
R1 1
F
图4-10 药包布置在断层中 1-药室；F-断层； R 1 -实际下破裂线； R 2-设计下破 R 2 -设计上破裂线 裂线；R1 -实际上破裂线；
R
F
R
图4-11 药包布置在断层下
R R W2
溶洞
炸药名称 2号岩石铵梯炸药 2号露天铵梯炸药 换算系数e 1.0 1.28~1.5 炸药名称 一级非许用水胶炸药 二级非许用水胶炸药 换算系数e 0.75~1.0 1.0~1.23 1.2~1.45 0.75~1.0 1.0~1.23 1.2~1.45 0.8~0.89
2号煤矿许用铵梯炸药 1.20~1.28 一、二级煤矿许用水 胶炸药 4号抗水岩石铵梯炸药 0.85~0.88 一级非许用乳化炸药 梯恩梯 铵油炸药 铵松蜡炸药 0.75~0.94 二级非许用乳化炸药 1.0~1.33 1~1.05 一、二级煤矿许用乳 化炸药 胶质硝化甘油炸药
包附近的岩石中产生“压碎”现象，应力波在压碎区域之外 产生径向裂隙。随后，爆轰气体产物继续压缩被冲击波压碎 的岩石，爆轰气体“楔入”在应力波作用下产生的裂隙中， 使之继续向前延伸和进一步张开。当爆轰气体的压力足够大 时，爆轰气体将推动破碎岩块作径向抛掷运动。
返回
第二节 单个药包的爆破作用
返回首页
第一腔成型情况
(4—18）
(4—19）
W0.0032（W-25）
W>25m
3.铁道科学研究院提出的(n)：
(n)= λ n(1+n2) n<1 1≤ n≤ 1.3 n>1.3 (4—20）
2
1.0 1.1 1.2
式中：
λ n=
式(4—20）的特点是：计算结果与现有的一些经
验公式所求得的(n)值的平均值较为接近。应该注意
药包爆炸时，产生大量的高温高压气体，这些爆炸气体
产物迅速膨胀并以极高的压力作用于药包周围的岩壁上，形 成压应力场。当岩石的抗拉强度低于压应力在切向衍生的拉 应力时，将产生径向裂隙。作用于岩壁上的压力引起岩石质 点的径向位移，由于作用力的不等引起径向位移的不等，导
致在岩石中形成剪切应力。当这种剪切应力超过岩石的抗剪
图4-12 溶洞对抛掷方向和抛掷方量的影响
飞石
w
w
堵塞 溶洞 炸药
图4-13 溶洞对深孔爆破的影响
2 1 (a) 6 5 4
2 3 (b) 3 2
(c) 6 5 4 3 2 7 8
(d) 6 5 3 2 4
(e)
图4-14 装药结构 （a）偶合装药 （b）不偶合装药 （c）正向连续装药 （d）正向空气间隔装药 （e）反向连续装药 1-炸药； 2-炮眼壁； 3-药卷； 4-雷管； 5-炮泥； 6-脚线； 7-竹条； 8绑绳
一般只有在单个集中药包爆破时， kb或ks才与q
相等。在群药包爆破设计中，kb和ks只用来计算单个
药包的装药量。单位耗药量也是一个经济指标，可
用来衡量爆破工程的经济效益，是爆破工程预算的 重要指标之一。
W
O
W
(a)
(b)
图4-8 几种爆破方法的最小抵抗线
W
爆破作用指数n
对于抛掷爆破，n值的大小可根据地面坡度的大小
引起扰动使质点产生单位振动速度所必需的应力。波阻抗
大，产生单位振动速度所需的应力就大；反之，波阻抗小， 产生单位振动速度所需的应力就小。因此，波阻抗反映了 岩石（或其它介质）对波传播的阻尼作用。炸药的密度与 其爆速的乘积称作炸药的波阻抗。
炸药换算系数e
关于炸药换算系数 e的确定方法，习惯上以2号岩石
选取：
≤20°时， n = 1.75～2.0
＝ 20°～30°时， n = 1.5～1.75
＝ 30°～45°时， n = 1.25～1.5 ＝ 45°～60°时， n = 1.0～1.25 ＞ 60°时 ，n = 0.75～1.0
对于多排药包爆破，后排药包的n值应比前排药
包加大0.25，以克服前排药包爆破产生的阻力。但是
第四章 岩石爆破作用原理
第一节 岩石爆破破碎原因的几种学说 第二节 单个药包的爆破作用 第三节 体积公式 第四节 爆破参数的意义和选择 第五节 影响爆破效果的因素
第六节 光面爆破和预裂爆破
本章小结
第一节 岩石爆破破碎 原因的几种学说
返回首页
一、爆轰气体压力作用学说
这种学说的基本观点如下：
第二腔成型情况
R0
R1 R2
图4-2 爆破的内部作用 R0-药包半径；R1-粉碎区半径；R2-破裂区半径
σr
θ θ
σr
`
θ
σr
σr
`
σr
`
θ θ
σ
σ
σr
`
(a)径向裂隙
(b)环向裂隙
图4-3 破裂区径向裂隙和环向裂隙形成示意图
θ
σ
σ
σ
σ
`
`
r
P W θ
H
图4-4 爆破漏斗的几何要素
R
r
r
θ
的是（4-18）式（4-20）式都未经过最小抵抗线大于 60m的爆破工程实践的检验。
返回
第四节 爆破参数的 意义和选择
返回首页
kb、 ks与q
kb和ks都只是集中药包爆破时装药量与所爆落岩体体积 之间的一个关系系数。当群药包共同作用时，群药包的总装 药量与群药包一次爆落的岩体总体积的比值称为单位耗药量， 简称炸药单耗，用字母q来表示： Q q= V 式中q ——单位耗药量 Q ——群药包总装药量， V ——群药包一次爆落的岩体总体积。 (4—22）
装药结构
按药卷与炮眼在径向的关系分为
偶合装药：药卷与炮眼在径向无间隙,如散装药。
不偶合装药：药卷与炮眼在径向有间隙，间隙内可以 是空气或其它缓冲材料，如水、砂 等。 按药卷与药卷在炮眼轴向的关系分为： 连续装药：药卷与药卷在炮眼轴向紧密接触。