岩体结构对岩石爆破效果的影响
浅谈岩体结构与岩体爆破、装药对块度的影响
浅谈岩体结构与岩体爆破、装药对块度的影响0 前言在港口码头、防波堤等工程施工中，对石料要求较为严格，不同的规格块石需分时段集中供应，还要严格控制并保证大块率。
本文旨在通过大块石爆破方法的探讨，提高大块石的产出率以解决因大块石产出不足，对汉班托塔港项目二期人工岛施工的制约。
1 岩体爆破破碎的损伤理论1.1 岩体爆破破碎机理1.1.1 爆炸荷载作用下岩体破碎原因炸药爆炸作用下岩体的破碎机理促进了爆破技术的发展。
采用高速摄影和数值模拟，对各向异性的岩体进行爆破试验观测和爆破过程中岩体内部发生的应力、应变、破裂、飞散等模拟。
众多学者通过长期的生产实践和经验总结，提出三种理论：⑴冲击波引起的应力波反射破坏理论。
该理论认为爆破时岩体的破坏主要是因自由面上应力波反射转变成的拉应力波造成的。
若反射拉伸应力波超过该处岩体抗拉强度，岩体则因拉坏而破碎。
⑵爆炸气体产物膨胀压力破坏理论。
该理论认为岩体主要是因装药空间内爆炸气体产物的压力作用而破坏的。
当药包附近存在自由面时，在阻力不等的不同方向上，不同质点的位移速度必然引起剪切应力。
如果剪切应力超过该处岩体的抗剪强度，则岩体产生剪切破坏。
岩体的破碎主要是由爆炸气体产物的膨胀压力引起的。
⑶爆炸气体膨胀压力和冲击波所引起的应力波共同作用理论。
其核心观点认为爆破时岩体的破坏是爆炸气体和冲击波共同作用的结果。
综上所述，不同作用性对爆破的不同阶段和不同的岩体所起的作用不同。
1.1.2 爆炸荷载作用下岩体破碎形式（1）爆破的内部作用，在炮孔周围的空间上岩体爆破过程分为三个区域；1）粉碎区由于靠近炮孔周围的爆破脉冲压力大大超过了岩体的抗压强度，岩体产生剧烈的压缩破坏，半径一般为2～3 倍的炮孔直径。
2）裂隙区爆破中，该区是岩体破碎的主要区域。
半径为岩体装药半径的几十倍。
3）震动区该区岩体不产生任何破坏和损伤，只产生弹性振动，可不考虑损伤问题。
（2）爆破的外部作用如果集中药包埋置靠近岩体表面，除产生内部的破坏作用外，还会在岩体表面产生破坏作用，其具体表现为以下两种破坏形式：1）导致岩体表面成片状裂开，片落现象的产生主要同药包的几何形状、药包的大小有关。
工程地质对爆破影响
工程地质对爆破影响爆破工程地质，是指与爆破工程有关的地质因素的综合，它包括地形地貌、岩体结构类型，以及工程地质特征、水文地质条件、物理地质现象等。
其中，地形地貌、岩体结构类型及工程地质特征，是影响爆破作用和效果的最主要因素。
在爆破设计时应对爆区内地形地貌作调查，地形地貌是爆破工程最基本的边界条件，直接关系到爆破作用和效果；同时应对爆区内的岩石进行全面分析和评价，一般岩石容重越大，其坚固性也越高，单位耗药量也随之增加；岩体不是理想的均匀介质，被节理、裂隙、断层等地质结构面所切割呈现各种异性，表现出复杂的物理力学特性，对爆破作用有很大影响。
岩体结构是指在各历史时期由于各种内外动力作用在地壳上留下的地质运动的构造痕迹。
与爆破有密切关系的地质构造是岩体的层理、褶皱、断层、节理、裂隙及其相互间的空间关系。
岩体结构面的产状即为岩体结构面在空间的位置状态，通常用走向、倾向、倾角来表示，称为岩体产状三要素。
由于岩体结构的差异，工程中对爆破的整体效果或局部产生影响，也可引起不同的爆破危害效应，岩体结构的影响在工程爆破中应给予足够的重视。
一、岩石的爆破特性衡量岩石爆破性能的主要指标是单位耗药量，通常为在水平地面条件下，爆破形成标准抛掷漏斗时，爆破单位体积岩石所需的炸药用量。
岩石的坚固性与岩石容重和爆破有密切关系，一般是岩石容重越大，其坚固性也越高，岩石单位耗药量也随之增加。
岩石的节理、裂隙、孔隙、断层等地质结构对爆破作用也有很大影响。
爆破施工中岩体自由面的大小及数量对爆破效果也带来较大影响，当爆破自由面越小和越少时，爆破受到的夹制作用越大，使爆破破碎效果差，炸药单耗增大。
此外，爆破时炸药与岩石的耦合状态、炸药直径、堵塞质量、装药结构、爆破方式都会不同程度影响爆破效果。
在爆破施工中要合理选择炸药的类型，选择炸药的波阻抗与岩石波阻抗相匹配，使其匹配系数尽可能接近1，以达到最大限度地破碎岩石、提高炸药能量利用率、改善爆破效果的目的。
工程爆破的基本要求和影响爆破效果的主要因素
工程爆破的基本要求和影响爆破效果的主要因素一、对工程爆破的基本要求工程爆破应满足以下基本要求：1．按制定要求爆落破碎岩石，既不欠挖也不超挖，又要保护围岩或保留部分的岩体不受损伤或尽量少受损伤。
2．爆破块度较均匀，大块率低，块度级配适宜，减少二次破碎工作量。
3．爆堆较集中，提升铲装效率。
4．提升炸药能量利用率，炸药单耗小，降低爆破成本。
5．确保爆破作业与环境安全，把爆破地震、空气冲击波、各别飞石、有毒有害气体、噪声和粉尘等爆破有害效应，限制在同意范围以内。
总之，关于任何一项爆破工程来说，做到技术可行、安全可靠、经济合理是最基本的要求。
二、影响爆破效果的主要因素要想达到理想的爆破效果和改善爆破质量，就必须正确分析影响爆破的各种因素，利用有利因素，避开不利因素。
这些因素是：炸药性能和装药结构、爆破方法、爆破参数与爆破工艺、岩石的性质与构造、自由面个数等。
(一)炸药性能影响爆破效果的炸药性能参数主要有：炸药爆速、爆炸气体生成量及装药密度等。
有关内容见本书第二章。
(二)装药结构不同的装药结构可改变炸药的爆炸性能，从而引起爆炸作用的变化。
1．药包几何形状，常用的药包有集中药包和延长药包两类当药包的长度与它的横截面的直径(或方形截面的边长)之比值大于某一值时，就叫做延长药包(比值一般大于或等于15～20)。
延长药包爆破时，由于它的几何形状特征，其冲击能量主要集中在径向上。
而在轴向上能量分布较少，只有在药包带有集能穴时，才会有轴向聚能流。
轴向能量分布复杂而不均匀。
因此延长药包爆破时，岩石破碎的均匀程度不好，易出现大块和破坏不够的现象。
集中药包又称球形药包。
其直径与长度的尺寸相差不大，一般不超过6倍。
集中药包爆炸时，其爆炸能量在各个方向上分布较均匀，可呈同心球状多向传播，这关于降低炸药单耗、改善爆破块度都是有利的。
实验证实，球状药包特别合适于实施“漏斗爆破〞，便于获得较高的爆炸能量利用率和较均匀的破碎块度。
因此，应依据不同工程目的，采纳不同几何形状的药包，以达到最正确爆破效果。
裂隙岩体的爆破理论
第三章裂隙岩体的爆破理论第一节岩体破坏的主要因素一. 岩石、岩体、结构面和结构体岩石:由一种或几种矿物在地质作用下，按一定规律聚集成的自然体。
岩体：经受地质作用的地质体。
结构面：通常把岩体内开裂和易于开裂的地质面统称为结构面。
结构体：含有结构面的岩体。
⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧风化裂隙卸载裂隙次生结构面劈理节理断层褶皱构造结构面变质结构面火成结构面沉积结构面原生结构面岩体结构面二. 岩体破碎的主要因素：炸药爆炸产生的应力波在传播过程中与岩体结构面相遇，使原有裂隙扩大或产生新的裂隙，形成裂隙网，岩石发生破碎，即应力波与结构面的相互作用是岩体破碎的主要因素。
1. 试验研究:美国马里兰大学等采用高速摄影和动光弹相结合的方法，进行了一系列室内和现场试验。
1）微小裂隙模型的破裂:室内用Homalite-100型塑胶（具有较大的脆性，易于模拟脆性岩石），采用双条纹材料制作，利用动光弹可清晰地显示应力波与裂隙在破碎过程中的相互作用。
在板的不同位置和方向上都作了人造裂隙，实验结果有四点发现。
A 在无裂隙模型上，炸药爆炸后，由于径向压应力的作用，孔壁上发生压碎现象。
当P波自孔壁向外传播，在切向拉应力的作用下，产生径向裂隙；B 应力波从自由面反射，并与向外扩展的径向裂隙相互作用，引起裂隙的分岔，直到裂隙扩展终止；C 裂隙的产生和扩展完全是各种应力波相互作用的结果。
D 向外传播的径向裂隙，在反射波的作用下产生“栅栏分枝”，形成密集的环状裂隙网，使岩石得以全面破碎。
与无裂隙模型相比，微小裂隙模型的块度要小得多。
2）岩石板模型的破裂：用300×300×50mm的花岗岩板A 若P波自炮孔到达自由面所需时间为t，只有当2t时在自由面处见到新裂隙出现。
说明P波在裂隙岩体中的传播速度大大减慢；B 原有裂隙可以形成新的裂隙源，新的裂隙在原有裂隙的基础上产生和发展；C 岩块从主岩体上分离以后仍然继续破碎，这与塑胶板模型上分离的碎片上观察到的由截留应力波造成的裂隙继续传播的情况类似。
2018全国爆破工程技考核试卷(部分)
爆破工程技术人员考核试卷(四川)初级D一、填空题（共10题，每题2分,总计20分)1、爆破作业单位应当如实记载领取、发放民用爆炸物品的以及，领取民用爆炸物品的数量不得超过当班用量，作业后剩余的民用爆炸物品必须当班。
2、销售、购买民用爆炸物品，应当通过进行交易，不得使用或者进行交易。
3、拆除爆破必须进行试爆时，试爆方案应经批准,并应在的指导下进行试爆.4、炸药猛度大小主要取决于爆速，爆速越高，猛度；炸药猛度的实测方法一般。
5、常用工业炸药爆炸产生的有害气体主要是和.6、非电起爆方法包括、。
7、传播途径不同，应力波分为两类：在介质内部传播的应力波称为，仅在介质表面一定深度内传播的应力波称为。
8、爆破药包的最小抵抗线是指药包中心到。
9、高温爆破测温需采用至少的测温仪同时进行，高温爆破采用的测温仪主要有和两大类。
10、水压爆破中水的主要作用是：、和。
二、简答题(共6题，每题5分,总计30分)（5/6）1、根据民爆466号条例，哪些工程须实施爆破监理？怎样实行安全监理?2、销毁爆破器材有哪几种方法?哪些爆破器材禁止用焚烧法销毁？3、在拆除爆破中，建筑物失稳塌落通常有几种方式？4、试述路堑爆破的布孔方式。
5、为什么要进行炮孔填塞？影响填塞长度的主要因素是什么？6、爆破地震波对导爆管起爆网络是否有影响？三、设计题（共2题，每题25分，总计50分）1、路堑爆破设计某二级公路K3+750～K3+850段,为一凸形山体,全挖路堑.设计路基宽15m，开挖深度5~7m,边坡坡比(垂直：水平)为1:0。
3,石方爆破方量3万m³。
岩石为石灰岩,大部分比较完整，岩石坚固性系数=6～8。
设计要求：依据本工程，请选择合理的爆破施工方案；根据方案做出主要的技术设计步骤和相应的参数计算。
2、拆除爆破设计待爆破拆除的建筑物为一座水泥机立窑支撑基础，为整体现浇钢筋混凝土3层框架结构,长×宽×高=15×8×20m。
爆破工程技术人员初级简答题1
1.国家对民用爆炸物品的管理原则是什么？答：国家对民用爆炸物品的生产、销售、购买、运输和爆破作业实行许可证制度。
未经许可，任何单位或者个人都不得生产、销售、购买、运输民用爆炸物品，不得从事爆破作业。
严禁转让、出借、转借、抵押、赠送、私藏或者非法持有民用爆炸物品。
任何单位或者个人都有权举报违反民用爆炸物品的安全管理规定的行为；接到举报的主管部门、公安机关应当立即查处，并为举报人员保密，对举报有功人员给予奖励。
2.爆破工程实行分级管理，爆破工程的类别包括哪些？答：岩土爆破、拆除爆破和特种爆破实行分级管理。
其中岩土爆破还包括露天深孔爆破、地下深孔爆破、水下深孔爆破、硐室爆破、复杂环境深孔爆破、城镇潜孔爆破3.什么是凿岩中的“卡钎”想象？如何处理这种故障?答：在钻凿破碎岩体时，常常会遇到钎头在孔内既不能继续钻进，也不能后退，钎具又从孔内抽不出来的现象，称为“卡钎”现象。
这种故障，处理时应采取轻冲击、强冲洗措施，使凿岩钎具在孔内前后反复拉动，并使凿岩机左右晃动；同时，凿岩机在上述状态下，运转一段时间后，改用停止冲击，强力吹洗孔内岩粉。
凿岩机的上述两种工作状态，交替轮换，持续一段时间后，大多数卡钎故障均可被排除。
4.如何减少潜孔钻机的钻孔误差？答：1正确地修建钻机平台。
钻机平台是钻机作业的场地，平台修建是预防钻孔误差的重要环节。
2正确的架设钻机。
钻机架设三要点：对位准、方向正、角度精。
5.什么是炸药的做工能力？什么是炸药的爆力？爆力的测量方法是什么？答：炸药的做功能力是表示爆炸产物做绝热膨胀直到温度降至炸药爆炸前的温度时，对周围介质所做的功。
它的大小取决于炸药的暴热、爆温和爆炸生成的气体体积。
炸药的爆热、爆温愈高，生成的气体体积愈大，则炸药的做功能力就愈大。
爆力表示炸药爆炸做功的一个指标，其测量方法有两种：1铅铸扩孔方2爆破漏斗法6．什么是氧平衡？分哪几种不同情况，各有什么含义？答：氧平衡是衡量炸药中所含的氧与将可燃元素完全氧化所需要的氧两者是否平衡的问题。
露天矿台阶中深孔爆破质量提高措施
露天矿台阶中深孔爆破质量提高措施摘要：本文简述了露天矿爆破时影响爆破效果的因素，提出了提高爆破质量的一些常用方法。
其中采用合理的爆破参数，爆破方法等对于提高爆破质量具有重要作用，进而提高其他采掘设备，运输设备的效率。
关键词：露天矿爆破质量影响露天矿爆破质量因素很多，主要有炸药性能，装药结构，地质条件等。
由于种种因素的影响，会造成大块，根底的产生，从而影响采装设备的效率。
如何提高露天矿爆破质量已是当前露天矿山生产任务中比较突出的问题之一。
提高爆破质量实质上就是要减少大块和根底。
[1]1大块产生的部位和原因分析：1.1产生的部位不合格的大块主要产自同一爆区的软硬岩的分界处；台阶上部和台阶的坡面，爆区的后部边界。
1.2产生原因（1）爆区软硬岩分界部分，易于振落。
（2）炸药能量分布不均，孔口部分能量不足。
（3）台阶前部，岩石受前次爆破的破坏，甚至被切割成块体，爆破时“块体”易整体振落成大块。
（4）爆区后的后部与未爆岩石相交也会产生一些因爆破而振落的大块。
2影响爆破破碎因素及提高爆破质量的措施2.1、影响爆破破碎的主要因素（1）自由面条件和结构面的影响：岩块的破裂面大多数是沿着岩体内的结构面形成。
（2）岩性的影响：大块率随岩石的硬度提高而增加。
（3）爆破单位耗药量：随着单耗的增加，大块率降低，对不同岩石，存在一个最佳的爆破单耗。
（4）炸药在掩体中的分布：随着炮孔直径的增加，大块比例随之上升。
（5）炮孔布置与装药结构：大块经常出现在没有装药的部位和两侧拉裂的部位。
2.2提高爆破质量的措施（1）选准前排孔抵抗线；在倾斜钻孔时，最小抵抗线在炮孔上、下各部位是相等的，计算抵抗线时应加上钻孔偏差；在垂直钻孔时，最小抵抗线部位由于临空条件好，故采用夹制作用大处的底盘抵抗线作为参数进行。
根据钻机型号、性能和体型以及操作人员的作业水平，为了确保在台阶边缘钻孔时的施工安全所确定的第一排炮孔至台阶边缘的距离就是眉线距离，对于大型设备一般大于等于2.5~3米。
考全国高级爆破工程师试题与资料讲解
申请全国高级爆破工程师培训试题资料1. 岩石受到冲击荷载作用时，应变率如何表示？答：应变率是岩石受载后单位时间内的应变量，数学表达式为： =d dt εε式中 d ε——应变量；dt ——单位时间，s 。
应变率的ε单位是s-1。
岩石在承受诸如凿岩、爆破、振动和碎矿这样冲击荷载作用时，从承受荷载开始到破坏的荷载周期仅有410-～210-s ，即使在这样短暂的时间内，载荷仍然随时间而变化。
因此，岩石单元体实际上是处于随时间而变化的动态变化过程中。
2. 岩石受冲击动荷载作用于静载作用相比，有何特点？答：（1）冲击动荷载作用下形成的应力场（应力分布及大小）与岩石性质有关；静载作用则与岩性无关。
（2）冲击动荷载是瞬时性的，一般为毫秒级，而静载则通常超过10s 。
与前者相比，后者的变形和裂纹发展比较充分。
（3）爆炸荷载在传播过程中，具有明显的波动特性，其质点除失去原来的平衡位置而发生变形和位移外，尚在原位不断波动。
因此，岩石在动载作用下，其变形特征同静载变形有本质区别。
（4）通常，岩石的冲击动载强度比静载强度高，高出的比例依岩石性质和应变率不同而异。
3. 岩石按其成因，分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类，试简述这三类岩石的成因和特征。
每一类岩石各举1～2例。
答：（1）岩浆岩。
岩浆岩是由埋藏在地壳深处的岩浆（主要成分为硅酸盐）上升冷凝或喷出地表形成的。
直接在地下凝结形成的称为侵入岩；喷出地表形成的叫做火山岩（喷出岩）。
侵入岩的产状多为整体块状，火山岩的整体性较差，常伴有气孔和碎屑。
常见的岩浆岩有花岗岩、闪长岩等。
（2）沉积岩。
沉积岩是地表母岩经风化剥离或溶解后，再经过搬运和沉积，在常温常压下固结形成的岩石。
沉积岩的特点是，其坚固性除与矿物颗粒成分、粒度和形状有关外，还与胶结成分和颗粒间胶结的强弱有关。
从胶结成分看，以硅质成分最为坚固，铁质成分次之，钙质成分和泥质成分最差。
常见的沉积岩有石灰岩、砂岩、页岩、砾岩等。
爆破工程技术人员取证培训高级A历年真题
爆破工程技术人员取证培训高级A历年真题题库一、问答题1.申请从事民用爆炸物品销售的企业，应当具备哪些条件？2.试述拆除爆破降低塌落振动的技术措施。
3.试述殉爆距离的测定方法、影响因素及研究意义。
4.什么是乳化炸药？它的主要成分有哪些？乳化炸药有哪些主要特点？5.简述电力起爆法优缺点及其适用条件。
6.岩石受到冲击荷载作用时，应变率如何表示？7.简述深孔台阶爆破多孔多排爆破作用机理。
8.影响爆破开挖边坡稳定性的因素是什么？有哪些主要措施可以提高爆破开挖的稳定性？9.岩体结构面对爆破效果的影响是什么？10.爆破作业中炸药的有效做功只占炸药功值的很小部分，其损失的原因是什么？11.岩土爆破爆后检查的内容主要有哪些？12.试述塌落振动的产生和危害。
13.危房拆除爆破中应该注意哪些问题。
14.申请营业性爆破作业单位许可证的单位需向哪个部门提出申请？并需提交的表格和材料都有哪些？15.水下深孔爆破的起爆网路如何连接，有流速时如何处理？16.简述斜井掘进爆破特点。
17.简述光面（预裂）爆破施工作业及其爆破质量验收主要内容。
18.采取柱状装药时，为何反向起爆效果较好？19.单药包在无限均匀介质中爆破会产生怎样的爆破作用？20.怎样确定爆破个别飞散物对人员和其他保护对象的安全允许距离？21.什么是炸药的聚能效应？怎样产生聚能效果？22.简述工业雷管编码信息标识的意义。
23.简要说明炸药在无限介质中爆炸时，其粉碎区和破坏区的形成过程。
24.爆破工作领导人应具备什么资格条件？其职责是什么？25.导爆管起爆网路对采用毫秒延期技术的延期精度有何影响？如何控制？26.爆炸冲击动荷载对岩石的加载作用与静载荷相比，具有哪些特点？27.露天深孔台阶爆破的钻孔形式有哪几种？各有哪些优缺点？28.什么是预装药？预装药要遵循哪些规定？29.矿井巷道掘进爆破常选方式是什么？怎样确定爆破参数？30.建筑物拆除爆破中爆破缺口内的承重立柱炸高和炸药单耗如何确定？31.简述毫秒延期爆破的作用原理。
试析爆破工程中影响爆破效果的因素
试析爆破工程中影响爆破效果的因素摘要：全面、正确地分析爆破工程中影响爆破作用的各种因素，是获得预期的爆破效果和提高爆破效率的重要环节。
通过分析，应尽量利用客观的或人为的有利因素，避免或克服不利因素，从而获得最优的技术经济指标，提高经济效益。
关键词：爆破工程；效果；因素1爆破工程中影响爆破效果的因素1.1炸药性能的影响在爆破工程中，炸药的性能对于爆破效果影响较大，炸药的性能主要指的是炸药的爆炸和粉碎力。
炸药的性能不同，其爆破的效果也各不相同，而选择炸药的性能，需要根据进行爆破工程的现场具体情况来选择，例如在对一些特坚石进行爆破时，应该选用粉碎力比较大的炸药，这样在爆破后岩石的破碎程度大，爆破效果比较好。
而在对次坚石、软石、有裂缝的岩石等进行爆破时，应该选用爆破力较大但是粉碎力较小的炸药，这样爆破以后岩石破碎的程度小，对周围的破坏也比较小。
在开采料石时，选用的炸药一般是爆破力和粉碎力都比较小的炸药，这样既不会对周围环境造成太大的破坏，也能够实现预期的爆破效果。
1.2临空面的选取临空面指的是岩土体滑动时自由空间的边界面，又被称为自由面。
在爆破工程中，临空面起到了反射拉应力波和聚能的作用，因此，临空面对于爆破效果也有重要影响，主要是临空面的数量和大小影响着爆破效果。
由于临空面起到了聚能的作用，当爆破工程只有一个临空面时，受到岩石夹制的作用大，爆破的效果难以发挥。
而由于临空面还具有反射拉应力波的作用，当爆破工程中的临空面超过4个时，炸药的能量分散，导致爆破时产生大块岩石的概率增加，影响爆破的效果。
1.3布孔方式在进行爆破时，需要将炸药事先埋设在爆破地点，而埋设炸药的钻孔布局对于爆破效果也有重要影响作用。
一般情况下，钻孔布局的方式有三种，方形、矩形和三角形。
根据能量均匀分布的观点来看，等边三角形的布孔方式爆破效果最为理想。
但是在实际的爆破施工时，有些施工现场不满足三角形布孔的条件，只能使用方形布孔或者矩形布孔，这就需要利用起爆的顺序和起爆时炮孔的密集系数来实现爆破的效果。
中级爆破工程师(C级) 历年考题汇总
中C已考过的试题问答题1.根据《爆破安全规程》（GB6722-2014）的规定，爆破工程施工组织设计应包括哪些内容？2.有哪些主要措施可以有效控制深孔爆破的个别飞石？3.爆破振动测试时，接收振动信号仪器及记录设备对频率有什么特殊要求？4.试述采用定向爆破拆除烟囱、水塔对场地的要求？5.水下钻孔爆破装药时，应注意哪些事项？6.煤矿井下爆破的炮孔填塞应用什么材料？填塞长度应符合哪些要求？7.试分析光面爆破与预裂爆破的异同点。
8.拆除爆破起爆网路具有哪些特点和要求？9.爆破振动与天然地震有何异同？10.框架结构拆除爆破设计与施工中应注意哪些问题？11.民用爆炸物品使用单位申请购买爆炸物品时，应当提交哪些材料？12.在有可燃（可爆）物及粉尘爆炸危险的场所实施爆破时，应采取哪些安全措施？13.防止爆破振动对建筑物的危害影响可采用哪些措施？14.简述基坑支撑拆除爆破的特点。
15.高层楼房若周围最大倾倒范围均小于楼房高度时，如何进行爆破设计？16.试述水下爆破作业应考虑的因素及其对爆破器材的要求。
17.爆破法处理卡在溜煤（矸）孔中的煤、矸时，应遵守的规定。
18.何谓最小抵抗线？最小抵抗线对爆破工程有何意义？19.导爆管雷管起爆网路连接后应重点检查哪些部位？如何进行防护？有无更为安全可靠的连接器件？20.怎样检查爆破器材的外观质量？使用前还应注意什么？21.建筑物拆除爆破后出现未倒塌或未完全倒塌的事故时，在确定建筑物处于稳定状态的情况下应如何处置？22.爆破毒气产生的原因是什么？23.拆除爆破施工公告包括哪些内容？24.烟囱爆破拆除时，其倾倒必须满足的三个条件是什么？25.在养鱼场和有水产资源附近进行水下爆破作业应注意哪些问题？26.井下爆破预防有毒气体应采取哪些措施？27.试分析光面爆破与预裂爆破的异同点。
28.孔内延期与孔外延期的区别是什么？29.爆破器材外观检查项目应包括哪些？30.经由道路运输民用爆炸物品时，应遵守《民用爆炸物品安全管理条例》哪些规定？31.根据《爆破作业项目管理要求》，爆破施工公告应包括哪些主要内容？32.哪些规定可防止射频电对电爆网路产生早爆？33.人工装药时应注意的事项。
岩石可爆性和可钻性
第一节影响岩石爆破性的因素岩石是爆破的对象，金属矿山的绝大部分、非金属矿及煤矿等矿山的不少矿岩都采用爆破方法进行破碎和采掘。
为了取得良好的爆破效果，必须了解和掌握岩石的爆破性。
岩石的爆破性是岩石自身物理力学性质和炸药、爆破工艺的综合反映，它不仅是岩石的单一固有属性，而且是岩石一系列固有属性的复合体，,在爆破过程中表现出来，并影响着整个爆破效果。
影响岩石爆破性的主要因素，一方面是岩石本身的物理力学性质的内在因素(见表1.1);表1.1 几种典型岩石的物理力学特性另一方面是炸药性质、爆破工艺等外在因素。
前者决定于岩石的地质生成条件、矿物成分、结构和后期的地质构造，它表征为岩石密度或容重、孔隙性、碎胀性、弹性、塑性、脆性和岩石强度等物理力学性质;后者则取决于炸药类型、药包形式和重量、装药结构、起爆方式和间隔时间、最小抵抗线与自由面的大小、数量、方向以及自由面与药包的相对位置等等。
此外，还包括对爆破块度、爆堆形式以及抛掷距离等爆破效果的影响。
显然，岩石本身的物理力学性质是最主要的影响因素。
炸药爆炸对岩石的爆破作用主要有两个方面，其一是克服岩石颗粒之间的内聚力，使岩石内部结构破裂，产生新鲜断裂面;其二是使岩石原生的、次生的裂隙扩张而破坏。
前者取决于岩石本身的坚固程度;后者则受岩石裂隙性所控制。
因此，岩石的坚固性和岩石的裂隙性是影响岩石爆破性最根本的影响因素。
一、岩石的结构（组分）、内聚力和裂隙性对岩石爆破性的影响岩石由固体颗粒组成，其间有空隙，充填有空气、水或其它杂物。
当岩石受外载荷作用，特别是在受炸药爆炸冲击载荷作用下，将引起物态变化，从而导致岩石性质的变化。
矿物是构成岩石的主要成分，矿物颗粒愈细、密度愈大，愈坚固，则愈难于爆破破碎。
矿物密度可达4g/cm3以上，岩石的容重不超过其组成矿物的密度。
岩石容重一般为1.0～3.5g/cm3。
随着密度增加，岩石的强度和抵抗爆破作用的能力增大，同时，破碎或抛移岩石所消耗的能量也增加，这就是一般岩浆岩比较难以爆破的原因。
爆破设计与施工试题库填空题5
爆破初级培训班复习资料一、应掌握部分的试题1.爆破安全技术包括爆破施工作业的安全问题和爆破对周围建筑设施与环境安全影响两大部分。
2.长期研究和应用实践表明：工程爆破的发展前景正朝着精细化、科学化、数字化方向发展。
3.爆破器材的发展方向是高质量、多品种、低成本和生产工艺连续化。
4.小直径钎头，按硬质合金形状分为片式和球齿式。
5.手持式凿岩机可钻凿水平、倾斜及垂直向下方向的炮孔。
6.目前常用的空压机的类型是风动空压机、电动空压机。
7.选择钎头时，主要根据凿岩机的类别，估计钻凿炮孔的最大直径，再根据所钻凿矿岩的岩性、节理裂隙的发育情况，确定钎头类型和规格。
8.潜孔钻机是将冲击凿岩的工作构置于孔内，这种结构可以减少凿岩能量损失。
9.潜孔钻机通过其风接头，将高压空气输入冲击器，依靠机械传动装置，可确保空心主轴输出的扭矩传递给钎杆。
10.牙轮钻机以独具特色的碾压机理破碎岩石，它的钻凿速度与轴压之间有指数关系，增大轴压可以显著提高凿岩速度。
11.影响炸药殉爆距离的因素有装药密度、药量、药径、药包外壳和连接方式。
12.雷管和小直径药包底部有一凹穴，其作用是为了提高雷管和药包的聚能效应。
13.炸药爆炸必须具有三个基本要素是：变化过程释放大量的热、变化过程必须是高速的、变化过程能产生大量气体。
14.炸药化学反应的四种基本形式是热分解、燃烧、爆炸和爆轰。
15.引起炸药爆炸的外部作用是：热能、机械能、爆炸能。
16.炸药爆炸所需的最低能量称临界起爆能。
17.炸药爆炸过程中的热损失主要取决于爆炸过程中的热传导、热辐射、介质的塑性变形。
18.炸药的热化学参数有：爆热、爆温、爆压。
19.炸药的爆炸性能有：爆速、炸药威力、猛度、殉爆、间隙效应、聚能效应。
20.炸药按其组成分类有：单质炸药、混合炸药。
21.炸药按其作用特性分类有起爆药、猛炸药、发射药、烟火剂。
22.爆破作业单位应当按照其资质等级承接爆破作业项目，爆破作业人员应按照其资格等级从事爆破作业。
第4章岩石爆破理论
第4章岩石爆破理论4.1 岩石爆破特性及爆炸应力波岩石爆破理论的发展岩石爆破理论在20世纪70年代确立了冲击波拉伸破坏理论、爆炸气体膨胀压碎破坏理论、冲击波和爆炸气体综合作用理论。
随着爆破技术和相邻学科的发展，特别是岩体结构力学、岩石动力学、断裂、损伤力学和计算机模拟爆破技术的发展，使爆破理论的研究更实用化，更系统化。
计算机模拟，用以研究裂纹的产生、扩展。
但是，从总体上看，爆破理论的发展仍然滞后爆破技术的要求，理论研究和生产实际仍有不小的差距。
岩石爆破理论的研究内容应该包括：（1）岩石特性，包括岩体结构、构造特征和岩石动力学性质及其对爆破效果的影响；（2）炸药能量向岩石的传递效率；（3）岩石的动态断裂与破坏；（4）爆破过程的数值模拟，预测爆破块度和爆堆形态。
岩石中的爆炸应力波在介质中传播的扰动称为波。
由于任何有界或无界的质点是相互联系着的，其中任何一处的质点受到外界作用而产生变形和扰动时，就要向其他部分传播，这种在压力状态下介质质点的运动或扰动的传播称为应力波。
炸药在岩石和其他固体介质中爆炸所激起的应力扰动（或应变扰动）的传播称为爆炸应力波。
应力波分类（1）按传播速度分类按传播途径不同，应力波分为两类：在介质内部传播的应力波称为体积波；沿着介质内、外表面传播的应力波称为表面波。
体积波按波的传播方向和在传播途径中介质质点扰动方向的关系又分为纵波和横波。
纵波又称P波，其特点是波的传播方向与介质质点运动方向一致，在传播过程中引起压缩和拉伸变形。
因此，纵波又可分为压缩波和稀疏波。
横波又称S波，特点是波的传播方向与介质质点运动方向垂直，在传播过程中会引起介质产生剪切变形。
横波纵波纵波和横波传播过程中质点振动示意图（2）按波阵面形状分类应力波在传播过程中，由于所形成的波阵面形状不同，将应力波分为球面波、柱面波和平面波。
球形药包激起的是球面波；柱状药包沿全长同时起爆时激发的是柱面波；平面药包激起的是平面波。
（3）按传播介质变形性质不同分类由于固体介质变形性质不同，在固体中传播的应力波可分为以下几种：①弹性波。
露天矿山开采中爆破影响因素探讨
露天矿山开采中爆破影响因素探讨摘要：工程爆破是矿山开采中重要一环，为了提高爆破效果，降低综合采矿成本，爆破工程师在爆破设计时，应针对影响爆破效果各因素综合考虑，做出优化的爆破设计。
本文主要针对露天矿山爆破影响因素做浅要探讨。
关键词：炸药；爆破；岩石性质；波阻抗工程爆破技术露天矿山开采中得到了广泛的应用，爆破作业是矿山生产的主要环节, 提高爆破质量不仅是技术上的要求, 对提高矿山经济效益也至关重要, 欲想获得预期的爆破效果必须对影响爆破作用的各方面因素尽可能地做出全面与正确的分析，根据矿岩的物理力学性质及生产要求，合理选用炸药类型的基础上，确定合理的孔网参数、装药结构、起爆方式等，提高破岩质量，抑制爆破作业产生的相关危害，达到综合效益最大化。
1 岩体性质对爆破效果的影响岩体的赋存条件、构造、组织结构以及岩石的物理力学性质等，是爆破设计与施工首先掌握的资料，对这些资料的充分认识和了解，是获得良好爆破效果的基本保证。
（1）岩体结构面与不均质性对爆破作用的影响矿山地质条件中岩体性质往往呈现各向异性一方面，存在着节理、裂隙、断层等自然结构面；另一方面岩石的矿物构成决定了岩石的物理力学性质，矿物颗粒的粗细、密度以及其坚固性决定了岩石爆破破碎的难易程度。
在实际爆破过程中，岩体最容易在爆破作用下沿岩体的原生裂隙面错动或裂开。
岩体结构面对爆破作用方向及爆破漏斗形成的影响程度取决于结构面的类型、产状与大小、结构面的粘结力、结构面与药包间的相互位置关系等情况。
同时，岩体结构面的类型，产状将影响爆炸应力波的衰减速度、爆破岩体的弹性模量、柏松比等，从而影响到爆破效果。
（2）断层对爆破效果影响断层对爆破效果的影响取决于断层和张开裂隙的宽度、填充物、断层附近的破碎带以及断层和张开裂隙与炮孔或装药的相对位置关系。
断层和张开裂隙相对于爆破作用而言，相当于一个完整的自由面，通过阻断炸药爆炸产生的应力波的传播，爆生气体的过早逃逸等影响爆破效果。
地下工程岩爆岩体结构对岩爆的影响
地下工程岩爆岩体结构对岩爆的影响摘要：地下工程岩爆是造成工程事故和人员伤亡的主要原因之一。
岩爆的出现往往会受到岩体结构的影响。
岩体结构的异常、缺陷等都可能成为岩爆的核心因素。
一般通过分析岩体结构对岩爆的影响，揭示岩体结构与岩爆之间的内在联系。
本文主要从岩体构造类型、岩体结构特征、应力状态等方面出发，对影响岩爆的关键因素进行较为深入的探讨。
结合实际工程案例，提出了相应的岩爆预防和控制措施。
该研究可为地下工程岩爆的防治提供技术支持和决策参考。
最后本文对各种结构类型的岩体岩爆灾害进行了分析，探究了在地下工程建设中预防岩体爆裂的岩体结构优化和稳定支护措施。
关键词：岩体结构；地下工程；岩体爆裂；岩爆现象；稳定支护0 引言地下工程岩体岩爆是指在地下开挖、挖掘、爆破等工程中，在短时间内由于炸药等因素引发的高强度能量释放，导致岩石体瞬间崩裂的现象。
这一现象在地下工程中十分普遍，给工程施工和工人安全带来了极大威胁。
在岩体岩爆过程中，岩体结构的稳定性和强度会直接影响到岩体岩爆的危险程度和发生概率。
因此，提高地下工程建设中岩体结构对岩体岩爆的预测及其稳定性控制，对于保证工程的安全性具有重要意义。
岩爆是由多种因素引起的，如地质构造、岩石物理、应力状态等。
在岩爆的不同阶段，岩体结构的变化会引起不同的影响。
因此，了解不同类型岩体的结构对岩爆的影响非常重要。
经过对煤矿、隧道等地下工程岩爆的研究，发现岩体结构对岩爆的影响主要来自以下两个方面：首先，岩体结构对岩爆的离散破裂点的位置和数量有着重要的影响。
岩体结构越不规则，破裂点就会越难以预测和控制。
因此，在预测和控制岩爆方面，建立规律的岩体结构能够更好地减少岩爆发生的概率。
其次，岩体结构的变化会影响岩石的物理性质。
例如，岩石的压缩强度和裂纹扩展的速度等参数会因不同的岩体结构而有所不同。
因此，在岩爆的防范中，要对不同类型岩体的结构特征有深入的了解，以便采取适当的措施。
总之，地下工程建设时存在着各种各样的问题，其中之一就是岩爆，它是地下工程中最为常见的问题之一，也是一种需要高度关注和防范的地质灾害。
爆破工程技术人员取证培训考试高级B历年真题题库
爆破工程技术人员取证培训高级B历年真题题库一、问答题1.民用爆炸物品买卖行为的交易方式和销售企业建立备查制度有哪些规定？销售、购买民用爆炸物品，应通过银行转账，不得使用现金或货物进行交易。
2.简述工业导爆索的分类及其传爆原理。
3.什么是岩石的可钻性和可爆性？分别简述其在爆破工程中的作用是什么？4.在爆破作业中，正确选择炸药的威力和猛度具有什么实际意义？5.简述宽孔距爆破作用原理，并指出实际工程应用中要注意哪些问题？6.隧道爆破全断面开挖法和分部开挖法分别有什么特点？怎样优化选择？7.水下及邻水工程爆破的作用过程有哪些特点？8.平巷掘进爆破时，试比较普通型和小直径型两种炮孔直径的优劣？9.试述爆破法处理水下软基的主要方法及其特点。
10.简述路面类薄板式结构拆除爆破的特点和难度表现在哪些地方？施工中应注意哪些问题？11.民用爆炸物品从业单位的业务内容是什么？其单位负责人怎样做好民爆物品的安全管理工作？12.什么是乳化炸药？其组分是什么？有什么特点？13.运输民用爆炸物品时常见的违反《爆破安全规程》的现象有哪些？14.简述一下炸药从分解到爆轰的过程。
15.简述一下隧道爆破中全断面开挖法和分部开挖法及它们的适用范围。
16.简述一下水下爆破的过程。
17.简述路面类薄板结构拆除爆破的特点和难度，施工中应注意哪些问题？18.简述一下导爆管网路的连接方法及特点。
19.什么是岩体结构面？岩体结构面对爆破效果有什么影响？20.为什么说柱状装药结构能起到很好的爆破效果？21.《爆破作业单位资质条件和管理要求》规定爆破作业单位技术负责人的职责有哪些？22.什么是沟槽效应？实践中采用哪些措施可消除沟槽效果？23.使用导爆管起爆网路时，应注意哪些事项？24.为什么说岩石破碎是爆炸冲击波和爆炸气体的综合作用的结果？25.试述降低大块率的措施有哪些？26.简述钻爆法开挖地铁隧道的难点。
27.水对爆破工程有什么重要影响？28.框-剪结构拆除爆破时，如何处理剪力墙？29.试述基础类结构物拆除爆破的设计原则？30.有哪些因素影响爆破地震波的传播过程？31.民用爆炸物品从业单位违反了哪些民用爆炸物品安全管理规定要进行处罚及处罚措施？32.各种露天岩土爆破个别飞散物对人员的最小安全允许距离是多少？33.炸药化学变化几种形式之间是如何联系的？又是如何转化的？34.试述工程应用中成组电雷管的准爆条件。
岩石构造与性质对爆破的影响
高等岩石力学作业简述岩石构造与性质对爆破的影响简述岩石构造与性质对爆破的影响【摘要】本文主要阐述了岩石的裂隙性和岩石的坚固性对岩石爆破影响，并提出相关的分析。
1、岩石分类岩石是一种或几种矿物组成的天然集合体[1~2]，其种类很多，但按其成因，可分为三大类：岩浆岩、沉积岩和变质岩。
另外，第四纪以来，由于风化作用、流水作用、风的作用等各种地质作用的结果，形成了各种堆积物，这些堆积物尚未硬结成岩，一般统称为松散沉积物。
2、与爆破相关的岩石性质岩石介质对爆破作用的抵抗能力与其性质有关，对三种不同性质的岩石而言，一般的说岩浆岩可爆性较差（对爆破作用的抵抗能力最强），沉积岩和变质岩的可爆性较好。
岩石的基本性质从根本上说决定于其生成条件、矿物成分、结构构造状态和后期地质的营造作用。
用来定量评价岩石的物理力学性质的参数有100多个，但与爆破有关的主要参数，一般来说有10个[3~4]，如：密度、堆积密度、孔隙率、岩石的波阻抗、岩石的风化程度、岩石的抗冻性、岩石的变形特征、岩石的强度特征、弹性模量、泊松比[5~8]。
（1）密度密度指岩土的颗粒质量与所占体积之比。
一般常见岩石的密度在1400~3000kg/3m之间。
（2）堆积密度堆积密度指包括孔隙和水分在内的岩土总质量与总体积之比，也称单位体积岩石质量。
密度与堆积密度相关，密度大的岩石其堆积密度也大。
随着堆积密度的增加，岩石的强度和抵抗爆破作用的能力也增强，破碎岩石和移动岩石所耗费的能量也增加。
（3）孔隙率岩石的孔隙率n是指岩石中孔隙率体积与岩石的总体积之比，也称孔隙度。
常见岩石的孔隙率一般在%~30%之间。
随着孔隙率的增加，岩石中冲击波和应力波的传播速度降低。
（4）岩石的波阻抗岩石的波阻抗指岩石中纵波波速（C）与岩石密度（ ）的乘积。
岩石的这一性质与炸药爆炸后传给岩石的总能量及这一能量传递给岩石的效率有直接关系。
它反映了岩石对动量传递的抵抗能力，波阻抗大的岩石往往比较难以爆破。
7.5影响爆破作用的因素
从上式可见，爆轰压力越高，在岩体中激发的冲 击波的初始峰值压力越大，从而越有利于岩体的破裂， 尤其是爆破坚硬致密岩体时。但并不是对所有岩体来 说爆轰压力越高越好，对某些岩体来说爆轰压力过高 将会造成炮孔周围岩体的过度粉碎，浪费能量，而致 使近区以外岩石的破坏效果变坏。因此，必须根据岩 石性质和工程要求来合理选用炸药品种。 （2）爆炸压力 爆炸压力又称炮孔压力，是指炸药在完成爆炸反 应以后，爆轰产物膨胀作用在炮孔壁上的压力。
（2）装药结构 在耦合装药条件下，炸药爆轰压力直接作用于岩石， 有利于激发应力波，但它也会造成药室附近岩石的产生 塑性变形、过度粉碎，浪费很大能量。通过改变装药结 构，即改变炸药在药室内的布置方式，可以改变爆轰压 力和炮孔压力对药室壁面作用方式。 常采用的装药结构如图所示。 （1）耦合装药(连续装药)是指药包体积与药室（炮 孔）体积相同，药包与药室壁面（孔壁）紧密接触的装 药结构。这是最常见的装药结构。
1爆轰压力当爆轰波垂直入射到药室壁面时药室壁面所受到初始冲击压力可近似按下式计算当爆轰波传播方向与药室壁面平行时药室壁面所受到初始冲击压力为爆轰压力从上式可见爆轰压力越高在岩体中激发的冲击波的初始峰值压力越大从而越有利于岩体的破裂尤其是爆破坚硬致密岩体时
影响爆破作用的因素很多，可分成四种类
型:
1、炸药性能因素； 2、岩石性质因素； 3、炸药与岩石相关因素； 4、爆破工艺因素。 在这些因素中有些是可控制（调整）的， 有些是不可控的。
装药结构对炮孔压力的影响
装药结构的改变 会引起炸药爆炸性能 的改变，从而影响爆 炸能量有效利用率。 空气间隙可以起 缓冲作用，使爆炸压 力较平缓的作用在孔 壁上，避免过渡破坏 区的形成，使更多的 能量用于岩石的破裂， 从而提高能量利用率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
收稿日期:2004-06-21 作者简介:陈立群(1970-),男(汉族),辽宁丹东人,辽宁省有色勘察研究院工程师,岩土工程专业,从事岩土工程技术工作,辽宁省沈阳市和平区柳州街17号;戴长冰(1963-),男(汉族),山东昌邑人,辽宁省有色地质局教授级高级工程师,东北大学博士后,水下爆破专业,从事水下爆破技术工作,辽宁省沈阳市和平区柳州街17号辽宁省有色地质局。
岩体结构对岩石爆破效果的影响陈立群1,戴长冰2,3,宋守志3(1.辽宁省有色勘察研究院,辽宁沈阳110002;2.辽宁省有色地质局,辽宁沈阳110002;3.东北大学,辽宁沈阳110006)摘 要:分析了爆破冲击波的传播特点,指出了对岩石破坏最大的是拉伸应力波,并对岩体结构对岩石爆破效果的影响进行了探讨。
关键词:岩体结构;应力波;岩石爆破中图分类号:T D235.1 文献标识码:A 文章编号:1672-7428(2004)12-0050-03E ffects of R ock Mass Structure on R ock B lasting /CHEN Li 2qun 1,DAI Chang 2bing 2,3,SONG Shou 2zhi 3(1.Liaoning N on fer 2rous Reconnaissance Institute ,Shenyang Liaoning 110002,China ;2.Liaoning N on ferrous G eology Survey Bureau ,Shenyang Liaoning 110002,China ;3.N ortheastern University ,Shenyang Liaoning 110006,China )Abstract :T ransmit peculiarity of dynamite shock wave was analyzed.That the tensile stress wave is mainly breakage force was pointed out.The effects of rock mass structure on rock blasting results were discussed.K ey w ords :rock mass structure ;stress wave ;rock blasting 在大型地下岩石工程的开挖施工中,岩石爆破无疑是当今各种地下开挖手段中惟一有效而高速的施工方法。
炸药爆炸破碎岩体的过程是一个瞬间完成的动力学过程,一般可分为两个阶段:第一阶段是爆炸冲击波和应力波作用阶段,作用结果是在岩体中造成初级破裂;第二阶段是爆炸气体产物膨胀作用阶段,作用结果是使岩体中形成的裂隙起动、扩展、贯通,并转化为一定的能量使岩体进一步破碎和产生抛掷。
在这一系列过程中,岩体的结构对应力波的传递起着至关重要的作用,即对岩石爆破的效果起着很大的影响。
1 爆破应力波在岩石爆破时的作用机制(1)爆破应力波和其他波动一样,如果在它的传播过程中遇到岩石中的层面、节理面和自由面或者在传播过程中介质发生了变化时,将会在界面发生反射、折射现象,同时沿结构面和自由面产生表面波、瑞利波、拉夫波带走一部分能量,结构面越多,则表面波带走的能量就愈多。
(2)应力波垂直入射时,波的反射部分和透射部分的应力大小取决于不同介质的边界条件,即:在边界面的两侧,其应力状态必须相等;垂直于边界面方向的质点运动速度必须相等。
σi +(-σr )=σtV i +V r =V t式中:σi 、σr 、σt分别为入射波、反射波、透射波的应力,kPa ;V i 、V r 、V t 分别为入射波、反射波、透射波质点振动速度,cm/s 。
V i =σi /(ρ1C P 1)V r =σr /(ρ1C P 1)V t =σt /(ρ2C P 2)σi /(ρ1C P 1)+σr /(ρ1C P 1)=σt /(ρ2C P 2)σr =ρ2C P 2-ρ1C P 1ρ2C P 2+ρ1C P 1σiσt =2ρ2C P 2ρ2C P 2+ρ1C P 1σi 通过上述公式可以看出:(1)如果ρ1C P 1=ρ2C P 2,则σr =0,σt =σi ,此时入射的应力波在通过交界面时没有发生波的反射,入射的应力波全部透射入第二种介质,没有波能的损失。
(2)如果ρ2C P 2>ρ1C P 1时,既会出现透射的压缩波,也会产生反射的压缩波。
(3)如果ρ2C P 2<ρ1C P 1时,既会出现透射的压缩波,也会产生反射的拉伸波。
(4)如果ρ2C P 2=0,则σt =0,σr =σi ,在这种条5探矿工程(岩土钻掘工程) 2004年第12期 件下,入射波全部反射成拉伸波。
由于岩石抗压强度一般都比较高,因此(1)、(2)两种情况都不大可能产生岩石破坏。
由于岩石的抗拉强度大大低于它的抗压强度,因此(3)、(4)两种情况都可能引起岩石的破坏,特别是第(4)种情况,这充分说明自由面对提高爆破效果的重要作用。
当应力波在含弱面岩体中传播时,首先将在第一组弱面处发生反射、折射,同时沿交界面产生面波,带走一部分能量;当透射波遇到第二组弱面时,再次发生上述过程,此过程往复循环,下至岩石、水界面。
应力波能量将依次衰减,在前期应力波衰减过程中,反射拉伸波足以使岩石产生新的裂缝,可以产生内部剥落,而在这以后,随着反射拉伸波强度减弱,将只能使岩体沿弱面处破裂。
从而导致实际岩体爆破块度将由于距离爆源不同而存在较大差异。
药包近处岩体在高压作用及应力波作用下产生强烈破碎;远处岩体主要沿天然弱面破开,块度分布为爆前天然弱面切割成的块度。
2 岩体的结构面在岩石爆破中的作用2.1 爆破漏斗形状与弱面分布状态的关系试验研究发现(参见图1～5):炮孔排列方向与弱面平行时爆破效果最好,而斜交时效果较差;弱面间距越大,应力波引起岩体内部层裂作用越弱;爆破作用阻力越大;当弱面间距中等或偏小时,岩体破碎受弱面的影响较大,此时若抵抗线>最大允许碎块尺寸>弱面间距,则炸药单耗较小,且可减少二次破碎。
2.2 岩体结构对应力波传播规律的影响图1 层理面与最小抵抗线平行图2 层理面与最小抵抗线垂直图3 层理面与最小抵抗线斜交图4 弱面通过最小抵抗线对爆破的影响图5 5X 型节理对爆破的影响 岩体结构类型可分成整体状结构、块状结构、层状结构、碎裂状结构、散体状结构。
其中整体状结构岩体可按理想均质弹性体考虑,应力波的传播不受影响,在此仅就后4种情况分别进行讨论。
2.2.1 块状结构岩体例如岩体均一坚硬的火成岩、厚层沉积岩和变质岩,其构造简单,岩性完整,仅节理发育,裂隙一般闭合。
且其间没有低速介质充填,裂隙两侧岩体相互紧密接触,应力波的波长λ与裂隙宽度L 相比甚大,这使得岩体可以认为是均匀介质。
这种情况下,只要岩体尺寸远大于波长,应力波的传播规律服从均匀介质中波的传播一般规律,这类岩体的应力波衰减最小。
2.2.2 层状结构岩体例如层状或薄层状沉积岩或变质岩、软弱岩和软硬相间的互层状岩体,它们呈板状、片状结构体,互相叠合,层面基层面错动面发育,沿层面方向的线度与波长相比相差甚大,即可以认为各层面是无限延伸的,但各层的声学特性相互不同,则以某一角度入射到岩体上去的应力波传播路径将发生弯曲(如图6),这类岩体中的应力波存在着明显的各向异性。
垂直于层面方向的应力波传播速度比第一类岩体低,衰减也大。
15 2004年第12期 探矿工程(岩土钻掘工程)图6 应力波在层状岩体中的传播路径2.2.3 碎裂状结构岩体例如风化破碎岩体、岩脉穿插破碎岩体、压碎岩带、断裂密集带等,其裂隙张开并充填泥水,岩石破碎成碎块或板片状,其间有夹泥耦合,局部夹有块状岩矿结构体。
对于这类岩体,如每个块体的尺寸远大于波长,那么在这块体内,可按无限均匀介质来考虑应力波的传播规律。
而块体与块体之间的夹层,及低速薄层介质,要视其长度D、宽度L与波长λ间的关系而定,当D远大于波长λ时,各块体与薄层可视为无限延伸,只要L大于波长的一半,应力波每通过一裂隙,其幅值按下式减小一次:A2=A124c os2(K2L2c osα2)+(δ+1δ)2+sin2(K2L2c osα)K2=(2πf)/C2式中:α1入射角;α2薄层内的折射角;A1入射波的振幅;A2透射波的振幅;f波的频率;K2介质的体积弹性模量;L2介质的宽度;C1波在介质1中的传播速度;C2波在介质2中的传播速度。
如果裂隙长度Dνλ,则它的存在几乎不影响应力波的传播;如果Dµλ,裂隙内除水介质外无其它充填物,则应力波传播速度降低,同时传播方向将改变。
总之,对于碎裂结构体,其应力波传播速度降低较多,衰减加快。
2.2.4 散体结构岩体例如强风化破碎岩体、区域性或工程区的大断裂带、软弱岩层挤压错动带、胶结不良的断层交叉带,此种情况下的岩体极度破碎,成碎块、岩粉、碎屑、鳞片状,有大量断层泥充填,呈松散堆积和压密状态。
频率高、波长短的应力波在这类岩体中传播不仅存在折射,还出现多次反射和散射等现象。
这样应力波无法按原有射线方向传播,衰减也加快,在这类岩体中应力波传播速度最低,衰减最大,此时爆破效果受切割岩体的各种弱面的形状位置、数量的影响最大。
2.3 节理对岩石爆破的影响节理面的产状与炮孔网参数的相互关系对爆破质量有着重要的影响作用,对于含一组节理面的层状岩体爆破,当自由面平行于节理面或沿节理面方向倾斜时,爆破质量会大大改善。
当炮孔的排列方向与节理面平行时,爆破质量较好,而斜交时,爆破效果较差。
节理面间距越大,应力波引起岩体内部层裂作用越弱,爆破作用阻力越大;当节理面间距中等或偏小时,岩体破碎受节理面的影响较大。
3 结论(1)在炸药爆炸岩石破碎过程中,当应力波传到岩体弱面时,从弱面反射成拉伸应力波,此拉伸应力波在岩石爆破破碎过程中起主要作用。
(2)岩体的结构直接影响着应力波的传播和衰减。
(3)岩体的结构对岩石的爆破效果起着至关重要的作用。
参考文献:[1] 王中黔.水下爆破冲击波[A].水下爆破论文集[C].北京:人民交通出版社,1980.[2] 徐小荷.岩石破碎学[M].北京:煤炭工业出版社,1984.[3] 杨光煦.水下工程爆破[M].北京:海洋出版社,1992.(上接第49页)(2)建议寻找有效的室内试验方法,找出PDC 切削齿复合层厚度与岩性之间的关系,建立数学模型,利用测井资料,可更加有效地对金刚石钻头进行优选。
参考文献:[1] D.H.Z ijsling.Analysis of tem perature distribution and performance ofPDC bit under field drilling conditions[J].SPE13260,1987,(9). [2] D.A.G lowka.The use of single2cuttur data in the analysis of PDC bitdesign[J].SPE15619,1986,(9).[3] 杨进,高德利.一种钻头选型新方法研究[J].石油钻采工艺,1998,20(5):38-40.25探矿工程(岩土钻掘工程) 2004年第12期 。