1爆破工程施工 PPT课件

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第一章 爆破工程
《水电水利工程爆破施工技术规范》(DL/T5135-2001)
爆破是开挖石方最有效的手段,也常用于土石方的松 动、抛掷,定向爆破可用来撤除旧的建筑物,在水利工 程施工中,通常采用爆破来开挖基坑,开挖地下建筑物 所需要的空间,如遂洞开挖,也可用定向爆破建筑大坝。 目前控制爆破方法的高技术,把爆破的应用领域进一步 拓宽。
较广的经验公式是 : f n 0.4 0.6n3
故适用于各种类型的抛掷爆破漏斗的装药量
计算式也可表示为:
Q抛 0 4 0 6n3 qW 3
对于松动爆破漏斗的装药量,更为适合的经
验公式为:
Q松 033 055 qW3
对于减弱爆破
Q ( 4 3n)3 qW 3 7
• 1.物理安定性:吸湿、结块、挥发、渗油、老化等。 • 2.化学安定性:分解、易爆。如硝化甘油50℃开始分解,
散热不好易爆。
• 四)爆炸安定性
• 指炸药爆炸过程速度恒定不变的性能。与药包直径和炸药 的密度有关。如硝铵炸药线密度一般为0.9-1.6g/cm,药 卷直径一般为32mm。
• 五) 殉爆
• 2.单质猛性炸药
• 指化学成分为单一的化合物。爆力和猛度都很高,用于制 造起爆材料和作为混合猛性炸药的敏化材料。如梯恩梯、 硝化甘油、黑索金等。梯恩梯、硝化甘油都不溶于水,在 水中不降低爆炸性能。
• 3.混合猛性炸药
• 指由爆炸性成分和非爆炸性成分(一般为可燃物)按一定 比例混合制成的炸药。工程中应用最广。
式中:Q———装药量; q(K)———单位炸药消耗量; V———爆破漏斗体积。
注:单位炸药消耗量q(K) 是爆破工程中一个重要的 技术经济指标,受许多因素的影响。确定q(K) 的方法 较多,爆破工程中常采用的方法有:查表法、经验类比 法、经验公式法和现场标准抛掷爆破漏斗试验法。通常, 需对影响单位炸药消耗量的诸因素进行综合分析,方能 确定出爆破设计所需要的单位炸药消耗量。可见表1-2
如果药包是集中药包,标准抛掷爆破漏斗,爆破
作用指数n=1即r=W,爆破漏斗体积为:
V r2 W W3
3
因此,标准抛掷爆破的装药量为
Q qw3
适用于各种类型的抛掷爆破漏斗的装药量计算式为:
Q f nqW3
式中:f(n)———爆破作用指数的函数
函数f(n)的表达式有许多,其中目前应用
三、爆破的分类
(1)按爆破规模可分为小爆破、中爆破和大爆破; (2)按凿岩情况可分为浅孔、深孔、药壶、洞室和二
次爆破。 (3)按爆破要求可分为压缩、松动、标准、加强及定
向、光面、预裂、特殊(冻土、冰块)爆破。
第二节 爆破材料和起爆方法
一、炸药 (一)炸药的基本性能 一)爆炸性能
1.爆速:炸药爆炸时的分解速度。一般在2000-8000m/s 2.威力 (1)爆力(mL):炸药在介质中爆炸做功的总能力,是对 介质整体的压缩、破坏和抛掷的能力。用铅柱扩大法测定, 与炸药的爆热、爆温和爆压有关。 (2)猛度(mm):指对药包周围临近介质产生压缩、粉碎 的能力。由铅柱压缩法测定,与炸药的爆速有关。 爆力和猛度合称威力。
(二)导火索(外径 5.2~5.8mm)
以黑火药为药芯,以 棉线、塑料布、沥青 等材料卷成的圆形索。 燃速100-125s/m以内。 使用前进行燃速试验, 确保安全。
用拉火管或点火棒、 点火筒点燃,严禁用 明火点炮。
(三)导爆索(传爆线 外径5.2~6.2mm)
• 结构与导火索相似,芯药 用高敏感度炸药(如雷汞、 黑索金)制成,表面染成 红色,与导火索区别。爆 速6500m/s,可以直接引 爆任何炸药。价格昂贵, 在特别重要的爆破中使用。 (用雷管引爆)
• 4)乳化炸药
• 主要成分是硝酸铵水溶液,另加乳化剂、粘结剂、可燃剂、 敏化剂等配成。呈浅黄或白色乳脂状。具有高抗水性,爆轰 敏感度高,机械敏感度低,使用安全方便,目前广泛应用。 爆力250-310mL3,猛度为18-22mm。如小直径药卷敞口浸 水96小时,其性能变化微小。
• (2)硝化甘油炸药
延长药包装药量计算 (1)与临空面垂直的延长药包 标准抛掷:Q=qW3=qh3125/216 (2)与临空面平行的延长药包 标准抛掷:Q=qW2L
H-炮孔深度;L-药包长度
注意:
课本装药量计算所述装药量计算公式,是以单自 由面和单药包爆破为前提的,然而在实际爆破工 程中常常是用多药包成组爆破,而且为了改善爆 破效果,通常都是利用多个自由面进行爆破,这 样就使爆破漏斗的形状变得更加复杂。在计算装 药量时,应按具体情况确定每一个药包所能爆下 的体积,分别求出每一个药包的装药量,然后进 行累计,从而得出总装药量。
• 2)粉状铵油炸药
• 由硝酸铵、柴油、木粉组成。92-4-4型,成本低,使用安 全,常用于大爆破。吸湿性、结块性强,降低性能。颗粒 越细,含水率越低,炸药性能越好。
• 3)水胶炸药(浆状炸药的第二代)
• 以硝酸铵、梯恩梯为主要成分的一种含水炸药。抗水性强, 威力大,爆轰敏感度高,适用于各种条件下的爆破。
• 3.氧平衡:炸药分解时的氧化情况
• (1)零氧平衡:指炸药爆炸后,炸药中的氧恰 好能够使炸药中的碳、氢完全氧化生成二氧化碳 和水,无剩余氧。
• (2)正氧平衡:如有多余的氧,就会再把炸药 中的氮氧化成一氧化氮或二氧化氮,称正氧平衡。
• (3)负氧平衡:如炸药中的氧含量不足,则炸 药中的碳一部分只能氧化成一氧化碳,称为负氧 平衡。
2.电雷管 有瞬发、普通延期和
毫秒微差三种。延发 雷管在瓦斯和煤尘中 不能使用。
• 3.无起爆药雷管:取消起爆药和过渡药,是目前 最安全、最先进的雷管。
• 4.安全电雷管:猛炸药中加入消焰剂。在有瓦斯 的工作面爆破时,总延期时间控制在130ms内。 因此,安全电雷管只有瞬发和延期毫秒电雷管。
• 5.电子雷管:国外已开始使用,数码编程。
W再小些时:图中的w3,炸药爆炸产生松动破坏作用。 W更小些时: 图中的w4,炸药产生抛掷作用。
二、炸包种类及其装药量计算
相应于以上各类爆破的药包分别叫:标准抛掷 药包、加强抛掷药包、减弱抛掷药包、松动药包。
集中药包:长边小于短边4倍。多用于抛掷爆 破。
延长药包:长边超过短边4倍。分为连续和间 隔药包两种,一般用于松动爆破。
• 二)敏感度(感度)
• 指炸药在外能的作用下发生爆炸的难易程度。如撞击、火 花、摩擦、爆炸(引起殉爆)等。
• 1.提高敏感度的方法:炸药中掺砂、碎玻璃、金属等。 • 2.降低敏感度的方法:炸药用石蜡、沥青、油、凡士林
等包装。
• 三)炸药的安定性
• 指炸药在长期储存中,保持其原有物理、化学性质不变的 能力。
• 一个药包爆炸引起附近药包爆炸的现象。能连续三次殉爆 的最大距离称殉爆距。
• (二)常用的工程炸药
1.炸药分类 (见表1.3)
• 有起爆炸药、单质猛性炸药、混合猛性、发射药炸 药四类。
• 1.起爆炸药
• 指用以制造起爆材料的炸药。威力大,对冲击、火花等敏 感,化学安定性较好。有雷汞、氮化铅、二硝基重氮酚, 后两者成本低,且耐水,已取代雷汞。
第一节 爆破概念与分类
一、爆破概念
一般来说爆破是指采用工业炸药破碎、 压实、疏松和切割物体的作业 。爆炸一般 地说,压力急剧释放的现象都可称为爆炸。 化学能量转化为其他如热能、机械能等, 产生高压高温。
能量在空气中传播为冲击波,在岩土中传 播为地震波。
1. 爆破作用圈
工程中的介质总是有限的和不均匀的。为了研究方便, 假设爆破作用的介质是无限的和均匀的。在这种理想介质中 的爆破作用是:冲击波以药包中心为球心,呈同心球向四周 传播。距球心越近,作用介质的压力越大,距球心越远,由 于介质的阻尼,使作用于介质的压力波逐渐衰减,直至全部 消失。假如沿球心切割一平面,可将爆破作用的影响范围划 分为如下几个部分:
B.临空面(自由面)
自由面 药包
(1)反射拉应力波 当药包埋深小于爆破作用半径,压应力波一旦 达到临空面,反射成拉应力波,产生弧状裂缝, 将临空面剥离成弧形板状块,形成新的临空面, 继续反射拉应力波。故临空面愈多,爆破效果愈 好。
(2)临空面聚能作用 空穴为吸收周围介质运动的中心。 临空面可看作半径很大的空穴
药包装药量的计算
它是爆破工程中一项非常重要的指标,直 接关系到爆破效果的好坏和爆破成本的高低。 目前主要是根据生产实践中积累的公式来确 定装药量。
装药量计算原理。计算装药量常采用体积 法则。其内容是,在一定的炸药和岩石等介 质条件下,爆落的岩石等介质体积同所用的 装药量成正比,即:
Q qV
• 主要成分为硝化甘油而得名,其他成分为硝酸铵、硝化棉、 木粉等。常为可塑胶体,又名胶质炸药。价格昂贵,常用于 极硬岩体的爆破。爆力为360mL3,猛度为16mm,敏感度 很高(8-10℃开始冻结)。
(3)常用静态破碎剂型号及技术性能 见表3-5
二、起爆器材 (一)雷管 1.火雷管:用导火索引爆。根据管内起爆量的多少分 1~10号段,常用6号和8号。在瓦斯和煤尘中不能使用。
n=r/W
爆破分类(按n值大小) (1)标准抛掷爆破n=1 (2)加强抛掷爆破n>1 n=1.25-1.75用作定
向爆破
(3)减弱抛掷爆破1>n>0.75 (4)松动爆破0.33≤n≤0.75 (5)隐藏式爆破(内部作用式)n<0.33临
空面不破坏
图中的w1,炸药爆炸只产生内部作用。 W小一些时:图中的w2,炸药爆炸产生外部作用。
几何参数
(1)W:最小抵抗线,药包 中心到临空面的最短距离
(2)r:爆破漏斗半径 (3)n:爆破作用指数
n=r/W (4)R:破坏作用半径
C. 爆破作用指数n是爆破设计中最重要的设计 参数,n值大,爆破漏斗呈宽浅式,n值小,爆 破漏斗呈窄深式,Biblioteka Baidu至不出现爆破漏斗。因此 可以用n值大小对爆破进行分类。
(理想情况下的爆破,主要是建立物理、力学模型 )
爆破时,最靠近炸药处的土石受 到的压力最大,其破坏程亦愈大。
固结性岩石:便被粉碎; 可塑性土层:被压缩成腔室。 爆破作用划分如下:
1-压缩圈(破碎圈); ; 2-抛掷圈 3-松动圈; 4-震动圈。
2.爆破漏斗
A.概念:当药包埋设较浅,爆破后将形成以药包中心为顶点 的倒圆锥形爆破坑。 它的大小不仅与装药量的多少有关,而且与岩石的破碎 难易程度有关。岩石的破碎难易程度普遍采用岩石的坚硬 系数f值有关 爆破漏斗三要素是指最小抵抗线W、爆破漏斗半径r 和爆 破漏斗作用半径R。
(c)安全铵梯
用于有瓦斯、矿尘爆炸的地下工程,要求有毒气 体符合标准,且爆炸时不引爆瓦斯和矿尘。一般掺 入15%-20%的氯化钠作为消焰剂,使爆炸时不致 产生火花。
b.特点:威力较高,敏感度较低,安全性好,水利 工程广泛应用;吸湿性、结块性强,降低敏感度。
c.分类(按配比不同):2号铵梯过去应用最多, 为标准炸药。其成分:硝酸铵85%、梯恩梯11%、 木粉4%,其爆力为320cm3,猛度为12mm。
• 注:
• (1)正氧平衡、负氧平衡都是吸热反应,有两 大危害。一是降低爆破效果(炸药威力下降), 二是产生有害气体(不安全)。尤其负氧平衡产 生的一氧化碳。
• (2)零氧平衡爆破效果好,不产生有毒气体, 施工安全。
• (3)炸药配制尽量实现零氧平衡或不大的正氧 平衡。地下爆破施工中,不得使用正、负氧平衡 较大的炸药。
• (1)硝酸铵类炸药
• 指以硝酸铵为主要成分的一大类炸药的总称。 • 1)铵梯炸药 • 主要由硝酸铵、梯恩梯和木粉配成。(有毒,我国2008
后逐步禁用)
• a.分类(按其应用条件不同分): • (a)露天铵梯:多用于露天爆破对氧平衡值要求低 • (b)岩石铵梯:用于无瓦斯、矿尘爆炸的地下工程,严
格限制有毒气体生成,接近零氧平衡
①随着临空面的增多,单位耗药量随之减少,多 个自由面时:二个取0.83q;三个取0.67q
②上述q值均以标准炸药为基准,如采用其他炸 药,用药量应乘以炸药爆力换算系数e。
(2#岩石铵梯炸药为标准炸药)
e=B0/B B0:标准炸药的爆力 B:采用炸药的爆力
以上未能反映对爆破质量、岩石破碎程度、爆破均 匀程度提出要求。但实际工程爆破中要复杂的多,因 此,要结合现场条件,吸取成功经验,选择符合实际 情况的计算方法。
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