爆破理论
爆破理论与技术
![爆破理论与技术](https://img.taocdn.com/s3/m/616657bdbb0d4a7302768e9951e79b8968026882.png)
地下爆破工程通常采用炸药作 为能源,通过爆破器材和爆破
技术来实现。
地下爆破工程广泛应用于矿山 开采、隧道挖掘、地下资源勘
探等领域。
地下爆破工程需要考虑地质构 造、岩石力学、通风排水等多 种因素,以确保安全和效果。
水下爆破工程
水下爆破工程是指在水下环境中进行 爆破的工程。
水下爆破工程广泛应用于水下隧道、 水下采矿、水下清淤等领域。
影响。
炸药单耗
03
指每爆破一立方米岩石所需的炸药量,是衡量爆破效果的重要
参数。
爆破技术应用
01
02
03
露天爆破
广泛应用于采矿、水利水 电、交通建设等领域,用 于破碎岩石或拆除建筑物。
地下爆破
用于隧道开挖、地下采矿 等作业,需要采取防爆、 通风等安全措施。
拆除爆破
通过爆破技术拆除旧建筑 物或构筑物,需要注意安 全和环保问题。
02
起爆器材
包括导火索、导爆索、导爆管等, 用于引爆炸药,是爆破作业的关 键器材。
03
炸药与起爆器材的 安全管理
炸药和起爆器材应严格按照国家 规定进行储存、运输和使用,以 确保安全。
爆破技术参数
炮眼直径与深度
01
根据岩石的硬度、炸药的性能和爆破要求,选择合适的炮眼直
径和深度。
炮眼间距与排距
02
合理的炮眼间距和排距可以提高爆破效果,减少对周围环境的
控制装药量 根据岩石性质和炮孔条件,合理 控制装药量,以达到最佳的爆破 效果。
采用新型炸药和起爆器材 采用高效、低爆速、低成本的炸 药和起爆器材,提高爆破效果和 安全性。
爆破效果评估与优化案例分析
某高速公路石方爆破工程
通过现场调查法和数值模拟法,评估了爆破效果和安全性, 优化了炮孔布置和装药量,提高了工程效率和质量。
爆破基本理论及安全爆破技术
![爆破基本理论及安全爆破技术](https://img.taocdn.com/s3/m/15366a7002768e9951e7383b.png)
爆破基本理论及安全爆破技术第一讲爆破的基本理论一、炸药爆炸的基本知识(一)炸药的化学变化形式所谓炸药是指在受到一定外界能量作用后,能够发生极为迅速的化学反应,并生成大量热量和气体的物质。
炸药的能量非常集中,释放能量时间很短,其能量瞬间释放对周围介质做功过程即为爆炸。
当炸药的性质、反应速度、激发条件和其他因素发生变化,炸药表现出的化学变化形式也不同,一般可分以下3种:(1)热分解。
是炸药在一定温度下缓慢发生的化学变化。
温度越高,分解越迅速,这种反应变化发生在整个炸药内,但反应变化过程中不产生火、光和声响,一般难以察觉。
(2)燃烧。
某些炸药在热源或火焰作用下可发生燃烧,炸药燃烧时的反应速度要比热分解时快,其速度可由每秒数厘米或数米,直至数百米;而且反应过程不需要外部供氧,在这种情况下,极易转变为爆炸,尤其在密闭空间内更是如此。
因此一旦炸药着火,切不可用砂土掩埋,因为炸药本身含有氧化剂,不需要外界供氧,密闭反会导致压力升高,使燃烧加速,甚至引起爆炸。
(3)爆炸。
在足够能量作用下,炸药进行高速的化学反应,形成高温高压,生成大量的热量。
根据爆炸的特性不同,可分为稳定爆炸(又称爆轰)和不稳定爆炸两种形式。
反应速度保持恒定的,以每秒数千米的最大爆速进行的称为稳定爆炸,又称爆轰。
而反应速度变化不定的,且爆速较低的爆炸称为不稳定爆炸。
不稳定爆炸容易产生残爆、爆燃或拒爆等爆炸事故。
炸药的几种化学反应形式在一定条件下可以相互转化,如热分解、燃烧可以转化为爆炸,而爆炸也可以转化为燃烧。
(二)炸药爆炸的稳定性传播及其影响因素1.传爆传爆是指炸药药包由起爆到爆炸结束的过程中,爆炸反应在药包中自行传递的过程。
2.冲击波的爆轰波(1)冲击波是指炸药起爆后,产生大量的热能和气体,形成了高温、高压、瞬间膨胀并高速行进的气浪,这种气浪具有极大的冲击作用,即~。
(2)爆轰波是指爆炸产生的能量高速地在炸药中传递,并形成具有能量补充的特殊形式压缩冲击波。
爆破工程
![爆破工程](https://img.taocdn.com/s3/m/c920ea0203d8ce2f006623ac.png)
• 讨论分析: • ⑴、当ρ1.cp1=ρ2.cp2 •
,
即两侧介质波阻抗相等。 бr=0 бr = бt 不反射。
Rr=0
Rt=1
• ⑵、当 ρ1.cp1<ρ2.cp2 则Rr>0 бr>0 бt>0 界面 处既有 透射又有反射,性质与入射波相同。 • 若:ρ1.cp1<<ρ2.cp2 则 Rr=1 Rt=2 бr = бi vt=0 бt= 2.бi
⑵、爆破作用指数(n)
爆破漏斗半径(r)和最小抵抗线(w)的比值称为爆破 作用指数。 即 n=r/ w 一般说来,最小抵抗线 w 一定时,爆破作用越强,所 形成的爆破漏斗半径 r 就越大。
• 相应地,爆破漏斗内介质的破碎和抛掷作用也随之增强。 根据爆破作指数 n 的大小,爆破漏斗有如下四种基本形 式: ①、松动爆破漏斗 • 爆破漏斗内的岩石等介质被破坏、松动,但并不抛出 坑外、不形成可见的爆破漏斗。 • 此时,n≈0.75 它是控制爆破常用形式。 •当 n<0.75时,不形成从药包中心到自由面的连 续破坏,不形成爆破漏斗。 ②、减弱抛掷(加强松动) 漏斗内的破碎介质有少量抛出漏斗。 此时,0.75<n<1 r<W ③、标准抛掷漏斗 此时,n=1 r=W
4、霍普金逊(Hopkinson)效应 5、岩石可爆性分级
岩石可爆性是指岩石抵抗爆破作用的能力或爆破的难 易程度。
• 岩石的可爆性性分级是制定爆破定额、优化爆破设计和企 业管理的科学依据之一。国内外科研工作者对此进行了大 量工作,提出了许多分级方法 ⑴、普氏系数分级 (普洛脱甲可诺夫---普氏)他通过长期的观察和测定, 建立了一种岩石“坚固性”的抽象概念。他认为岩石 具有一种“坚固性”,它可以笼统地表征岩石的性质--坚固的岩石及难保爆破又难凿岩。 他使用坚固性系数 f 来描述岩石的坚固程度,并以它为 标准来对岩石进行分级。 普氏采用:岩石强度、凿岩速度、凿碎单位体积岩石所 消耗的功、单位炸药消耗量等多项指标。经过长期大 量测定,取其结果的平均值,确定岩石的坚固性系数 值,然后按 f 值大小将岩石分成十个等级。
爆破理论基础
![爆破理论基础](https://img.taocdn.com/s3/m/a071a061998fcc22bcd10ddb.png)
一、雷管 以前的雷管起爆药主要装的雷汞
[Hg(ONC)2],故取名雷管,但现在主要 是二硝基重氮酚 C6H2(NO2)N2O[DDNP]。
加强药是黑索金,RDX。 1、雷管的结构如图所示:
2、雷管的种类
火雷管 雷管 电 雷 管
数码雷管
瞬发雷管 秒延期雷管 毫秒延期雷管
3、电雷管的主要性能参数
H
2
3N
2
二、炸药及其分类 1、炸药的概念 炸药是在一定条件下能够发生快速
化学反应,放出热量,生成大量气体, 显示爆炸效应的化合物或混合物。
2、炸药的分类 (1)按组成分为:单质炸药和混合炸药 (2)按用途分为:起爆药、猛炸药、发 射药
三、炸药的爆炸反应 1、炸药的氧平衡 炸药主要由C、H、O、N四种元素组成,
性好、可塑性大,易于装填、敏感度底、 安全性好。
4、高威力炸药 在铵梯炸药中加入黑索金、铝粉等
制成,有铵梯黑、铵梯铝、铵梯黑铝等 几种。
三、硝化甘油类炸药 1、组成: 硝化甘油+消化棉+木粉+硝酸盐 2、特点: 威力大、爆炸稳定性高、防水性
能好、密度大、有可塑性, 机械感度 高,容易渗油或老化,价格贵。
铵梯炸药,一般制成直径27mm、 32mm、35mm、38mm,重100g、150g、 200g的药卷;
聚能穴:药卷一端为平顶,另一端内凹 入,称为聚能穴。
岩石铵梯炸药有效期限6个月,煤矿 铵梯有效月4个月。
2、铵油炸药—硝酸铵95%+柴油5% 3、浆状炸药—硝酸铵、硝酸钠的水 溶液+TNT 铝粉+田菁胶槐豆胶制成。 铵油炸药、浆状炸药威力大、抗水
C、H是可燃元素,O是助燃元素,炸药爆炸的 过程就是氧与碳、氢生成CO2、H2O、CO等新 产物的氧化化还原反应过程。
爆破原理及爆破方法
![爆破原理及爆破方法](https://img.taocdn.com/s3/m/44c3a8509a6648d7c1c708a1284ac850ad020419.png)
爆破原理及爆破方法第一节爆破作用原理一、岩体爆破破坏机理爆破是当前破碎岩石的主要手段。
关于岩石等脆性介质爆破破坏机理,有许多假设,按其基本观点,归纳起来有爆轰气体膨胀压力作用破坏论、应力波及反射拉伸破坏论、冲击波和爆轰气体膨胀压力共同作用破坏论三种。
1.爆轰气体膨胀压力作用破坏论该理论认为炸药爆炸所引起脆性介质(岩石)的破坏,使其产生大量高温高压气体,它所产生的推力,作用在药包四周的岩壁上,引起岩石质点的径向位移,由于作用力的不等引起的径向位移,导致在岩石中形成剪切应力,当这种剪切应力超过岩石的极限抗剪强度时就会引起岩石破裂,当爆轰气体的膨胀推力足够大时,会引起自由面四周的岩石隆起,鼓开并沿径向推出。
这种观点完全否认冲击波的动作用,这是不符合实际的。
2.应力波反射拉伸破坏论该理论认为药包爆炸时,强大的冲击波冲击和压缩四周岩石,在岩石中激发成激烈的压缩应力波,当传到自由面反射变成拉伸应力波,其强度超过岩石的极限抗拉强度时,从自由面开始向爆源方向产生拉伸片裂破坏作用。
这种理论只从爆轰的动力学观点出发,而忽视了爆生气体膨胀做功的静作用,因而也具有片面性。
3.冲击波和爆轰气体膨胀压力共同作用破坏论该理论认为爆破时,岩石的破坏是冲击波和爆轰气体膨胀压力共同作用的结果。
但在解释岩石破碎的原因是谁起主导作用时仍存在不同的观点,一种认为冲击波在破碎岩石时不起主要作用,它只是在形成初始径向裂隙时起了先锋作用,但在大量破碎岩石时则主要依靠爆轰气体膨胀压力的推力作用和尖劈作用。
另一种观点则认为爆破时岩石破碎谁起主要作用要取决于岩石的性质,即取决于岩石的波阻抗。
关于高波阻抗的岩石,即致密坚韧的整体性岩石,它对爆炸应力波的传播性能好,波速大。
关于低波阻松软而具有塑性的岩石,爆炸应力波传播的性能较差,波速较低,爆破时岩石的破坏主要依靠爆轰气体的膨胀压力;关于中等波阻抗的中等坚硬岩石,应力波和爆轰气体膨胀压力同样起重要作用。
岩土爆破理论sjs
![岩土爆破理论sjs](https://img.taocdn.com/s3/m/976826558762caaedc33d4b1.png)
3 岩石爆破作用机理三大学说
• 药包爆炸时,产生高温、
压气体。气体迅速膨胀,以极 高压力(104MPa量级)作用 于药包周围岩壁上,形成径向 压应力场、同时衍生切向拉应 力场。 ❖ 当岩石抗拉强度低于切向拉
应力时,将产生径向裂隙。
θ
σr σσ
σr
θ
θ
σ
σ
θ
岩土爆破理论sjs
(a)
岩土爆破理论sjs
3 岩石爆破作用机理三大学说
爆轰波、爆轰气体,作用于 药包周围岩壁上,在岩石中 形成冲击波并很快衰减为应 力波。
冲击波在药包附近产生 “压 碎”现象,应力波在压碎区 域之外产生径向裂隙。
岩土爆破理论sjs
R0
R1 R2
3 岩石爆破作用机理三大学说
随后,爆轰气体继续压缩压碎的岩石,并“楔入”应力波作 用下产生的裂隙中,使之继续延伸和张开。
❖ 了解岩石爆破破碎作用机 理是优化爆破参数,获得 良好爆破效果的基础。
岩土爆破理论sjs
施工人员正在钻孔
3 岩石爆破破碎机理三大学说
❖ 经典岩石爆破破碎机理有如下三大学说:
村田勉等提出的爆炸气体膨胀压力作用学说; 日野熊雄等提出的爆炸冲击波(应力波)作用学说; 综合2派观点的爆炸应力波和气体膨胀共同作用学说。
冲击波作用区之外,是应力波,其衰减规律与冲击波相
同,但衰减指数较小。前苏联学者给出的衰减指数为
• 我国武汉岩土力学研究所通过现场试验得出的应力波
衰减指数为:
• 在应力波作用区,岩石中柱状应力波的径向应力与切向
应力之间有如下关系:
岩土爆破理论sjs
3 岩石爆破作用机理三大学说
• 在交通、水利水电、采矿 等工程领域,爆破是最广 泛、有效破岩手段。
爆破安全技术培训12
![爆破安全技术培训12](https://img.taocdn.com/s3/m/7dae0905f01dc281e53af0c9.png)
爆破理论知识—爆破基本知识
由该机理可知炸药爆炸引起瓦斯燃 烧或爆炸热的性能,主要是爆炸产 物的组成,爆温和爆热有关。若爆 炸产物内含有剩余氧量,氮氧化物、 过氧化物、一氧化碳或游离等成分, 就会降低瓦斯发火下限,并促进瓦 斯的氧化反应,使发火可能性增大。 因此,安全炸药应按零氧平衡配制, 减少上述爆炸产物。
(三)预期爆破效果表,要说明炮眼 利用率、每循环进度,炮眼总长度, 炸药和雷管总消耗量,及单位消耗量。
(四)爆破说明书必须编入采掘作业 规程,并及时修改补充。爆破工必须 依照说明书进行爆破作业。
爆破理论知识—爆破器材
什么是炸药? 炸药的爆炸三 要素是什么?
炸药是具备化 学爆炸条件的 物质。也就是 说炸药是一种 在外界能量作 用下,自身能 够进行高速化 学反应并产生 大量高温、高 压气体和热量
爆破理论知识—爆破基本知识
3.起爆感度 炸药在其它炸药(如起爆药)的
作用下发生爆炸的能力称为炸药 的起爆感度。
炸药的起爆感度常用极限药量来 表示,所谓极限药量是指可使猛 炸药爆轰的最小起爆药量。最小 起爆药量越小,表示猛炸药的起 爆感度越大;反之,则表明猛炸 药对起爆药的起爆感度越小。
2、负氧平衡。炸药中的氧含量 不足以将可燃元素充分氧化,这 类炸药称为负氧平衡炸药。其特 点是,负氧平衡时,因氧气不足, 可燃元素未被充分氧化,生成一 氧化碳和固体碳。一氧化碳为有 毒气体,不仅对人体有害,而且 在高温下与外界氧反应,能再次 燃烧形成二次火焰。二次火焰和 爆炸时生成的灼热固体碳粒,容 易引起瓦斯、煤尘爆炸。
爆破理论知识—爆破基本知识
增加药卷直径,爆速明显增加。但直径增 加到一定程度后,爆速便不再增加而接近 一个常数,此时的药卷直径叫做极限直径, 如低感度硝铵类炸药的极限直径达300毫 米。极限直径时的爆速叫做极限爆速,硝 铵系列重要的极限爆速一般为4000~ 5000米/秒。这时产生的爆炸波最强,传 爆最理想。一般认为,处于临界直径上, 极限直径以下的范围都属稳定传爆,炸药 反应形式均为稳定爆炸,只是在此范围内 随着药卷直径的增加,效果才更趋理想。 据国外资料介绍,药卷直径每增加1毫米, 炮眼数目相应减少3%。
《岩土爆破理论》课件
![《岩土爆破理论》课件](https://img.taocdn.com/s3/m/cf8d107842323968011ca300a6c30c225901f094.png)
可持续发展要求
合理利用资源、降低能耗 、提高效率、推动技术创 新等
和减震降噪技术, 实现绿色施工
05
岩土爆破理论展望
岩土爆破理论研究前沿
数值模拟与物理模拟相结合
通过建立更精确的数值模型,结合物理实验,深入研究岩土爆破 过程中的力学行为和破坏机制。
智能爆破技术
岩土爆破的基本原理
01
炸药爆炸产生的高温高压气体使岩土介质破碎或松 动。
02
炸药爆炸产生的冲击波和爆炸气体在岩土中形成冲 击应力波和剪切波,使岩土介质产生破坏。
03
炸药爆炸产生的爆炸气体膨胀作用将破碎的岩土介 质抛出,形成爆破漏斗。
岩土爆破的历史与发展
01
19世纪中叶,炸药和爆破技术开始应用于采矿和隧道开挖领域 。
利用微震监测技术,实时监测爆破过 程中的振动和破坏情况,提高爆破效 果和安全性。
通过控制炸药爆炸的方向和能量分布 ,实现特定方向的岩土破碎和分离。
岩土爆破工程实践展望
1 2 3
复杂环境下的爆破工程
针对复杂地形、地貌、地质条件下的岩土爆破工 程,研究相应的技术和方法,提高工程安全性和 可靠性。
城市地下空间开发中的爆破工程
确保使用的爆破设备和工具符合安全标准, 并定期进行检查和维护。
应急预案
制定应急预案,以应对可能发生的意外情况 ,包括人员伤亡、设备损坏等。
岩土爆破效果评估
01
02
03
破碎效果评估
根据破碎后的岩土粒径分 布、破碎程度等指标,评 估爆破效果是否达到预期 要求。
经济效益评估
比较不同爆破方案的施工 成本、经济效益等指标, 选择最优方案。
根据岩土性质、爆破条件和爆破 要求,选择合适的炸药类型和规 格,以达到最佳的爆破效果。
继续教育答案(爆破理论)
![继续教育答案(爆破理论)](https://img.taocdn.com/s3/m/1de7f3e4f90f76c661371a4c.png)
B. 氧平衡接近零
C. 要有较高的起爆感度和传爆能力
D. 爆炸后不致引起矿井大气的局部高温
A B C D 正确答案: A B C D
7
【 判断 】 为了降低成本,过期变质的炸药可以将就使用。( )
A. 正确
B. 错误
正确 错误 正确答案: 错误
8
【 判断 】 在潮湿或有水的炮孔进行爆破作业,应使用抗水型炸药。( )
A. 正确
B. 错误
正确 错误 正确答案: 正确
9
【 判断 】 为了加快工程进度,在同一工作面处理盲炮时可同时进行出渣作业。( )
A. 正确
B. 错误
正确 错误 正确答案: 错误
10
【 判断 】 爆破作业后剩余的爆炸物品必须当班清退回库。( )
6
【多选 】 炸药爆炸的基本特征是( )。
A. 产生音响效应
B. 生成大量的气体
C. 过程的高速性
D. 反应的放热性
A B C D 正确答案: B C D
7
【 判断 】 某煤矿为低瓦斯矿,井下爆破作业人可采用2号岩石炸药。( )
A. 正确
B. 错误
正确 错误 正确答案: 错误
A. 电雷管
B. 铵梯炸药
C. 导火索
D. 火雷管
A B C D 正确答案: B C D
5
【多选 】 炸药按用途分为( )。
A. 烟火剂
B. 火药
C. 猛炸药
D. 起爆药
A B C D 正确答案: A B C D
6
【多选 】 煤矿许用炸药的基本要求是( )。
03第二章2 爆破理论与技术
![03第二章2 爆破理论与技术](https://img.taocdn.com/s3/m/2be3d657f242336c1eb95eea.png)
硝酸铵-2700m/s;
3. 影响爆速的因素
①药卷直径: 临界直径(小于则不爆)、 极限直径 (大于也不提高)
二号岩石铵梯炸药临界直径15mm
② 炸药密度:单质炸药(密好)、混合炸药(最佳密度)
③药卷外壳:外壳限制爆轰产物侧飞,直径小提高爆速明显,大时不明显。 ④ 炸药的粒度:越细,临界直径和极限直接减小,爆速提高。 ⑤ 起 爆 能 的 大 小 : 如 TNT 粒 径 1.0~1.6mm , ρ=1.0g/cm3 , 装 药 直 径
21mm时,强起爆能3600m/s,弱起爆能1000m/s;当硝化甘油装药直径
21mm 时 , 用 6 号 雷 管 起 爆 , 爆 速 2000m/s , 用 8 号 雷 管 起 爆 , 爆 速 8000m/s以上。
• 六、间隙效应(沟槽效应)
• 由于药卷与炮眼孔壁间存在间隙,先爆的将后 部药卷压密,从而发生爆轰中断或变为燃烧。不偶 合值=炮眼直径/药卷直径=1.12-1.76时会发生。 消除方法: 1、采用偶合散装炸药; 2、控制药卷与炮眼间隙尺寸; 3、在药卷间套硬纸板等; 4、采用小直径炸药、水胶或乳化炸药,岩石2#药 卷累计长度多为600-800mm。
2. 炸药的氧平衡分类
① K > 0 ,正氧平衡炸药,( NO 、 NO2—— 吸热反应,有毒,促使 瓦斯爆炸) ②K<0,负氧平衡炸药,(CO——有毒,C、H2——不能放出最大 热量) ③K=0,零氧平衡炸药(放出最大热量) 3. 混合炸药的配制 例如:铵油炸药(硝酸铵与柴油)中,加入4%的木粉作松散剂,按零 氧平衡设计配方。 设100g铵油炸药中含硝酸铵x克,柴油y克,则 x + y = 100-4 = 96 0.2x-3.42y-1.37×4 = 0 解之: x = 92.21g y = 3.79g
爆破安全技术—爆破基础知识
![爆破安全技术—爆破基础知识](https://img.taocdn.com/s3/m/4a7a7a62580102020740be1e650e52ea5518ceab.png)
爆破安全技术—爆破基础知识爆破安全技术是指通过使用爆炸性材料或其他爆炸能源进行破坏,破坏对象可能是建筑物、设施、设备、爆破工程以及地下管线等。
爆破安全技术主要应用于矿山、建筑、隧道、道路、桥梁、水电站、船舶拆解、破冰、核工程等领域。
本文将介绍爆破安全技术的基础知识,包括爆炸理论、爆炸特点、爆破器材、爆炸反应等。
一、爆破理论1.1 爆炸定义爆炸是指化学反应在短时间内迅速放出大量能量,产生极高的压力和温度,从而使周围介质发生破裂和破碎的过程。
1.2 爆炸特点- 性能:爆炸产生的能量与药量密切相关。
- 高温、高压:爆炸产生的气体温度可达到几千至数万摄氏度,压力可达到几十至几百兆帕。
- 冲击波:爆炸产生的冲击波可以瞬间造成物体破裂和破碎。
- 热辐射:爆炸释放的能量会以光辐射形式产生,可造成烧伤和眼睛损伤。
- 毒性气体:爆炸释放的烟雾和废气中含有大量有毒气体,对人体有危害。
1.3 爆炸反应爆炸反应一般由爆炸物、助燃剂和氧化剂组成。
爆炸物是指能够产生爆炸能量的物质,助燃剂是指能够提供火源和增加爆炸能量的物质,氧化剂是指能提供大量氧气的物质。
爆炸反应主要包括以下几个步骤:- 点火:爆炸物与火源接触,发生点火反应。
- 爆轰:点火后,爆炸物开始产生大量的燃烧产物,并迅速膨胀形成冲击波和高温高压气体。
- 消失:爆炸物燃烧完全消失,爆炸反应结束。
二、爆破器材2.1 炸药炸药是用于产生爆炸能量的特殊化学物质。
常见的炸药有黑火药、硝化棉、三硝化甘油等。
炸药根据其性能不同分为低爆炸性炸药、中爆炸性炸药和高爆炸性炸药。
2.2 导爆索导爆索是一种用于引爆炸药的装置,由导火线和引爆装置组成。
导火线是一种可传递火焰和点火的细线,引爆装置可以是电火花装置、雷管、爆炸片等。
2.3 输爆管输爆管是一种用于输送炸药或引爆装置的管道,主要用于将炸药安全地输送到需要破坏的目标位置,同时保证爆炸产生的冲击波和热辐射能够集中在目标上。
2.4 安全装置安全装置是一种用于控制和保护爆炸过程的设备,包括安全开关、安全阀、防爆控制装置等。
爆破理论
![爆破理论](https://img.taocdn.com/s3/m/5daf9a9155270722182ef734.png)
2. 工程爆破基本理论爆破理论就是研究炸药爆炸与爆破对象(目标)相互作用规律的有关理论。
对于内部爆破(装药置于爆破对象内部),例如岩土爆破,就是研究炸药在岩土介质中爆炸后的能量利用及其分配,也就是研究炸药爆炸产生的冲击波、应力波、地震波在岩土中的传播和由此引起的介质破坏规律,以及在高温高压爆生气体作用下介质的进一步破坏及其运动规律;对于外部爆破(装药与爆破对象之间有一定距离),例如军事上采用的接触或非接触构件爆破,就是研究炸药爆炸后产生的冲击波在传播过程中与目标的相互作用以及由此引起的爆破目标的破坏及其运动规律。
它是一个复杂而特殊的研究系统。
要阐明爆炸的历程、机理和规律,应包括以下研究内容:⑴、爆破的介质在什么作用力下破坏的;破坏的规律及其影响因素;⑵、爆破介质的特性,包括目标(岩土)的结构、构造特征、动态力学性质及其对爆破效果的影响;⑶、爆炸能量在介质中传递速率;⑷、介质的动态断裂特性与破坏规律;⑸、介质破碎的块度及碎块分布、抛掷和堆积规律;⑹、空气冲击波与爆破地震波的传播规律、个别爆破碎块的飞散距离;以及由冲击波、地震波、个别飞石、爆体的落地震动等引起的爆破危害效应及其控制技术。
以岩石爆破为例,目前大量实验室和现场试验证明,岩体的爆破破碎有以下规律:(1)、应力波不仅使岩石的自由面产生片落,而且通过岩体原生裂隙激发出新的裂隙,或者促使原生裂隙进一步扩大,在应力波传播过程中,岩体破碎的特点是:原生裂隙的触发、裂隙生长、裂隙贯通、岩体破裂或破碎;(2)、加载速率对裂隙的成长有很大作用:作用缓慢的荷载有利于裂隙的贯通和形成较长的裂隙,而高速率的载荷容易产生较多裂隙,但却拟制了裂隙的贯通,只产生短裂隙;(3)、爆破高压气体对裂隙岩体的破碎作用很小,但它有应力波不可替代的作用:可以使由应力波破裂了的岩体进一步破碎和分离;(4)、岩体的结构面(岩体弱面的统称,包括节理、裂隙、层理等各种界面)控制着岩体的破碎,它们远大于爆破作用力直接对岩体的破坏。
第四节 爆破理论基础讲解
![第四节 爆破理论基础讲解](https://img.taocdn.com/s3/m/f4843eef240c844768eaee18.png)
图5—15 反射拉伸波对径向裂隙的扩展作用
2019/6/11
33
当θ为90°时,反射拉伸波将最有效地促使裂纹 扩展和延伸,使该裂纹成为优势裂纹。
当θ小于90°时,反射拉伸波以一个垂直于裂 纹方向的应力分量促使径向裂纹扩张和延伸,或者 在径向裂纹未端造成分支裂纹。
(3)爆炸气体膨胀压力和应力波共同作用 爆破时岩石的破坏是爆炸气体和应力波共同作
2019/6/11
13
用的结果,它们各自在岩石破坏过程的不同阶段起 重要作用。
炸药爆炸后在岩石中产生爆炸冲击波,使炮孔 周围附近的岩石被“粉碎”;由于消耗大量的能量, 冲击波衰减为应力波,在粉碎区之外造成径向裂隙, 反射应力波使这些裂纹进一步扩展;
对高阻抗岩石,采用高猛度炸药、偶合装药或 装药不偶合系数较小,此时应力波的破坏作用是主 要的;
对低阻抗岩石,采用低猛度炸药、装药不偶合 系数较大,此时爆炸气体静压的破坏作用则是主要 的。
二、单个药包爆破作用的分析
1.爆破的内部作用
2019/6/11
17
埋置在地表以下很 深处的药包爆炸时,如 果药包威力不很高,则 地表不出现明显破坏的 爆破作用称为爆破的内 部作用。
埋置深度不大时,可以观察 到自由面上出现了岩体开裂、 鼓起或抛掷现象。这种情况 下的爆破作用称为爆破的外 部作用。
其特点是在自由面上形 成一个倒圆锥形爆坑,称为 爆破漏斗。如图5—12所示。
图5—11 药包爆炸的外部作用原理
2019/6/11
25
图5—12 炸药在岩体表面附近爆炸的现象
2019/6/11
图5—3 切向拉伸应力的产生
2019/6/11
9
② 如果存在 自由面,岩石质点 速度在自由面方向 上最大,位移阻力 各方向上的不等— 剪切应力—剪切破 坏岩石;
第三章爆破破岩机理(lihw)
![第三章爆破破岩机理(lihw)](https://img.taocdn.com/s3/m/a2f9ab2ce2bd960590c67712.png)
破岩的五种模式: ①炮孔周围岩石的压碎作用; ②径向裂隙作用; ③卸载引起的岩石内部环状裂隙作用; ④反射拉伸引起的“片落”和引起径向裂隙的延伸 ⑤爆炸气体扩展应变波所产生的裂隙。
某 土 石 方 爆 破 后 形 成 的 爆 堆
某 土 石 方 爆 破 工 程
际而为大多数研究者所接受。其基本观点如下:
爆轰波波阵面的压力和传播速度大大高 于爆轰气体产物的压力和传播速度。 爆轰波
首先作用于药包周围的岩壁上,在岩石中激
发形成冲击波并很快衰减为应力波。冲击波
在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。
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。
观点依据:
①岩石发生破坏的时间在爆炸气体作用的时间 内。 ②炸药中冲击波的能量仅占炸药总能量的 5%~15%。
对该观点的评论: 全面阐述了爆炸气体在岩石破碎中的作用。
对该观点的评述 重要意义:
给爆破理论的研究注入新的活力,是爆破 理论的研究进入新的阶段。
不足之处:
限于当时的技术条件,许多问题冲击波拉 伸破坏理论还不能完全解释。
理论研究
3.2.3冲击波和爆炸气体综合作用理论 这种学说认为,岩石的破坏是应力波和爆轰气 体共同作用的结果。这种学说综合考虑了应力波和 爆轰气体在岩石破坏过程中所起的作用,更切合实
岩石爆破理论
![岩石爆破理论](https://img.taocdn.com/s3/m/9495513e4531b90d6c85ec3a87c24028915f85ee.png)
2.爆炸 爆炸是某一种物质系统在有限空间和极短 时间内,大量能量迅速释放或急聚转化的物理、化学 过程。在这种变化过程中通常伴随有强烈放热、发 光和声响等效应。通常可以将爆炸归纳为三大类, 即:物理爆炸、核爆炸和化学爆炸。
3.爆轰 炸药以最大而稳定的爆速进行传播的过程 叫做爆轰。它是炸药所特有的一种化学变化形式, 并且与外界的压力、温度等条件无关。各种不同炸 药爆轰的传播速度一般为每秒数千米乃至万米。比 如,梯恩梯的爆速为6800m/s,对于任何一种炸药 来说,在给定的条件下,爆轰速度均为常数。在爆 轰条件下,爆炸具有最大的破坏作用。
▪ ①裂隙岩体爆破理论的深入研究和岩体结构面对岩 石爆破的影响和控制。
▪ ②断裂力学和损伤力学的引入。
▪ ③计算机模拟和再现爆破过程,用以研究裂纹的产 生、扩展;预测爆破块度的组成和爆堆形态;供计
▪ 算机模拟用的爆破模型不断涌现。
▪ ④一些新的思想,新的研究方法开始进入爆破理论 的研究。
▪ 4.岩石爆破理论研究的内容 ▪ 岩石爆破理论研究的内容包括以下几方面: ▪ ⑴爆轰波理论的研究;
▪ 十一、临界埋深和最佳埋深
▪ 药包大小一定,在一定的埋深范围内,随着埋置深度的 增加,爆破漏斗的体积也有所增加,当深度达到一定值时, 再增加埋置深度,漏斗体积反而减小,到达某一个深度时, 不再出现爆破漏斗。把爆破漏斗体积最大的埋深成为最佳埋 深,把不再出现爆破漏斗的最小埋深称为临界埋深。美国科 罗拉多矿业学院的利文斯顿经长期研究,发现临界埋深和最 佳埋深均与炸药量的三分之一次方成正比。
爆炸和爆轰并无本质上的区别,只不过传播速 度不同而已。爆轰的传播速度是恒定的,爆炸的传 播速度是可变的。从这个意义上来讲,也可认为爆 炸就是爆轰的一种形式,即不稳定的爆轰。
工程爆破基础知识
![工程爆破基础知识](https://img.taocdn.com/s3/m/0f50cb00647d27284a735101.png)
爆破理论基础知识第一节爆破的概念与分类一、爆破的概念爆破是炸药爆炸作用于周围介质的结果。
埋在介质内的炸药引爆后,在极短的时间内,由固态转变为气态,体积增加数百倍至几千倍,伴随产生极大的压力和冲击力,同时还产生很高的温度,使周围介质受到各种不同程度的破坏,称为爆破。
二、爆破的常用术语1.爆破作用圈图2、爆破漏斗在有限介质中爆破,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型爆破坑,称之为爆破漏斗。
爆破漏斗的形状多种多样,随着岩土性质、炸药的品种性能和药包大小及药包埋置深度等不同而变化。
3.最小抵抗线由药包中心至自由面的最短距离。
如图1-2中的W。
4.爆破漏斗半径即在介质自由面上的爆破漏斗半径。
如图1-2中的r。
若r=W,则r为标准抛掷漏斗半径。
5.爆破作用指数指爆破漏斗半径r与最小抵抗线W的比值。
即:图1-2爆破漏斗r—爆破漏斗半径R-爆破作用半径W-最小抵抗线h-漏斗可见深度Wrn =(1-1) 爆破作用指数的大小可判断爆破作用性质及岩石抛掷的远近程度,也是计算药包量、决定漏斗大小和药包距离的重要参数。
一般用n 来区分不同爆破漏斗,划分不同爆破类型:当n=1时,称为标准抛掷爆破漏斗;当n>1时,称为加强抛掷爆破漏斗;当0.75<n<1时,称为减弱抛掷爆破漏斗;当0.33<n ≤0.75时,称为松动爆破漏斗;当n ≤0.33时,称为裸露爆破漏斗。
6.可见漏斗深度h经过爆破后所形成的沟槽深度叫做可见漏斗深度(如图1-2中的h ),它与爆破作用指数大小、炸药的性质、药包的排数、爆破介质的物理性质和地面坡度有关。
7.自由面。
爆破工程中的炸药用量计算,是一个十分复杂的问题,影响因素较多。
实践证明,炸药的用量是与被破碎的介质体积成正比的。
而被破碎的单位体积介质的炸药用量,其最基本的影响因素又是与介质的硬度有关。
目前,由于还不能较精确的计算出各种复杂情况下的相应用药量,所以一般都是根据现场试验方法,大致得出爆破单位体积介质所需的用药量,然后再按照爆破漏斗体积计算出每个药包的装药量。
爆破基础理论教案模板范文
![爆破基础理论教案模板范文](https://img.taocdn.com/s3/m/eb1a9dbc162ded630b1c59eef8c75fbfc67d9465.png)
教学目标:1. 知识目标:使学生掌握爆破的基本概念、原理和分类,了解爆破在工程中的应用。
2. 能力目标:培养学生分析爆破问题、解决实际问题的能力。
3. 思想目标:提高学生对爆破安全的认识,树立安全意识。
教学重点:1. 爆破的基本概念、原理和分类。
2. 爆破在工程中的应用。
教学难点:1. 爆破原理的深入理解。
2. 爆破安全问题的分析和处理。
教学时间:2课时教学过程:第一课时一、导入1. 提问:什么是爆破?爆破在工程中有什么作用?2. 学生回答,教师总结:爆破是一种利用炸药爆炸产生的能量来破碎岩石、矿石或改变物质状态的工程技术。
二、爆破的基本概念1. 介绍爆破的基本概念,如:爆破作用、爆破效果、爆破作业等。
2. 解释爆破作用力,包括:冲击波、破碎波、高温高压气体等。
三、爆破原理1. 介绍爆破原理,包括:炸药爆炸、爆轰波传播、岩石破碎等。
2. 讲解炸药爆炸的基本过程,如:化学反应、气体生成、压力增加等。
四、爆破分类1. 介绍爆破的分类,如:按爆破目的分类、按爆破方法分类、按爆破介质分类等。
2. 讲解不同类型爆破的特点和应用。
第二课时一、爆破在工程中的应用1. 介绍爆破在工程中的应用,如:矿山开采、基础设施建设、地下工程等。
2. 讲解爆破在工程中的应用实例,如:隧道开挖、边坡处理、地下空间开发等。
二、爆破安全问题1. 讲解爆破安全的基本原则,如:预防为主、综合治理、安全第一等。
2. 分析爆破安全问题的原因,如:炸药选择不当、爆破参数不合理、操作不规范等。
3. 介绍爆破安全措施,如:爆破设计、安全距离、防护措施等。
三、课堂小结1. 总结爆破基础理论的主要内容。
2. 强调爆破安全的重要性。
四、课后作业1. 完成课后习题,巩固所学知识。
2. 查阅资料,了解爆破在工程中的应用实例。
教学评价:1. 学生对爆破基础理论知识的掌握程度。
2. 学生分析爆破问题和解决问题的能力。
3. 学生对爆破安全的认识程度。
- 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)。
2. 工程爆破基本理论爆破理论就是研究炸药爆炸与爆破对象(目标)相互作用规律的有关理论。
对于内部爆破(装药置于爆破对象内部),例如岩土爆破,就是研究炸药在岩土介质中爆炸后的能量利用及其分配,也就是研究炸药爆炸产生的冲击波、应力波、地震波在岩土中的传播和由此引起的介质破坏规律,以及在高温高压爆生气体作用下介质的进一步破坏及其运动规律;对于外部爆破(装药与爆破对象之间有一定距离),例如军事上采用的接触或非接触构件爆破,就是研究炸药爆炸后产生的冲击波在传播过程中与目标的相互作用以及由此引起的爆破目标的破坏及其运动规律。
它是一个复杂而特殊的研究系统。
要阐明爆炸的历程、机理和规律,应包括以下研究内容:⑴、爆破的介质在什么作用力下破坏的;破坏的规律及其影响因素;⑵、爆破介质的特性,包括目标(岩土)的结构、构造特征、动态力学性质及其对爆破效果的影响;⑶、爆炸能量在介质中传递速率;⑷、介质的动态断裂特性与破坏规律;⑸、介质破碎的块度及碎块分布、抛掷和堆积规律;⑹、空气冲击波与爆破地震波的传播规律、个别爆破碎块的飞散距离;以及由冲击波、地震波、个别飞石、爆体的落地震动等引起的爆破危害效应及其控制技术。
以岩石爆破为例,目前大量实验室和现场试验证明,岩体的爆破破碎有以下规律:(1)、应力波不仅使岩石的自由面产生片落,而且通过岩体原生裂隙激发出新的裂隙,或者促使原生裂隙进一步扩大,在应力波传播过程中,岩体破碎的特点是:原生裂隙的触发、裂隙生长、裂隙贯通、岩体破裂或破碎;(2)、加载速率对裂隙的成长有很大作用:作用缓慢的荷载有利于裂隙的贯通和形成较长的裂隙,而高速率的载荷容易产生较多裂隙,但却拟制了裂隙的贯通,只产生短裂隙;(3)、爆破高压气体对裂隙岩体的破碎作用很小,但它有应力波不可替代的作用:可以使由应力波破裂了的岩体进一步破碎和分离;(4)、岩体的结构面(岩体弱面的统称,包括节理、裂隙、层理等各种界面)控制着岩体的破碎,它们远大于爆破作用力直接对岩体的破坏。
同其它学科对事物的认识规律一样,对爆破理论的研究也是由浅入深的。
不同学者先后提出了各种各样的假说或理论,例如,最初提出了克服岩石重力和摩擦力的破坏假说,以后又相继提出了自由面与最小抵抗线原理,爆破流体力学理论,最大压应力、剪应力、拉应力强度理论,冲击波、应力波作用理论,反射波拉伸作用理论,爆生气体膨胀推力作用理论,爆生气体准静楔压作用理论,应力波与爆生气体共同作用理论,能量强度理论,功能平衡理论,利文斯顿(Livingston)爆破漏斗理论和爆破断裂力学等等理论。
这些理论观点各异,有些相互矛盾,有些互相渗透,有些不够全面,存在片面性,而且大部分视爆体为连续均匀的介质,与实际情况尚有一定差距。
目前,在爆破界比较倾向一致的是“爆炸冲击波、应力波与爆生气体共同作用”理论,而且开始以爆体为非连续性非均匀性介质进行研究,从而能提高理论研究的深度,使理论结果比较接近实际。
本章主要介绍工程爆破的基本理论,且侧重于岩土爆破理论。
对于结构物爆破,与工程爆破基本理论有共性的部分可参考本章,其特殊之处将在有关章节中分别给予阐述。
2.1 装药在固体介质中爆炸的破坏现象2.1.1 装药在无限介质中爆炸的破坏现象装药中心距固体介质自由表面的最短距离称为最小抵抗线,通过常用W 来表示。
对一定量的装药来说,若其W 超过某一临界值W C ,即W >W C ,则当装药爆炸后,在自由表面上不会看到爆破的迹象,也就是说装药的破坏作用仅限于固体介质内部,未能到达自由面。
此种情况可视为装药在无限介质中爆炸。
大量爆破实践和试验表明,当装药在无限介质中爆炸时,除装药近处形成扩大的空腔(亦即压缩区,在土介质和软岩中最为明显)外,还从装药中心向外依次形成压碎区、裂隙区(亦称破坏区)和震动区(见图2-1-1)。
在压碎区内,岩石被强烈粉碎并产生较大的塑性变形,形成一系列与径向方向成45°的滑移面。
在裂隙区内,岩石本身结构没有发生变化,但形成辐射状的径向裂隙,有时在径向裂隙之间还形成有环状的切向裂隙。
震动动区内的岩石没有任何破坏,只发生震动,其强度随距爆炸中心的距离增大而逐渐减弱,以致完全消失。
在工程中,利用爆炸空腔(压缩区)和压碎区,可以开设药壶药洞、构筑压缩爆破工事、构筑建筑物的爆扩桩基础以及埋设电杆的基坑等;利用破坏区,可以松散岩石、硬土和冻土,在石井中爆破扩大涌水量等;利用震动区,可以勘查地层结构、监测预报爆破震动对周围环境的影响程度等。
2.1.2 装药在半无限介质中爆炸的破坏现象如果W <W C ,此种情况视为装药在半无限介质中爆炸。
装药爆炸后,除在装药下方固体介质内形成压碎区、裂隙区和震动区外(假定介质自由表面在装药上方且为水平的),装药上方一部分岩石将被破碎,脱离原介质,形成爆破漏斗(见图2-1-2)。
单位质量(1kg )炸药爆破形成的漏斗体积V u 与装药的埋置深度系数Δ有关(Δ=W/W C )。
当Δ=1即W=W C 时,R K ——空腔半径;R C ——压碎区半径;R P ——裂隙区关径 1——扩大空腔(压缩区);2——压碎区;3——裂隙区;4——震动区图2-1-1 装药在无限介质中爆炸作用V u =0;在这种情况下,爆破作用只限于岩体内部,不能到达自由表面。
当Δ<1时,形成爆破漏斗,其锥顶角和体积随Δ减小而不断增大。
当Δ值减小到一定值时,V u 达最大,这时的最小抵抗线W 0称为最优抵抗线,Δ0=W 0/W C 称为最优埋置系数。
若继续减小Δ值,漏斗锥顶角虽能继续增大(不可能无限增大,只能增大到一定限度),V u 值却反而减小(图2-1-3)。
当Δ=0即W =0时,虽仍可以形成爆破漏斗,但其体积很小,这种置于岩石表面的装药称为裸露装药,俗称糊炮。
当形成爆破漏斗的锥顶角较小时,漏斗内破碎的岩石只发生隆起,没有大量岩石的抛掷现象。
发生这种作用的装药称为松动装药,其形成的爆破漏斗称为破碎漏斗或松动漏斗(图2-1-4)。
只形成松动漏斗的爆破称为松动爆破。
当爆破漏斗的锥顶角大于一定限度后,破碎的岩石将被抛出漏斗。
发生这种作用的装药称为抛掷装药,其形成的爆破漏斗称为抛掷漏斗。
在抛掷漏斗周围,通常还保留有部分已破碎、但未能被抛出的岩石,这部分岩石称为松动锥,它属于松动漏斗内保留下来的部分。
抛掷过程结束后,一部分岩石回落到抛掷漏斗内。
此外,堆积在漏斗周围的一部分岩石也会滑落到漏斗内。
在自由面上能看到的爆破漏斗称为可见漏斗,其深度称为可见深度P (图2-1-5)。
在工程中,利用爆破漏斗或抛掷作用,可以松动岩土、开挖坑、壕或一定形状尺寸的掩体工事、构筑道路或堆积石坝等。
图2-1-2 装药上方形成的爆破漏斗 u在压碎区、裂隙区及漏斗形成过程中,冲击波(应力波)的强度已经大大减弱,在破裂区以外已不能再使介质破裂,只能引起介质质点的弹性震动,质点的震动范围即是震动区。
震动区的范围很大。
在这个范围内,离装药中心近的地方,震动强度大;离装药中心远的地方,震动强度小。
2.1.3爆破漏斗的几何要素当装药量不变,改变最小抵抗线;或最小抵抗线不变,改变装药量,可以形成不同几何要素的爆破漏斗,包括松动漏斗和抛掷漏斗。
爆破漏斗的主要几何要素见图(2-1-6)。
(1)、抛掷作用半径R和松动作用半径R L;抛掷漏斗半径r和松动漏斗半径r L。
(2)、抛掷爆破作用指数和松动爆破作用指数。
抛掷漏斗半径与最小抵抗线的比值n=r/W 称为抛掷爆破作用指数。
n=1的抛掷漏斗称为标准抛掷漏斗,形成标准抛掷漏斗的装药称为标准抛掷装药。
n>1的抛掷漏斗称为加强抛掷漏斗,形成加强抛掷漏斗的装药称为加强抛掷装药。
0.75<n<1的抛掷漏斗称为减弱抛掷漏斗,形成减弱抛掷漏斗的装药称为减弱抛掷装药。
n<0.75时,实际上不再能形成抛掷漏斗,在自由面上只能看到岩石的松动和突起。
因此,n<0.75的装药称为松动装药。
按照类似的定义,将松动漏斗半径与最小抵抗线的比值n L=r L/W称为松动爆破作用指数。
n L=1的松动漏斗称为标准松动漏斗。
减弱抛掷时(即0.75<n <1),松动爆破作用指数n L >1,所以减弱抛掷又称为加强松动。
抛掷和松动作用半径主要决定于炸药性质、岩石性质和装药量。
此外,抛掷作用半径还与最小抵抗线有关,而松动作用半径则与最小抵抗线无关,并等于装药的临界抵抗线W C。
在爆破岩石时,通常采用装药直径较小、装药长度较大的柱状装药。
而且只需要将岩石从原岩体上破碎下来,不要求产生大量抛掷。
此外,除某些形式的布孔方式(掏槽孔)外,其它炮孔均存在有与它平行或大致平行的自由面。
平行自由面的柱状装药形成松动漏斗的体积近似为:V L=r L WL b (2-1-1)式中,L b—炮孔长度。
最小抵抗线与松动作用半径或临界抵抗线W C在几何上有下列关系:W=W C cosβL=W C/(1+tg2βL)1/2= W C/(1+n L2)1/2(2-1-2)将式(2-1-2)代入式(2-1-1),得:V L= W C2L b n L/(1+n L2)(2-1-3)该式表明,当W C和L b固定不变时,柱状状药形成松动漏斗的体积为松动爆破作用指数n L的函数,并存在有使漏斗体积达最大的n L值。
按求极值方法,令:d V L/d n L= W C2L b(1+n L2-2 n L2)/(1+n L2)=0得:n L =1。
由此可见,对柱状装药的松动爆破来说,标准松动漏斗的体积最大,单位耗药量最小。
将n L =1代入(2-1-2)式,得最优抵抗线:C C W WW 71.020==或装药最优埋置系数为:71.000==∆CW W上述内容仅说明了装药爆炸时,由于其内部或外部作用,在岩体内及其表面上所造成的结果或现象。
药了解产生这种现象的物理实质、计算装药爆破作用的有关参数,必须进一步研究固体介质爆破的破坏机理和抛掷原理。
2.2 爆炸冲击波、应力波在固体介质内部及在自由面影响下的破坏作用原理装药在固体介质中爆炸,由于介质的非均质性、爆炸反应的特殊性(高温、高压、高速)等多方面因素的影响,爆破的破坏过程是非常复杂的。
爆破的破坏过程是在极短时间内炸药能量的释放、传递和作功的过程。
在这个过程中,荷载与介质相互作用。
通过反复的爆破实践和大量的试验研究,对爆破的破坏过程的认识亦不断深入。
但是,由于问题复杂性,爆破机理仍然是需要进一步研究的重要课题。
2.2.1 空腔和压碎区的形成 2.2.1.1 破坏机理球形装药在岩土等无限固体介质中爆炸后,瞬间爆炸气体压力的量级可达104~105MPa ,而一般土的强度不超过102MPa ,最坚硬的岩抗压强度的量级也只有102MPa 。
紧挨装药的土石受到这种超高压冲击(温度可超过3000℃),立即被压碎,成为熔融状塑性流态,由此产生一个强烈变形区,在均匀土石介质中形成滑动面系,其切线与装线中心引出的半径交角成45°(三向受压状态必然在斜对角线方向出现剪切裂隙)。