定向断裂控制爆破技术研究新动向——已经打印
双向聚能拉伸爆破新技术——已经打印
第22卷第12期岩石力学与工程学报22(12)：2047～2051 2003年12月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Dec.，2003双向聚能拉伸爆破新技术＊ 何满潮1，2曹伍富1，3单仁亮1王树理2(1中国矿业大学(北京校区)力学与建筑工程学院北京 100083)( 2中国地质大学工程技术学院北京 100083) (3安徽理工大学淮南 232001)摘要针对光面爆破和当前聚能控制爆破存在的问题，以及某特大型硐室高强度岩体复杂断面成型爆破的工程现状，提出了双向聚能拉伸爆破新技术，对其特点、相应的聚能装置、聚能爆破机理、爆破力学行为及力学模型作了详细介绍。
在单孔、联孔爆破的基础上，将该技术应用于硐室的方形断面和岩台成型爆破，收到了良好的爆破效果。
该技术的开发与应用，为高强度岩体复杂断面成型爆破提供了一条高效低耗途径，有广阔的应用前景。
关键词爆破工程，双向聚能，爆破原理，拉张作用，成型爆破，大硐室分类号TD 235.4 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2003)12-2047-05NEW BLASTING TECHNOLOGY——BILATERAL CUMULATIVETENSILE EXPLOSIONHe Manchao1，2，Cao Wufu1，3，Shan Renliang1，W ang Shuli2(1School of Mechanics，Architecture and Civil Engineering，China University of Mining and Technology， Beijing100083 China) (2School of Engineering and Technology，China University of Geosciences， Beijing 100083 China)(3Anhui University of Science and Technology， Huainan232001 China)Abstract Bilateral cumulative tensile explosion，a new controll blasting technology of cumulative explosion，is put forward and defined，which aims at resolving the problems existing in conventional blasting，smooth blasting，present control blasting and the status of complex outline shaping blasting in rock masses with high uniaxial compressive strength. In application，the charge is put into a special set with cumulative effect in two designed directions，and then the charged set is put into the shot hole. After being detonated，even compressive stress and concentrated tensile stress from explosion are produced in non-controlled and controlled directions，respectively，and then the stresses act on corresponding wall of the shot hole. As a result，crannies are initiated and propagated and rock mass are fractured in controlled direction. The characteristics of new blasting technology，matching sets，explosion mechanism and mechanics models of explosion are detailedly introduced in the paper. On the basis of field experiments of explosion of single borehole and multi-boreholes， the technology is applied to blast rock window and bench in some special large caverns. The satisfactory blasting effects have been achieved. The application results show that the technology is practicable and effective to complex outline shaping blasting of rock mass with high uniaxial compressive strength. The technology shows a bright future of widespread applications.Key words blasting engineering，bilateral cumulative energy，mechanism of explosion，tensile action，shaping blasting，large rock caverns2003年4月3日收到初稿，2003年5月30日收到修改稿。
控制爆破技术研究现状及发展建议
控制爆破技术研究现状及发展建议摘要：与传统的爆破技术相比，控制爆破具有显著的特征，其爆破工作的实施主要是通过采取一定的技术手段对爆破所产生的能量及范围进行有效控制，从而使得爆破之后工程的倾倒方向、所造成的飞石以及相应的破坏区域能够符合所规定的标准。
关键词：控制爆破；现状；发展1控制爆破概述针对于不同的爆破对象，所要求的爆破目的以及所需要采取的爆破方法往往是不同的。
目前对于控制爆破技术的定义为：根据爆破工程实际的爆破需求，通过精心地设计并采取有效的防护措施，对于爆破过程中所释放的能量以及爆破过程中所产生的碎石、爆破之后所涉及到的范围进行严格控制。
不仅要使得工程爆破之后达到相应的爆破目标和效果，同时还需要保证工程爆破之后的倒塌方向、塌方范围以及倒塌之后所造成的影响控制在相应的范围内。
对于这种既能完成爆破任务，又能将爆破过程中所产生的危害降到最低的方式叫做控制爆破。
目前控制爆破技术已经被广泛地应用于各个工程领域中，不仅在岩土开挖的过程中可以采用控制爆破技术，在大型土石方工程以及建筑的拆除改造等过程中都有应用。
2现代应用2.1抛松控制爆破随着大型土石方工程的发展，在剥离、场平生产过程中，一侧抛掷而另一侧松动（成加强松动）的抛松控制爆破正在扩大其应用范围。
因此，研究抛松控制爆破的理论和实践，对加速我国大型土石方工程的发展和提高控制爆破的技术水平，均具有现实的意义。
抛松控制爆破是利用单药包或群药包的爆炸能量抛掷（破碎与抛出）爆区的一侧岩土，同时还必须使另一侧岩土松动（破碎）或加强松动，利用抛松两侧最小抵抗线的不等性，使炸药的爆炸能量按设计所需来分配，达到爆破作用的不等性：抛掷侧单位体积内分配的爆炸能量多，介质破碎后尚有多余能量用于抛掷；松动侧单位体积内分部的爆炸能量少，故只能使介质破碎（即加强松动），塌落于原地，不产生抛掷现象。
在进行抛松控制爆破设计中，应根据爆区的地形地质条件，结合被保护物的分布状况和对爆破的具体要求，进行综合分析。
定向断裂控制爆破
4.5 切槽口宽度b及沿炮眼深的切槽长度h
切槽口宽度为非独立参数，可由切槽深度和切 b 2l tan( ) 。试验表明，切槽的导 槽张角近似地确定， 2 向作用沿孔深方向的扩展范围是有限的，即若只是 在炮眼上部切槽，未切槽的孔底区域仍会出现随机 裂缝或不规则裂面，为保证断裂控制的质量，对整 个炮眼沿全长切槽较为妥当。综上所述，工程中常 用的直径为40mm的破岩切槽浅孔的槽口参数取值 范围建议如表2所示。
4.2 切槽深度a
对于不同特性的岩石和炸药，应选取不同的切 槽深度，根据Jams，W. Dally，W.L Founery等人的 研究， 对于大多数岩石来说，当炮孔内的压力超过 69MPa 时，炮孔周围将产生杂乱的裂隙，断裂面也 将难以控制。理论分析表明，相对切槽深度a/R < 0.2 时，a/R的值对临界炮孔压力的影响最敏感，当 a/R > 0.2时，其影响逐渐减少；当a/R > 0.5 时，其 影响可忽略不计。随着a/R 值的增大， 炮孔临界起 裂荷载减少，但a/R 过大，降低效应不很显著，在 工程实践中，a/R 过大将导致岩石对切刃的夹持作 用增大，机械切槽效率降低，刃具磨损加大，因此 建议a= (0.2～0.3)R。
1-抑制区；2-切槽；3-炮孔壁
3.2 V形切槽在爆生气体作用下产生的力学效应
装药在炮孔中爆轰时，首先以冲击波的形式对 炮孔壁作用一个压力脉冲，然后是爆生气体对孔壁 的准静态压力作用。一般来说，冲击波的作用时间 约为数十到数百µ s，而爆生气体的作用时间可达数 百ms。如果炮孔口密封，则爆生气体的作用时间更 长。另一方面，炸药的潜能大部分都存在于爆生气 体中，在介质中产生的应变波能量仅占炸药潜能的 3%。 爆生气体的作用与爆炸冲击波的作用相似，在 爆生气体的准静态压力作用下V形切槽的存在也将 产生两个力学效应。在切槽尖端处产生应力集中现
岩巷定向断裂控制爆破应用中的技术问题——已经打印
1 岩巷定向断裂控制爆破技术应用中的主 要技术问题 切缝管与炮孔的耦合( 匹配) 问题 普通装药在炮孔内爆炸时 , 爆炸冲击波、 应力波沿炮孔四周径向是均匀传播的 , 由于 1 1 岩石的非均质性和各向异性 , 孔壁上便会产 生随机的径向裂纹 ; 随后 , 这些裂纹在爆生气 体的作用下将会进一步扩展。而当药卷套上 切缝管在炮孔内爆炸时, 由于切缝的导压或
摘 要
结合岩巷定向断裂爆破技术在井下岩巷工作面的实际应用情况, 阐述
了目前该项技术在理论上和应用中存在的不足 , 指出了岩巷定向断裂爆破技术欲获 得施工单位的认可目前急需完善之处。 关键词 岩巷 定向断裂 爆破实践 问题 燃的高强度工程塑料管制成 , 其结构如图 1 所示。切缝管材料来源广泛, 加工容易 , 制作 简单。因此, 可以说该技术作用机理明确, 切 缝药包加工制作容易, 操作简单、 方便 , 易于 实现。
作者简介
于 滨 , 男 , 1963 年 1 月生 , 讲师。 1984 年毕业于 中国
矿业大学建筑系矿井建设 专业。现在 中国矿业 大学 ( 北 京 校区 ) 资源开发工程系从 事爆破理论 及应用的 教学与科 研 工作, 曾发表论文。
接茬多的不足之处, 采取了全斜面刃角接茬 并凿毛, 预留横竖向钢筋搭接的措施, 也确保 了施工质量。
500m m, 装药量不变 , 抵抗线不变 , 眼痕率仍 达 80% 以上, 这是装药不耦合系数由 1 2 增 大为 1 55 的缘故。
图3
切缝位于最不利区域 OA BC, O A B C
1 2
装药与切缝管的耦合( 匹配 ) 问题 我们 在现场进 行切缝药 包的加 工制作
时, 由于切缝管内径为 26mm, 而药卷直径为 27mm, 虽 然 切 缝 管 内 径 仅 比 药卷 直 径 小 1mm, 但将药卷装入管内还是较费事、 费时 , 并且常常把药包挤破, 这直接影响了现场应 用岩巷掘进定向断裂爆破技术的积极性。 1 3 没有安放切缝药包的专用工具 切缝药包在装入周边孔的过程中 , 尽管
定向控制断裂爆破技术的研究
定向控制断裂爆破技术的研究定向控制断裂爆破技术是指在爆破作业中，根据作业规模、施工现场环境、爆破技术要求和施工安全等多种因素，利用布雷原理、炸药类型及爆破方法等，采取的爆破技术，以达到获得满意的结果。
定向控制断裂爆破技术有助于减少施工成本，提高爆破效果，并有助于减少爆破施工带来的环境污染。
定向控制断裂爆破技术的研究也是当前施工技术研究的重点。
具体研究内容包括两个部分：一是炸药力学特性研究，即研究不同炸药类型、不同配量对应爆破效果的影响；二是爆破施工工艺研究，即研究不同爆破方式、爆破时间序列以及定向控制断裂爆破技术下爆破效果的影响。
要研究定向控制断裂爆破技术，就必须掌握分析爆破过程中的物理机理和施工工艺的基本原理，实现爆破的精确控制。
首先，基于炸药特性，分析和预测炸药开爆后受力分布状态，从而进行断裂设计，满足爆破施工要求。
其次，通过试验确定爆破施工参数，如炸药型号、配量、安装方式，钻孔等，确保爆破施工的安全性及准确性。
最后，结合施工现场的实际情况，设计定向控制断裂爆破爆破工艺，从而获得理想的爆破效果。
定向控制断裂爆破技术的研究不仅包括爆破等物理机理的研究，还包括安全管理、爆破施工质量控制、爆破施工安全评估等研究内容。
具体而言，定向控制断裂爆破研究应充分考虑施工现场、爆破施工过程等安全性因素，推广应用爆破事故的预防措施，从而控制断裂爆破施工的安全性。
此外，定向控制断裂爆破技术的研究还应关注爆破施工质量的控制。
爆破施工质量可以通过严格控制施工参数、定期检查爆破效果以及不断改进施工工艺等来实现。
同时，要求爆破施工人员对施工现场环境有全面深刻的认识，详细分析每一环节以及爆破施工的具体情况，以最大限度确保施工质量。
总之，定向控制断裂爆破技术的研究，不仅需要研究其物理机理，还需要重视爆破施工的安全性和质量控制，从而获得满意的爆破效果。
只有充分考虑安全性、施工质量及施工实际情况，才能保证定向控制断裂爆破技术在施工中的实施效果。
定向断裂控制爆破技术的应用
定向断裂控制爆破技术的应用
作者： 作者单位：
刊名： 英文刊名： 年，卷(期)：
荣同义， 朱世学 荣同义(河南永城煤电集团,城郊矿,河南,永城,476600)， 朱世学(中国矿业大学,能源与安 全工程学院,江苏,徐州,221008;安徽恒源煤电股份有限公司,安徽,淮北,235162)
矿山压力与顶板管理 GROUND PRESSURE AND STRATA CONTROL 2005,22(4)
由于治理方案完善、措施得力、监测严密，整个
治理期间，副井的机电设备运转正常，做到了在不
停产的情况下安全施工。井塔与井筒脱开以来，井
塔已经能随地表白由下沉，达到了预期的治理效
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简述了岩巷定向断裂控制爆破技术的基本原理针对陈四楼煤矿南翼胶带大巷的地质技术条件依据该技术原理进行了炮眼布置与装药量设计制定了严格的施工质量管理措施并在爆破施工中得到应用取得了良好的技术经济效益
文章编号：１００３—５９２３（２００５）０４—０１３６—０２
定向断裂控制爆破技术的应用
荣同义１，朱世学２。３
5.杨永琦;杨仁树;杜玉兰 定向断裂控制爆破机制与生产试验 1995(02)
本文链接：/Periodical_ksylydbgl200504056.aspx
４。
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１。 。——一／
定向断裂控制爆破实验研究
（ １ ） 宽 度 。根 据 《 龙 滩 水 电站 右 岸 导 流 洞 开 挖
中爆 破损 伤 范 围研 究 》 提 出 的损 伤 范 围计 算 公 式 ，
确 定模 型宽度 为 ４ ０ ｏ ｍ。 （ ２ ） 长度 。在 保 证 使 用 需 要 的 前 提 下 ， 应 尽 量
定 向断裂控 制 爆 破 的 实验 研 究 方 法 有 很 多种 ，
ｍ ｍ× ２ ７ ０ ｍ ｍ。 小 试 块 尺 寸 为 ７ ０ ｍ ｍ ×７ ０ ｍ ｍ× ７ ０
比如 动光 弹技术 、 动 云纹 法 、 动焦 散 技 术 、 高 速 摄 影 技术 、 脉 冲全息 干涉技 术 ， 通过 这些 研究 取得 了不少 的成果 。但是 ， 这些 实 验 都 是 在 有机 玻 璃 和树 脂 材
ｍ ｍ， 装 药密 度取 为 １ ． ０ ｇ ／ ｃ ｍ ， 由此计 算得 装药 长度
（ ２ ） 引火药头、 黄油 、 电烙 铁 、 松香 、 有机溶剂 、
砂纸 。
为５ ｃ ｍ， 堵塞长度 为 １ ２ ｃ ｍ（ ６ ｃ ｍ Ｘ ２） ， 合计 为 １ ７
ｃ ｍ， 实际 取 ２ ０ ｃ ｍ。
作 者 简 介 ：唐 征 （ １ ９ ８ １ ～ ）， 男， 辽 宁朝阳人 ， 工 程师 ， ２ ０ ０ ４年 毕 业 于河南理工大学 ， 现 从 事 矿 井开 采 技 术 管 理 与 研 究 。
了众 多装 药结 构 的基 础 上 ， 提 出了 ４种 结 构 设 计 方 案（ 图１ ） ， 通 过 实验 室 模 拟 试 验分 析 优 化 出一种 适
摘要 ： 利 用 水 泥 素 混 凝 土 模 型 模 拟 岩 石 性 质 进 行 了单 孔 定 性 分 析 实验 、 双 孔 模 型 实 验 和 三 孔 光 面爆 破 实 验 。 通 过 单 孔 实 验得 出最 佳 装 药 参 数 和 有 效 的 实 验 数 据 ， 通 过 双 孔 模 型 实 验 观 察 分 析 出含 水 炮 孔 切 缝 药 包 在 不 同起 爆 时 间 条件 下 的 贯 通 情 况 ， 通 过 三孔 光 面 爆 破 实 验 分 析 出在 含 水 炮 孔 切 缝 药 包 爆 炸载 荷 作 用 下 的 光 面
定向断裂控制爆破理论分析及现场应用——已经打印
收稿日期:2004-09-07作者简介:田运生(1961-),男,副教授,北京科技大学在读博士,主要从事工程爆破教学和科研工作。
定向断裂控制爆破理论分析及现场应用田运生1,田会礼1,杨永琦2(1 河北工程学院,河北邯郸 056038;2 中国矿业大学北京校区,北京 100083)摘 要:基于断裂动力学理论,文章论述了切缝药包定向断裂控制爆破炮孔间贯通裂纹形成的机理。
按照切缝药包定向断裂控制爆破参数计算公式确定的炮孔间距和装药量,经现场实际应用证明是有效的和合理的。
关键词:岩石爆破;定向断裂;控制爆破;爆破参数中图分类号:TD235 4 文献标识码:B 文章编号:1671-0959(2005)03 0051 03Theory analysis of directional split of rock by controlled blasting and practical applicationTIAN Yun sheng 1,T IAN Hui li 1,YANG Yong qi 2(1 Hebei University of Engineering,Handan 056038,China;2 Beijing Campus of China Universi ty of M ining and T echnology,Beijing 100083,China)Abstract:Based on the theory of dynam ic fracture mechanics,the mechanism of crack forming among shot holes in the directional split of rock by controlled blasting is ex pounded.Equations for calculation parameter of directional split of rock by controlled blasting are used to determine the hole spacing and ex plosive charge,it is effective and reasonable in practice.Keywords:rock blasting;direction splitting;controlled blasting;blasting parameter为了使开挖巷道能得到规整的轮廓、减小爆破超挖量、降低围岩的损伤程度,以利于围岩的稳定,在岩巷掘进的周边眼爆破中可以采用定向断裂控制爆破技术。
定向断裂控制爆破
4.2 切槽深度a
对于不同特性的岩石和炸药，应选取不同的切 槽深度，根据Jams，W. Dally，W.L Founery等人的 研究， 对于大多数岩石来说，当炮孔内的压力超过 69MPa 时，炮孔周围将产生杂乱的裂隙，断裂面也 将难以控制。理论分析表明，相对切槽深度a/R < 0.2 时，a/R的值对临界炮孔压力的影响最敏感，当 a/R > 0.2时，其影响逐渐减少；当a/R > 0.5 时，其 影响可忽略不计。随着a/R 值的增大， 炮孔临界起 裂荷载减少，但a/R 过大，降低效应不很显著，在 工程实践中，a/R 过大将导致岩石对切刃的夹持作 用增大，机械切槽效率降低，刃具磨损加大，因此 建议a= (0.2～0.3)R。
2.主要方法
关于定向断裂控制爆破的方法，国外学者先后 提出有15种之多，比较有效而实用的方法有四种， 如图1所示： (1)炮孔形状法，即改变炮孔形状，通称切槽爆 破； (2)药卷形状法，即改变药卷形状，工程爆破中 常用轴对称侧向聚能药包爆破； (3)切缝药包法，即在药柱外套一个预先开有一 定宽度的切缝的套管的切缝药包爆破法； (4)空孔导向法，即改变装药结构，保持炮孔和 药卷形状不变，工程上一般应用于光面爆破或预裂 爆破中。
根据炸药爆轰理论，宗琦认为爆生气体膨胀充 满炮孔时的压力为：
式中
PK为临界压力，TNT的PK =280MPa； PW为平均爆轰压力， ； 0 ,D分别为炸 药的密度和爆速； 为装药体积和炮孔体积。
3.切槽爆破的力学效应
爆炸荷载对炮孔壁的作用是由爆炸冲击波的动 态作用和爆生气体的准静态压力作用两部分组成。 岩石的破碎过程是一个动态过程，平面内的应 力状态与静力内压作用是两种性质的应力状态。炸 药爆炸前，炮孔壁的位移等于零；炸药爆炸时的一 瞬间，孔壁质点获得很高的动量，这部分动量的获 得是由于爆炸冲击波引起的，孔壁质点获得的动能 随即传递给与之相邻的质点，迅速向四周传播。
定向控制断裂爆破技术的研究
定向控制断裂爆破技术的研究断裂爆破技术是一种用爆炸能量来控制地下岩石断裂的技术，广泛应用于矿山、建筑、隧道等领域。
定向控制断裂爆破技术则是在传统断裂爆破技术基础上，引入了定向控制的概念，旨在进一步提高爆破效果和降低环境影响。
本文将探讨定向控制断裂爆破技术的研究内容、应用前景和存在的问题。
首先，需要对岩石的物理力学性质进行研究，包括其抗压强度、抗拉强度、弹性模量等参数。
这些参数的研究将为断裂爆破参数的选择提供基础。
其次，需要研究爆破药剂的选择和调整。
传统断裂爆破技术中通常使用炸药作为爆破药剂，但炸药的爆炸能量难以掌控。
因此，在定向控制断裂爆破技术中，研究人员需要尝试使用新型的爆破药剂，如高能炸药、热释放材料等，以获得更好的爆破效果。
另外，需要研究合适的爆破参数，包括装药量、孔距、孔深等参数。
这些参数的选择将直接影响断裂爆破的效果。
因此，研究人员需要通过试验和模拟分析等手段，寻找最佳的爆破参数组合。
此外，还需要研究爆破震动的传播规律。
爆破震动会对周围环境产生一定的影响，如地震、噪音等。
因此，了解爆破震动的传播规律，选择合适的爆破技术和参数，将能够减小爆破对周围环境的影响。
定向控制断裂爆破技术具有广阔的应用前景。
首先，在矿山开采中，定向控制断裂爆破技术可以提高爆破效率，减少爆破成本。
其次，在建筑工程中，该技术可以用于爆破拆除建筑物和岩石，提高工程进度和效率。
此外，在隧道建设中，使用定向控制断裂爆破技术可以减小对周围岩石的破坏，提高施工质量。
不过，定向控制断裂爆破技术也面临一些问题。
首先，由于岩石的物理性质和地质条件的差异，针对不同地区和不同场景的断裂爆破技术需要进行不同的研究和设计，这给技术的推广应用带来一定的困难。
其次，定向控制断裂爆破技术在实际应用中还存在一定的安全隐患，如控制失灵、设备故障等。
因此，在研究的同时，需要持续加强技术的安全性和可靠性。
综上所述，定向控制断裂爆破技术是一种有着广泛应用前景的技术，但在实际应用中还存在一些问题需要解决。
定向控制断裂爆破技术的研究
定向控制断裂爆破技术的研究定向控制断裂爆破技术是指在采矿、油气开采等工程爆破中，通过可控的断裂系统和独特的爆破布置，实现爆破效果的调控和改善。
它是一种可以改善采矿、油气、煤层气开采效率和成品率、阻止混杂物污染源等重要特点的新型爆破技术。
定向控制断裂爆破技术的发展，将极大地改善采矿、油气开采的爆破效果，使工程爆破更加精细、高效。
随着社会经济的发展，伴随着能源和资源的不断压缩，工程爆破技术也发生巨大变化，以提高采矿、油气开采的效率和成品率，减少工程投入以及污染源的产生。
定向控制断裂爆破技术，尤其是断裂密集和定向爆破技术，已经在工程爆破领域受到广泛应用。
断裂密集和定向爆破技术能够有效地增加爆破效率，减少爆破伤害，减少工作量，提高成品率，确保爆破安全。
断裂密集爆破是一种使用多排集断裂和定向爆破手段，实现定向控制爆破精度的爆破技术。
它是在断裂布置上采用较小冲击量和合理的冲击定向，通过多排集断裂和定向布置，实现更高效控制的采矿、油气开采爆破技术。
断裂密集爆破的关键技术定义有：冲击量、冲击定向、断裂集合规律、定向布置等。
断裂密集爆破的研究主要包括两个方面：一是对爆破的物理指标的研究，包括爆轰压力、爆炸物波及范围、火山爆口直径等；二是对爆破场景模拟及优化分析，包括爆炸模拟、断裂通道模拟、爆轰偏转模拟等。
断裂密集爆破技术的研究，必须结合实际工程，深入分析爆破所涉及的地质结构、爆轰型式、影响因素以及冲击量要求等各方面因素，以及爆破效果模拟分析等技术，研究断裂采矿、油气开采的定向控制断裂爆破技术。
主要内容如下：1.对采矿、油气开采各项工程爆破，系统研究断裂充填和控制爆破的技术和方法；2.过对不同爆轰型式及地质结构的分析，研究断裂埋设技术、定向爆破布置技术、断裂火山爆破技术及其规律；3.究爆破效率、气体排量、破岩粉化程度及断裂布置技术的优化等；4.强实验室理论研究，研究不同条件下的断裂爆破的数值模拟，探究爆破过程中涉及参数的优化研究；5.合实际工程，开展爆破安全性及爆破效率的检验，力求提高工程爆破技术水平；6.展大型实验，持续发现断裂爆破新方法、新技术，探究较大规模断裂爆破技术的可行性及其应用性；定向控制断裂爆破技术的研究，既要有针对性地深入研究各方面参数和爆破效果，另外也要注重实际工程的检验，提高爆破技术的应用水平，最终打造具有高精度、高效率和安全性的工程爆破技术。
定向控制断裂爆破技术的研究
定向控制断裂爆破技术的研究爆破作为一种采矿和工程开拓方法，可以被用来破坏地表和建筑物等大型目标，为了降低环境污染和结构损坏，爆破技术在不断改进。
在过去几十年里，研究者们致力于研发新型爆破技术，其中定向控制断裂爆破技术（DCC）是一项具有重要意义的工作。
定向控制断裂爆破技术是一种矿山爆破技术，主要用于控制断裂的发展方向，使其与设计的断裂轴线完全一致，从而可以提高断裂的深度，节约能量和减少矿石残留量，以使爆破作业更加高效和安全。
因此，研究定向控制断裂爆破技术可以帮助矿山公司更有效地开采矿石，降低环境污染，提高社会经济效益。
定向控制断裂爆破技术的研发，主要集中在以下几个方面：爆破参数设置，爆破波传播计算，断裂轴线计算，爆破效果评价和安全控制。
爆破参数设置是定向爆破技术的关键，除了传统的爆破参数设置外，还包括孔距、爆药量、爆药硬度等参数，以及爆破波在定向控制断裂爆破中的传播路径。
爆破波传播计算是评价断裂深度和断裂发展方向的基础，为爆破效果评价提供参考。
断裂轴线计算和爆破效果评价是定向控制断裂爆破技术最重要的两个方面，它们用于检测断裂的深度和方向，从而控制断裂的发展方向，使其与设计的断裂轴线完全一致，从而提高爆破作业的效率。
最后，安全控制被认为是爆破技术的最重要条件，它要求具有良好的安全监控和保护设备，以确保爆破作业的安全进行。
定向控制断裂爆破技术在工程应用上非常有用，以深度控制断裂、减少塌陷和改善破坏程度等方面具有明显的优势。
定向技术可以有效地控制断裂发展的方向，达到节省爆药的目的。
它也可以确保爆破作业的安全，减少爆破活动所产生的环境影响。
综上所述，定向控制断裂爆破技术具有很多优势，对矿山爆破技术和工程开发具有重要意义，值得进一步研究和发展。
做到这一点，需要建立完善的实验设施，采取有效的测试方法，开展系统化研究，从而最终确定定向断裂爆破技术的可行性和安全性，为工程爆破活动提供新的生产手段。
定向控制断裂爆破技术是在过去几十年里渐渐发展起来的一种新型矿山爆破技术，它旨在控制断裂的轴线方向，并有效改善矿山爆破作业的效率，降低环境污染，提高社会经济效益。
定向控制断裂爆破技术的研究
定向控制断裂爆破技术的研究随着日益加快的城市化进程，建设有效节能环保的建筑物已成为当今社会的热门话题。
定向控制断裂爆破技术（DCRFP）是建筑领域研究的一项重要技术，可以实现安全、高效的拆除。
定向控制断裂爆破技术是一项针对拆除工程的有效技术，能够实现高精度的拆除效果。
通过对爆炸物的比例控制和位置控制，可以控制爆破的效果，实现最佳的拆除效果。
该技术得到了广泛的应用，在船舶回收、铁路建设和建筑物拆除等领域都有不错的效果。
定向控制断裂爆破技术主要包括:爆破孔设计，包括规则孔、深孔、定位孔及爆破构造等;爆破药品的选择和使用;炸药的安装，比如炸药的垂直度、炸线的深度等;爆破参数的设置，如时间间隔、爆破量、半径等;控制爆破数量，控制地质断裂和形态变化等。
研究定向控制断裂爆破技术，需要综合考虑地震波在实践中的传播特性、爆破产物对爆破结构的影响等因素，并采用相应的理论模型和方法，进行数值模拟和试验验证，以保证施工安全性和技术效果。
首先，根据建筑结构特点，确定理想的爆破方式，为研究爆破孔设计提供依据。
基于相应的有限元理论模型，预测和分析爆破的效果，以及爆破引起的地震波的传播特性，并根据建筑结构特点，确定爆破参数。
其次，研究爆破药品的选择和使用，确定爆破药品在爆破孔中的装药量和排斥率，以及爆破孔的形状、深度等。
最后，根据爆破参数及爆破药品进行实际爆破，通过实测地震信号分析和资料分析，评估爆破质量和安全性，以达到最优的拆除效果。
综上，定向控制断裂爆破技术的研究是一项极为复杂的领域，要求研究者需具备相当深的理论知识和丰富的实践经验，以确保研究结果准确、可靠。
对此，尽管存在一定的技术难度，但有望在今后通过深入研究，探索出更多更有效的实践方法，为大量建筑物的拆除工程提供更多的帮助。
文中的研究工作开展了较为深入的研究，另外，在未来的研究中，也可以从定向控制断裂爆破技术的其它方面入手，比如对爆破孔的个性化设计及爆炸产物的运动轨迹控制等，来探索更多应用前沿。
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振 动 与 冲 击第25卷第4期JOURNAL OF V I B RATI O N AND SHOCK Vol.25No.42006 切缝药包岩石定向断裂爆破的研究收稿日期:2005-04-25 修改稿收到日期:2006-07-28第一作者罗 勇男,博士,1977年生罗 勇1 沈兆武2(11广东宏大爆破工程有限公司,广州 510055; 21中国科学技术大学 力学和机械工程系,合肥 230026) 摘 要 以爆炸力学、岩石断裂力学理论为原理,对切缝药包在岩石定向断裂爆破中的切缝产生及裂纹起裂和扩展进行了一定的研究,同时对该法的爆破参数进行了设计,并在实验室进行模型试验验证其正确性。
实验结果表明切缝管能使爆炸后的能量有方向性地集中,裂纹的定向断裂控制效果良好,现场初步试验也表明该法是一种比较理想的断裂控制爆破技术。
最后还指出了该技术还需要有待研究的方向,这些对相关理论研究和现场应用均有一定的指导意义。
关键词:爆炸力学,断裂力学,定向断裂爆破,切缝药包中图分类号:T D235 文献标识码:A0 引 言为了获得平整的岩石开挖面和井巷轮廓线,提高石料开采的成材率,减少超(欠)挖,同时,为了降低巷道围岩受损伤的程度,以便提高其稳定性能,普通的光面爆破已经不能适应生产的需求,而在其基础上发展起来的岩石定向断裂爆破得到了广泛的应用。
该爆破方法大体上分为三类[1,2],即切槽孔岩石定向断裂爆破、聚能药包岩石定向断裂爆破和切缝药包岩石定向断裂爆破。
第一类方法的增加了钻孔的难度,加大了辅助工序的时间,且需要采用专用钻具,钻孔效率较低。
第二类方法用药量少,尽管效果很好,但聚能药包制作工艺麻烦,适应性较差,目前药包还难以系列生产。
第三类方法成本低,套管材料一般选用ABS塑料管,取材方便,制作简单,成本低,适应性强,易于推广,尽管对套管力学性质有一定的要求,但若能根据现场生产技术的研究及分析,研究生产,则该爆破技术可以适应复杂多变的现场条件,并能显著提高爆破效果。
定向控制断裂爆破技术的研究
定向控制断裂爆破技术的研究近年来，随着建筑物结构不断复杂化，安全性和可靠性的要求也越来越高，断裂爆破技术即定向控制断裂爆破技术，在结构施工、地质勘探和环境保护等行业中发挥着越来越重要的作用。
向控制断裂爆破技术是指将炸药置入洞，经过精确计算和特殊设计，实现特定方向的断裂爆破。
这种技术具有准确性高、破坏局部小、破坏范围可控、断裂效果均匀、断裂效果可预测等优点，可以有效减少施工成本，并且在某些情况下可以代替传统爆破方法，如果采用不同的断裂爆破技术可以实现相应的技术效果。
第一部分，定向控制断裂爆破技术的结构原理，定向控制断裂爆破技术是根据爆破物理原理设计制定的。
断裂爆破具有良好的定向性，可以根据地形条件和地质状况确定爆破方向，以实现定向控制断裂效果。
首先，爆破物理学分析断裂爆破的物理过程。
断裂爆破的整个爆爆过程可以分为三个阶段：断裂爆破前的物理现象，断裂爆破瞬间，和断裂爆破后的残留物理现象。
其中，断裂爆破前的物理现象是指通过炸药的作用，产生压力波，压力波穿过岩石，使岩石内部出现微小裂纹，最终增加断裂爆破的效果；断裂爆破瞬间，即当炸药燃烧爆炸后，传播的冲击波、压力波、热波和明火在空间上瞬间激发断层，产生巨大的冲击力，引发破坏作用；断裂爆破后的残留物理现象，也就是岩石被炸裂之后，会经过一定的时间，岩石保持布满裂纹等物理现象。
第二部分，定向控制断裂爆破技术在施工、地质勘探和环境保护等方面的应用。
1、在建筑施工中，定向控制断裂爆破技术可以有效地满足建筑施工的安全要求，既可以减少建筑物质量，又能保证施工断裂均匀，避免劳动力消耗，为建筑工程的施工提供有效的帮助。
例如，可以采用定向控制断裂爆破技术来分割不同大小的建筑物，以便顺利完成施工，而不影响其他建筑物。
2、在地质勘探中，定向控制断裂爆破技术可以有效控制地质状况，准确探测地层，以便及早发现各种风险，避免不可逆的损失。
3、在环境保护方面，定向控制断裂爆破技术可以有效减少对空气、水和水土流失的影响，同时可以实现节约能源，为环境增添绿色能源，保护地球环境。
定向控制断裂爆破技术的研究
定向控制断裂爆破技术的研究定向控制断裂爆破技术是一项安全和有效的爆破方法，它可以有效地帮助改善结构开挖爆破作业的效率，减少爆破作业所产生的噪音，抑制地震传播以及减少碎石污染。
它是利用围岩壁，墙壁和地下建筑物作为爆破控制手段，进行定向断裂爆破技术。
本文将从定向控制断裂爆破技术的历史，原理，应用，优缺点及发展趋势等几个方面进行论述，以便形成一个全面的认识。
一、定向控制断裂爆破技术的历史定向控制断裂爆破技术可以追溯到20世纪50年代，当时主要是美国和苏联的技术人员才发明的，最初的定向断裂爆破技术只能用于室内爆破。
由于缺少防爆材料，使用范围有限，应用程度也很低。
后来，随着技术的发展和发明，该技术发展得更快，应用范围也扩大得多，如低压防爆膜，防护罩，抗地震墙及侧向等。
二、定向控制断裂爆破技术的原理定向控制断裂爆破是一种利用围岩壁，墙壁和地下建筑物作为爆破控制手段，进行定向断裂爆破技术。
原理是：在设计爆破时，先在爆破面前、侧面和后面安装围岩壁、护壁或地下建筑物，再在定向断裂爆破面前安装可靠的防爆材料，当爆破时，爆破能量瞬间把墙壁、地下建筑物和防爆材料反射回来，定向进行断裂爆破。
三、定向控制断裂爆破技术的应用定向控制断裂爆破技术可以在矿山开拓、建筑拆除以及石油和天然气开采爆破等各种场景中使用。
它可以有效地控制爆破的噪音，抑制地震的传播，减少碎石的污染，节省爆破材料，提高爆破效果。
此外，它还可以减少爆破时间，减少爆破成本，提高工作效率，确保爆破现场的安全。
四、定向控制断裂爆破技术的优缺点（1）优点：1.具有较强的防爆作用，可以有效抑制爆破作业产生的噪音，并降低爆破作业带来的地震传播及碎石污染；2.减少了爆破现场的安全隐患，可以有效地控制超限爆破的情况；3.可以节省爆破材料，提高爆破效果。
（2）缺点：1.爆破策划需要精心设计，工程投入大，需要更多的时间；2.需要专业技术人员进行掌控，不能依全靠计算机或控制系统进行控制；3.若在定向爆破过程中不能有效提高爆破的安全因素，容易导致爆破失败等。
双向聚能张拉成型控制爆破技术在异型断面中的应用——已经打印
隧道 /地下工程
3 双向聚能爆破技术的应用 双向聚能爆破技术主要应用在要求精确成型、 普 通爆破质量难以保证的异型结a = ( 12~ 16 ) d 式中 , d 为炮孔直径 , mm。 ( 2) 光爆层厚度 (周边孔最小抵抗线 W ) W = ( 32~ 34 ) d 或 W = a / ( 0 8~ 1 ) ( 3) 炮孔装药量 Q Q= 0 . 845[ ( a + W ) l+ a W]( 式中 Q 药量, kg; l
隧道 /地下工程
双向聚能张拉成型控制爆破 技术在异型断面中的应用
张晓华
( 中 铁十八局集团有限公司 , 天津 300222)
摘
要 : 双向聚能成型爆破是在常规爆破基 础上发展起 来的一
聚能孔, 聚能管内填装炸药 ( 图 1)。
种控制爆破技术 , 是将药包放入在 2 个设定 方向有聚能 效应的 聚能装置中 , 炸药起爆后 , 炮孔在围岩 非设定方向 上均匀受 压 , 在设定方向上集中受拉 , 从而使爆破体按照 设定方向拉 裂成型 的一种新型聚能爆 破技术 。 该技术 在异 型结 构施工 中有 很好 的应用价值和经济效益 。 关键词 : 隧道爆破 ; 聚能爆破 ; 双向受拉 ; 异型断面 ; 精确成型 中图分类号 : U 455 6 文献标识码 : A 文章编号 : 1004 2954 ( 2008) 01 0082 02 图 1 聚能切割爆破装药结构
铁道标准设计 RA ILW AY STAND ARD DES IGN 2008 (1 )
图 4 爆破实效照片
通过爆破实效图可以看出, 岩台精确成型, 充分体 现了双向聚能爆破技术的实效性和优越性。 4 结论 ( 1) 调整爆破药结构的双向聚能切割爆破技术 , 改变了传统装药结构爆破压缩破坏的力学性能 , 很好 地利用岩体抗拉性能差的特点 , 通过特殊简便的装药 结构的调整, 实现爆破过程中沿炮孔控制方向拉裂破 坏岩体切割爆破。 ( 2) 综合采用聚能预裂切割爆破技术、 叠层 光面 爆破技术、 光面爆破技术, 是实现异型断面结构精确成 型的有效方法 , 具有很好的实用价值和经济效益。 ( 3) 双向聚能爆破技术是一种新兴的爆破工艺 , 其施工技术需进一步研究完善和推广。 参考文献 :
控制爆破技术研究现状及发展建议
块率高 ， 动 、 震 空气 冲击 波 、 飞石 、 噪音 、 粉尘 等危 害 严重 ， 程成本高 等 。针对 这些 问题 ， 工 控制 爆破技 术
应 运而生 ， 它是近 年来发 展最迅速 的爆破技 术之一 。 本文将从 控制爆 破技 术概 述 、 展 现状 和 发展 建 议 发
的 出现是 爆破技 术发 展 史上 的重要 里程 碑 ， 技术 该
爆破 、 定向断裂爆破、 护壁爆破 、 小抵抗 线大孔距爆破 、 孔底起爆爆破 、 复合 装药爆破 、 态爆破等 ， 静 并提 出今后控制 爆破技术发展 的建议。此综述为进一步探 求更加安 控制爆破
研究现状 发展建议
ＲＥＳ ＥＡＲＣＨ Ｉ Ｓ ＴＵＡＴＩ ｏＮ ＡＮＤ ＤＥＶＥＬｏＰＭ ＥＮＴ ＵＧＧＥＳ ｏＮＳ Ｓ ＴＩ ｏＦ ＣｏＮＴＲｏＬＬＥＤ ＢＬＡＳ ＮＧ ＴＩ ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ
２．Ｅｎ ｉ ｅ ｒ Ｍｉｉ ｒ ｐ ｅ ｅ ｔ ｔ ｅ Ｏｆ ｃ ｆ ｔ ｅ Ｇ ｎ ｒ ｌＡｒ ｍｅ ｔ Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｎ ｇ ｎ ｅ ｌｔ ｙ Ｒｅ ｒｓ ｎ ａｉ ｆ ｅ ｏ ｈ ｅ ｅ ａ ｍａ ｎ ｓ ｐ ｒｍｅ ｔｉ ａ ｖ ｉ
Ｓｅ ｙ ｇＡ ｅ，Ｓ ｅｙｎ １００ ，Ｃ ｉａ３ ｏ６ １９Ｕ ｉｏ Ｌ Ｌｕ ｉ １ １１ Ｃ ｉ ） ｈｎａ ｒａ ｈｎａｇ １０ ４ ｈｎ ；．Ｎ ．２９ ｎｔ ｆ Ａ，ｏｄ ４ ７ １ ，ｈｎ ｎ Ｐ ａ
ｗｉ ｅ ｓ ａ ｅ ｂａ ｔ ｇ， ｏｅ ｂ ｔｏ ｐ ｉ ｉｇ ｂ ａ ｔ ｄ ・ ｐ ｃ ｌｓ ｎ ｈ ｌ ｏｔｍ ｒｍ ｎ ｌｓｉ ｃ ｍｐ ｕ ｄ ｃ ａ ｇ ｌｓｉ ｎ ｉ ｎ ｌ ｓ ｎ ． Ａｎ ｕｇ ｉ ｎｇ， ｏ ｏ ｎ ｈ ｒ ｅ ｂ ａ ｔ ｎｇａ ｄ ｓｌ ｔ ａ ｔ ｇ ｅ ｂ ｉ ｄｓ － ｇ ｓｉｎ ｎ ｅ ａ ｃｎ ｅｄ ｖ ｌｐ ｎ ｆｃ ｎ ｒ ｌ ｄ ｂ ｓｉ ｇｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｓｍ ａ ｅ． ｅｐ ｐ ｒｍａ ｅａ ｂ ｓ ｅ ｔ ｓｏ ｎｈ ｎ ｉｇ ｔ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔｏ ｏ ｔｏｌ ｌ ｔｎ ｅ ｈ ｏｏ ｗａ ｄ Ｔ ａ ｅ ｄ ａ ｅ ｏ ｈ ｅ ａ ｙ ｈ
定向控制断裂爆破技术的研究
定向控制断裂爆破技术的研究爆破技术是现代建筑工程的重要组成部分。
爆破技术的发展有助于提高工程质量、改善工期、降低成本和减少施工危险。
定向控制断裂爆破技术是爆破技术的一种，它的研究能够实现工程施工的精确控制和安全、有效的施工过程。
定向控制断裂爆破技术是一种针对施工工艺要求特别高的爆破技术。
断裂爆破技术通过将一系列爆炸装置精确地安置在爆破物质中，使断裂方向能够满足施工工艺要求，从而达到精确控制断裂的效果。
同时，断裂爆破还可以有效的减少环境噪声，提高施工安全。
定向控制断裂爆破技术的研究包括以下几个方面：（1）爆破物质特性研究。
在爆破物质中，物质的性质、颗粒度、弹性和密度等质量参数都会影响断裂爆破的效果。
因此，研究者需要对爆破物质特性进行详细研究，以便调整断裂爆破装置的安装位置、数量以及爆炸时机，为定向控制断裂爆破技术的安全使用提供依据。
（2）安全性研究。
安全性是定向控制断裂爆破技术的研究的重要方面。
研究者需要探讨爆破装置安装位置、断裂深度及断裂幅度等参数分别对定向控制断裂爆破技术的安全性以及施工效率的影响，力求在保证安全性的前提下，将断裂爆破的效率提高到最大。
（3）应用技术的研究。
定向控制断裂爆破技术的开发和应用对实际施工工艺有着重大的意义，无论是研究者还是工程施工者都需要探索和研究应用技术，以便将定向控制断裂爆破技术应用到实际的施工当中，进一步改善爆破施工的效率和安全性。
以上是定向控制断裂爆破技术的研究内容。
定向控制断裂爆破技术的研发和应用不仅对施工效率和安全性有很大的提高，而且还能有效降低施工成本，满足现代建筑施工需求。
定向控制断裂爆破技术仍需要不断改进和完善，但是它作为一项新兴技术已经在建筑行业中取得了显著的效果。
未来，定向控制断裂爆破技术将会成为施工行业的一项重要工具，可以为社会提供更多的技术支持。
总之，定向控制断裂爆破技术是一种新兴的爆破技术，它的研究和发展可以有效提高施工效率和安全性，降低施工成本，满足现代建筑施工需求。
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第21卷 第1期山 西 煤 炭V ol 21 N o 12001年3月SHAN XI COAL M ar.2001定向断裂控制爆破技术研究新动向孙仁元李剑刚 李 义(太原理工大学)(晋城煤管局)(太原理工大学)摘 要 分析了多种定向断裂控制爆破方法的原理、实质及优缺点,并提出了一种新型定向断裂控制爆破方法,总结了定向断裂控制爆破的共性,指出了此种爆破的优点。
关键词 定向断裂控制爆破;原理;切槽爆破;炮孔水压爆破中图分类号 TD 235 1 文献标识码 A 多年来,光面爆破在井巷施工中发挥了较好作用,取得了良好的经济效益,但是由于技术原理及操作工艺等多方面因素的影响,单靠光面爆破还不能精确控制周边质量,特别在煤系和软岩地层结构发育条件下,普通光爆无法保证整个周边形成光滑面,因而超挖现象仍很普通,并且钻眼工作量大,影响掘进成本和效率。
本文在总结前人研究成果的基础上,分析了各种定向断裂控制爆破的实质和特点,并提出了一种新的定向断裂控制爆破方法。
1 定向断裂控制爆破技术国内外很早就进行了定向断裂控制爆破的研究,目前,我国在断裂控制爆破技术的研究、设计和施工等方面已居世界前列。
下面分述各种定向断裂控制爆破新技术。
1 1 炮孔切槽爆破炮孔切槽爆破(如图1)就是在炮孔上按预期开裂的方向刻制一定长度的切槽,然后在槽孔内装药爆破,实现岩石破碎的断裂控制。
此方法的基本特征是通过改变爆炸能量释放的各向均匀性来实现爆炸力相对集中作用。
通过用脉冲激光全干涉法对炮孔刻槽进行了模型实验。
与普通炮孔的爆破作用相比,切槽孔爆破的干涉条纹有明显不同,整个条纹主形状大致呈椭圆状(普通炮孔呈同心圆状),切槽连线方向即是长轴。
说明切槽方向的爆破作用强于其它方向,图2为切槽捣槽爆孔布置示意图。
1 切槽;2 炮孔;3 不耦合装药;4 要求的爆裂面图1切槽爆破孔1 切槽;2 不耦合装药;3 耦合装药;4 要求的爆裂面图2 切槽捣槽爆孔布置示意图由碳酸脂板拍摄的动光弹照片可看出,普通炮孔的等差线条纹以炮孔为中心呈对称分布,而切槽孔爆破的等差线条纹在切槽两端十分密集,似发射状,条纹级数很高,形成两股半圆形闭和曲线。
切槽方向形成了较大的应力集中。
切槽尖端的应力集中系数愈大,则愈有利于切槽尖端处径向裂纹的首先开裂,有利于爆破的定向断裂。
此方法的优点是可以减少炮孔数量,从而减少打眼长度;缺点是切槽孔爆破受钻具质量和切槽工艺的制约,特别是在深孔施工中难度很大。
1 2 聚能装药定向断裂爆破第一作者:孙仁元,男,1973年生,太原理工大学,在读硕士,030024收稿日期:2000 07 05聚能装药(图3)定向爆破是利用聚能穴的聚能作用进行切割爆破。
其原理是:药卷爆炸产生的爆轰波到达凹槽时,波头后面的爆炸产物将垂直凹槽表面运动,在槽内互相碰撞,沿对称轴面产生聚合的爆炸产物流(射流),该爆炸产物流比朝其它方向飞散的爆炸产物流具有更高的密度和速度。
因此,朝向槽底中间位置,即在对称面附近形成一个具有一定厚度、能量密度极高的能流面。
显然,在这个方向上对障碍物的破坏力极大。
图3 聚能装药结构示意图在动光弹的模型实验中发现,与聚能穴相对应的方向,条纹十分密集,条纹级数增大,具有明显的定向断裂作用。
要形成聚能射流必须采用高爆速炸药。
在生产试验中,采用2号岩石铵锑炸药,用铜片做聚能穴,也取得了良好爆破效果,但在爆破后曾发现残余铜片。
由于2号岩石炸药爆速低,难以形成金属聚能射流,不能使铜片熔化,但因存在聚能效应和应力集中作用,因而能获得定向断裂效果。
此方法的优点是定向准确,爆裂面成型质量好;缺点是对炸药的要求较高,一般采用高爆速炸药。
1 3 切缝药包断裂控制爆破切缝药包装药结构如4所示。
图4 切缝药包的装药结构套管中药卷爆炸后,由于切缝的存在,沿切缝方向的孔壁将直接受到爆炸冲击波的作用,在爆炸的动作用过程中,沿切缝方向孔壁处优先产生预裂隙,爆生气体的静作用使形成的预裂纹优先扩展,从而吸引了其他非切缝方向释放的能量。
与光面爆破(特点是降低爆炸的动压对孔壁的作用,主要利用静压成缝)相比,切缝药包爆破不仅利用静压作用,更主要的是通过切缝引导爆炸的动作用对孔壁的定向作用,同时也抑制了动作用对孔壁其它方向作用的影响。
利用激光全息干涉实验系统对切缝药包断裂控制爆破作用进行模拟实验。
从典型全息干涉图可发现,条纹分布大致呈椭圆状,切缝连线方向即是长轴。
切缝方向应力波超前传播,形成较强的应力作用。
此方法具有定位准确,成型质量好的优点,正在推广使用,但其理论尚不完善,还需进一步研究。
1 4 不耦合装药爆破不耦合装药就是药柱直径远小于炮孔直径的装药。
爆炸应力波作用于孔壁形成预加载裂缝,裂缝形成以后传播的越长越好。
如果裂缝是张开的,爆生气体可以挤入其中,压力沿裂缝从孔壁开始至裂端逐渐减小。
研究已经表明,耦合装药加载率太高,爆生气体无法挤入裂缝,导致裂缝长度减小。
大的炮孔压力将导致孔壁粉碎产生大量碎粒,使裂缝堵塞。
爆炸加载率太高,孔壁近区出现残余压缩压力,从而使径向裂缝闭合。
为使裂缝充分延伸,可采用不耦合装药,其目的是利用药柱与炮孔之间的耦合介质起缓冲作用来延长爆炸应力波作用时间,降低峰值压力,减轻爆炸时作用在炮孔壁上的冲击压力,防止产生残余压缩压力。
许多学者研究证明了不耦合系数和耦合介质的改变对爆破作用的效果影响很大。
本文主要介绍了空气和水作为耦合介质的两种定向控制爆破方法。
1 4 1 空气不耦合装药定向断裂控制爆破对于以空气为介质的不耦合装药,药包爆炸时,由于空气的可压缩性,爆炸初始阶段爆轰气体的部分能量储存在空气间隙内,使爆炸初始作用得到缓冲。
在爆轰的后面阶段,受压空气再释放能量做功。
与普通的爆破相比,空气不耦合装药可减少爆炸产生的初始动压力并能延长作用时间。
适当调节不耦合系数并调整药柱在炮孔中的位置,可起到定向断裂控制作用。
1 42 炮孔水压爆破理论和实践均已证明,较为合理的装药结构形式是空气不耦合装药和空气垫层装药,然而,在某些钻爆施工中,由于工作面涌水和井壁淋水等原因,炮孔往往充满水,装药爆破不是以空气而是以水为介质传递爆破能量的,因此研究炮孔水压爆破具有重要意义。
炮孔水压爆破又称水介质不耦合装药爆破法,其理论基础是水压爆破理论。
70年代末,日本的桥本博等人将城市拆除爆破中的水压爆破经验应用于隧道掘进和石材开采,发明了所谓的ABS 法,如图5所示。
这种方法炮眼布置简单,在降低炸药消耗量和减少震动强度方面效果十分显著。
其不足23第1期 孙仁元:定向断裂控制爆破技术研究新动向之处在于结构复杂,制造费用较高。
2 炮孔内带有隔板的炮孔水压爆破通过对上述定向断裂控制爆破的分析并根据爆炸波的反射特点,本文尝试提出一种新型定向断裂控制爆破方法,即炮孔内带有隔板的炮孔水压爆破(如图6)。
1 反射凹面板;2 药包;3 注水;4 AB 管图5 ABS管结构图1 水介质;2 隔板;3 炮孔;4 装药图6 带隔板的炮孔水压爆破示意图此方法是在不耦合装药的炮孔内沿炮孔方向安置一刚性弧形隔板并注入水进行爆破。
该方法的基本原理是具有炮孔水压爆破的优点,同时水中爆炸应力波遇弧形隔板后发生反射,能量朝炮孔中心汇聚,从而增加汇聚方向的能量,有利于岩石破碎。
另外,由于隔板的反射作用使得隔板背面能量降低,从而降低了孔壁压力,保护了围岩而达到了定向断裂控制爆破的目的。
我们正在进行进一步的理论推导和实验研究工作。
3 结论a.定向断裂控制爆破可分为两大类:一类是改变炮孔形状,如炮孔切槽爆破;另一类是改变装药结构,如聚能爆破、切缝药包爆破、炮孔水压爆破及带隔板的炮孔水压爆破。
这两类方法的共同目的都是为了有效的控制孔周围裂缝的发展方向,以达到所需的要求。
b.药包形状采用延长药包而不是集中药包。
延长药包在岩体爆炸引起柱面波,其波阵面只与传播距离的一次方成正比增加,而集中药包爆炸引起球面波,其波阵面与传播距离的平方成正比增加。
因此,延长药包在岩体中爆炸引起的应力波在传播过程中,其波参数随距离增加衰减要比集中药包的慢。
因而沿炮孔可获得较好的破碎效果。
c.采用断裂控制爆破方法可以大大减少周边炮孔的数量。
其炮孔间距增大39%~83%.此外围岩的稳定程度也比较高,超挖量减少10%~30%,装药量减少43%~69%,并通过不同的微差起爆,爆破地震可以减少20%~50%.The study of new technique of directional fracture blastingSun Renyuan Li Jiangang Li Yi(T aiyuan Univer sity of T echnology )(J incheng Coal M anagement Bur eau )(T aiy uan Univer sity of T echnology )Abstract The principle and essential of several kinds of directional fracture blasting is analyzed in this pa per,and then a new method of that is put forward.In conclusion,the paper gave commonness of directional fracture blasting and its merit.Key words directional fracture blasting;principle;cut blasting;w ater pressure blasting of hole本文责任编辑 胡广权24山 西 煤 炭 第21卷。