(完整版)第三章爆破工程

第三章爆破工程

本章主要内容

1. 爆破的基本原理

2. 炸药及炸药量计算

3. 爆破基本方法

4. 钻孔与起爆

5. 特种爆破技术

6. 爆破安全控制

二、学习的目的与教学要求应用于水工建筑物基础、导流隧洞与地下厂

房等的开挖、料场开采、定向爆破筑坝和建筑物拆除等。

1. 掌握爆破工程的基本方法、钻爆开挖方法；

2. 理解爆破的基本概念和爆破材料的主要性能，了解定向爆破、预裂爆破、光面爆破的概念及技术要求。

3. 掌握爆破工程的施工特点和程序及施工的主要内容；

4. 对爆破安全与防护计算能灵活应用，对安全防护引起足够重视。要严格执行各项安全计算的标准。

三、学习重点

1. 爆破作用指数概念及根据爆破作用指数对爆破进行分类。

2. 浅孔、深孔爆破的炮孔布置和装药量计算；

3. 光面爆破、预裂爆破的应用和区别；主要参数的选用、确定和装药量的计算。

第一节爆破的基本概念

一、爆破作用的概念

（一）爆炸

炸药爆炸属于化学反应。从广义的角度来说，能量在瞬间释放的现象都可称为爆炸。

（二）爆破爆破是利用炸药的爆炸能量对炸药周围的介质，使其发生变形并进行破坏。

二、无限均匀介质中的爆破

1．压缩圈（粉碎圈）这是与球形药包直接接触的介质。

2．抛掷圈

紧贴着压缩圈外面的介质。

3．破坏圈（松动圈）

位于抛掷圈外。

三、有限均匀介质中的爆破

（一）自由面

半无限介质的爆破是指药包埋设深度不大，爆破作用受到临空面的影响的爆破。在水利工程建设中的爆破多属于这种爆破。在半无限介质的爆破中，临空面起到反射拉应力作用和聚能作用。

（二）爆破漏斗的概念爆破漏斗：当爆破在有临空面的半无限介质表面附近进行时，若药包的爆破作用具有使部分破碎介质具有抛向临空面的能量时，往往形成一个倒立圆锥形的爆破坑，形如漏斗，称为爆破漏斗。

爆破漏斗的形状多种多样，随着岩土性质、炸药的品种、性能及药包大小及药包埋置深度不同而变化。

（三）爆破漏斗的几何参数

1．药包中心O：

2．最小抵抗线W：药包中心到临空面（自由面）的最短距离，即最小抵抗线长度Ｗ。

3．爆破漏斗底部半径r ：指漏斗底圆半径，是自由面中心到漏斗中心到漏斗边缘的连线。

4．爆破作用半径Ｒ：药包中心至爆破漏斗底面边缘的距离。

5．抛掷距离：L

6．自由面：自由面又称为临空面，是指爆破介质与空气或水的接触面。同等条件下，临空面越多，炸药用量或小，爆破效果越好。

（二）爆破作用指数与爆破漏斗分类不同的爆破效果形成不同的爆破漏斗。漏斗的大小可用爆破指数表示，其值为：n＝r／Ｗ, 最能反映爆破漏斗的几何特征。

①标准抛掷爆破：当n＝1,即r ＝W时，漏斗的张开角度等于90°，称为标准抛掷爆破。

②加强抛掷爆破：当n>1，即r >W时，漏斗张开角度> 90°，称为加强抛掷爆破。

③减弱抛掷爆破：当0.75 ≤n<1 时，漏斗的张开角度< 90°，称为减弱抛掷爆破。

④松动爆破：当0.33

第二节炸药及药量计算

一、炸药的主要性能指标

（一）炸药的一般性能

炸药的主要性能有物理化学安定性、敏感性、稳定性等。

（二）炸药的爆炸性能

1. 威力: 分别用爆力和猛度表示。

2. 殉爆距离

炸药药包的爆炸引起相邻药包起爆的最大距离，称为殉爆距离。

3. 爆速

爆速是炸药爆炸时, 冲击波自始至终在单位时间内的传播速度。

4. 爆热与爆温

炸药爆炸分解时所产生的热量叫爆热。一般炸药的爆热约为600～

1500kcal/kg 。爆炸产物所产生的最高温度叫爆温，通常可达到1500～4500℃。

5. 氧平衡

（1）零氧平衡：炸药在爆炸分解时的氧化情况。如炸药本身的含氧量恰好等于其中可燃物完全氧化时的需要量，炸药爆炸后，生成二氧化碳和水，并放出大量的热，这种情况就叫做零氧平衡。

（2）负氧平衡：如含氧量不足，可燃物不能完全氧化，则产生有毒的一氧化碳，这种情况称负氧平衡。

（3）正氧平衡：如含氧量过多，将放出的氮氧化成为有毒的二氧化氮，这种情况称正氧平衡。

无论是正氧平衡还是负氧平衡，都会带来两大害处：一是使炸药中的某些元素得不到充分利用，导致热能量减少，炸药威力降低，影响爆破效果；二是生成有毒气体。

二、常用炸药的种类炸药是一种相对稳定的化合物或混合物。根据使用的性质不同可分为起爆炸药和工程炸药（主炸药）两类。

（一）起爆炸药的分类

起爆炸药是用以制造起爆材料的炸药。其主要特点是敏感性高；爆速增加快，易由燃烧转为爆轰；安定性好，特别是化学安定性好；有很好的松散性和压缩性。

1. 雷汞Hg（CNO2）

50℃分解，160℃爆炸，对清晰度敏感。

2．氮化铅Pb（N3）2

反应比雷汞迟钝，不溶于水。

3. 二硝基重氮酚C6H2O5N4

安定性好，起爆能力强，相对安全价格便宜。

（二）常用工程炸药

1. 三硝基甲笨（TNT 梯恩梯炸药）

2. 胶质炸药

3．铵梯炸药

4. 铵油炸药

5. 浆状炸药

6．乳化炸药

二、药包及装药量计算

（一）药包种类药包是为爆破某一物体而在其中放置一定数量的炸药。药包种类：分为集中药包和延长药包。

若药包的长边和短边的长度分别为L 和a，当L/a ≤4 时，为集中药包，爆破效率高，省炸药和减少钻孔工作量，但爆破岩石的块度不够均匀，多用于抛掷爆破；当L／a> 4 时，为延长药包，可均匀分布炸药，破碎岩石的块度较均匀，一般用于松动爆破。

（二）装药量计算装药量是工程爆破中的一个重要指标，它既反映了爆破效果，也反映了经济效益。

标准抛投药包的药量计算条件是：单个球形集中药包；爆破作用指数n=1；