第四章 第三节 爆破作用引起的工程地质问题
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爆破工程8第四章------掘进控制爆破
掏槽孔间的起爆顺序因掏槽形式不同而不同。龟裂掏槽和桶形 掏槽的装药孔可采用瞬发雷管同时起爆，或用多段延期雷管起爆 （图4-6、图4-7）；螺旋掏槽采用延期雷管使装药孔逐一起爆 （图4-8）。
辅助孔本身也应分段起爆。首先，与掏槽孔相邻的辅助孔先起 爆，然后再依次使其他辅助孔起爆。就顺序而言，接下来的是周 边孔的起爆（平巷、斜井掘进时，先起爆腰孔，即两帮中部的孔， 然后是顶孔，最后为底孔）。
实际工作中，q值可按国家定额标准或用经验 公式计算确定。
四、装药量计算
1、按下式计算出每一次循环所需的总装药量Q
Q ＝ qV = qSLη
式中 V——每一循环预定爆破岩石体积，m3；
S——巷道掘进断面面积，m2；
L——工作面炮孔的平均深பைடு நூலகம்，m；
η一炮孔利用率，η=L/L/=0.8~0.95；
周边孔的作用是控制巷道断面形状和方向，使井巷断 面尺寸、形状和方向符合要求。
一、掏槽孔布置
1、掏槽孔布置的原则为：掏槽孔一般应布置 在开挖断面的中部或中下部；在岩层层理明显 时，炮孔方向应尽可能垂直于岩层的层理面；
小型断面的掏槽孔数一般为4~6个，大型断面 要根据开挖方式来确定掏槽孔的部位和数量。
但是，过大的炮孔直径将导致凿岩速度显著下降，而 且要减少炮孔数目，使岩石的破碎质量降低，巷道周 壁平整度变差，从而降低了爆破效果。
因此，必须根据凿岩设备和工具、炸药性能和掘进具 体条件等加以综合分析，必要时可进行对比试验，合 理选定炮孔直径。大断面巷道（＞6 rn2）掘进爆破可 采用38~45mm的药卷；小断面（＜4 rn2＝且岩石坚硬 时，应使用高威力炸药和小直径药卷（25~32mm）。 通常，炮孔直径比装入的药卷直径大5~10mm为宜。
辅助孔本身也应分段起爆。首先，与掏槽孔相邻的辅助孔先起 爆，然后再依次使其他辅助孔起爆。就顺序而言，接下来的是周 边孔的起爆（平巷、斜井掘进时，先起爆腰孔，即两帮中部的孔， 然后是顶孔，最后为底孔）。
实际工作中，q值可按国家定额标准或用经验 公式计算确定。
四、装药量计算
1、按下式计算出每一次循环所需的总装药量Q
Q ＝ qV = qSLη
式中 V——每一循环预定爆破岩石体积，m3；
S——巷道掘进断面面积，m2；
L——工作面炮孔的平均深பைடு நூலகம்，m；
η一炮孔利用率，η=L/L/=0.8~0.95；
周边孔的作用是控制巷道断面形状和方向，使井巷断 面尺寸、形状和方向符合要求。
一、掏槽孔布置
1、掏槽孔布置的原则为：掏槽孔一般应布置 在开挖断面的中部或中下部；在岩层层理明显 时，炮孔方向应尽可能垂直于岩层的层理面；
小型断面的掏槽孔数一般为4~6个，大型断面 要根据开挖方式来确定掏槽孔的部位和数量。
但是，过大的炮孔直径将导致凿岩速度显著下降，而 且要减少炮孔数目，使岩石的破碎质量降低，巷道周 壁平整度变差，从而降低了爆破效果。
因此，必须根据凿岩设备和工具、炸药性能和掘进具 体条件等加以综合分析，必要时可进行对比试验，合 理选定炮孔直径。大断面巷道（＞6 rn2）掘进爆破可 采用38~45mm的药卷；小断面（＜4 rn2＝且岩石坚硬 时，应使用高威力炸药和小直径药卷（25~32mm）。 通常，炮孔直径比装入的药卷直径大5~10mm为宜。
爆破工程地质
6.2地质条件对爆破的影响6.2.1结构面对爆破的影响工程实践表明，除岩性与爆破有关外，地形、地质条件对药包布置和爆破效果的影响不容忽视，有时甚至是爆破成败的关键。
6.2.1.1 结构面成因类型原生的：沉积岩的层面、不正合面、夹层，岩浆岩的流层、与围岩的接触带和挤压带、节理、喷出岩的间歇层，变质岩的片理面、板理面等；构造形成的：节理裂隙、劈理、断层、层间错动；次生的：风化裂隙、卸荷裂隙、泥化类层等。
6.2.1.2 结构面对爆破效果的影响（1）应力集中作用（2）应力波的反向增强作用（3）能量吸收作用（4）泄能作用（5）楔入作用（6）改变破裂线作用6.2.1.3 结构面对爆破岩块的破裂特征和块度影响爆破块表面的风化面数占统计面数的79﹪～90﹪，而新鲜面数仅占10﹪～21﹪。
另外，结构面对爆堆的块度分布规律也有重要影响。
6.2.2 地形对爆破的影响地形条件：爆破区的地面坡度起伏、临空面的形状和数目、山体高低、冲沟分布等。
6.2.3 特殊地质条件对爆破的影响6.2.3.1 岩溶对爆破的影响溶洞、采空区对爆破的影响：（1）岩溶对定向抛掷方向的影响（2）岩溶对抛掷方量的影响（3）岩溶对安全技术的影响预防措施：（1）利用溶洞作为药室。
（2）堵塞药包附近溶洞。
（3）调整药包位置，使药包中心至溶洞的距离接近或大于最小抵抗线的长度。
（4）、（5）、（6）、（7）6.2.3.2 地下水对爆破的影响6.3 爆破对工程地质条件的影响6.3.1 爆破对保留岩体的破坏（1）后缘地表的破坏：后冲和反射拉伸作用形成。
（2）深层基岩的破坏：6.3.2 爆破对边坡稳定性的影响(1)爆破对自然边坡的稳定性影响①爆区附近的坡体内已有贯通的滑动面或为发育的古滑坡。
②坡体内至少发育一组倾向坡体外的节理裂隙。
③岩体内垂直柱状节理十分发育④坡缘局部发育成冲沟或陡倾张开性裂隙，将岩体分割成摇摇欲坠的危石。
（2）爆破残留边坡的坍塌失稳受破坏程度受以下因素影响：①爆破药量；②最小抵抗线；③岩体地质条件。
爆破工程地质
基本特征 ⑴ 岩浆岩的矿物组成和颜色 岩浆岩的种类很多，组成岩浆岩的矿物组合也
各不相同，但主要的造岩矿物有八种：石英、正长 石、斜长石、白云母、黑云母、角闪石、辉石和橄 榄石。
前四种是浅色矿物，后四种是暗色矿物。岩浆岩的 颜色就决定于其中的浅色矿物和暗色矿物的含量比。
浅色矿物富含Si、Al，常称之为硅铝矿物，暗色 矿物富含Fe、Mg，因而称之为铁镁矿物。
▪ 粘土矿物：主要由含铝硅酸盐的岩石，经化学 风化作用分解后产生的新矿物，如高岭石、胶岭石、 水云母、铝土矿等。
▪ 化学和生物成因的矿物：从真溶液、胶体溶液 中沉淀出来的或生物作用形成的矿物，如方解石、 白云石、铁锰的氧化物和氢氧化物、石膏等。
▪
▪ 沉积岩的颜色主要决定于构成岩石的矿物
颜色、混入杂质的颜色，以及沉积环境和成岩 以后的变化。因此，沉积岩的颜色是一个重要 特征，描述沉积岩的颜色时，应观察岩石的新 鲜断面，如果只用一种颜色无法恰当地描述时， 可采用复合色，如灰绿色、灰黄色等。其中， 后一种绿、黄色为基本颜色，前一种灰色为次 要颜色。
▪ 4.岩石分级
▪ 岩石的分级(类),通常是根据凿岩爆破工程的实际 应用需要来进行的。合理、简便、明了的具有实用 价值的岩石分级法，应当根据具体的工程目的，采 用一个或几个指标或判据来划分。
▪ ⑴土壤及岩石分类
▪ 我国土木建筑、市政工程普遍采用的建设部《全
▪
纪：是一个地质年代单位，地质年代是地壳历史 的自然分期，反映了地壳的发展阶段，分宇、代、 纪、世、期、时。第四纪距今约2百万年。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ形成的。直接在地 下凝结形成的称为侵入岩，按其所在地层深度可分 为深成岩和浅层岩；喷出地表形成的叫做火山岩 （喷出岩）。
各不相同，但主要的造岩矿物有八种：石英、正长 石、斜长石、白云母、黑云母、角闪石、辉石和橄 榄石。
前四种是浅色矿物，后四种是暗色矿物。岩浆岩的 颜色就决定于其中的浅色矿物和暗色矿物的含量比。
浅色矿物富含Si、Al，常称之为硅铝矿物，暗色 矿物富含Fe、Mg，因而称之为铁镁矿物。
▪ 粘土矿物：主要由含铝硅酸盐的岩石，经化学 风化作用分解后产生的新矿物，如高岭石、胶岭石、 水云母、铝土矿等。
▪ 化学和生物成因的矿物：从真溶液、胶体溶液 中沉淀出来的或生物作用形成的矿物，如方解石、 白云石、铁锰的氧化物和氢氧化物、石膏等。
▪
▪ 沉积岩的颜色主要决定于构成岩石的矿物
颜色、混入杂质的颜色，以及沉积环境和成岩 以后的变化。因此，沉积岩的颜色是一个重要 特征，描述沉积岩的颜色时，应观察岩石的新 鲜断面，如果只用一种颜色无法恰当地描述时， 可采用复合色，如灰绿色、灰黄色等。其中， 后一种绿、黄色为基本颜色，前一种灰色为次 要颜色。
▪ 4.岩石分级
▪ 岩石的分级(类),通常是根据凿岩爆破工程的实际 应用需要来进行的。合理、简便、明了的具有实用 价值的岩石分级法，应当根据具体的工程目的，采 用一个或几个指标或判据来划分。
▪ ⑴土壤及岩石分类
▪ 我国土木建筑、市政工程普遍采用的建设部《全
▪
纪：是一个地质年代单位，地质年代是地壳历史 的自然分期，反映了地壳的发展阶段，分宇、代、 纪、世、期、时。第四纪距今约2百万年。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ形成的。直接在地 下凝结形成的称为侵入岩，按其所在地层深度可分 为深成岩和浅层岩；喷出地表形成的叫做火山岩 （喷出岩）。
第三节-硐室爆破
③ 环境安全所允许的最大爆破规模及单响最大药量； ④ 评估工程影响；
第四章 露天爆破
第三节 硐室爆破
4、硐室爆破的设计原则与步骤
（二）、设计步骤: 爆破方案的确定； 2）爆破性质； ① 凡崩落后就可以靠自重爆区境界或形成所要求的爆堆者， 应优先考虑崩塌和抛掷爆破； ② 凡条件允许布置抛掷药包能将部分岩石抛出境界者，应考 虑抛掷爆破方案或一侧抛掷一侧松动爆破的方案； ③ 爆破工程较大或以爆松为目的爆破工程； 3）药室形式； 4）起爆方式；
第三节 硐室爆破
六、药室设计
2. 斜坡地形（一）
a
b
图6-4 斜坡地形药包布置 a-缓坡 b-急坡
图6-5 陡坡上的多排多层药包布置
第三节 硐室爆破 六、药室设计
2. 斜坡地形（二）——抛坍爆破
利用重力作用原理移挖作填 路基的定向抛掷
定向抛掷爆破筑坝
高坡角
低坡角
第三节 硐室爆破 六、药室设计
2. 斜坡地形（三）——边坡保护层
堵塞设计；
起爆网路的设计；
第四章 露天爆破
第三节 硐室爆破
七、硐室爆破的设计原则与步骤
（一）、导硐设计: 平硐与小井的选择； 平硐与小井的布置原则； （二）、药室设计: 药室形状的选择； 药室的容积的确定； （三）、装药、堵塞与起爆网路的设计: 装药的设计；
堵塞设计；
起爆网路的设计；
第四章 露天爆破
第三节 硐室爆破
一、硐室爆破的原理
硐室爆破的概念与分类
硐室爆破的特点及适用条件
控制抛掷方向的基本原理 抛体堆积原理
第四章 露天爆破
第三节 硐室爆破
一、硐室爆破的原理
硐室爆破的概念与分类
第四章 露天爆破
第三节 硐室爆破
4、硐室爆破的设计原则与步骤
（二）、设计步骤: 爆破方案的确定； 2）爆破性质； ① 凡崩落后就可以靠自重爆区境界或形成所要求的爆堆者， 应优先考虑崩塌和抛掷爆破； ② 凡条件允许布置抛掷药包能将部分岩石抛出境界者，应考 虑抛掷爆破方案或一侧抛掷一侧松动爆破的方案； ③ 爆破工程较大或以爆松为目的爆破工程； 3）药室形式； 4）起爆方式；
第三节 硐室爆破
六、药室设计
2. 斜坡地形（一）
a
b
图6-4 斜坡地形药包布置 a-缓坡 b-急坡
图6-5 陡坡上的多排多层药包布置
第三节 硐室爆破 六、药室设计
2. 斜坡地形（二）——抛坍爆破
利用重力作用原理移挖作填 路基的定向抛掷
定向抛掷爆破筑坝
高坡角
低坡角
第三节 硐室爆破 六、药室设计
2. 斜坡地形（三）——边坡保护层
堵塞设计；
起爆网路的设计；
第四章 露天爆破
第三节 硐室爆破
七、硐室爆破的设计原则与步骤
（一）、导硐设计: 平硐与小井的选择； 平硐与小井的布置原则； （二）、药室设计: 药室形状的选择； 药室的容积的确定； （三）、装药、堵塞与起爆网路的设计: 装药的设计；
堵塞设计；
起爆网路的设计；
第四章 露天爆破
第三节 硐室爆破
一、硐室爆破的原理
硐室爆破的概念与分类
硐室爆破的特点及适用条件
控制抛掷方向的基本原理 抛体堆积原理
第四章 露天爆破
第三节 硐室爆破
一、硐室爆破的原理
硐室爆破的概念与分类
第四章_不良地质现象的工程地质问题
我国是世界上泥石流活动最多的国家之一,主要分布在 西南、西北及华北的山区，如四川西部、云南西部和北部、西 藏东部和南部、甘肃东南部、青海东部、祁连山地区、昆仑山 及天山地区；黄土高原、太行山和北京西山地区、秦岭山区、 鄂西及豫西山区等。此外，在东北西部和南部、华北部分以及 华南、台湾、海南岛等地山区也有分布。
据统计，我国每年有近百座县城受到泥石流的直接威胁和危
害；有20条铁路干线的走向经过1400余条泥石流分布范围内，
1949年以来，先后发生中断铁路运行的泥石流灾害300余起，有 33个车站被淤埋。在我国的公路网中，以川藏、川滇、川陕、川 甘等线路的泥石流灾害最严重，仅川藏公路沿线就有泥石流沟 1000余条，先后发生泥石流灾害400余起，每年因泥石流灾害阻 碍车辆行驶时间长达1-6个月。
5、泥石流的形成条件
典型的泥石流发生地由形成区、流通区和堆积区三个区段 构成 泥石流的形成区一般呈现为三面环山、另一面仅有一个狭窄
出口的瓢状或漏斗状，汇水面积大；流通区的纵坡坡度大，沟谷
狭窄．岸坡陡峻，使泥石流得以迅猛直泻，堆积区为开阔的山前 倾斜平原。
形成泥石流的地质条件
泥石流分布多为新构造运动活动显著、地质构造复杂，断裂、褶 皱发育，裂隙密行，滑坡、崩塌等不良地质作用强烈；山体岩石结 构疏松、软弱、易风化，地表岩石风化破碎．有形成泥石流所需的 大量颗粒状松散固体物质来源。
适用于拦截流量较小 大石块含量少的小型 泥石流。格栅坝坝的 格栅坝 宽度应与沟槽相同。 坝基应设在坚实 的地基上。
§4.4 岩溶与土洞
概 述
• 岩溶--也称喀斯特（Karst），它是由于地表水或地下
水对可溶性岩石溶蚀的结果而产生的一系列地质 现象。如溶沟溶槽、溶洞、暗河等。
爆破工程地质
3.地质条件对爆破作业的影响
特殊地质条件对爆破的影响 (2) 地下水对爆破的影响 地下水主要给爆破施工带来困难。在深孔爆 破中，抗水炸药的使用解决了地下水对爆破的 不利因素，水的存在对爆破应力波的传播有利， 可以适当改善爆破效果，但也会带来扩大爆破 破坏作用范围的问题。
4.爆破作用引起的地质和环境问题
1.岩石基本性质和特点
岩石的主要物理性质 (4)岩石的风化程度 岩石的风化程度指岩石在地质内营力和外营力的作用下发生 破坏疏松的程度。一般来说随着风化程度的增大，岩石的孔 隙率和变形性增大，其强度和弹性性能降低。所以，同一种 岩石常常由于风化程度的不同，其物理力学性质差异很大。 岩石的风化程度用未风化、轻微风化、中等风化和严重风化 划分。 (5)岩石波阻抗 岩石波阻抗指岩石中纵波波速C与岩石密度ρ的乘积。岩石的 这一性质与炸药爆炸后的能量传递给岩石的效率有直接关系。 通常认为选用的炸药波阻抗若与岩石波阻抗相匹配(接近一 致)，则能取得较好的爆破效果。
4.爆破作用引起的地质和环境问题
爆破对边坡稳定性的影响
有利于爆破的地质构造条件，大致有： （1）构造节理、层理、片理等的产状，走向与线路交角小于30°， 倾向线路，倾角大于边坡坡面角时，爆破后能顺层形成光滑的 平整坡面，对边坡稳定有利；若走向与线路交角大于30°，倾 向线路，并无其他不利的构造，不论其倾角大小，爆破后也能 保持边坡稳定。 （2）构造节理、层理、片理等的产状，背向线路，倾角在65°以 下时，不论其走向如何，均可保持稳定，接近水平成层的构造， 爆破后也可保持稳定。 （3）断层带、接触带等，若无填物胶结良好，其走向与线路的交 角大，并无其它互相切割的破碎带时，对边坡稳定没有不利影 响；节理裂隙密集，但都闭合，胶结良好，爆破后边坡也是稳 定的。 （4）整体的岩石，不论其硬度如何，凡是完整均匀的，对边坡无 不利影响。
工程地质对爆破影响
§4
爆破工程地质
• §4.3 地质条件对爆破作用的影响 • 一、岩石性质对爆破作用的影响 • 主要影响：炸药单耗、孔网参数、爆破松散系数、爆 破地震强度计算系数等很多爆破设计参数和安全计算 系数。 • 二、岩体结构对爆破作用的影响 • 岩石的结构是有岩石结构面和结构体两要素构成。 • 1.结构面对爆破作用的影响 • 结构面：是指发育于岩体中，具有一定方向和延伸性 的各种地质界面，如断层、节理、层理及不整合面等。
§4
爆破工程地质
• §4.2 岩石分级
• 一、岩石分级的意义
• (1)选择最佳方法和设备来破碎各种不同的岩石，以达 到最佳的经济效果和最高的劳动生产率； • (2)选择合理的开采和维护方法，最安全、可靠地保护 不应破坏的岩石，以正确有效地处理采矿中破坏与维 护岩石这一最基本的矛盾。
§4
爆破工程地质
§4
爆破工程地质
• 脆性：在外载荷作用下，岩石没有产生显著的永久变 形(塑性变形)就开始破坏的性质，一般岩石呈脆性破 坏。 • 注：与脆性相反，塑性岩石在破坏前有较明显的永久 变形。 • (2)岩石的强度和硬度
强度：指岩石抵抗外力破坏的能力。
硬度：指岩石抵抗工具侵入的能力。
§4
爆破工程地质
• 3.岩石的动力学性质
能量准则是研究岩石破坏的根本准则。
(2)分级方法
根据爆破漏斗的体积大小和岩块的组成来分级。
§4
爆破工程地质
• 5.我国岩石分级
概念上用普氏分级，但普氏系数f值的确定并无统一 一标准。
东北工学院（现为东北大学）建议根据岩石的可钻性、 爆破性和稳定性分别进行分级。 东北工学院岩石可爆性分级：
分级依据：可爆性指数F
• 主要取决于结构面的性质、产状与药包位臵的关系。 • (1)结构面对爆破块度的影响。 • 爆破碎块大小首先取决于原生裂隙面，其次为爆破作 用形成的新鲜破裂面（次生破裂面）。
爆破工程 考点 答案
第一章炸药爆炸基本性质1、化学爆炸三要素。
①反应的放热性②反应过程的高速度③反应中生成大量气体产物2、炸药化学反应三种基本形式。
①缓慢分解②燃烧③爆炸3、炸药氧平衡定义、分类、计算。
定义：炸药内含氧量与所含可燃元素充分氧化所需氧量相比之间的差值称为氧平衡值。
氧平衡值用每克炸药中剩余或不足氧量的克数或质量分数来表示。
分类：①正氧平衡（O b>0）②负氧平衡（O b<0）③零氧平衡（O b=0）计算：例题P6若炸药的通式为C a H b N c O d，a个C原子充分氧化需要2a个O原子，b个H原子充分氧化需要b/2个O原子，则单质炸药的氧平衡值计算式为式中O b——炸药的氧平衡值；M——炸药的摩尔质量(g/mol)；16——氧的摩尔质量(g/mol)。
对混合炸药，氧平衡值计算式为或式中m i、O bi——分别为第i组分的质量分数和氧平衡值。
4、殉爆距离及影响殉爆距离的因素。
定义：主发药包爆炸时一定引爆被发药包的两药包间的最大距离，称为殉爆距离。
影响因素：①装药密度②药量和药包直径③药包外壳和连接方式5、介质中的波与冲击波。
波定义：扰动在介质中的传播称为波。
分为压缩波和稀疏波。
冲击波定义：冲击波是一种在介质中以超音速传播的并具有压力突然跃升然后慢慢下降特征的一种高强度压缩波。
6、理想轰炸与稳定轰炸。
（P32）理想爆轰：当任意加大药包直径和长度而爆轰波传播速度仍保持稳定的最大值时，称为理想爆轰。
稳定轰炸：若爆轰波以低于最大爆速的定常速度传播时，则称为非理想爆轰。
非理想爆轰又可分为两类。
d临至d e之间的爆轰属于稳定爆轰区，在此区间内爆轰波以与一定条件的相应的定常速度传播。
在药包直径小于d临的区域属于不稳定的爆轰区。
稳定爆轰区和不稳定爆轰区合称非理想爆轰区。
7、侧向扩散对反应区结构的影响。
（P33）图1-18表示侧向扩散对化学反应区结构的影响。
扩散自药包周边向中心发展。
反应区未受侧向扩散影响的部分称为有效反应区。
爆破工程3第四章___起爆方法与技术
图4-19 并串并联网路
第三十页，编辑于星期六：十点 二十九分。
图4—20为隔段孔外微差爆破网路。
图4-20 隔段孔外控制微差爆破网路
孔外微差爆破除了比孔内微差爆破节省起爆器材费用之外，最大的特 点是，只用一种段别的毫秒雷管就可实现。例如用2段毫秒雷管（延 期25ms）：第一排0段，第二排2段，第三排串联两个2段，往下串 联三个2段，四个2段……实现每排间隔25ms的等间隔微差爆破。这 种网路如图4—21所示。
联）为好，
区域间（即干线）以并串联较方便。
第二十六页，编辑于星期六：十点 二十九分。
1.并并联 见图4—17。38个炮孔分成五组，每组并 联7~8根导爆管；五组再并联一起。
“大把抓”
采用的孔外控制微差爆破网路（并并联）
第二十七页，编辑于星期六：十点 二十九分。
2.延期方式—孔内延期和孔外延期
前两类起爆法是目前在工程爆破中使用最广泛的起爆方法。
——应根据环境条件、爆破规模、经济技术效果、是 否安全可靠以及工人掌握起爆操作技术的熟练程度来 选用起爆方法。
第一页，编辑于星期六：十点 二十九分。
例如：
在有沼气爆炸危险的环境中进行 爆破，应采用电起爆而禁止采用 火雷管和导爆管起爆；
对大规模爆破或一次起爆炮孔数 量多的爆破工程，如硐室爆破、 深孔爆破和一次起爆数量较多的 炮眼爆破，应采用电雷管、导爆 管和导爆索起爆。
受限制。
缺点：
（1）导爆索成本较高，用这种起爆方法的费用几乎比其它起爆方 法高一倍以上。
（2）在起爆以前，不能用仪表检查起爆网路的质量；难以实现多段 微差起爆。
（3）在露天爆破时，噪声、空气冲击波较大。不宜在城市拆除爆破中使 用。
第二十一页，编辑于星期六：十点 二十九分。
4爆破工程地质
覆盖层对上破裂线的影响
爆破漏斗的 上破裂线
下破裂线
5）岩体中各种地质结构面对爆破作用的影响
（1）应力集中作用。结构面破坏了岩体的连续性，在爆炸 应力作用下，岩体首先从强度最低的弱面裂开，在裂开过 程中，裂隙尖端产生了应力集中。 （2）应力波的反射增强作用。结构面形成的软弱带，其密 度、弹性模量及纵波速度均比岩体本身的值小。因此应力 波到达界面时发生反射，反射波与随后传来的波相迭加， 当相位相同时，应力波便会增强，使弱面迎波一侧岩石破 坏加剧，背波一侧破坏减弱。 （3）能量吸收作用。由于结构面的反射、散射作用和软弱 带的压缩变形与破裂吸收了能量，使应力波能量减弱，它 与反射增强作用同时产生，可减轻背侧岩体的破坏。
M /(V V0 )
2、爆炸荷载下岩石的强度特性
★岩石强度特性：
＊三轴等压强度大于三轴不等压强度大于双轴抗压强度大于
单轴抗压强度大于抗剪强度大于抗拉强度；
＊抗拉强度仅为抗压强度3~30%；
★动载下岩石强度（岩石动态强度）：
d K lg j
.
★岩石动态强度比静态强度约提高10~15倍
第四章
爆破工程地质
岩石性质 岩石分级 地质条件对爆破作用的影响 爆破引起的工程地质问题 爆破工程地质勘察
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
第一节、岩石的性质
岩石的孔隙度：孔隙是指矿物颗粒之间的间隙以及喷出岩 中的气孔、可溶岩中的空洞等。 V0 / V 100% 岩石的密度：岩石的容重就是单位体积的岩石重量 岩石波阻抗 c p ：表征岩石对纵波传播的阻尼作用，它 与炸药爆炸后传给岩石的总能量及这种能量传给岩石的效 率有直接关系，是衡量岩石可爆性的一个重要指标。 岩石的碎胀性 V1 / V
爆破工程地质
五、岩石爆破的波动特征
介质在冲击荷载作用下，其应力状态以波动方式从 爆源向四周传播，这种应力的波动称为应力波。对 爆破而言，应力波是由爆炸加载产生的，所以又称 为爆炸应力波。 岩体在爆炸产生的强冲击荷载作用下激发出具有陡 峭波前(波阵面)的冲击波(应力波的一种形式)，其传 播速度大于岩体声速。由于冲击波的作用使得炸药 包周围的岩体发生粉碎性破坏。随着冲击波的传播， 应力峰值急剧衰减，冲击波衰变成不具陡峭波前的 压缩应力波，其传播速度等于介质声速。
2.地形与爆破方量的关系 地形对爆破方量的影响很大，也就是说多面
临空的鼓包地形有利于爆破，山沟洼地不利 于爆破，这是由于地层夹制作用的结果。 3.地形与爆破其它参数的关系 地形的变化对 某些爆破参数的选择有一定影响，如爆破作 用指数n值、爆破漏斗可见深度、药包间距都 与地形有关， 还影响到抛掷堆积体的形状，抛掷距离和堆 积高度等等。
四、岩体中各种地质结构面对爆破作用的影响 （一）地质结构面对爆破的影响作用分析
结构面对爆破的影响，可归纳为下列五种作
用： 1.应力集中作用。 2.应力波的反射增强作用。 3.能量吸收作用。 4.泄能作用。 5.楔入作用。
第一节 岩石的主要性质及工程分级 一、岩石类别
按照岩石的成因，分为三大类。 第一类：由熔融岩浆喷出地面或侵入地壳之内冷凝 而成的，称为火成岩，又叫岩浆岩。 第二类：以水为主动力，风与冰川等次之，由岩石、 贝壳或其他有机物积聚，也可能因化学反应沉淀物 的沉积作用而成的，称为水成岩或叫沉积岩。 第三类：由以上两类岩石，在高温、高压等作用下， 使岩质重行组织或改变成分，形成一种新的特异的 岩石，称为变质岩。
爆破工程地质 （ion project is geological）
(全)第四章： 爆破工程地质PPT资料
介质质点沿椭圆形轨迹运动
爆破对水文地质条件静影响载则与岩性无关
静载则通常超
衡位置而发生变形 和位移外，尚在原
顺、逆两波遇叠 加,便。成为一个合成状态波 。
过10s。
位不断波动 。
第三节 岩石分级
土壤及岩 石分类 不仅可以确定工程所在岩石的开挖方法、判断岩石爆破的难易 程度，而且可以作为计算承包单价、编制投标书的依据。
应力波反射和透射〔1）
纵波垂直入射
r Rri t Rti
Rr
2cp2 2cp2
1cp1 1cp1
Rt
22cp2 2cp2 1cp1
① c 1 p1 2cp2 时 r 0 t i
不产生波的反射。
② c 2 p2 1cp1 时 r 0 t 0
有反射波，也有透射波
③ c 2 p2 1cp1 时
冲击加载是瞬时 性的，一般为毫秒
爆炸荷载在传播 过程中，具有明显
（当两wa个v扰e i动mp同e时da传nc到e分）某一布点及时，大那小么这〕点的与总岩状态参量等级于；两个扰动分别抵达这点的代数和的，这波便动叫波特的性叠加，性其。 质
应力波反射和透射〔石1）性质有关；
点除失去原来的平
爆破安全计算中的不逸出半径、地表破坏圈范围，以及爆破振动计算中的有关系数。
岩石可钻 性分级
（Drillability）
岩石可钻性是表示钻凿炮孔难易程度的一种岩石坚固性指标。
岩石可 爆性分
级
（Blastability）
岩石可爆性〔或称爆破性〕表示岩石在炸药爆炸作用 下发生破碎的难易程度。它是动载作用下岩石物理力学性 质的综合体现。
r i t 2i
叠加的结果使交界面处的应力值为入射应力波的
第四章第三节-爆破作用引起的工程地质问题精品PPT课件
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▪ 2.地形与爆破方量的关系 ▪ 地形对爆破方量的影响很大，也就是说多面临空的
鼓包地形有利于爆破，山沟洼地不利于爆破，这是 由于地层夹制作用的结果。 ▪ 3.地形与爆破其它参数的关系 地形的变化对某些爆 破参数的选择有一定影响，如爆破作用指数n值、 爆破漏斗可见深度、药包间距都与地形有关， ▪ 还影响到抛掷堆积体的形状，抛掷距离和堆积高度 等等。
第四章、爆破工程地质
第三节 爆破作用引起的工程地质问题
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本次授课重点
1
一、设计原理的主要任务
2
二、设计需要完成的步骤
3
三、矿山设计程序
4
四、小结
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第三节 爆破作用引起的工程地质问题
▪ 特别是大爆破后可能引起的工程地质问题，主要是 边坡稳定问题。
▪ 必须详细了解爆区工程地质条件，认真研究药包布 置及爆破各项参数的选取，
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第五节 爆破对工程地质条件影响
A
B
C
爆破对保留岩体破坏
爆破对边坡稳定性影响
爆破对水文地质条件影响
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一、爆破对保留岩体的破坏
▪ 根据爆破作用基本原理，在有临空面条件下的 爆破，从药包中心向外可分为：压缩区、爆破 漏斗区、破裂区和振动区。
▪ 一般压缩区和爆破漏斗区是需挖运的爆破范围，
▪ 破裂区和振动区则是爆破可能引起工程地质问 题的区域。
▪ 通常爆区后缘地表破坏范围比深层破坏范围大
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（一）后缘地表破坏
▪ 后缘地表破坏是由后冲和反射拉伸波作用形成，裂缝常沿平 行临空面方向延展，且距爆破区越近就越宽、越密；地表裂
缝宽度和延展长度与爆破规模、爆破夹制作用、爆破方法和
10 第四章 第三节 危险和有害因素辨识
第三节危险和有害因素辨识按导致事故的直接原因进行分类1.人的因素：（1）心理、生理性危险和有害因素。
（2）行为性危险和有害因素。
2.物的因素（1）物理性危险和有害因素。
（2）化学性危险和有害因素。
（3）生物性危险和有害因素。
3.环境因素（1）室内作业场所环境不良。
（2）室外作业场所环境不良。
（3）地下（含水下）作业环境不良。
（4）其他作业环境不良。
4.管理因素（1）职业安全卫生组织机构不健全。
（2）职业安全卫生责任制未落实。
（3）职业安全卫生管理规章制度不完善。
（4）职业安全卫生投入不足。
（5）职业健康管理不完善。
（6）其他管理因素缺陷。
[2015 年真题]依据《生产过程危险和有害因素分类与代码》（GB/T13861），下列危害和有害因素中，属于环境因素的是（）。
A.激光辐射B.机械性噪声C.室内阶梯无护栏D.安全防护距离不够答案：C参照事故类别进行分类参照《企业职工伤亡事故分类标准》（GB6441-1986），综合考虑起因物、引起事故的诱导性原因、致害物、伤害方式等，将危险因素分为20 类。
4、起重伤害。
各种起重作业（包括起重机安装、检修、试验）中发生的挤压、坠落（吊具、吊重）、物体打击等。
2、车辆伤害。
机动车辆在行驶中引起的人体坠落和物体倒塌、下落、挤压伤亡事故。
不包括：起重设备提升、牵引车辆和车辆停驶时发生的事故。
3、机械伤害。
机械设备运动（静止）部件、工具、加工件直接与人体接触引起的夹击、碰撞、剪切、卷入、绞、碾、割、刺等。
不包括车辆、起重机械引起的机械伤害。
1、物体打击。
物体在重力或其他外力的作用下产生运动，打击人体，造成人身伤亡事故。
不包括：因机械设备、车辆、起重机械、坍塌等引发的物体打击。
5、触电。
包括：雷击伤亡事故，6、淹溺。
包括：高处坠落淹溺，不包括矿山、井下透水淹溺。
7、灼烫。
不包括电灼伤和火灾引起的烧伤。
8、火灾。
9、高处坠落。
不包括触电坠落事故。
（人高空坠落）10、坍塌。
爆破工程4第二章爆破工程地质第3讲精品PPT课件
日后风化作用引发不断的塌方失稳。
一般情况下，
• 硐室爆破对边坡稳定性影响最大， • 深孔爆破次之， • 浅孔爆破最小。 • 所以在硐室爆破设计中应对边坡稳定性
1．应力集中作用
• 软弱面使岩体的连续性遭到破坏。 • 在爆破应力作用下的破坏是脆性破坏， • 在爆破应力作用下，岩体就从软弱面处首先开
裂。 • 在岩体结构面较发育的地区，爆破的单位耗药
量较低
2．应力波反射拉伸作用
• 当爆破压应力波传播到软弱带时便产生 反射拉伸波。
• 当反射拉伸波达到岩石的抗拉强度时， 便在张开裂隙或软弱带的迎波一侧岩石 中产生裂隙，造成岩石破碎
• 在临空面的数目多且面积大，山高坡陡 的地方爆破，可以用较小的炸药量获得 较大的爆破方量或抛掷方量
五、地下水对爆破的影响
• 地下水对硐室开挖、装药堵塞、起爆网 路敷设、爆破效果等均有直接的影响。
• 地下水会降低炸药的感度和威力，甚至 使炸药失效而产生拒爆；
• 使堵塞不紧而产生冲炮；
还有：
• 使雷管受潮或电爆网路短路，影响网路 的质量。
• 在有水的地方爆破，应采取严密的防水 措施，否则将造成瞎炮或影响爆破效果；
• 地下水发育的地方，要采取排水措施并 采用防水炸药
第三节 爆破引起的工程地质 问题
• 一、爆破对保留岩体的破坏 • 根据爆破作用基本原理，在有临空面条
件下的爆破，从药包中心向外可分为： 压缩区、爆破漏斗区、破裂区和振动区。
第二章 爆破工程地质
第二节 地质条件对爆破作用 的影响
• 一、岩石的物理力学性能对爆破的影响 • 岩石的三度(硬度、密度与强度)和三性(脆性、
韧性和弹性)。 • 岩石性质是影响爆破作用的主要因素之一。 • 爆破的单位炸药消耗量、孔网参数、爆破松散
一般情况下，
• 硐室爆破对边坡稳定性影响最大， • 深孔爆破次之， • 浅孔爆破最小。 • 所以在硐室爆破设计中应对边坡稳定性
1．应力集中作用
• 软弱面使岩体的连续性遭到破坏。 • 在爆破应力作用下的破坏是脆性破坏， • 在爆破应力作用下，岩体就从软弱面处首先开
裂。 • 在岩体结构面较发育的地区，爆破的单位耗药
量较低
2．应力波反射拉伸作用
• 当爆破压应力波传播到软弱带时便产生 反射拉伸波。
• 当反射拉伸波达到岩石的抗拉强度时， 便在张开裂隙或软弱带的迎波一侧岩石 中产生裂隙，造成岩石破碎
• 在临空面的数目多且面积大，山高坡陡 的地方爆破，可以用较小的炸药量获得 较大的爆破方量或抛掷方量
五、地下水对爆破的影响
• 地下水对硐室开挖、装药堵塞、起爆网 路敷设、爆破效果等均有直接的影响。
• 地下水会降低炸药的感度和威力，甚至 使炸药失效而产生拒爆；
• 使堵塞不紧而产生冲炮；
还有：
• 使雷管受潮或电爆网路短路，影响网路 的质量。
• 在有水的地方爆破，应采取严密的防水 措施，否则将造成瞎炮或影响爆破效果；
• 地下水发育的地方，要采取排水措施并 采用防水炸药
第三节 爆破引起的工程地质 问题
• 一、爆破对保留岩体的破坏 • 根据爆破作用基本原理，在有临空面条
件下的爆破，从药包中心向外可分为： 压缩区、爆破漏斗区、破裂区和振动区。
第二章 爆破工程地质
第二节 地质条件对爆破作用 的影响
• 一、岩石的物理力学性能对爆破的影响 • 岩石的三度(硬度、密度与强度)和三性(脆性、
韧性和弹性)。 • 岩石性质是影响爆破作用的主要因素之一。 • 爆破的单位炸药消耗量、孔网参数、爆破松散
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第四章、 第四章、爆破工程地质
第三节 爆破作用引起的工程地质问题
孟爱国
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本次授课重点
1 2 3 4
一、设计原理的主要任务
二、设计需要完成的步骤
三、矿山设计程序
四、小结
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第三节 爆破作用引起的工程地质问题
特别是大爆破后可能引起的工程地质问题，主要是 边坡稳定问题。 必须详细了解爆区工程地质条件，认真研究药包布 置及爆破各项参数的选取， 大爆破引起的边坡病害，在硬质岩体中主要产生危 石和落石，在松软岩体、软硬不均岩体中则可能引 起崩塌或滑坡。 在爆破作用区范围内，处在斜坡或陡坡上的悬石、 堆积体或古滑坡体，在爆破当时即使没有明显的活 动，但以后在自然应力作用下仍可能发生崩塌或滑 落。
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（二）非均质岩体对爆破作用的影 响
1.爆破作用容易从松软岩体较部位突破而影响爆破 效果。 2.当药包通过不同岩层，或有较厚的松碴压在上面， 在确定炸药单耗q值及药包间距系数时，要考虑其 影响，要防止过量装药和产生根底。 3.在确定上破裂半径值时，对于有较厚堆积层的斜 坡，不能单纯从坡度考虑，而应视覆盖层情况确定。 4.因为岩性差异大，非均质岩体爆后形成的边坡也 不稳定，爆后边坡面易于形成各种裂隙，或使原有 节理、层理扩展，造成坡面凹凸不平，形成落石等 病害。
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（一）均质岩体与爆破作用的关系
均质岩石主要以其物理力学性质对爆破作用产生影 响。 1.某些爆破参数与岩性有关 爆破设计时某些爆破 某些爆破参数与岩性有关 参数如炸药单耗、爆破压缩圈系数、边坡保护层厚 度、药包间距系数、岩石抛掷距离系数以及爆破安 全距离计算中的一些系数都需要根据岩石的物理力 学性质如岩石的容重及强度或f值等加以确定。这 些可参考爆破设计有关内容。 2.炸药与岩石匹配问题 为了提高炸药能量利用率 炸药与岩石匹配问题 必须根据岩石的特性阻抗（波阻抗）来选择炸药的 品种，使炸药的特性阻抗（即炸药的密度与爆速的 乘积）与岩石的特性阻抗相匹配。
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3.地应力变化引起的地质问题。在深层开挖隧道工 程时，往往会因地压作用使隧道变形，甚至将隧道 摧垮。 地应力增大到一定程度时发生应力释放，引起构造 带活动从而形成地震。以上问题都有待深入探讨， 其机制问题目前也存在较大的争议。爆破是一种突 发应力状态，对这些现象如何发生影响，影响到什 么程度，对其认识也有待进一步提高。 4.爆破引起的地下水及瓦斯突出事故。发生过许多 爆破引起地下水、瓦斯突出事故，使矿区毁灭。预 防这类事故的可靠措施是在该地段打超前孔，随时 进行瓦斯浓度监测。
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二、爆破对边坡稳定性影响 爆破产生的边坡失稳分为两类：一类为爆破振 动引起的自然高边坡失稳；另一类为爆破开挖 使工程边坡遭受破坏，日后风化作用引发不断 的塌方失稳。 一般情况下，硐室爆破对边坡稳定性影响最大， 深孔爆破次之，浅孔爆破最小。所以在硐室爆 破设计中应对边坡稳定性影响有足够重视。
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（二）爆破对深层基岩的破坏 根据工程性质不同，爆破对深层基岩破坏情况 的要求有所不同。一般开山采石不需要考虑基 岩破坏；路堑开挖爆破仅考虑药包周围压缩圈 产生的破坏范围（一般情况下需给路基和边坡 预留保护层，保护层厚度为压缩圈半径）； 而在水工坝基开挖中，即使在爆破作用下产生 微小的裂缝也被视为对基岩的破坏，因此，一 般上层采用深孔爆破，下层采用浅孔爆破，最 底层采用人工凿除的办法，以阻止上层爆破裂 缝向下层扩展。
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二、地形条件对爆破作用的影响 （一）地形与爆破的关系
1.地形对爆破石方抛掷方向的影响 地形对爆破石方抛掷方向的影响 地形决定了药包最小抵抗线的方向。 在平地爆破，土岩抛出方向是向上的； 斜坡地面爆破，土岩主要沿斜坡面法线方向抛出，根据弹道 抛物线原理，以45º抛掷距离最远， 在山包、山头、山嘴、山脊等地形进行爆破，药包抵抗线是 多方向的，例如孤山包爆破是四面“开花”；山嘴地形则可 向三个临空面飞散；山脊地形则向两侧抛出。 这些都是多临空面地形的抛掷情况。在洼坑、山沟、垭口等 地形爆破，夹制作用大，抛出方量和方向严格受地形限制， 但它抛掷方量集中。
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3.岩性对爆破破岩及传波特性的影响 岩石的孔隙愈 多、密度愈小，则爆破应力波的传播速度愈低，同 时岩石愈疏松则弹性波引起质点振动耗能越大， 还由于孔隙对波的散射使用会使波的能量衰减很快， 从而减少应力波对岩石的破碎作用而影响爆破效果。
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2.地形与爆破方量的关系 地形与爆破方量的关系 地形对爆破方量的影响很大，也就是说多面临空的 鼓包地形有利于爆破，山沟洼地不利于爆破，这是 由于地层夹制作用的结果。 3.地形与爆破其它参数的关系 地形的变化对某些爆 地形与爆破其它参数的关系 破参数的选择有一定影响，如爆破作用指数n值、 爆破漏斗可见深度、药包间距都与地形有关， 还影响到抛掷堆积体的形状，抛掷距离和堆积高度 等等。
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（二）各种爆破类型对地形条件的要求
爆破方法和爆破效果在很大程度上取决于爆破 地点的地形条件。 根据客观的地形条件，因地制宜地选择相应的 爆破方法是十分重要的。 露天大爆破根据工程要求不同，采用不同类型 的爆破方法，一般有松动爆破、加强松动爆破、 抛掷爆破（或扬弃爆破）和定向抛掷爆破。
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（一）后缘地表破坏
后缘地表破坏是由后冲和反射拉伸波作用形成，裂缝常沿平 行临空面方向延展，且距爆破区越近就越宽、越密；地表裂 缝宽度和延展长度与爆破规模、爆破夹制作用、爆破方法和 地形地质条件有关。爆破规模大、夹制作用强，则地表裂缝 破坏程度大。根据经验总结，地表破坏区作用半径可用下式 计算： RP = K P 3 Q (6—5) 式中：Q---装药量，kg； RP----药包中心至地表裂缝区最边缘的距离，m； KP——破坏系数，取值范围一般为KP =1.7~2.6，最大也未 超过3.0。 采用预裂爆破、光面爆破、微差爆破、增加爆破自由面、减 小爆破规模等措施，对后缘地表破坏有一定的抑制作用。
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三、岩体性质对爆破作用的影响 自然界的岩体大多数是非均质体，岩体的均质 与非均质对爆破的影响作用有很大的区别，均 质岩体主要以岩石本身的性质(物理力学性质) 去影响爆破作用，而非均质岩体则是岩体的弱 性部位对爆破的影响起着决定性作用。 实际上均质岩体与非均质岩体并无明确界限 。
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（三）边坡开挖的爆破安全注意事项
1.选择合理的爆破方案 选择合理的爆破方案 选择爆破方案时应考虑边坡稳定问题。硐室爆破对 边坡破坏作用强，所以预留保护层较厚；钻孔爆破 可预留光面层，使边坡得到最大限度的保护。 2.进行合理的爆破设计 2.进行合理的爆破设计 应根据岩性和地质构造进行爆破设计，特别是硐室 爆破的设计应根据地质构造的特点来布置药包，确 定各项参数。 3.提高爆破施工质量 提高爆破施工质量 避免因爆破施工不当(如产生盲炮、堵塞不严等原因 使爆破不彻底)，清方刷坡不彻底，护坡防护不到位 等引起边坡变形失稳。
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（一）爆破对自然边坡稳定性的影响
1. 爆破时强烈的振动作用引起大方量的滑塌或古滑坡 复活。 2. 在爆破振动作用下，致使裂隙部分或全部贯通，日 后在雨水的影响下经常滑移变形，最后完全失稳。 3.岩体内垂直柱状节理十分发育，加之边坡高陡。在强 烈的爆破振动作用下，坡缘处地震波反射、叠加使振动 加强，岩柱拉裂折断，使整个岩体散裂而导致边坡坍塌。 4.坡缘处原有摇摇欲坠的危石，在爆破振动作用下，稳 定性降低，或迟或早会脱离母体翻滚而下，形成崩塌。
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（1）松动爆破与加强松动爆破一般不受地形条件 的限制，但要结合不同的地形采用不同的布药方式 以求得较好的爆破效果，此外地形影响到这种爆破 方法的技术经济指标，如多临空面和陡坡地形要比 凹地、沟谷、垭口地形取得较经济的爆破效果； （2）抛掷爆破是要求将矿岩抛出爆破漏斗以外或 露天矿境界以外，降低爆堆高度或减少装运工程量， 其抛掷百分率与地形条件有关，地形坡度愈陡则抛 掷率愈高，可以达到70%~80%，采用强抛掷可达 100%；定向抛掷爆破对地形条件要求较高 。
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（三）改造地形 在爆区天然地形不利于达到需要的爆破目的时，改 造地形是爆破设计中的重要措施之一。图6—3 在斜坡地面进行定向爆破改造地形的例子如图6—4 在改造地形时，必须注意辅助药包开创的临空面应 能准确引导后面主药包的抛掷方向，否则会影响爆 破效果。
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第五节 爆破对工程地质条件影响
A
B
C
爆破对保留岩体破坏
爆破对边坡稳定性影响
爆破对水文地质条件影响
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一、爆破对保留岩体的破坏 根据爆破作用基本原理，在有临空面条件下的 爆破，从药包中心向外可分为：压缩区、爆破 漏斗区、破裂区和振动区。 一般压缩区和爆破漏斗区是需挖运的爆破范围， 破裂区和振动区则是爆破可能引起工程地质问 题的区域。 通常爆区后缘地表破坏范围比深层破坏范围大
L般岩土爆破工程
一般岩土爆破工程的地质勘察内容包括： 1.地形条件 地表的形状、坡度、高度，山体厚度，临空面 条件等。 2.地层岩性 岩石名称、类别、物理力学性能、岩层(特别是 软弱夹层)产状、覆盖层(坡积层)和风化层厚度。 3.地质构造 断层、层理、破碎带等的分布和产状，以及溶 洞和裂隙发育程度。 4.水文地质 地下水位线、裂隙水、岩溶水、暗河、泉水、 地下积水等的分布情况等。 5.灾害问题 掘进爆破时应查明有无危险性物质，如放射性 物质，瓦斯和可燃、可爆性粉尘、高温矿物的可燃性及温度 等。 勘察方法和一般的工程地质基本相同，可采用钻探、坑探、 槽探、踏勘、实验室试验等。
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三、地下爆破工程引起的工程地质问题
1.爆破引起的塌方、冒顶。塌方、冒顶、片帮 是地下开挖中经常遇到的现象，其内因是由于 不利的节理裂隙组合、断层、软弱带影响，而 激发因素往往是由于爆破不当。 2.地下采掘工程造成地面塌陷，形成地表塌陷 区。塌陷区的范围是可以预先划定的，在该区 范围内不得设置任何地下工程(竖井、平巷)， 地表不得设置道路和建筑物，也不能设置工业 设施。
第四章、 第四章、爆破工程地质
第三节 爆破作用引起的工程地质问题
孟爱国
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本次授课重点
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一、设计原理的主要任务
二、设计需要完成的步骤
三、矿山设计程序
四、小结
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第三节 爆破作用引起的工程地质问题
特别是大爆破后可能引起的工程地质问题，主要是 边坡稳定问题。 必须详细了解爆区工程地质条件，认真研究药包布 置及爆破各项参数的选取， 大爆破引起的边坡病害，在硬质岩体中主要产生危 石和落石，在松软岩体、软硬不均岩体中则可能引 起崩塌或滑坡。 在爆破作用区范围内，处在斜坡或陡坡上的悬石、 堆积体或古滑坡体，在爆破当时即使没有明显的活 动，但以后在自然应力作用下仍可能发生崩塌或滑 落。
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（二）非均质岩体对爆破作用的影 响
1.爆破作用容易从松软岩体较部位突破而影响爆破 效果。 2.当药包通过不同岩层，或有较厚的松碴压在上面， 在确定炸药单耗q值及药包间距系数时，要考虑其 影响，要防止过量装药和产生根底。 3.在确定上破裂半径值时，对于有较厚堆积层的斜 坡，不能单纯从坡度考虑，而应视覆盖层情况确定。 4.因为岩性差异大，非均质岩体爆后形成的边坡也 不稳定，爆后边坡面易于形成各种裂隙，或使原有 节理、层理扩展，造成坡面凹凸不平，形成落石等 病害。
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（一）均质岩体与爆破作用的关系
均质岩石主要以其物理力学性质对爆破作用产生影 响。 1.某些爆破参数与岩性有关 爆破设计时某些爆破 某些爆破参数与岩性有关 参数如炸药单耗、爆破压缩圈系数、边坡保护层厚 度、药包间距系数、岩石抛掷距离系数以及爆破安 全距离计算中的一些系数都需要根据岩石的物理力 学性质如岩石的容重及强度或f值等加以确定。这 些可参考爆破设计有关内容。 2.炸药与岩石匹配问题 为了提高炸药能量利用率 炸药与岩石匹配问题 必须根据岩石的特性阻抗（波阻抗）来选择炸药的 品种，使炸药的特性阻抗（即炸药的密度与爆速的 乘积）与岩石的特性阻抗相匹配。
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3.地应力变化引起的地质问题。在深层开挖隧道工 程时，往往会因地压作用使隧道变形，甚至将隧道 摧垮。 地应力增大到一定程度时发生应力释放，引起构造 带活动从而形成地震。以上问题都有待深入探讨， 其机制问题目前也存在较大的争议。爆破是一种突 发应力状态，对这些现象如何发生影响，影响到什 么程度，对其认识也有待进一步提高。 4.爆破引起的地下水及瓦斯突出事故。发生过许多 爆破引起地下水、瓦斯突出事故，使矿区毁灭。预 防这类事故的可靠措施是在该地段打超前孔，随时 进行瓦斯浓度监测。
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二、爆破对边坡稳定性影响 爆破产生的边坡失稳分为两类：一类为爆破振 动引起的自然高边坡失稳；另一类为爆破开挖 使工程边坡遭受破坏，日后风化作用引发不断 的塌方失稳。 一般情况下，硐室爆破对边坡稳定性影响最大， 深孔爆破次之，浅孔爆破最小。所以在硐室爆 破设计中应对边坡稳定性影响有足够重视。
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（二）爆破对深层基岩的破坏 根据工程性质不同，爆破对深层基岩破坏情况 的要求有所不同。一般开山采石不需要考虑基 岩破坏；路堑开挖爆破仅考虑药包周围压缩圈 产生的破坏范围（一般情况下需给路基和边坡 预留保护层，保护层厚度为压缩圈半径）； 而在水工坝基开挖中，即使在爆破作用下产生 微小的裂缝也被视为对基岩的破坏，因此，一 般上层采用深孔爆破，下层采用浅孔爆破，最 底层采用人工凿除的办法，以阻止上层爆破裂 缝向下层扩展。
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二、地形条件对爆破作用的影响 （一）地形与爆破的关系
1.地形对爆破石方抛掷方向的影响 地形对爆破石方抛掷方向的影响 地形决定了药包最小抵抗线的方向。 在平地爆破，土岩抛出方向是向上的； 斜坡地面爆破，土岩主要沿斜坡面法线方向抛出，根据弹道 抛物线原理，以45º抛掷距离最远， 在山包、山头、山嘴、山脊等地形进行爆破，药包抵抗线是 多方向的，例如孤山包爆破是四面“开花”；山嘴地形则可 向三个临空面飞散；山脊地形则向两侧抛出。 这些都是多临空面地形的抛掷情况。在洼坑、山沟、垭口等 地形爆破，夹制作用大，抛出方量和方向严格受地形限制， 但它抛掷方量集中。
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3.岩性对爆破破岩及传波特性的影响 岩石的孔隙愈 多、密度愈小，则爆破应力波的传播速度愈低，同 时岩石愈疏松则弹性波引起质点振动耗能越大， 还由于孔隙对波的散射使用会使波的能量衰减很快， 从而减少应力波对岩石的破碎作用而影响爆破效果。
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2.地形与爆破方量的关系 地形与爆破方量的关系 地形对爆破方量的影响很大，也就是说多面临空的 鼓包地形有利于爆破，山沟洼地不利于爆破，这是 由于地层夹制作用的结果。 3.地形与爆破其它参数的关系 地形的变化对某些爆 地形与爆破其它参数的关系 破参数的选择有一定影响，如爆破作用指数n值、 爆破漏斗可见深度、药包间距都与地形有关， 还影响到抛掷堆积体的形状，抛掷距离和堆积高度 等等。
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（二）各种爆破类型对地形条件的要求
爆破方法和爆破效果在很大程度上取决于爆破 地点的地形条件。 根据客观的地形条件，因地制宜地选择相应的 爆破方法是十分重要的。 露天大爆破根据工程要求不同，采用不同类型 的爆破方法，一般有松动爆破、加强松动爆破、 抛掷爆破（或扬弃爆破）和定向抛掷爆破。
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（一）后缘地表破坏
后缘地表破坏是由后冲和反射拉伸波作用形成，裂缝常沿平 行临空面方向延展，且距爆破区越近就越宽、越密；地表裂 缝宽度和延展长度与爆破规模、爆破夹制作用、爆破方法和 地形地质条件有关。爆破规模大、夹制作用强，则地表裂缝 破坏程度大。根据经验总结，地表破坏区作用半径可用下式 计算： RP = K P 3 Q (6—5) 式中：Q---装药量，kg； RP----药包中心至地表裂缝区最边缘的距离，m； KP——破坏系数，取值范围一般为KP =1.7~2.6，最大也未 超过3.0。 采用预裂爆破、光面爆破、微差爆破、增加爆破自由面、减 小爆破规模等措施，对后缘地表破坏有一定的抑制作用。
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三、岩体性质对爆破作用的影响 自然界的岩体大多数是非均质体，岩体的均质 与非均质对爆破的影响作用有很大的区别，均 质岩体主要以岩石本身的性质(物理力学性质) 去影响爆破作用，而非均质岩体则是岩体的弱 性部位对爆破的影响起着决定性作用。 实际上均质岩体与非均质岩体并无明确界限 。
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（三）边坡开挖的爆破安全注意事项
1.选择合理的爆破方案 选择合理的爆破方案 选择爆破方案时应考虑边坡稳定问题。硐室爆破对 边坡破坏作用强，所以预留保护层较厚；钻孔爆破 可预留光面层，使边坡得到最大限度的保护。 2.进行合理的爆破设计 2.进行合理的爆破设计 应根据岩性和地质构造进行爆破设计，特别是硐室 爆破的设计应根据地质构造的特点来布置药包，确 定各项参数。 3.提高爆破施工质量 提高爆破施工质量 避免因爆破施工不当(如产生盲炮、堵塞不严等原因 使爆破不彻底)，清方刷坡不彻底，护坡防护不到位 等引起边坡变形失稳。
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（一）爆破对自然边坡稳定性的影响
1. 爆破时强烈的振动作用引起大方量的滑塌或古滑坡 复活。 2. 在爆破振动作用下，致使裂隙部分或全部贯通，日 后在雨水的影响下经常滑移变形，最后完全失稳。 3.岩体内垂直柱状节理十分发育，加之边坡高陡。在强 烈的爆破振动作用下，坡缘处地震波反射、叠加使振动 加强，岩柱拉裂折断，使整个岩体散裂而导致边坡坍塌。 4.坡缘处原有摇摇欲坠的危石，在爆破振动作用下，稳 定性降低，或迟或早会脱离母体翻滚而下，形成崩塌。
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（1）松动爆破与加强松动爆破一般不受地形条件 的限制，但要结合不同的地形采用不同的布药方式 以求得较好的爆破效果，此外地形影响到这种爆破 方法的技术经济指标，如多临空面和陡坡地形要比 凹地、沟谷、垭口地形取得较经济的爆破效果； （2）抛掷爆破是要求将矿岩抛出爆破漏斗以外或 露天矿境界以外，降低爆堆高度或减少装运工程量， 其抛掷百分率与地形条件有关，地形坡度愈陡则抛 掷率愈高，可以达到70%~80%，采用强抛掷可达 100%；定向抛掷爆破对地形条件要求较高 。
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（三）改造地形 在爆区天然地形不利于达到需要的爆破目的时，改 造地形是爆破设计中的重要措施之一。图6—3 在斜坡地面进行定向爆破改造地形的例子如图6—4 在改造地形时，必须注意辅助药包开创的临空面应 能准确引导后面主药包的抛掷方向，否则会影响爆 破效果。
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第五节 爆破对工程地质条件影响
A
B
C
爆破对保留岩体破坏
爆破对边坡稳定性影响
爆破对水文地质条件影响
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一、爆破对保留岩体的破坏 根据爆破作用基本原理，在有临空面条件下的 爆破，从药包中心向外可分为：压缩区、爆破 漏斗区、破裂区和振动区。 一般压缩区和爆破漏斗区是需挖运的爆破范围， 破裂区和振动区则是爆破可能引起工程地质问 题的区域。 通常爆区后缘地表破坏范围比深层破坏范围大
L般岩土爆破工程
一般岩土爆破工程的地质勘察内容包括： 1.地形条件 地表的形状、坡度、高度，山体厚度，临空面 条件等。 2.地层岩性 岩石名称、类别、物理力学性能、岩层(特别是 软弱夹层)产状、覆盖层(坡积层)和风化层厚度。 3.地质构造 断层、层理、破碎带等的分布和产状，以及溶 洞和裂隙发育程度。 4.水文地质 地下水位线、裂隙水、岩溶水、暗河、泉水、 地下积水等的分布情况等。 5.灾害问题 掘进爆破时应查明有无危险性物质，如放射性 物质，瓦斯和可燃、可爆性粉尘、高温矿物的可燃性及温度 等。 勘察方法和一般的工程地质基本相同，可采用钻探、坑探、 槽探、踏勘、实验室试验等。
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三、地下爆破工程引起的工程地质问题
1.爆破引起的塌方、冒顶。塌方、冒顶、片帮 是地下开挖中经常遇到的现象，其内因是由于 不利的节理裂隙组合、断层、软弱带影响，而 激发因素往往是由于爆破不当。 2.地下采掘工程造成地面塌陷，形成地表塌陷 区。塌陷区的范围是可以预先划定的，在该区 范围内不得设置任何地下工程(竖井、平巷)， 地表不得设置道路和建筑物，也不能设置工业 设施。