申请高级爆破工程师试题(120)

申请高级作业级别试题

1、岩石受到冲击荷载作用时，应变率如何表示？

答：应变率是岩石受载后单位时间内的应变量，数学表达式为：ε=dε/dt

式中：dε———应变量；

dt——单位时间，s

应变率的ε单位是s-1

岩石在承受诸如凿岩、爆破、振动和碎矿这样冲击荷载作用时，从承受荷载开始到破坏的的荷载周期仅有10-4～10-2s，即使在这样短暂的时间内，载荷仍然随时间而变化，因此，岩石单元体实际上是处于随时间而变化的动态变化过程中。

2、岩石受冲击动荷载作用与静载作用相比，有何特点？

答：（1）冲击动载荷作用下形成的应力场（应力分布及大小）与岩石性质有关，静载作用则与岩性无关。

（2）冲击动载荷是瞬时性的，一般为毫秒级，而静载荷则通常超过10s，与前者相比，后者的变形和裂纹发展比较充分。

（3）爆炸荷载在传播过程中，具有明显的波动特性，其质点除失去原来的平衡位置而发生变形和位移外，尚在原位不断波动。因此，岩石在动载作用下，其变形特征同静载变形有本质区别。

（4）通常，岩石的冲击动载强度比静载强度高，高出的比

例依岩石的性质和应变率不同而异。

3、岩石按其成因，分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类，试简述这三类岩石的成因和特征。每一类岩石各举1～2例。

答：（1）岩浆岩。岩浆岩是由埋藏在地壳深处的岩浆（主要成分为硅酸岩）上升冷凝或喷出地表形成的，直接在地下凝结成的称为侵入岩；喷出地表形成的叫做火山岩（喷出岩）。侵入岩的产状多为整体块状，火山岩的整体性较差，常伴有气孔和碎屑。常见的岩浆岩有花岗岩、闪长岩等。

（2）沉积岩。沉积岩是地表母岩经风化剥离或溶解后，再经过搬运和沉积，在常温常压下固结形成的岩石。沉积岩的特点是，其坚固性除与矿物颗粒成分、粒度和形状有关外，还与胶结成分和颗粒间胶结的强弱有关。从胶结成分看，以硅质成分量为坚固，铁质成分次之，钙质成分和泥质成分最差，常见的沉积岩有石灰岩、砂岩、页岩、砾岩等。

（3）变质岩。变质岩是由已形成的岩浆岩、沉积岩在高温、高压或其它因素作用下，其矿物成分和排列经某种变质作用而形成的岩石。一般来说，它的变质程度越高，矿物重新结晶越好，结构越紧密、坚固性越好。常见的变质岩有大理岩、石英岩等对三种不同成因的岩石而言，一般来说岩浆岩可爆性较差，（对爆破作用的抵抗能力最强），沉积岩和变质岩的可爆性较好。

4、何谓岩体结构面？岩体结构面对爆破效果的影响是什么？

答：一个天然岩体，从宏观上来说，它是由节理或裂隙切割成一块一块的，相互排列与咬合着的岩块组成。由于节理或裂隙的存在，造成了介质的不连续，因此，岩体内存在的各种各样节理裂隙称之为结构面。

结构面对爆破的影响可归纳为六种作用：

（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；

（6）改变破裂线作用。

5、影响爆破效果的三要素是什么？为什么说这三要素中岩体性质，特别是岩体结构面的影响最大？

答：影响爆破效果的三要素是炸药性能，岩体性质和爆破工艺。

炸药爆炸时对岩石的破坏能量主要是爆炸冲击波和爆炸气体。由于岩体中存在大量断层、节理、裂隙、孔隙等结构弱面，使得爆炸冲击波在传播过程中急剧衰减，爆生气体大量外泄，造成能量损失和分布不均匀。裂隙岩体的室内试验和爆破漏斗试验均证明了这一点。而炸药性能的优良固然可以产生更多的破碎能量，若损失的能量太多，有效能量则大量减少。至少爆破工艺的改进也只是在一定能量的前提下进行的。

6、何谓炸药爆速？试分析影响爆速的因素有哪些？

答：爆轰波在炸药药柱中的传播速度称为爆轰速度，简称为爆速，通常以m/s或km/s表示之，必须指出，炸药的爆速与炸药的爆炸化学反应速度是本质不同的两个概念，即爆速是爆轰波阵面一层一层地沿炸药柱传播的速度，而爆炸化学反应速度是指单位时间内反应完成的物质的质量，其度量单位是g/s。

影响爆速的因素如下：

（1）药柱直径，随着药柱直径的增大，爆速也增大；

（2）约束条件，实践证明，在药柱直径较小的情况下，增强药柱的约束条件可以提高炸药的爆速，减少其临界直径值。

（3）炸药密度，概括地说，当炸药组分配比和工艺条件控制一定时，炸药的爆速随着密度的增大而增大；就工业炸药而言，当药柱直径一定时，存在有使爆速达最大值的密度值，即最佳密度，再继续增大密度，就会导致爆速下降，当爆速下降至临界爆速时，爆轰波就不再能够稳定传播，最终导致熄爆；

（4）炸药粒度，一般来说，减小炸药粒度能够提高炸药的反应速度，减小反应时间和反应区厚度，从而减小临界直径提高爆速。

7、何谓沟槽效应？试说明减少或消除沟槽效应的措施有哪些？

答：沟槽效应也称管道效应、间隙效应，即当药卷与炮孔壁间存在有月牙形空间时，爆炸产物压缩药卷与孔壁之间的空气会

产生冲击波，它超前于爆轰波并压缩药卷，使其密度增加而掏爆轰。另一种观点认为爆轰波波阵面前方有一个等离子层，对未反应的药卷表层产生压缩作用，妨碍该层炸药的完全反应，等离子波越强烈，这个表层穿透得就越深，能量衰减得就越大，造成药包爆轰熄灭。实践证明，在小直径炮孔爆破作业中这种效应相当普遍地存在着，是影响爆破质量的重要因素之一。

减少或消除沟槽效应的措施如下:

（1）加强外包装强度，选用不同的包装涂覆物，如柏油沥青、石蜡、蜂蜡等；

（2）调整炸药配方和加工工艺，以缩小炸药爆速与等离子体速度间的差值；

（3）堵塞等离子体的传播

1）在炮孔中的每个药卷间插上一层塑料薄板或填上炮泥；

2）用水或有机泡沫充填炮孔与药卷之间的月牙形间隙；

3）增大药卷直径；

4）沿药包全长放置导火索起爆；

5）采用散装技术，使炸药全部充填炮孔不留间隙，当然就没有超前的等离子层存在。

8、什么是爆轰压力？什么是爆压？其作用是什么？

答：爆轰压力是指炸药爆轰时爆轰波波阵面中的C-J面所测得的压力，当爆轰波传到炮孔孔壁上时，在孔壁的岩石中会激发成强烈的冲击波和应力波。这种冲击波在岩石中，特别是在硬岩