爆破工程基本知识

热容量大、发火点高的掺和物时，敏感度降低。
：炸药在长期贮存中，保持其原 有物理、化学性能不变的能力。
② 炸药的安定性
物理安定性：主要有吸湿、结块、挥发、渗油、老化、 冻结、耐水等性能。
化学安定性：取决于炸药的化学性能。例如：硝化甘油 类炸药在50℃时开始分解，如果热量不能及时散发，可 能引起自燃与爆炸
B――发火性：对火焰的敏感程度。（有的能燃 不会爆）
C――撞击敏感度：对机械作用的敏感程度。 当10KG的锤，落高为25CM时，发生爆炸的百分率为： 硝化甘油┈100%，TNT┈4－8%，黑火药┈50% 黑索金┈70－80%，硝铵类炸药┈16－32%，泰安100% D――起爆敏感度：引起爆炸的极限药量。
2、电起爆法及其器材
①电雷管：P64图2－16
即发雷管――有一电点火装置，其余同火雷管。 延发雷管――加有一段缓燃剂，分为秒延期（加一段 精制导火索）和毫秒延期（加一段特别炸药）。 ②电源：220／380伏的照明电或动力电，也可用蓄电 池、放炮器等。
③导线：端线、联接线、区域线、主线（可重复 使用）等。
三、起爆器材与起爆方法
1、火花起爆法及其器材
①火雷管：P64图2－16
管壳＋正起爆药（敏感度极高）＋副起爆药＋加 强帽 ↘加强雷管威力， 末端有聚能穴 ②导火线：
导火索＋点燃材料 1 CM／S
100~125秒/m
③特点：设备简单、操作方便、成本低， 一次 燃爆的炮孔数目较少、安全性差 ，用于小规模 爆破（浅孔、露天）
③炸药的爆炸稳定性：炸药起爆后，若能以恒定 不变的速度自始至终保持完整的爆炸反应，称为 稳定的爆炸。
在钻孔爆破中影响爆炸稳定性的因素有： A――药包直径d， d>d临则稳定
B――炸药密度ρ，ρ太大太小都不行 ，ρ＝0.9-1.6g/cm3
④威力――炸药的爆炸性能：是炸药爆炸的作用能 力，通常用爆力和 猛度来表征。其大小主要反 映在以下几方面：
4、起爆方式
①即发――同时起爆，举例：主爆区群孔起爆。 ②延发――延期起爆，分为秒延期和毫秒延期， 举例：定向爆破、挤压爆破。
§2－3 爆破的基本方法
布孔――钻孔――清孔――装药――捣实―― 堵气――引爆 一、浅孔爆破
定义：d<75MM L<5M 特点：造孔设备简单，操作方便，易于控制， 劳动强度大，生产率低 适用：各种地形条件（地下开挖、控制爆破、露天爆破、 松动爆破）
主要性能指标如下：
性 能
1＃岩
2＃岩
320 12 5
1＃岩
300 11 4
2＃岩
250 8 3
3＃岩
230 5 2
350 炸力（毫升）
程度（毫米 13 殉距 （ cm ）
6
Ｐ （g/cm3）
0.45-1.1 0.95-1.1 0.85-1.1 0.85-1.1 0.85-1.1
D――铵油炸药:硝酸铵+柴油+木粉(少许)
标准爆破：① n＝1 标准抛掷爆破；
②标准炸药，2＃岩石铵梯炸药； ③一个临空面。
其他情况的系数换算：
①不是一个临空面：有2个临空面取0.83K 有3个临空面取0.67K ②非标准炸药：用爆力值e换算，eb＝320 P50式2－5： b
③非集中药包（延长药包）
e 320 e ei 实用药火力值
C――铵锑炸药Ｐ６３。
硝酸铵＋ＴＮＴ（敏感剂）＋木粉（可燃剂）
淡黄色粉末、有毒但炸气无毒、敏感度小、价格低、 易潮湿结块。 国产铵梯炸药品种有： 露天铵锑炸药 1＃ 2＃ 3＃ 岩石铵锑炸药 1＃ 2＃ 安全铵锑炸药 : （爆气C0含量<100升／Kg）（1升NO2＝6.5升CO）
（1＃ 2＃ 3＃ 指各百分比不同）
①
爆破漏斗：P54图2－2
R――爆破作用半径 W――最小抵抗线长度
r—爆破漏斗底半径
P――可见深度P＝CW（2n-1） L――抛掷距离L＝5nW n――爆破作用指数n＝r／W 当R到达临空面，冲击波从固体介质到气体介质，越过 临空面产生的反射拉力波б拉－后期б压>[б拉]时，产生 的坑称为爆破漏斗。临空面是水平面时为倒锥坑。 裂缝→飞逸→倒锥坑
C――二硝基重氮酚C6H2O5N4 ，安定性好，起爆能力 强，相对安全，便宜，方便。
D――三硝基甲苯硝铵……
E――四硝化 四醇……
② 主炸药：产生爆破作用的炸药。
特点：A――威力大，能被普通雷管引爆； B――成本低，来源广，种类多（适用于各种条件）；
C――安全，可靠。
常用的主炸药主要有：？
A――三硝基甲苯（TNC6H2（NO2）3CH3
3．药量计算
第一种情况：集中药包、单自由面情况下 :
Ｑ=ＫＶ=1/3×K×πr2W=1/3×πn2W3K =ＫＷ３。f(n) 式中：f(n)――炸破作用指数函数，据经验： n＝1时 ： f(n)＝1 n >1时： f(n)=0.4+0.6n3 1>n>0．75时：f(n)=( 4 3n )3 7 松动爆破时：f(n)= n3＝0.33～0.55 K――爆破单位体积土石的耗药量（㎏／M3） P50表2－1表中数值为标准情况下的爆破（标准爆破）
③Ⅲ圈――R3 震动圈
冲击波继续向外传播扩散，直到消失。此时б 压< [б压]
且б拉< [б拉]，介质受到震动但不产生破坏。 R1、 R2 、R3的大小与介质的种类、炸药性能、 装药多少等有关。
3、有限均匀介质中的爆破
半理想状态：多装药、埋深小、无裂隙节理等
① 自由面（临空面）的作用 A――聚能作用（爆炸偶极子作用） 举例：应力集中？自由面可看作是无限大的空 B――反射拉力波作用 简述反射拉力波的形成过程P54
2、支架式重型风钻：浅孔，向上或倾斜
3、冲击式钻机： 深孔，垂直向下 4、回转式钻机 5、潜孔钻 以上自习10分钟：各机的工作原理？
二、炸药
1、炸药的性能指标
①敏感度：在外界能量的作用下，发 生爆炸的难易程度。
A――爆燃点：在规定时间内（5分钟）使炸药发生爆炸 的最低温度。 TNT┈290－290℃；黑火药┈290－310℃； 雷贡┈175－180℃；硝化甘油┈200－205℃； 黑索金┈225－205℃；硝铵类炸药┈280－320℃
P62
黄色或黄褐色晶体，热安定性好，不溶于水，遇 火能燃烧（特别条件下能转为爆炸），机械敏感度低， 爆速 7000M ／ S ，爆热 950 千卡／ Kg ；爆炸呈负氧平衡， 价格昂贵，常作为雷管加强药。 B――硝化甘油 C3H5（ONO2）3 P63
无色油状液体，不溶于水。有毒。敏感度高（不 单独使用）。威力大。价格昂贵 , 爆力 500ML, 猛度 2223MM,13.2℃凝固 , 凝固后极危险。为胶质硝化甘油类 炸药的主要成分。
第二章 爆破工程
本章重点： 基本爆破方法的药量计算 及炮孔布置 本章难点：爆破机理中破坏圈的形成过程 主要内容：①学习本章为＜特殊爆破＞ 打下基础 ②本章适当增加课本以外的内容 以适应施工方向
§2－1 爆破的作Baidu Nhomakorabea与概念
一、爆破的作用 ①隧道开挖；（公路、铁路、引水等） ②基础处理与渠道开挖 ③石料开采 ④定向筑坝、截流、库区清理等 ⑤松动爆破 ⑥拆除等控制爆破 ⑦水下爆破
2、无限均匀介质中的爆破
• 理想状态：少装药、埋深大、无裂隙节理等
①Ⅰ圈――R1 粉碎圈或压缩圈冲击波产生的压 应力б压远远大于介质的压限[б压]时，介质为塑 性土体――压缩成穴介质为脆性岩体――粉碎 。
②Ⅱ圈――R2 破坏圈冲击波呈同心球从药包中 心向外传播，因介质的阻尼而衰减，至使该作用 圈的б压< [б压]，但因介质的|[б拉] |<<|[б压]|，所 以A：环向张拉应力б拉>[б拉]，产生径向裂缝。 B：压缩后的弹性恢复产生的反射拉应力б拉 >[б拉]， 产生环向裂缝或弧状裂缝 两种裂缝在爆 气作用下，介质完全破坏。
1、炮孔布置
炮孔布置合理与否，直接决定爆破效果（重要因素） 举例：基础开挖（见右图 ）P51图2－3 先锋槽的作用： ①充分利用自由面 、积极创造临空面 ②出碴排碴 ③排水 炮孔与岩石层面或节理面垂直，但不能穿过宽缝。
2、炸药的种类
①起爆炸药：用于制造起爆器材的炸药。
特点：A――敏感度高； B――爆速增加快，易由燃烧转为爆轰 C――安定性好，特别是化学安定性好； D――有很好的松散性和压缩性。 常用的起爆炸药主要有： A――雷贡Hg（CNO）2，50℃开始分解，160℃爆炸 对温度敏感。 B――氮化铅Pb（N3）2 ，比雷贡迟钝，不溶于水。
TNT┈0.15克,2号岩石硝铵炸药┈0.17-0.28克。
E――殉爆距：能够连续三次使该药包出现殉爆现象的最 大距离，CM。 殉爆――由于一个药包的爆炸引起与相距一定距离的另 一药包爆炸的现象。
上述炸药的敏感度，常随掺和物的不同而改变。例如： 在炸药中掺有棱角坚硬物（砂、玻璃、金属屑等）时敏 感度提高；当掺有水、石蜡、沥青、油、凡士林等柔软、
④电爆网路的联接方式与导通检查
串联――P65 易操作、I小、电线少、易断路拒爆； 并联――P64 I大、电线多、难检查，不易断路拒爆 混合联――P66 ， 导通检查――测定电阻，准爆条件。 ⑤电爆网路的设计计算自习P66――67。 ⑥电起爆法与火花起爆法的比较： 电雷管法的优点：安全、能准确控制、可用仪器检查； 缺点：工作量大、复杂、耗线、要电源； 适用：大规模起爆。
药包长度L／药包最短边长a ：大于4时为延长药包
小于或等于4时为集中药包 3 v 0.62 或采用P50式2－3 b 大于等于0.41时为集中药包，否则为延长药包。
式中V――药包的体积 b――药包中心至最远边点的距离。
第二种情况：
对于非集中药包，Q的计算分两种情况，具体见P56式 2－9和式2－11。
③、爆破作用指数n＝r／W
n＝1 时 标准抛掷爆破 n>1 时 加强抛掷爆破 1>n>0．75 时 减弱抛掷爆破 0．75>n>0．33时 松动爆破 n＝0 时 隐藏式爆破
§2－2 爆破器具与爆破材料
一、钻孔机具 P70－72
钻孔占爆破工时的50%，占爆破 费用的70%
1、轻型手提风钻：浅孔，垂直向下
二、爆破的概念
1．爆炸：爆炸是一个化学反应
↗10万分之1秒 ↗5－10万个大气压 炸药→瞬时化学反应→高温高压气体→冲击波＋爆炸气体 CHON ↑ ↘3000℃的 CO2、CO、NO、 NO2、H2O 起爆能（撞击、点火、高温等）
2、爆破：爆破是炸药对周围介质的作用
冲击波通过介质产生应力波：拉应力>拉限＝产生裂缝 压应力>压限＝粉碎或压缩
A――爆速：炸药爆炸的分解速度，2000－7500M／S；
B――爆热：以1Kg分解的热量为准。千卡／Kg C――爆温：1Kg分解的热量所能达到的最高湿度。 D――爆气量与爆压：升／Kg，Kg／CM2或Pa
E――爆力e：炸药爆炸破坏一定介质的能力。静力威力。
（与气体量、热量、温度等有关） 测定方法：一定量的炸药放入铅孔中，以爆破扩大体积来 衡量。 举例：静力威力与动力威力的区别、转换等。 E――氧平衡：零氧平衡：生成CO2、H2O等，产生Q； 正氧平衡：生成 NO2等，产生Q／2； 负氧平衡：生成CO等，产生Q／6。 举例：TNT（负氧平衡＋硝酸铵（正氧平衡＝零氧平衡
3、传爆线及传爆管（导爆管）
①传爆速度V＝6000～6500M／S，可直接引 爆主炸药，不过其本身有些要用雷管引爆，所 以使用和运输非常安全。其内用的是黑索金、 泰安等单质炸药，价格较高。 联结方式―― 打结。 ②继爆管――用来达到延发目的的一种装置，由 不带点火装置的毫秒延发雷管＋消爆管＋导爆 索组合而成
92-4-4型: 92:4:4 (重量比) 来源足、成本低、安全、可现场加工、敏感度低压（起 爆困难）、安定性差,只能储存期＜7－15天 92－4－4型 e=280-310 猛度 9-13 露天细粉型 e=240-280 猛度 8-10 F―― 浆状炸药 P63 G――乳化炸药 P63 E――黑火药： 硝石 + 硫磺 ＋ 木炭 60－75％ 10－15％ 15－25％ 制作简单、成本低廉、易受潮、威力小，适用于炸破松 软岩石和做导火索
爆炸气体的气刃作用＝产生扩缝作用
三、爆破的机理
1．土岩爆破破坏的几种假设
第一种：爆炸产生压缩应力场，引起质点径向移 动，产生径向裂缝，爆炸气体扩缝；
第二种：自由面（临空面）上应力波反射，产生 环向裂缝； 第三种：土岩破坏是上述两种力共同作用的结果。 一般地：土体介质更适用于第一种理论 岩体介质更适用于第三种理论