“爆破设计与施工”绪论

纯黑索金炸药
1941年，G.F.赖特（Wright）和W.E.巴 克曼（Bachmann）发明了奥克托金(HMX)，使 炸药性能提高到了一个新水平。
18世纪后期，瑞典科学家诺贝尔 （Nobel）不仅发明了猛炸药硝化甘油 (NG)，而且于1867年发明了雷管。
后来，诺贝尔 （Nobel）用雷管引爆 硝化甘油获得了高速爆 轰现象，开创了应用猛 炸药的新时代，从而大 大地推动了爆破技术的 发展。 从此，爆破在军事 上和民用工程中的应用 日趋广泛。
13世纪中叶，黑火药由阿拉伯国 家传至欧洲。 17世纪初，西欧、北美一些国 家相继用黑火药进行爆破作业； 1627年，匈牙利第一次把黑火药 用于岩石爆破，与原来的燃烧法破裂 岩石相比较，黑火药爆破岩石的效率 有了很大提高。
黑火药作为军事和民用工程中独一 无二的爆破能源，一直使用到 19 世纪 70 年 代中期，延续了数百年之久，至今仍用于 制造烟火药和导火索等。 但是，由于在此期间爆破的应用缺乏 科学的理论依据，亦没有现代的爆破器材 和技术，因此，工程爆破的范围、规模和 效果都极为有限。
深孔爆破
深孔爆破
巷道掘进爆破
边坡预裂爆破
路堑光面爆破
3250吨炸药硐室爆破
2000吨级硐室爆破
12000吨级硐室爆破
硐室爆破实例
广东珠海12000吨级硐室大爆破
6000吨级硐室爆破
桥梁的拆除爆破
烟囱的拆除爆破
烟囱的拆除爆破
烟囱的拆除爆破
水塔的爆破拆除
楼房的拆除爆破
楼房的拆除爆破
在军事应用上， 发展了能满足不同军事 目的、不同武器装备所 需要的各种高级炸药和 特种炸药：高聚物粘结 炸药（塑性炸药、高抗 水挠性炸药、耐热挠性 炸药、粘性炸药等）、 高能量炸药（分子炸 药）、液体炸药和燃料 空气炸药（FAE）。
用于装填炮弹的太安炸药
片状塑性炸药
在民用工程爆破中，主要 发展了各种铵梯炸药、浆状炸 药 、 水 胶 炸 药 、 铵 油 （ ANF O）、乳化炸药、重铵油炸药 （密度高达 1.2 ～ 1.45g/cm 3、威力比 ANFO 高 40% ）等 工业炸药。
第11次实验距爆源9m处超 压－时间曲线（横坐标单 位s，纵坐标单位105Pa）
5.2 爆破过程的计算机模拟发展迅速， 原有模型不断完善，新模型大量涌现
（1）原有模型不断完善。“BLASPA实 用优化数学模型”，后经美国杜邦公司（Du Pont）加以改进，现已得到大量推广应用； “HARRIES数学模型”，可以定量描述 断裂破碎过程，现正在不断完善，拟用三维 动态模型全面模拟爆破； “CAROM计算机 模拟程序”，可以预测岩石的运动规律和爆 堆形态，现经改进后的模型与实际吻合良好。
第二个里程碑是硝化甘油炸药和雷管的发 明以及高速爆轰现象的发现。
1771年，英国人P.沃尔夫（Woulfe）合成
了苦味酸(PA)用作黄色染料，但直到1885年法
国才将其用于装填作战用的弹药；
1863年，德国人J.维尔布兰德制成了TNT炸 药，直到1902年德国才首次用于装填炸弹。
1899 年由 C. 亨宁（ Henning）合成 了黑索金（RDX），此后还发展了一系列 以其为主的高能混合炸药；
普通工业炸药
在起爆器材和起爆系统方面，研制了 各种各样性能优良、使用安全、段数较多 且不窜段、延时准确、起爆可靠的新型雷 管。 如 无 起 爆 药 雷 管 、 电 子 雷 管 （ IE D）、电磁感应雷管（ Magnadet）、抗静 电抗杂散电流雷管、非电高精度延期雷 管、多段次大爆破专用电延期雷管（ 60 段）、耐高温雷管、气体雷管（ Hercude t）、飞片雷管等。
爆炸动应力测试系统
5.4 监测仪器向自动化、微型化方向发 展 爆破安全监测范围应包括：爆破震动、 爆破冲击波、爆破飞石、爆破噪音等。 但各国监测的内容主要是爆破振动。 目前爆破振动的数据采集与频谱分析技术已 达到了很高的水平，监测仪器向着自动化、 微型化和准确化方向发展。
爆破产生的巨大烟尘遮天蔽日
据史料记载，明朝末年张献忠率农民起义军攻打成都时， 将大树剖开、挖空，装入黑火药后再包合缠紧，将其竖立置 于城墙、城楼一侧引爆，爆炸后“角楼陷，木石如飞，乌蔽 天者，久之”，说明当时已运用木壳爆破筒作为进攻性武器 破坏建（构）筑物，且达到了相当的水平。
wenku.baidu.com
据中国河北唐县志 记载，明万历24年（公 元1596年）采矿时， “用火爆石裂”、“使 山灵震裂”、“鸟惊兽 骇”，可见我国将黑火 药用于土岩爆破比俄国 人在1627年用于巷道掘 进要早30年。
3.2 爆破在现代战争条件下遂行 作战工程保障任务中的应用 （ 1 ）为保障部队安全和稳定指挥， 可以用爆破法快速构筑筑城工事。 （ 2 ）为阻止和迟滞敌军机动，可以 用爆破法快速构筑筑城障碍物。
（ 3）为克服障碍、保障我军机动，可以 用爆破法在敌障碍物中开辟通路，以及用爆 破法对敌筑城工事、障碍物等实施破坏作业。 （ 4 ）为破坏和限制敌军机动，可以用爆 破法进行破坏作业。 （ 5 ）为削弱敌经济、军事力量，陷敌于 困境之中，为我军胜利创造条件，可以运用 爆破技术破坏敌主要经济、政治、军事设施 和建筑，摧毁敌战争潜力。
2 爆破发展概述
•
爆破发展的三个里程碑：
第一个里程碑是爆破的能源——炸药 （黑火药）的发明和应用。 第二个里程碑是硝化甘油炸药和雷管的 发明以及高速爆轰现象的发现。 第三个里程碑则是爆破新器材、爆破新 理论、爆破新技术、施工新机具的出现和应 用。
爆破发展的第一个里程碑： 爆破的能源——炸药（黑火药）的发 明和应用。
《爆破设计与施工》
绪
论
2011.09.04
绪
2、爆破发展概述
论
1、《爆破设计与施工》内容与要求 3、爆破技术在军事上的应用 4、爆破技术在经济建设中应用 5、现代科学技术在爆破中的应用现 状与发展趋势
6、关于考核的几个问题
1、《爆破设计与施工》内容与要求 课程学习的内容：
①爆炸与炸药的基本理论； ②爆破器材； ③起爆技术； ④爆破工程地质； ⑤岩土爆破理论； ⑥露天爆破； ⑦地下爆破； ⑧井巷掘进爆破；⑨⑩。
•
爆破技术逐步脱离了纯经验性的积累，开 始以爆破理论为指导，对爆破参数进行优化设 计，对爆破过程进行可靠控制，对爆破效果以 及效应进行模拟预报等方向发展，开始由定性 描述向定量分析过渡。
5.1 爆破理论的研究更加实用化、计算 机化和科学化 （1）许多新思想、新方法以及边缘科 学、现代数学方法引入到爆破理论研究中。 （2）运用计算机防真、模拟、CAD系统、 专家系统等计算机科学描述爆破裂隙的产 生和扩展，预测爆破块度和爆堆形态，模 拟爆破过程，使爆破理论的研究和爆破设 计更加计算机化。
爆破技术在经济建设中有着非常广泛的 用途。 就我国爆破技术应用情况来看，就发挥 了巨大的作用。近年来，在能源、交通、工 厂的技术改造和城市建设等发挥了非常重要 的作用。
主要有：
用于岩土破碎：深孔和浅孔爆破技术、 坑道掘进爆破技术、光面和预裂爆破技术、 硐室爆破技术、水下爆破技术等； 用于结构物、建筑物拆除：楼房拆除爆 破技术、烟囱水塔爆破拆除技术、构筑物水 压爆破拆除技术、各种钢结构物的爆破拆除 技术等。
楼房的拆除爆破
三峡围堰的爆破拆除
钢结构厂房的拆除爆破
钢结构厂房的爆破拆除
钢桥的爆破拆除
船体的爆破拆除
5.现代科学技术在爆破中的应用现 状与发展趋势
近年来，通过吸收计算机科学、相关的边 缘学科、现代数学方法等其它相关学科的最新 成果对爆破理论的研究，以及大量采用先进的 测量和监测仪器，加之新型爆破器材、先进的 起爆系统和新型的施工机具的出现与应用，使 爆破技术发生了质的改变。
线型聚能切割器聚能射流的数值模拟
三峡围岩爆破拆除的数值模拟
•
（3）深入研究了裂隙岩体的爆破机理 和岩体结构面对爆破的影响，使研究工作 更接近于实际。
（4）大量采用 先进的量测技术， 如高速摄影技术、 图象分析技术、动 光弹三维激光全息 成像技术等，进一 步揭示了爆破的本 质。
爆破震动传感器的设置
钢结构物爆破拆除的模拟
（ 2 ） 新 模 型 大 量 涌 现 。 美 国 NORANDAN 科技中心的三维软件 BLASTCAD， 中国马鞍山矿院的BMMC模型及后来开发的 露天台阶爆破三维数模、工程兵工程学院的 峒室爆破CAD等。
5.3 爆破技术迅速发展，爆破效果
和危害效应可有效控制 科学技术促进了爆破技术的发展，大到 一次性万吨级炸药爆破，小到人体内结石爆 破，各种新技术、新方法不断涌现。新型施 工机具、新炸药品种、先进起爆器材和起爆 方法、精确监测仪器等运用到爆破工程中， 使爆破水平有了很大提高，爆破效果有了保 证，爆破危害效应可有效控制。
爆炸测试仪器
（5）运用相拟理论对各种爆破模拟试验 进行探索（包括电比拟模拟试验、动光弹模 型试验、脆性材料爆破模型试验等），以及 从岩石、混凝土等材料的本构关系方面进行 研究，为定量分析研究爆破作用的破坏机理 奠定了基础。
第9次实验距爆源9m处超压 －时间曲线（横坐标单位s， 纵坐标单位105Pa）
聚能切割器对钢构件 的爆破
柔性线型聚能切割器爆破钢管
3 爆破技术在军事上的应用
3.1 爆破在我军历次战争中的应用 1979年对越自卫还击作战中，为削弱或 摧毁敌战争潜力，陷敌于困境之中，我军曾 利用爆破技术对敌之经济、政治、军事设施 和建筑进行了大规模的破坏作业。 据不完全统计，极短时间内就炸毁敌大、 中型桥梁 200 多座，破坏敌重要目标数千个， 其规模之大、范围之广，不仅在我军作战史 中尚属首次，在世界作战史中亦是罕见。
中国远在9世纪的唐代（公元808年）就首先 发明了完整的黑火药配方。 宋代已经作为燃烧性武器应用在军事上，用其 燃烧性攻击对方。
炸药燃烧火光猛烈、刺眼
公元1000年，已出现铁炮等爆炸性武 器；完成了由燃烧性武器向爆炸性武器 转变的过程。
例如，公元1277年，中国的南宋朝抵抗元兵时 就使用了“大火炮”。据《武经总要》中的记载， 当时的爆炸效应为“爆炸声如雷霆，烟气漫天，城 墙皆塌”。这表明当时的爆炸威力已能破坏具有部 分砖、石结构的城墙，且达到了一定的规模。
与此同时，相应地发展了各种各样先进的 起爆系统，如塑料导爆管非电起爆系统（NONEL 系统）、低能导爆索起爆系统、Nonel无起爆药 雷管起爆系统、充气起爆系统、水下超声波遥 控起爆系统、无线电遥控起爆系统等。
在特种爆破器材方面，发展了各 种聚能装药、聚能爆破穿孔器与切割装 药和机械爆破成壕系统。
课程学习的内容：
⑨水下爆破； ⑩拆除爆破； 以及特种爆破、爆破工程地质、爆 破施工机械、爆破安全技术与环境保护、 爆破工程安全管理等，共 15 章内容。 。
课程学习的特点：
①课程学习的内容直接为经济建设 服务； ②应用性学科，对实践的依赖性强； ③交叉性学科，多种知识运用的综合 性； ④研究和应用问题的答案的多样性； ⑤与课程紧密结合的工程实践的风险 性。
3.3 爆破在国防工程中的应用
国防工程是我军建设的重要组成部分。 为保证施工进度和工程质量，可以采用各 种爆破技术修建机场、军港码头、舰船洞 库、设防工事、战备仓库、筑城要塞、国 防公路、地下坑道、导弹发射井、核爆炸 洞等国防工程以及拆除废旧建筑设施、退 役核潜艇和采集石料等。
4.爆破技术在经济建设中的应用现状
•
爆破是利用炸药在爆炸瞬间释放 出的巨大能量，加快工程进度的一种 技术。 • 爆破也是一门比较复杂的边缘学 科。随着科学技术的进步、国民经济 的发展的需求，爆破技术有了很大发 展。
课程学习的要求：
①与工程应用紧密结合； ②与实践和应用紧密结合； ③强调对知识的综合性运用； ④倡导创新思维； ⑤提倡胆大心细的工作方式。
生产包装好的硝化甘油炸药
第三个里程碑则是爆破新器材、 爆破新理论、爆破新技术、施工新 机具的出现和应用。
在爆破器材方面: 研制了各种各样适合于爆破工程需 要的爆破器材；还研制了价廉物美、性 能优良、门类齐全、能够与爆破介质和 爆破方式或爆破目的相匹配的的爆破器 材。 这些爆破器材基本能满足现代工程 爆破需要。