爆破工程技术人员培训课件

软弱带对爆破的影响： 断裂缝导致欠挖的情况：
断裂缝
断裂缝导致超挖的情况：
断裂缝
断裂缝导致泄能的后果
断裂缝在左下部与 抵抗线大致平行时
产生冲炮 断裂缝
断裂缝在右下部与 抵抗线所指相反时
泄能后无法
克服抵抗线
W
断裂缝 伤及边坡
地下水对爆破的影响
水位较高时能起 爆破能传递作用
水位较低时，会 导致严重泄能
地貌——地表面的高低起伏形态。 从宏观上分，陆地地形包括高原、平原、山地、
丘陵和盆地，从微形上分，这些地形又可分为 水平地形、倾斜地形、上凸地形、下凹地形。 其中，爆破作业点多为丘陵和山地。
丘陵定义：
≥200m
深丘
＞25
徒丘
＜200m
浅丘
＜25
缓丘
山地定义：
>+3500m
+1000-3500m
背斜构造：
向斜构造：
水平构造
倾斜构造
倾斜构造
褶皱构造
结构面：各种地质界面 岩体结构
结构体：受结构面切割的岩块
岩体结构特点：使岩石呈不连续性，各向异性。 受到力作用时：控制着岩体的变形和破坏。
原生结构面：岩石形成时产生的结构面
如层理
结构面 。
构造结构面：由构造应力作用产生的断裂面 如构造裂隙
爆破工程技术人员培训
地下采煤爆破

讲：席
煤矿井下爆破特点：
井下爆破作业环境
存在瓦
斯爆炸 危险
存在煤
尘爆炸 危险
存在围 存在有 作业空
岩垮塌 毒、有 间狭窄、 危险 害气体 阴暗
瓦斯也称为沼气，即甲烷，成份是CH4，是与 煤伴生的可燃和可爆性气体。
瓦斯浓度低于4%时，不燃不爆；
浓度在4-5.5%时，可燃不爆；
10-38、38-12
常见岩石的物理性质
岩石名称 密度 g/cm3 容重t/m3
孔隙率 % 波阻抗 kg/cm2s
花岗岩 2.6~2.7 2.56~2.67 0.5~1.5 800~1900 石灰岩 2.7~2.8 2.46~2.65 5.0~20 700~1900 砂 岩 2.5~2.6 2.47~2.56 5.0~25 600~1300 页 岩 2.2~2.4 2.0~2.3 10~30 430~930 大理岩 2.6~2.7 2.45~2.55 0.5~2.0 1200~1700
软弱带对爆破的影响：
断裂缝导致欠挖的情况：
断裂缝
断裂缝导致超挖的情况：
断裂缝
结构面对爆破的影响
能量释放规律：
锅盖状态与压力作用的相互关系
最小抵抗线与结构面斜交情况：
爆破量可能会增或减，抛掷 偏左，漏斗左大右小
爆破量可能会增或减，抛 掷偏右，漏斗左小右大
结构面与最小抵抗线平行情况：
火引燃。 要求： 1、选用的炸药级别与瓦斯等级严格对应。 2、选用爆热、爆温和爆压较低的炸药。 3、选用接近零氧平衡的炸药。 4、选用起爆感度和传爆能力好的炸药。
岩石分类：
按生成原因 分 沉积岩、变质岩、岩浆岩
岩 按颗粒结晶分 晶质岩、非晶质岩、碎屑岩 石 分 按胶结程度分 泥质、钙质、硅质、铁质等 类
按力学性能分 硬岩、中硬岩、软岩
10-34
沉积岩覆盖了地球表面的75%，页岩、砂岩、 石灰岩又占沉积岩总量95%以上。
碎屑岩
火山碎屑岩
火山角砾岩 凝灰岩
沉 积 岩
沉积碎屑岩 粒土岩 泥岩
页岩
砂岩 砾岩
石灰岩
化学岩 白云岩 石膏岩 煤炭
沉积岩、变质岩、岩浆岩说明：
沉积岩：岩渣或岩屑经搬运沉积，在常态下固 结而成的岩石。
如页岩、砂岩、石灰岩等。 变质岩：岩石在高温、高压等作用下，矿物成
份重行组织或排列后而形成的岩石。 如大理石，石英岩等 岩浆岩：由地壳深处的熔融岩浆喷出地面或侵
次生结构面：由后期外力作用形成的结构面 如风化裂隙
层理是一组互相平行岩层的层间分界面。
节理，也叫裂隙，是一种岩石断开后相互间 未发生错动或错动位移量很小的断裂。
交叉节理：
构造裂隙
破碎带：由于地质构造的运动，造成岩体的整体性 遭到破坏，由于其多呈带状分布，故称破碎带。
断裂构造（小则为裂隙，大则为断层）
煤尘爆炸三个条件
1、浓度（300～400g/m3 ） 2、火源（700～800℃时） 3、氧气(不低于18%)
爆破时引起瓦斯与煤尘爆破原因
1、被爆炸时所产生强烈的冲击波绝热压缩引燃； 2、被爆炸时生成的炽热固体颗粒点燃； 3、被爆炸时生成的高温气体直接加热； 4、被爆炸时未反应完的高温产物遇氧时的二次着
后期地质营造作用 ，即后期内、外力或人力作用。
2-42、3、4
岩石主要的物理物质：
密度－岩石的颗粒质量与单位体积之比，单位：g / cm3。 容重－包括孔隙、水份在内的岩土总质量与总体 积之比，单位：kg / m3。（堆积密度） 孔隙率－岩石内各种裂隙、孔隙的体积与岩石总 体积之比，也称孔隙度。 波阻抗－岩石的波阻抗为岩石密度与岩石纵波传 播速度的乘积，单位：kg/cm2s。 风化程度---在风、水外力作用下，岩石发生破坏 的疏松程度。
岩层产状
岩层的倾向确定后，走向就可以确 定，岩层的走向确定后，倾向不一 定确定。
3-47
产状举例：如倾向130°，倾角25°时： 方位角表示：130°∠30° 意思为：倾向∠倾角， 象限角表示：S40°W/25°SE 意思为：象限-走向方位角∠倾角-倾向
岩层结构：
结构要素
爆破量较小，漏斗较小，抛掷较远，甚至会发生冲炮 爆破量较小，漏斗较小，抛掷较远，甚至会发生冲炮
结构面与最小抵抗线垂直情况：
爆能利用率较好，爆破方量较大，漏斗增大，抛掷较近
最小抵抗线为X节理钝 角等分线时，爆破漏斗 和爆破方量较大，抛掷 较散，但较近
最小抵抗线为X节理锐角 等分线时，爆破漏斗和 爆破方量较小，抛掷较 集中，但较远
高山
中山
±0.0
±0.0
<+1000m
低山
±0.0
山体要素：
不同地形对爆破的影响
落料最小，飞石最远，
爆
但飞石方向性好
W
破
条
件
落料居中，飞石较远，
飞石方向性易控
W
相
同
时
落料最大，飞石较近，
飞石方向性不好
凹地
平地
W
凸地
不同地形的台阶改造
4
2
1
6
5
3
2
4
5
6
5
37
1 26 4
1
2
4
3
5
6
入地壳之内冷凝而成的岩石。 如花岗岩、玄武岩等。
10-35、36、37。57-3
三种岩石的相互转换：
沉积岩
经 经剥蚀融熔
经 蚀变
剥质 经
岩浆岩
经变质 变质岩
经熔融
57-3
岩石常见的三种分类分级方法：
分级法 松土 普通土 硬土 软石
六类法 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 十六类法 Ⅰ-Ⅱ Ⅰ-Ⅲ Ⅳ Ⅴ 普氏法 0.5-0.8 0.8-1 1-1.5 1.5-2.0
浓度在5.5-16%时，会爆炸，浓度在9.5%时， 爆炸能量最强；
浓度大于16%时，因氧含量不足，也为可燃不 爆情况。
瓦斯爆炸是空气中的氧气与瓦斯进行剧烈氧化 反应的结果，据有关资料统计，每年近50%的 瓦斯爆炸是井下爆破引起的，其因主要是滥用 炸药和放炮不当，
瓦斯爆炸三个条件
1、浓度（5%～16%） 2、火源（650～750℃时） 3、氧气(不低于12%)
断裂与溶蚀对爆破的影响
裂隙
溶蚀空隙
3-48
不均质对爆破影响例1
实际漏斗 破裂线
预期漏斗破裂线
不均质对爆破影响例2
预期破岩方向
实际破岩方向
不连续岩层对爆破的影响：
连续岩层的 泄能情况
不连续岩层 的泄能情况
断裂严重、泥土夹层中对爆破的影响：
岩石呈孤石 状的情况
炮孔钻凿在 泥夹层中的 情况
不同岩石 组合成岩 石结构体
两种岩石组合时的 地质界面称为结构 面，也称软弱面
岩石间的 断裂缝或 者夹层称 为软弱带
结构面、软弱带对爆破影响的六种作用： 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.改变破裂线的作用。
3-48、11-42、58-4
地形坡度愈陡则抛掷率愈高，
岩石性质：
物理性质：密度、容重、孔隙率、碎胀性、含水率、波阻抗等
岩 性 力学性质：抗压、抗拉、抗剪强度，弹性模量，泊松比等
岩性取决于：生成条件、矿物成份、结构与构 造、后期地质营造作用 其中：
岩石结构是从微观而论，是指岩石的构成或组合
岩石构造是从宏观而论，研究的是岩石构成体系
级别：极易爆、易爆、中等、难爆、极难爆。
11-40、41
被爆岩石的破坏特性
邻近药包的岩石在爆破冲击荷载作用下呈塑性 或熔融破坏。
离药包较远的岩石，呈脆性破坏。
爆炸应力＞抗压强度时，岩石呈粉状破坏。
抗压强度＞爆炸应力＞ 抗拉(或抗剪)强度时， 岩石呈块状破坏。
岩石硬度决定的基本情况：
软岩
中硬岩
硬岩
容重：1.1～2.7T/m3 坚固系数f=1.5～4 所需炸药量：较小
可钻与可爆性：较易
容重：2.2～3.0T/m3 坚固系数f=4～10 所需炸药量：中等
可钻与可爆性：中等
容重：2.6～3.3T/m3 坚固系数f=10～25 所需炸药量：较大
可钻与可爆性：难
地层构造形式
水平构造： 倾斜构造： 褶皱构造：
岩石韧性——岩石抵抗外力分裂成块的能力。组成岩 石的颗粒越小，胶结越牢固，岩石韧性越好，钻与爆 越困难。
岩石脆性——岩石受外力作用时，不经过变形就 突然破坏的特性。越脆的岩石，越经不起冲击而 易爆破。
岩性弹性——外力消除后，岩石恢复原来形状和 体积的能力。弹性越强的岩石，越难钻凿和爆破。
爆破工程技术人员培训
爆破工程地质
讲：席
爆破工程地质研究对象与目的
地形地貌
分析对爆破的影响
岩性 地质构造 水文地质
研 究 对 象
工程 地质
研 究 目 的
针对性制定方案 力争最佳爆破效果
特殊地质
控制爆破安全
2-41
地形地貌：
地形是地物和地貌的总称。 地物——地面上天然或人工形成的固定物体。
颗粒结晶有关。 变质岩： 与结构、变质程度、矿物的重新排列组合以及
结晶状况有关。
10-35、36、37
可钻性与可爆性分级：
可钻性——可用钻头未磨钝之前的钻进速度来 表示，钻进速度快，可钻性就好，反之就差。 级别：极易钻、易钻、难钻、极难钻 。
可爆性——岩石在爆破作用下发生破碎的难易 程度，岩石的可爆性一般可用爆破单位体积岩 石所需的炸药量来表示，炸药用量越小，可爆 性好，反之就差。
次坚石 坚石
Ⅴ
Ⅵ
Ⅵ -Ⅸ Ⅹ-ⅩⅥ
2.0-10 10.0-25.0
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普氏法原理------坚固性系数f：
f=p/100
式中 P——岩石的极限抗压强度，kg/cm2。
38-13
各种岩石的坚固性与哪些因素有关？ 沉积岩： 与矿物颗粒成分、粒度和形状有关，还与胶结
成分和颗粒胶结的强弱有关。 岩浆岩： 与其特性、产状、构造、结构、矿物颗粒成分、
影响方面：会增加电爆网路漏电机率、会增
强爆破地震效应、会降低爆温值、会使爆破控 制困难化，对非抗水药包还需要进行抗水处理。
地下水的处理方法之一
爆破与边坡稳定性的问题
边坡失稳分类： 1、爆破振动引起的自然高边坡失稳； 2、爆破开挖使工程边坡遭受破坏，之后因风
化等作用引发不断的塌方失稳。 边坡失稳成因： 1. 沿已有滑坡面滑动。 2. 结构面贯通而形成滑坡面而滑动， 3.垂直柱状节理造成岩柱散裂而导致边坡坍塌。 4.脱离母体的危石沿边坡翻滚崩塌而下。
岩石塑性——外力消除后，岩石没能恢复原形而 有一定的残余变形的性能。塑性岩石易钻，但吸 能较强，有时炸药单耗反而大。
岩石强度——岩石抵抗外力破坏的能力，是岩石 坚固性的表现，坚固性差的岩石易钻爆，反之难 钻爆。10-39
另：弹性模量=应力/应变；
泊松比=横向应变/竖向应变
衡量岩石强度的指标：
岩石物理力学性能：
岩石物理、力学性质与凿岩、爆破的难易程度存在如 下一些基本关系：
岩石颗粒度——组成岩石的颗粒大小。颗粒度越细， 岩石越硬，越难爆破。
风化程度——岩石受空气、水和温度作用而发生破坏、 疏松的程度。风化程度越高，越易爆破。
10-38
岩石硬度——岩石抵抗钻凿工具的钻进的能力。岩石 越硬，钻孔和爆破越难。
衡量标准：岩石试件在单轴静态荷载作用下承 受的最大抗力。
按受力性质分，岩石强度可分为抗压、抗拉、抗 剪等强度：
抗压强度＞抗剪强度＞抗拉强度
受力状态不同时： 三轴抗压强度＞双轴抗压强度＞单轴抗压强度。
按加载速率分，可分为静载和动载强度： 动载强度＞静载强度。
2-45、10-39。57-2