第一篇:爆破工程教材21~30
1.5 炸 藥 感 度
1.5.1 炸藥感度一般概念
在外界能量的作用下,炸藥發生爆炸的難易程度稱為感度。能夠激發炸藥發生爆炸的能
量有熱能、電能、光能、機械能、沖擊波能或輻射能等多種形式。通常根據外界作用于炸藥能量 的形式將炸藥的感度分為若干類型,如熱感度、火焰感度、摩擦感度、撞擊感度、起爆感度、沖擊 波感度、靜電感度等。
炸藥對不同形式的外界能量作用所表現的感度是不一樣的,也就是說,炸藥的感度與不同
形式的起爆能并不存在固定的比例關系。因此,不能簡單地以炸藥對某種起爆能的感度等效
地衡量它對另一種起爆能的感度。
在工程實踐中,人們在需要高感度炸藥的同時,又希望炸藥具有低感度的特性。也就是
說,希望炸藥在使用的時候具有高感度,以保證起爆和傳爆的可靠性;而在生產、貯存、運輸等
非使用場合,希望炸藥又具有低感度,以確保安全。根據需要,人們把炸藥的感度又分為“使用
感度”和“危險感度”。所謂使用感度是指炸藥在預定起爆方式所施加的起爆能的作用下發生
爆炸反應的難易程度。對于爆破作業人員來說,一般都希望炸藥在使用時具有較高的使用感
度,以減少炸藥拒爆的概率,有效地防止盲炮事故。所謂危險感度則是指炸藥在外界施加的各
種非正常起爆能的作用下發生爆炸的難易程度。無論是炸藥的生產者還是使用者,都希望炸
藥具有較低的危險感度,以保證炸藥在生產、運輸、搬運和貯存等非使用環節的安全,避免發生 意外爆炸事故。1.5.2 炸藥熱感度
炸藥的熱感度是指在熱的作用下,炸藥發生爆炸的難易程度。熱作用的方式主要有兩種:
均勻加熱和火焰點火,習慣上把均勻加熱時炸藥的感度稱為熱感度,把火焰點火時的炸藥感度 稱為火焰感度。
炸藥的熱感度通常用爆發點來表示。爆發點是炸藥在一定的受熱條件下,經過一定的延
滯期發生爆炸時加熱介質的最低溫度。很顯然,爆發點越高,則說明該炸藥的熱感度越低。
在工業生產中,用爆發點測定儀來測定炸藥的爆發點,做爆發點量測試驗時延滯期一般取
5min為標準。表1表1 幾種炸藥的爆發點
炸藥名稱爆發點(℃)炸藥名稱爆發點(℃)EL系列乳化炸藥330硝酸銨300
2號巖石銨梯炸藥186~230黑火藥290~310 3號露天銨梯炸藥171~179黑索金230
2號煤礦銨梯炸藥180~188特屈兒195~200 3號煤礦銨梯炸藥184~189梯恩梯290~295
硝化甘油炸藥300二硝基重氮酚150~151雷管的起爆藥均具有較高的火焰感度。在敞開環境下,一般少量的工業炸藥(包括黑火 藥)用火焰點燃時通常只發生不同程度的燃燒。
火焰感度用上限距離和下限距離表示。用導火索點燃裝入加強帽中的0.05g炸藥,上限
距離是100%發火的最大距離,下限距離則是100%不發火的最小距離。1.5.3 炸藥機械感度 炸藥的機械感度是指炸藥在機械作用下發生爆炸的難易程度。機械作用的形式很多,如
撞擊、摩擦、針刺等,其中撞擊和摩擦是最為常見的兩種形式。(1)撞擊感度
在機械撞擊的作用下,炸藥發生爆炸的難易程度稱為炸藥的撞擊感度。
圖1 立式落錘儀
1—落錘;2—撞擊器;3—鋼砧; 4—水泥基礎;5—上擊柱;6—炸藥; 7—導向套;8—下擊柱;9—底座
炸藥的 撞 擊 感 度 通 常 借 助 于 立 式 落 錘儀 測 定(圖 1
或50mg)放在擊發裝置內,讓一定質量的落錘(10kg或 2kg)自規定的高度(250mm或500mm)自由落下,撞擊 擊發裝置內的炸藥試樣,根據火花、煙霧或聲響結果來判 斷炸藥試樣是否發生爆炸。撞擊25次后,計算該炸藥試 樣的爆炸概率G P,并用G
P來表示炸藥試樣的撞擊感度。GP=25次試驗中發生爆炸的次數 25×100%(1(2)摩擦感度
在機械摩擦的作用下,炸藥發生爆炸的難易程度稱 為炸藥摩擦感度。
19)炸藥摩擦感度的測定采用擺式摩擦儀,裝置如圖1
所示。測定時將一定質量的炸藥試樣(20mg或30mg)裝入上下滑柱間,通過裝置給上下滑
柱施加規定的靜壓力。擺錘重1500g。擺角可根據炸藥的感度?。福啊?、90°或96°。釋放擺錘,擺錘打擊擊桿,上下滑柱產生水平相對位移,摩擦炸藥試樣,判斷炸藥試樣是否爆炸。試驗25 次,按式(1P,并用G
P來表示炸藥試樣的摩擦感度。
用爆炸概率表示炸藥感度的試驗測定方法稱為爆炸概率法。表1的撞擊感 度和摩擦感度。表1 幾種炸藥的撞擊感度和摩擦感度
炸藥名稱EL系列 乳化炸藥 2號巖石 銨梯炸藥 硝化甘油
炸藥黑索金特屈兒黑火藥梯恩梯
撞擊感度(%)≤82010070~7550~60504~8 摩擦感度(%)016~20—9024—0 1.5.4 起爆感度與殉爆距離 1.5.4.1 起爆感度
炸藥的起爆感度是指在其他炸藥(起爆藥、起爆具等)的爆炸作用下,猛炸藥發生爆轟的難
易程度。猛炸藥對起爆藥爆轟的感度,一般用最小起爆藥量來表示,即在一定的試驗條件下,圖1 擺式摩擦儀實驗示意圖
(a)擺式摩擦儀;(b)局部放大圖
1—擊桿;2—擺錘;3—角度標盤;4—上、下滑柱;5—油壓機;6—壓力計;7—炸藥試樣;
8—頂桿;9—滑柱套;F—壓力(施加方向);G—擺錘打擊方向
能引起猛炸藥完全爆轟所需的最小起爆藥量。最小起爆藥量越小,則表明猛炸藥對起爆藥的
爆轟感度越高;反之,最小起爆藥量越大,則表明猛炸藥對起爆藥的爆轟感度越低。
對于一些起爆感度較低的工業炸藥,如銨油炸藥,用少量的起爆藥(如1發8號工業雷管)
是難以使其可靠爆轟的。這類炸藥的爆轟感度不能用最小起爆藥量來表示,而只能用威力較
大的起爆藥柱的最小質量來表示。在工程爆破中,習慣上用雷管感度來區分工業炸藥的起爆
感度。凡能用1發8號工業雷管可靠起爆的炸藥稱其具有雷管感度,凡不能用1發8號工業
雷管可靠起爆的炸藥稱其不具有雷管感度。1.5.4.2 殉爆距離(1)炸藥的殉爆現象
炸藥(主發藥包)發生爆炸時引起與它不相接觸的鄰近炸藥(被發藥包)爆炸的現象,稱為
殉爆。殉爆在一定程度上反映了炸藥的起爆感度。主發藥包爆炸時一定引爆被發藥包的兩藥
包間的最大距離,稱為殉爆距離。炸藥的殉爆能力用殉爆距離表示,單位一般為厘米。
研究殉爆的目的在于:確定炸藥生產工作間的安全距離,為廠房設計提供基本數據;改進
工業炸藥的性質,提高在工程爆破時起爆或傳爆的可靠性。
在采用炮孔法進行爆破工作時,為保證相鄰藥卷完全殉爆,對藥卷之間的殉爆距離有一定
要求。裝藥時,應盡可能使相鄰藥卷緊密接觸,防止巖粉或碎石等惰性物質將藥卷隔開。因有
惰性介質時,殉爆距離將明顯減小。
在炸藥說明書中,都列有殉爆距離,使用者只需抽樣檢驗,判定炸藥在儲存過程中有無 變質。
(2)殉爆距離的測定
殉爆距離是工業炸藥的一項重要性能指標。在炸藥品種、藥卷質量和直徑、外殼、介質、爆
轟方向等條件都給定的前提下,殉爆距離既反映了被發裝藥的沖擊波感度,也反映了主發裝藥 的引爆能力,兩者都與工業炸藥的加工質量有關。
殉爆距離的測定方法應符合 GB12438—90(《工業炸藥殉爆距離測定》)的有關規定。通常采用炸藥產品的原包裝藥卷。將沙地鋪平,用直徑35mm,長度不小于600mm的木制圓棒
在沙地上壓出一個半圓形凹槽。在主發裝藥的捏頭端插入一支8號雷管,插入深度為雷管長
度的2/3,將主發裝藥、被發裝藥(被測藥卷)置于凹槽內,如圖1注意被發裝藥的捏頭
端與主發裝藥藥卷的聚能穴相對應。引爆主發裝藥后,根據放置被發裝藥的地方有無殘藥或 是否產生深坑,判斷是否殉爆。找出三次試驗都能殉爆的最大間距,即為該藥卷的殉爆距離。
圖1 殉爆距離的測定
1—雷管;2—主發裝藥;3—被發裝藥(3)影響殉爆距離的因素 1)裝藥密度
圖1 被發藥包密度對殉爆
距離的影響
密度對主發藥包和被發藥包的影響是不同的。實踐證明,主發藥包的條件給定后,在一定范圍內,被發藥包密度小,殉爆 距離增加,如圖1
尼特,藥量50g。線
①的 主 發 藥 包 密 度 為 1.5g/cm3,線 ② 的 主 發 藥 包 密 度 為1.0g/cm3。
按“熱點”的說法,可以認為炸藥密度小,空隙多,在主發藥 包沖擊波絕熱壓縮下,便于形成熱點,也有利于主發藥包的爆 炸產物進入被發藥包的表層內,容易導致被發藥包的爆炸。一般地說,隨著主發藥包密度增高,殉爆距離也增大。這 是由于爆速和與之相關的產物流及沖擊波的強度都隨藥包密 度的加大而增大,而這些正是引爆被發藥包的能源。2)藥量和藥包直徑
試驗表明,增加藥量和藥包直徑,將使主發藥包的沖擊波強度增大,被發藥包接收沖擊波 的面積也增加,殉爆距離也就可以提高。3)藥包外殼和連接方式
如果主發藥包有外殼,甚至將兩個藥包用管子連接起來,由于爆炸產物流的側向飛散受到
約束,自然會增大被發藥包方向的引爆能力,顯著增大殉爆距離,而且隨著外殼、管子材質強度 的增加而進一步加大。
圖1 藥包擺放位置對殉爆的影響
1—主發藥包;2—被發藥包
藥包的擺放涉及到沖擊波與爆炸產物流的 打擊方向,對殉爆極有影響。在主發藥包與被發 藥包軸線對正的情況下殉爆效果最好,如圖1(a)所示。軸線垂直效果較差,只及前者的1 5~ 1 4,如圖17(b)所示。
此外,兩個裝藥間的介質,如果不是空氣,而是水、金屬、砂土等密實介質,殉爆距離將明顯下降。這種現象可以利用來防止殉爆,如危險廠房間若設防爆土堤或防爆墻,廠房間的殉爆安
全距離可以大為縮短。但是在炮孔中的藥卷間若有巖粉、碎石,就可能出現傳爆的中斷而產生
拒爆,此時必須將藥卷間的巖粉和碎石清除。
國外有人主張,不把藥卷放置地面,而是用硬紙片卷成紙筒來放置兩個藥卷。并將它水平
懸吊在空中來進行殉爆試驗,這樣可以避免地面的不平整度和硬度不一等因素對試驗的影響。
1.5.5 炸藥物理狀態和裝藥條件對感度影響
炸藥的感度一方面與自身的結構和物理化學性質有關,另一方面還與炸藥的物理狀態和
裝藥條件有關。對于爆破工程技術人員來講,了解炸藥的物理狀態和裝藥條件對其感度的影
響是十分必要的。炸藥的物理狀態和裝藥條件對感度的影響主要表現在以下幾個方面。
(1)炸藥溫度的影響
隨著溫度的增高,炸藥的各種感度都增加,在高溫介質中爆破,應特別注意安全。(2)炸藥物理狀態與晶體形態的影響
銨梯炸藥受潮結塊時,感度明顯下降。因此,在雨季和潮濕環境中使用銨梯炸藥,應采取
有效的防潮措施。硝化甘油炸藥凍結時,晶體形態發生變化,敏感度明顯提高。因此,對硝化
甘油炸藥的儲運溫度有嚴格的限制。普通型硝化甘油的儲運溫度不低于10℃,難凍型則不低 于-20℃。
(3)炸藥顆粒度的影響
炸藥的顆粒度主要影響炸藥的爆轟感度。一般情況下,顆粒越小,炸藥的爆轟感度越大。
例如100%通過2500目的梯恩梯極限起爆藥量為0.1g,而溶液中快速結晶的超細梯恩梯的極
限起爆藥量僅為0.04g。對于工業炸藥,一般各組分越細,混合越均勻,則它的爆轟感度越高。(4)裝藥密度的影響
裝藥密度主要影響起爆感度和火焰感度。通常,隨著裝藥密度的增加,炸藥的起爆感度和
火焰感度都會下降。粉狀銨梯炸藥的裝藥密度大于1.2g/cm3時,容易出現拒爆。
(5)附加物的影響
在炸藥中摻入附加物可以顯著地影響炸藥的機械感度。附加物對炸藥機械感度的影響主
要取決于附加物的性質,即硬度、熔點及粒度等。當附加物的硬度較高時(如石英砂、碎玻璃),可能使炸藥的機械感度增高,這類物質叫增感劑。另外一類較軟且熱容量大的物質,如水、石
蠟等,摻入后使炸藥感度降低,這類物質稱為鈍感劑。1.6 炸藥起爆
根據起爆能形式的不同,炸藥的起爆可以用不同的起爆機理進行解釋,但這些解釋都可以
用炸藥爆炸的能柵圖(圖1
炸藥在沒有外能作用時處于相對穩定平衡狀態1[圖11.當受到一定 的外能作用時,炸藥被激發至位置2,它的位能這時躍升為E 2.當增加的位能E 1,2大于炸藥分
子發生爆炸變化所需的活化能時,炸藥發生爆炸,放出能量E 2,3。這好像一個小球在位置1時 [圖1球就可以滾到位置
3,產生動能。顯然,這里所指的外能E1,2就是導致物質發生化學變化的活化能,也就是爆炸研圖1究領域里常說的起爆沖能。
凝聚炸藥的爆轟過程一般要借助于熱沖量、機械沖量或者是依靠雷管或傳爆藥柱等爆炸物的 爆炸來引發。不同的起爆沖量引爆炸藥的機理不 盡相同。本節簡要介紹機械沖量和爆炸物直接作
炸藥爆炸的能柵圖 用于炸藥的起爆機理。
1.6.1 熱點起爆理論
熱點起爆理論又稱熱點學說,是由英國的布
登在研究摩擦學的基礎上于20世紀50年代提出
來的。由于熱點學說能較好地解釋炸藥在機械作用下發生爆炸的原因,因此得到了人們普遍 的認可。
布登提出的熱點學說認為:炸藥在受到機械作用時,絕大部分的機械能量首先轉化為熱
能。由于機械作用不可能是均勻的,因此,熱能不是作用在整個炸藥上,而只是集中在炸藥的
局部范圍內,并形成熱點。在熱點處的炸藥首先發生熱分解,同時放出熱量,放出的熱量又促
使炸藥的分解速度迅速增加。如果炸藥中形成熱點的數目足夠多,且尺寸又足夠大,熱點的溫度
升高到爆發點后,炸藥便在這些點被激發并發生爆炸,最后引起部分炸藥乃至整個炸藥的爆炸。
實驗已經證明,在機械作用下熱點形成的原因主要有三個方面: 1)炸藥內部的空氣間隙或者微小氣泡等在機械作用下受到了絕熱壓縮; 2)受摩擦作用后,在炸藥的顆粒之間、炸藥與雜質之間以及炸藥與容器內壁之間出現的 局部加熱;
3)炸藥由于黏滯性流動而產生的熱點。
此外,由于在外界強制作用下或者是炸藥的晶體成長過程中存在有內應力等原因都有可 能形成熱點。1.6.2 爆炸物直接作用于炸藥起爆機理
通常把利用一種炸藥裝藥(如雷管或起爆藥柱)的爆炸引起與它直接接觸的另一種炸藥裝
藥爆炸的現象稱為起爆。習慣上稱起爆的裝藥為主發裝藥,被起爆的裝藥為被發裝藥。起爆
藥起爆炸藥主要是通過起爆藥的爆炸產物對被起爆炸藥直接作用的結果。其機理主要是由主
圖1 各種不同引爆情況
發裝藥的爆轟產物在被發裝藥中產生沖擊波并引起被 發裝藥的爆轟,實際上這種引發爆轟的過程是一種強沖 擊波的起爆過程。
根據主發裝藥在被發裝藥內產生激發沖擊波的速 度和起爆沖能大小的不同,炸藥可以有以下三種引爆 情況:
1)激發沖擊波初速小于被發裝藥臨界爆速。此 時,被發裝藥不可能爆炸,激發沖擊波在炸藥內的傳播 與在惰性介質中的傳播一樣,傳播到一定距離后將衰減 成為音波,如圖1
2)激發沖擊波初速大于被發裝藥臨界爆速,但小于被發裝藥穩定爆轟速度。此時如有足
夠的起爆沖能,就能使炸藥爆炸。但從激發沖擊波速度增長到被發裝藥穩定爆速,須經過一定 時間或區段,分別稱為爆轟成長期或爆轟過渡區(曲線2)。若起爆沖能不夠,激發沖擊波仍然
會衰減為音波,但因部分炸藥已發生反應并放出反應熱,故衰減較慢(曲線4)。3)激發沖擊波初速不僅大于被發裝藥臨界爆速,而且也大于被發裝藥穩定爆速。此時,若有足夠起爆沖能,就能使被發裝藥發生爆炸。其特征是被發裝藥的最初爆速高于穩定爆速,而后逐漸衰減為穩定爆速(曲線3)。但若起爆沖能不夠,激發沖擊波同樣也會衰減為音波(曲 線5)。
綜上所述,要使被發裝藥起爆并達到穩定爆轟,激發沖擊波的速度必須大于裝藥的臨界爆
速。同時,必須供給足夠的起爆沖能。但起爆沖能不會影響被發裝藥本身的穩定爆速。
第二篇:工程爆破
淺談爆破技術在實際工程中的應用
資源與安全工程學院
爆破作為一種科學技術,應用很廣,但在工程上的應用無疑是最重要、最常見的,采礦開山,修鐵路、公路用鉆爆法來開掘隧道,水利工程上也用一些,城市里面也使用了,拆除樓房。利用炸藥爆炸產生的巨大能量破壞某種物體的原結構,這種’破壞‘效果不是其他方法能代替的,它雖然不是獨立完成一個工程,但卻是一個重要的工序,特別是石方開挖、礦山開采等工程缺少了這個工序還不行。本文將針對隧道爆破、拆除爆破兩個方面,淺談爆破技術在實際工程中的應用。
一、隧道爆破施工技術
隧道是人們利用地下空間的一種形式,廣泛應用于鐵路、公路、水利水電、礦山、市政、人防等部門,在國民經濟建設中起著重要的作用。隨著我國各項建設事業的發展,隧道工程越來越多,規模越來越大,類型越來越廣,所遇到的巖體地質條件和環境越來越復雜,施工難度越來越大。由于鉆眼爆破法對地質條件適應性強,開挖成本低,特別適合于硬巖石隧道、破碎圍巖隧道及大量短隧道的施工,所以它仍是目前和將來一定時期內隧道掘進的主要手段。
(1)巖石隧道鉆眼爆破的特點、要求
爆破的臨空面較少,巖石的夾制作用大,耗藥量大,而且對鉆眼的爆破質量要求很高,既要保證隧道的開挖方向滿足精度要求,又要使爆破后隧道斷面達到設計標準,不能超、欠挖過大。另外 爆破時要防止飛石崩壞支架、風管、水電、電線等,爆落的巖石塊度要均勻,便于裝渣運輸。交通隧道的斷面一般比較大,造價高,服務年限長,因此在施工中必須確保良好的工程質量。隧道施工中新奧法的應用,要求施工中盡量減少爆破對圍巖的擾動,確保圍巖的完整,以充分利用圍巖自身的承載能力。隧道爆破的施工方法、施工機具和設備的選擇主要取決于開挖斷面的大小和隧道所處的山體位置。此外,變化復雜的圍巖級圍巖的結構、強度、松動成都、耐風化性、初始地應力方向、隧道的跨度和地下水活動情況對鉆爆施工也有較大的影響。而且由于滴水、潮濕、噪聲、粉塵等影響,鉆眼爆破作業條件差,加之與支護、出渣運輸等工作交替進行,增加了爆破施工的難度。(2)炮眼的種類及作用
隧道掘進對爆破的要求:開挖出的斷面符合設計要求,周邊平整,最大限度地降低對圍巖的破壞,炮眼利用率高,以及提高隧道掘進的循壞進尺;爆破的巖石塊度要均勻,爆堆集中,以提高裝巖效率。
隧道爆破工作面上的炮眼,按其位置和作用的不同分為:掏槽眼、輔助眼、周邊眼。周邊眼又分為頂眼、幫眼和底眼。掏槽眼一般布置在工作面的中下部。其作用是在一個自由面的情況下,首先爆出一個槽腔,為其他炮眼的爆破增加新的自由面,以減小巖石的夾制作用,提高爆破效果。因此,掏槽眼是最先起爆的炮眼。為了充分發揮掏槽眼作用,掏槽眼比其他炮眼神15-25cm,裝藥量增加15%-20%,采用連續裝藥結構。周邊眼是指沿隧道周邊布置的最外一圈炮眼,其作用是控制隧道斷面的成形輪廓。周邊眼裝藥量最小,且多采用不耦合裝藥或間隔裝藥。輔助眼是指介于掏槽眼和周邊眼之間的所有炮孔,他可以是一圈或幾圈炮眼,一般根據隧道斷面大小來確定。輔助眼的作用是擴大掏槽眼爆出的槽腔,為周邊眼的爆破創造有利條件。輔助眼裝藥量介于掏槽眼和輔助眼裝藥量之間,多采用連續裝藥結構。
由各類炮眼的作用可以看出,隧道爆破效果的好壞主要決定于掏槽眼和周邊眼的爆破,掏槽眼爆破直接影響著炮眼利用率或循環進尺,周邊眼的爆破效果直接影響著隧道斷面的成形質量及圍巖的穩定和完整程度。根據掏槽眼與工作面的相對關系以及掏槽眼在被爆巖體中的排列形式,可將掏槽眼分為三種:斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽。
(3)周邊眼的控制爆破
在隧道爆破施工中,首要的要求是開挖輪廓的尺寸準確,對圍巖擾動小。所以,周邊眼的爆破效果反映了整個隧道爆破的成洞質量。實踐表明,采用普通爆破方法不僅對圍巖擾動大,而且難以爆出理想的開挖輪廓,故目前采用控制爆破技術進行爆破。隧道控制爆破主要是光面爆破和預裂爆破。
1)隧道光面爆破是通過合理確定爆破參數和施工方法,使爆破后的圍巖斷面輪廓整齊,最大限度地減輕爆破對圍巖的擾動和破壞,盡可能地保持原巖的完整性和穩定性的爆破技術。隧道光面爆破效果用黃面爆破的標準來評價。
光面爆破的標準為:開挖輪廓成形規則,巖面平整;圍巖壁上保存有50%以 上的半面炮眼痕跡,無明顯的爆破裂痕,超欠挖尺寸符合規定要求,圍巖面上無危石。
隧道光面爆破具有如下幾方面的特點:對圍巖的擾動小,可提高圍巖的自身承載能力、能有效減少應力集中現象,減少落石和塌方的發生,提高施工安全度、減少了超挖和回填量,若與錨噴支護相結合,能節省大量混凝土,降低工程造價,加快施工速度、可降低工程造價,加快施工速度,降低爆破震動有害效應。
2)預裂爆破是由于首先起爆周邊眼,在其他炮眼未起爆之前先沿著開挖輪廓線爆破出一條用以反射爆破地震應力波的裂縫而得名。預裂爆破的目的與光面爆破相同,只是在炮眼的爆破順序上下不同。光面爆破是先引爆掏槽眼,再引爆輔助眼,最后引爆周邊眼。而預裂爆破則是首先引爆周邊眼,使沿周邊眼的連心線炸出一條平順的預裂縫。由于這個裂縫的存在。對后爆的掏槽眼、輔助眼的爆轟波能起反射和緩沖作用,可以減輕爆轟波對圍巖的破壞影響,保持巖體的完整性,是爆破后的開挖面整齊規則。
合格的預裂面應當滿足如下要求:不平整度不超過15cm,半孔率80%—90%,預裂面巖石完整且無明顯爆破裂痕。
由于成洞過程和破巖條件不同,在減輕對圍巖的擾動程度上,預裂爆破較光面爆破的效果更好一些,所以,預裂爆破很適用穩定性較差而又要求控制開挖輪廓的軟弱圍巖,但預裂爆破的周邊眼距和最小抵抗線都要比光面爆破小,相應地要增加炮眼的數量,鉆研工作量也相應增大。
理想的欲裂效果應保證在炮眼的連線上產生貫通裂縫,形成光滑的巖壁。但預裂爆破時只有一個臨空面,因此,其爆破技術較光面爆破更為復雜。影響預裂爆破效果的因素很多,如鉆孔直徑、孔距、裝藥量、巖石的物理力學性質、地址構造、炸藥結構以及施工因素等,而這些因素有事相互影響的。
確定預裂爆破參數的方法主要有理論計算方法、經驗公式計算法和經驗類比法三種。就目前的狀況來說,對預裂爆破的理論研究還很欠缺,設計計算方法也不很完善,大多需通過經驗類比初步確定爆破參數,再有現場試驗調整,才能有滿意的結果。表1-1【1】給出了隧道預裂爆破的參考數值可供選用。
表1-1預裂爆破參數
巖石類別 炮眼間距E/cm 至內排崩落眼間
距/cm
裝藥集中度、(kg.m-1)0.30~0.40 0.20~0.25 0.07~0.12 硬巖 中硬巖 軟巖
40~50 40~45 35~40
40 35
二、拆除爆破
拆除爆破是采用控制有害效應的措施,按其要求用爆破方法拆除建(構)筑物的作業。拆除爆破是是控制爆破技術的一項分支。它很據拆除對象的結構特征,采用合理的爆破方法和爆破參數。同時采取必要的防護措施,控制爆破飛石、沖擊波和爆破震動等消極作用,保證爆點周圍非爆破部分建(構)筑物、設備和人員。
使用爆破方法可以拆除各種類型的建(構)筑物、房屋基礎和機器設備基礎。目前,拆除爆破已經成為一項成熟的技術,在城市改造、工礦企業改擴建等方面發揮著重要作用。拆除爆破作業環境復雜、安全要求高。拆除對象一般位于居民區或廠礦區,周圍有各種生產、生活設施。爆破時必須嚴格控制飛石、沖擊波和震動的作用范圍,確保周圍人員、建筑物和設施的安全。另外,隨著社會的發展,人們對生活環境和工作環境的要求愈來愈高,控制爆破噪聲、爆破灰塵、爆破震動等消極方面對正常生產、生活的干擾,也將成為爆破工作者必須重視的一個課題。
(1)拆除爆破原理
1)松動爆破原理:利用炮眼將炸藥均勻地裝填到拆除物內部,依靠群藥包的共同作用是拆除物疏松。根據介質的破碎程度,拆除爆破應該控制在裝藥內部作用、減弱松動或正常松動范圍內。基礎的拆除爆破一般利用的就是松動爆破原理。
2)失穩破壞原理:利用爆破作用破壞建(構)筑物的承重部位,使之丟去承載能力;建(構)筑物在自身重力作用下,沿設計方向傾倒或坍塌過程;伴隨著倒塌過程,建(構)筑物各部分相互擠壓、剪切,最后撞擊地面而破壞。這一 拆除原理成為建(構)筑物失穩破壞原理。失穩部位的爆破一般要達到介質破碎、疏松,部分碎塊飛散(或逸出鋼筋籠)的效果,因此屬于加強松動或減弱拋擲爆破。在拆除爆破中,煙囪、水塔、框架及磚混結構等高大建(構)筑物的整體拆除,主要利用的及時失穩破壞原理。
松動爆破原理和失穩破壞原理的區別在于:松動爆破是在整個拆除物內部均勻布置藥包,利用群藥包的共同作用破壞介質,爆破塊度應滿足清理要求。失穩破壞是在建(構)筑物的關鍵部位實施爆破,使其失穩倒塌,依靠建(構)筑物倒塌過程中的內力作用和觸地撞擊作用來破壞結構,爆破后結構應充分結題,構件大小適合于吊裝運輸。
(2)煙囪、水塔的爆破方式
爆破拆除煙囪、水塔這類高聳建(構)筑物時,有‘定向倒塌’、‘折疊倒塌’、‘原地倒塌’三種方式。下面就前兩種爆破方式進行簡單介紹。
(1)定向倒塌:煙囪、水塔定向爆破時倒塌的范圍與其本身的結構、剛度、風化破損程度以及爆破參數等多種因素有關。對于鋼筋混凝土或者剛度較大的磚砌煙囪、水塔,其倒塌的水平距離約為高度的1.0-1.1倍;對于剛度較差的磚砌煙囪、水塔,其倒塌的橫向寬度可達到爆破部位外徑的2.8-3.0倍。因此,采用控制爆破方法定向拆除煙囪、水塔時,一般要求場地長度不小于構筑物高度的1.0-1.2倍,寬度不小于爆破部位外徑的2.0-3.0倍。
(2)折疊式倒塌:折疊式倒塌與定向倒塌的原理基本相同,除了在構筑物底部炸開一個切口外,還需在此上部的適當部位炸開爆破切口,使購物物從上部開始逐段朝相同或相反方向折疊,倒塌在原地附近。折疊式倒塌適用于周圍場地狹窄,在任何方向都不具備定向倒塌條件的工程。
三、總結
當代許多工程中都能看到爆破的影子,然而,隨著工程技術的不斷發展和新的項目的開展,以前的爆破技術并不能很好的解決實際工程中的問題。所以,爆破技術也需要在原有的基礎上創新和發展。工程上的許多爆破難題并不能單純的靠改變改變爆破參數和爆破方式來解決。提高爆破材料的爆破性能同樣也很重要。
另外,關于爆破對環境的影響也是我們在爆破過程中要考慮的問題,減小震 動和減小對環境的影響是爆破過程中要注重考慮的問題。爆破施工安全也是人們比較關心的問題。所以說,無論今后爆破技術如何發展,都必不可少的要考慮到以上三個方面。
第三篇:爆破工程
第一章
1、名詞解釋
緩慢分解:所謂分解是指一種物質變為幾種(二種或二種以上)物質的過程,緩慢分解是指變化的過程緩慢。
氧平衡:炸藥內含氧量與所含可燃元素充分氧化所需氧量相比之間的差值。
爆轟產物:在炸藥爆炸反應過程的研究中,把炸藥爆轟時,化學反應區反應終了瞬間的化學反應產物叫做炸藥的爆轟產物。
爆炸壓力:當爆炸結束,爆炸產物在炸藥初始體積內達到熱平衡后的流體靜壓值。
猛度:指爆炸瞬間爆轟波和爆轟產物對鄰近的局部固體介質的沖擊、撞碰、擊穿和破碎能力,它表征了炸藥的動作用。
聚能效應:利用爆炸產物運動方向與裝藥表面垂直或大致垂直的規律,做成特殊形狀的裝藥,也能使爆炸產物聚集起來,提高能流密度,增強爆炸作用,這種現象即是。
管道效應:當藥卷與炮孔壁間存在有月牙形空間時,爆炸藥柱所出現的自抑制——能量逐漸衰減直至拒(熄)爆的現象。
臨界直徑:隨著藥包直徑的減小,爆速逐漸下降,一直到藥包直徑降到d臨時,如果繼續縮小藥包直徑,即d<d臨,則爆轟完全中斷,d臨即是。
極限直經:隨著藥包直徑的增大,爆速相應增大,一直到藥包直徑增大到d極時,藥包直徑雖然繼續增大,爆速將不再升高而趨于一恒定值,亦即達到了該條件下的最大爆速。d極即是。
理想爆轟:當任意加大藥包直徑和長度而爆轟波傳播速度仍保持穩定的最大值時。
5、試述殉爆距離的測定方法、影響因素及研究意義。
答:方法:將沙地鋪平,用直徑35mm,長度不小于600mm的木制圓棒在沙地上壓出一個半圓形凹槽。在主發裝藥的捏頭端插入一支8號雷管,插入深度為雷管長度的三分之二,將主發裝藥、被發裝藥(被測藥卷)置于凹槽內,引爆主發裝藥后,根據放置被發裝藥的地方有無殘藥或是否產生深坑,判斷是否殉爆。找出三次試驗都能殉爆的最大間距,即為該藥卷的殉爆距離。
研究意義:a.生產/貯存/運輸過程中必須防止炸藥發生殉爆;確定炸藥生產工作間或庫房的安全距離;b.工程爆破中可以提高炸藥起爆和傳爆的可靠性;c.在爆破工程中保證同一炮眼/藥室內的炸藥完全殉爆,以防止產生半爆,降低爆破效率。
8、請描述爆轟波傳播過程和繪制爆轟波結構。
答:炸藥一旦起爆,首先在起爆點發生爆炸反應而產生大量高溫、高壓和高速的氣流,在炸藥中激發沖擊波。沖擊波強烈壓縮鄰近的炸藥薄層引起炸藥反應,產生大量氣體與大量熱。反應所釋放出來的熱量的一部分足以補償沖擊波傳播時的能量損耗,因此,沖擊波得以維持固有波速和波陣面壓力繼續向前傳播。其后緊接著引起炸藥進行化學反應,并以同等速度向前傳播。第二章 4.試述乳化炸藥的主要成分和特點
主要成分:①氧化劑(主體部分),常用的是硝酸銨②油包水型乳化劑③水,與氧化劑組成內相④油相材料,形成外相⑤密度調整劑⑥少量添加劑
主要特點:a.爆炸性能好b.抗水性能強c.安全性能好。機械感度低,爆轟感度較高d.環境污染小e.原料來源廣泛,加工工藝較簡單f.生產成本較低,爆破效果好
5.煤礦許用炸藥有什么特點?在什么情況下必須使用煤礦許用炸藥?
特點:①煤礦許用炸藥的能量要有一定的限制,其爆熱,爆溫,爆壓和爆速都要求低一些②煤礦許用炸藥應有較高的敏感度和較好的傳爆能力③煤礦許用炸藥的有毒氣體生成量應符合國家規定,其氧平衡應接近于零④煤礦許用炸藥組分中不能含有金屬粉末,以防爆炸后生成熾熱固體顆粒
井下爆破作業,必須使用煤礦許用炸藥和煤礦許用電雷管 6.請把RDX(黑索金)與乳化炸藥的性能進行比較
黑索金為白色晶體,熔點204.5℃,爆發點230℃,不吸濕,幾乎不溶于水。熱安定性好,爆熱值為5350kj/kg,爆力500ml,猛度0(25g藥量)16mm,爆速8300m/s 乳化炸藥爆炸性能好,抗水性能強,安全性能好,環境污染小。
第三章 3.1試述導火索、導爆索、導爆管的異同點。
答:導火索是在一定時間內將火焰傳遞給火雷管或黑火藥包,使它們在火花的作用下爆炸,它還在秒延期雷管中起延期作用。
導爆索:經雷管起爆后,導爆索可直接引爆炸藥,也可以作為獨立的爆破能源。
導爆管起爆方法靈活,樣式多樣,可以實現多段延時起爆;由于導爆管內的炸藥量很少,形成的爆轟波能量不大,不能直接起爆工業炸藥,而只能起爆火雷管或非點延期雷管。
3.4試述電雷管最高安全電流的定義和工程意義。
答:給單發電雷管通恒定電流電5min,20發測試雷管均不會起爆的最高電流稱為電雷管的最高安全電流。
最高安全電流的實際意義在于保證爆破作業的安全進行;在設計爆破專用儀表時,作為選用儀表輸出電流的依據。3.5試述成組電雷管的準爆條件。
答:①成組電雷管同網起爆時,流經每個電雷管的電流應滿足:一般爆破,交流電不小于2.5A,直流電不小于2A;硐室爆破,交流電不小于4A,直流電不小于2.5A。
②各雷管的電阻差值一般不得大于0.25Ω。
③在混合電爆網路中要求各串(并)組電阻差值一般不得大于5%
第四章、爆破工程地質
4如果傳播中應力波為縱波,垂直入射交界面,第二種介質波阻抗大于第一種介質波阻抗,其傳播規律有何特點?
當柔2cp2大于柔1cp1時,則西格瑪r大于0,西格瑪t大于0,說明在交界面上有反射波,也有透射波。
5如果傳播中的應力波為縱波,交界面倆邊的波阻抗相等,且垂直入射,其傳播規律有何特點?
當倆種介質的波阻抗相等,即柔1cp1等于柔2cp2時,西格瑪r等于0,西格瑪t等于西格瑪i,說明透射波與入射波性質完全一樣,并全部通過交界面進入第二種介質,不產生波的反射。第五章
2.試述最小抵抗線原理及應用
破碎拋擲和堆積的主導方向是最小抵抗線方向這種拋擲堆積同最小抵抗線的關系稱為最小抵抗線原理
應用:如果要求多個藥包暴落的巖石像某處集中拋擲堆積則應盡可能選擇和利用凹形地形合理布置藥包如果地形條件不利可用輔助藥包及采用不同的起爆順序以改變最小抵抗線和爆破拋擲方向。3.作圖說明爆破漏斗的構成要素相互關系劃分類型
構成要素:自有面
最小抵抗線
爆破漏斗半徑R 爆破作用半徑K 爆破漏斗深度H 爆破漏斗可見深度h 爆破漏斗張開角O此外爆破 工程中還有一個經常使用的指數爆破作用指數3)/2)劃分類型:
標準爆破拋擲漏斗:這種漏斗的漏斗半徑和最小抵抗線相等漏斗張開角為90 加強爆破拋擲漏斗:r大于w角度大于90 減弱拋擲爆破漏斗: r小于w角度小于90爆破作用系數在0.75在1之間
松動爆破漏斗:藥包爆炸后只是巖石破裂幾乎沒有拋擲外表看形不成可見爆破漏斗此時爆破作用系數小于或等于0.75 4.毫秒爆破作用機理:
應力波相互干涉
形成新的自由面
剩余應力疊加
嚴塊碰撞輔助破碎
毫秒爆破減震作用 5.利文斯頓爆破原理
藥包在巖體內爆炸時傳給巖石的能量多少和速度取決于巖石的性質炸藥性能藥包大小和藥包埋深等因素巖石性質一定的條件下,爆破能量的多少取決于藥包重量能量釋放速度取決于炸藥傳爆速度,如將藥包埋置在地表以下很深的地方爆炸,則絕大部分爆炸能量被巖石吸收如果將炸藥逐漸向地表移動爆炸時傳給巖石的能量將逐漸降低,傳給空氣的能量比將升高 第六章
1.何為預裂爆破,作用效果,何為光面爆破,作用效果兩者異同點? 預裂爆破:沿開挖邊界布置密集炮孔,采取不耦合裝藥或裝低微力炸藥,在主爆區之前起爆,從而在爆區與保留區之間形成預裂縫,以減弱主爆區爆破時對保留巖體的破環并形成平整的輪廓面的爆破技術 作用效果:減弱主爆區爆破時對保留巖體的震動影響,防止主爆區裂縫伸展到保留巖體內開挖邊形成平整輪廓面 光面爆破:沿開挖邊界布置密集炮孔,采取不耦合裝藥或裝填低微力炸藥在主爆區之后起爆以形成平整輪廓面的爆破作業
作用效果:周邊眼同時起爆,各炮眼的沖擊波向其他四周作徑向傳播,相鄰炮眼的沖擊相遇,則產生應波的疊加,并產生切向拉力的最大值發生在相鄰炮眼中心連線的中點,由于巖石抗拉強度遠小于抗壓強度,當巖體的極限抗拉強度小于拉力時,巖體便被拉裂,在炮眼中心線上形成裂縫隨后爆炸氣體的膨脹合裂縫進一步的擴展,形成爆裂面。
異同點:都是控制輪廓成形的爆破方法,它們都能有效的控制開挖面的超欠挖,二者的區別主要在兩方面,其一預裂爆破是在主爆破之前進行光面爆破則在其后進行,其二,預裂爆破是在一個自由面條件下爆破所受夾制作用很大,而光面爆破則在兩個自由條件下爆破,受夾制作用小
第七章 井巷掘進爆破
2.試述掏槽眼的形式和適用條件。
答:掏槽眼的排列形式種類繁多,歸納起來有三種:傾斜眼掏槽、平行空眼直線掏槽和混合式掏槽。
1)傾斜眼掏槽通常分為單向掏槽、錐形掏槽和楔形掏槽。適用于軟巖或具有層理、節理、裂隙或軟夾層的巖石中。
2)平行空眼直線掏槽通??梢苑譃辇斄烟筒郏ㄟm用于工作面有較軟的夾層或接觸帶相交的情況,將掏槽眼布置在較軟或接觸帶附近的部位)桶形掏槽(適用范圍廣泛,大、中、小斷面均可采用)螺旋形掏槽(適用于較均質巖石)漸進式螺旋掏槽(主要適用于中軟巖層)3)混合式掏槽是指兩種以上掏槽方式混合使用再遇到巖石特別堅硬或巷道斷面較大時,可以采用桶形與錐形混合掏槽。第八章
8.10 什么是vcr法?
垂直深孔球狀藥包后退式崩礦方法的簡稱,是利用利文斯頓漏斗爆破理論基礎上研究創造的,以球狀藥包爆破方式為特征的新的采礦方法,它的實質和特點是在上切割巷道內按一定孔距和排距鉆鑿大直徑深孔到下部切割巷道,崩礦時自頂部平臺裝入長度不大于直徑6倍的藥包,然后沿采場全長河全寬按分成自下而上崩落一定厚度礦石,逐層將整個采場采完,下部切割巷道成為出礦巷道(百度)8.11 簡述擠壓爆破的定義和機理
為了提高炸藥能量利用率和改善破碎質量,人們創造出不留足夠補償空間的爆破,這就是擠壓爆破.機理:擠壓爆破跟一般爆破不同,爆破前在自由面前方留有一定厚度的爆堆由于自由面前松散的礦石波阻抗大于空氣的波阻抗因而反射波的能量將減小,而投射波的能量增大,這部分透射波能量被爆堆碎石所吸收不利于礦石充分破碎。但是從另一方面來看由于松散介質的阻擋補償空間要靠碎快礦石的動能來撞擊和擠壓爆堆才能形成這樣就延長了高壓氣體產物膨脹做功的時間有利于裂隙的發展可以提高爆炸能量利用率。
第四篇:工程爆破協議書
爆破協議書
甲方:興峰盈(福建)集團有限公司 乙方:福安市榮安爆破工程有限公司
甲方承建的福安市灣塢供水工程輸水系統(C2標段)工程需要爆破作業,經雙方協商后,甲方將該爆破作業委托給乙方進行。為了明確雙方的責任義務,根據《中華人民共和國合同法》、《建筑法》等國家有關法律規定,甲乙雙方達成如下協議:
一、工程概況
1、工程地點: 福安市溪柄鎮梨園村、溪里村,樁號為(梨園隧洞工程A4+385~A7+203、溪里隧洞A7+250~A8+868)
2、爆破石方工程量:約 立方米
3、爆破工期:總工期暫從 年 月份起至 年 月份止,完成本工程所有需要爆破開挖的石方量。
二、承包內容及結算方式
甲方將爆破工程委托給乙方進行施工,乙方負責進行爆破。具體單價由甲乙雙方另行商定。
三、甲、乙雙方義務 一)甲方義務
1、甲方負責對爆破班組人員統一辦理工程意外傷害保險。
2、負責隧道測量放樣工作。
3、負責爆破工作面清理及鉆孔,以便乙方爆破施工。
4、甲方需提供爆破地點及安全警戒范圍內的征地賠償(安全警戒范圍按
《爆破安全規程》中關于一般土巖爆破的相關規定執行)。每次爆破期間,甲方必須安排專職人員配合乙方進行人員清場及安全警戒工作。
5、爆破安全監理費用及防護費用由甲方自行負責。
6、甲方應負責乙方現場爆破施工人員的食宿。
7、甲方應提前一天告知乙方爆破計劃,以便乙方進行爆破施工。二)、乙方義務
1、乙方進場時必須提供爆破單位營業執照、資質證書、爆破作業人員證等材料復印件各一份,加蓋公章,匯總后由甲方協助乙方送達相關部門審批、備案。
2、負責做好自有爆破班組人員進場后的安全教育管理工作。
3、乙方負責組織施工力量,配備特種作業人員,做到持證上崗并遵守當地公安部門的管理制度。
4、乙方負責本爆破工程所用炸藥、雷管、導爆索等火工材料申購、運輸、倉庫保管等安全管理工作。
5、乙方在收到甲方爆破施工要求后,一天之內必須到現場爆破。
6、爆破施工中出現的安全責任一律由乙方負責。
四、其他
1、合同經雙方簽字蓋章后立即生效。若有違約,則違約方應賠償對方的相關損失。待所有工程量全部結束尾款結清自動失效。
2、本協議一式五份,甲、乙雙方各執二份,公安機關存檔一份,未盡事宜,經甲乙雙方協商后,另訂立補充協議。甲方 乙方
代表(簽字): 代表(簽字):
年 月 日
補充協議
甲方:興峰盈(福建)集團有限公司 乙方:福安市榮安爆破工程有限公司
由甲方承建的福安市灣塢供水工程輸水系統(C2標段)
工程需要爆破,現經甲方委托并與乙方達成一致意見后,甲方將該爆破工程委托給乙方進行施工。經甲乙雙方充分協商對本工程爆破協議書第二條“承包內容及結算方式”進行如下補充協議:
1、本工程所需的火工品材料由乙方進行申報購買,所需的材料費用由甲方支付,單價按物資局送到乙方炸藥庫的單價計算,乙方不收取任何差價。
2、每月甲方付給乙方公司管理費3.3萬元;乙方安排人員為甲方進行爆破施工,每組3人工資按每月13000元(技術員5000元/月、安全員4000元/月、爆破員4000元/月),如工期緊需另外增加人員的,按以上工資標準收?。灰曳截撠熖峁┗鸸て愤\輸車輛,車輛費用按1萬元/月收取(含維修費用,駕駛員工資,不含油料費、過路費,多個標段共用,共同分攤);以上各項費用每月月底結清(均不含稅)。各項費用計算時間從實際爆破之日起計算,至整個工程爆破結束。若未滿一個月則按一個月計算收取費用。
甲方 乙方
代表(簽字): 代表(簽字):
年 月 日
第五篇:爆破工程題庫
一、名詞解釋
(1)爆破技術:巖石爆破技術是以炸藥為能源,當其爆炸做機械功,使周圍介質發生變形、破壞、移動和拋擲,達到既定工程目的的工程技術。
(2)爆破方法:即爆破作業的步驟,指向要爆破的介質中鉆出的炮孔或開挖的藥室或在其表面敷設炸藥,放入起爆雷管,然后引爆。
(3)爆炸:指物質的物理或化學急劇變化,在變化過程中伴隨有能量的快速轉化,內能轉化為機械壓縮能,且使原來的物質或其變化產物及周圍介質產生運動,進而產生巨大的機械破壞效應。
(4)炸藥:一定條件下,能夠發生快速化學反應,放出能量,生成氣體產物,顯示爆炸效應的化合物或混合物,一般主要由碳、氫、氮、氧四種元素組成。(5)氧平衡關系:炸藥內含氧量與可燃元素充分氧化所需氧量之間的關系。(6)氧平衡:氧平衡用每克炸藥中剩余或不足氧量的克數或質量分數來表示。
5(7)爆容:1kg炸藥爆炸生成氣體產物換算到標準狀態(壓力為1.01×10Pa,溫度為0℃)下的體積稱為爆容。
(8)爆熱:單位炸藥爆炸時所釋放的熱量稱為爆熱。
(9)爆溫:炸藥爆炸時放出的熱量將爆炸產物加熱到的最高溫度。
(10)爆壓:當爆炸結束,爆炸產物在炸藥初始體積內達到熱平衡后的流體靜壓值稱為爆壓。
(11)擾動:在外界作用下,介質局部狀態(如速度、壓力、密度)的變化叫做擾動。
(12)壓縮波:受擾動后波陣面上介質的壓力、密度、溫度等狀態參數增加的波。
(13)稀疏波:受擾動后波陣面上介質的狀態參數下降的波稱為稀疏波或膨脹波。
(14)間隙效應:混合炸藥(特別是硝銨類混合炸藥)細長連續裝藥時,通常在空氣中都能正常傳爆,但在炮孔內,如果藥柱與炮孔孔壁間存在間隙,常常會發生爆轟中斷或爆轟轉變為爆燃的現象,這種現象稱為間隙效應。
(15)殉爆:炸藥爆炸后引起其周圍一定距離處炸藥發生爆轟的現象稱為殉爆。(16)炸藥的爆破作用:炸藥爆炸對周圍介質的各種機械破壞作用稱為炸藥的爆破作用。
(17)炸藥猛度:炸藥動作用的強度。
(18)炸藥做功能力:炸藥爆炸對周圍介質所做機械功的總和。
(19)炸藥的聚能效應:利用爆炸產物運動方向與裝藥表面垂直或大致垂直的規律,做成特殊形狀的炸藥,也能使爆炸產物聚集起來,提高能流密度,增強爆炸作用,這種現象稱為炸藥的聚能效應。
(20)巖石可爆性:巖石對爆破破壞的抵抗能力或巖石爆破破壞的難易程度。(21)巖石的波阻抗:巖石中的彈性波速度與巖石表觀密度的乘積,反映應力波使巖石質點運動時巖石的阻力。
(22)毫秒爆破:利用毫秒雷管或其他毫秒延期引爆裝置,實現裝藥按順序起爆的方法稱為毫秒爆破。
(23)水壓爆破:在注滿水的容器狀構筑物中,將藥包懸掛于水中適當位置,起爆后利用水壓縮性極小的特點,均勻地把炸藥爆炸時產生的壓力傳遞到構筑物內壁上,使構筑物受力破碎,并有效控制爆破振動和爆破飛石的爆破方法稱為水壓爆破。
(24)特殊地層:含煤地層或開掘過程中有瓦斯、煤層爆炸危險的地層、常年自然凍結或人工凍結的地層以及處于高地應力條件的地層。
(25)爆破地震效應:爆破引起地層振動所產生的一切效應,也就是炸藥在巖石中爆炸,其中部分爆炸能轉化為彈性振動的地震波,對附近地層、建(構)筑物所產生的一切破壞效應。
二、填空
1、按藥包的空間形狀爆破方法分為 集中藥包法、延長藥包法、平面藥包法、異形藥包法。
2、根據炸藥敷設方式不同爆破方法分為 炮孔法、藥室法藥壺法、裸露藥包法。
3、現代爆破技術主要有 毫秒爆破、光面爆破和預裂爆破、定向爆破、拆除控制爆破、水下爆破和地下掘進爆破。
4、按引起爆炸的原因可將爆炸分為 物理爆炸、化學爆炸和核爆炸。
5、炸藥爆炸的三個基本特征是 反應的放熱性、反應過程的高速度和反應中生成大量氣體產物。
6、炸藥化學變化的形式有 緩慢分解、燃燒和爆炸。
7、根據氧平衡值的大小,可分為 正氧平衡、負氧平衡和零氧平衡。
8、常用的測定爆速方法有導爆索法、電測法和高速攝影法。
9、在掘進工作面,按用途不同,將工作面的炮眼一般分為 掏槽孔、周邊孔、崩落孔。
10、影響炸藥爆速的因素裝藥直徑的影響、裝藥密度的影響、起爆沖能的影響。
11、常見的炸藥起爆能形式有 機械能、熱能和爆炸能。
12、炸藥按用途可分為 起爆藥、猛炸藥、和 發射藥。
13、炸藥按物理形態可分為 固體炸藥、液體炸藥和塑體或膠體炸藥、氣相炸藥。
14、炸藥按使用條件可分為 煤礦許用炸藥、巖石炸藥和 露天炸藥。
15、炸藥按組成成分可分為 化合炸藥和混合炸藥。
16、常用的單質起爆炸藥有 雷汞、疊氮化鉛、和二硝基重氮酚。
17、常用的單質猛炸藥有 梯恩梯、黑索金和泰安、硝化甘油。
18、常用的含水炸藥有 漿狀炸藥、水膠炸藥和 乳化炸藥。
19、雷管的結構包括 管殼、起爆藥和加強藥和加強帽。
20、常用的抗雜散電流電雷管有 無橋絲抗雜毫秒電雷管、低阻橋絲式抗雜電雷管 和 電磁雷管。
21、目前工程爆破使用最廣泛的起爆方法為 非電起爆和電力起爆。
22、電雷管的串聯準爆條件是:感度最高的電雷管爆炸之前,感度最低的電雷管必須被點燃。
23、現有的評價巖石可爆性的方法有 巖石堅固性法、巖石波速表示法、和波阻抗表示法。
24、巖石發生內部作用時,按破壞特征可分為擴大空腔區和壓碎區、破裂區、震動區 四個區。
25、按爆破作用指數不同,爆破漏斗分為:標準拋擲爆破漏斗、加強拋擲漏斗、減弱拋擲爆破漏斗、松動爆破漏斗。
26、爆破工程中最常采用的裝藥結構有 耦合裝藥、不耦合裝藥、連續裝藥、間隔裝藥。
27、影響主要爆破效果的因素有炸藥因素、巖石因素、炸藥與巖石的相關因素、爆破條件、與爆破技術有關的因素。
28、掘進工作面布置炮眼按作用不同分為 掏槽孔、周邊孔、崩落孔。30、基礎類構筑物拆除爆破通常有 整體拆除爆破、切割拆除爆破兩種情況。
31、煙囪、水塔爆破拆除最常用的方案有 定向倒塌、折疊倒塌、原地坍塌。
32、大型建構筑物爆破拆除方案有 定向傾倒方案和 原地坍塌方案、單向連續折疊方案、雙向交替折疊方案和內向折疊坍塌方案。
34、瓦斯爆炸必須同時滿足的條件是 瓦斯的體積分數處于爆炸界限內、又足以能引爆瓦斯的火源、空氣中氧氣的體積分數大于12%。
35、爆破振動效應觀測方法有 宏觀觀測、儀器觀測 兩種。
36、爆破器材的銷毀方法有:爆炸法銷毀、焚燒法銷毀、溶解法銷毀。
三、簡答題
1、燃燒與爆炸的主要區別有那些?
(1)燃燒與爆炸雖然都以波的形式傳播,但傳播速度不同,燃燒速度遠低于原始炸藥中的聲速,而爆轟速度一般大于原始炸藥中的聲速。(2)從傳播連續進行的機理來看,燃燒是化學反應區放出的能量是通過熱傳導、輻射和氣體產物的擴散來維持燃燒的連續進行;而爆炸時,化學反應區放出的能量是以壓縮波的形式來維持爆轟連續進行。
(3)從反應產物的壓力來看,燃燒反應產物的壓力通常很低,對外界顯示不出
4力的作用;而爆炸時產物壓力可以達到10MPa以上,有強烈的力學效應。(4)從反應產物質點運動方向來看,燃燒產物質點運動方向與燃燒傳播的方向相反;而爆炸產物質點運動方向與爆炸傳播的方向相同。
(5)從炸藥本身條件來看,隨著裝藥密度的增加,燃燒速度下降;而爆轟隨著裝藥密度的增加,爆轟速度增加。
(6)從外界條件影響來看,燃燒易受外界壓力和初溫的影響,而爆轟基本上不受外界條件的影響。
2、影響炸藥爆炸產物有毒氣體生成量的因素有那些?(1)炸藥的氧平衡。正氧平衡內剩余氧量會產生氮氧化物,負氧平衡會產生CO,零氧平衡產生的有毒氣體量最少。
(2)化學反應的完全程度。即使是零氧平衡炸藥,如果反應不完全,也會增加有毒氣體的含量。
(3)若炸藥外殼為涂蠟紙殼,由于紙和蠟均為可燃物,能奪取炸藥中的氧,在氧量不充裕的情況下,形成較多的CO。若爆破巖石內含硫時,爆炸產物與巖石中的硫作用,生成H2S、SO2有毒氣體。
3、影響炸藥爆熱的因素有那些?(1)炸藥的氧平衡(2)裝藥密度
(3)附加物的影響(4)裝藥外殼的影響
4、間隙效應產生的原因是什么,消除間隙效應的措施有那些? 間隙效應的產生與炸藥性能、裝藥不耦合值、巖石性質有關。
(1)采用耦合散裝炸藥消除徑向間隙,可以從根本上消除間隙效應。(2)間隙效應的產生有一定的間隙范圍,在可能的條件下,避開這樣的裝藥間隙范圍裝填炸藥。
(3)在連續藥柱上,隔一定距離套上硬紙板或其他材料做成的隔環。(4)采用臨界直徑小,爆轟性能好,對間隙效應抵抗能力大的炸藥。(5)沿炸藥柱全長鋪設導爆索,或沿藥柱全長設置多個點起爆。
5、工業炸藥應滿足那些要求?(1)具有足夠的爆炸能量。
(2)具有合適的感度,保證各環節的安全,并能被8號雷管或其他引爆體直接引爆。
(3)具有一定的化學安定性,且具有一定的儲存期。(4)炸藥生成的有毒氣體少。
(5)原材料來源廣,成本低廉,便于生產加工。
6、銨梯炸藥的主要組成成分及作用分別是什么?(1)硝酸銨是氧化劑,是銨梯炸藥的主要成分。(2)梯恩梯是敏化劑,兼起還原反應。
(3)石蠟和瀝青為抗水劑,用以防止硝酸銨的吸濕結塊。(4)木粉既是松散劑又是還原劑。
(5)食鹽是消焰劑,可降低炸藥的爆炸溫度。
7、乳化炸藥的主要組成成分和作用分別是什么?
(1)氧化劑,通常采用硝酸銨和硝酸鈉的飽和水溶液。
(2)敏化劑,通常采用猛炸藥、金屬粉、發泡劑或空心微球來提高其敏感度。(3)可燃劑,主要是油相材料,可提高爆炸能且可使炸藥具有優良的抗水性。(4)乳化劑,能使水與油互相緊密吸附。
(5)少量添加劑,乳化促進劑、穩定劑之類的物質。
8、空氣柱間隔裝藥的作用原理是什么?
(1)降低了作用在炮孔壁上的沖擊壓力峰值。(2)增加了應力波作用時間。
(3)增大了應力波傳給巖石的沖量,而且比沖量沿泡孔分布較均勻。
9、導爆索起爆法的優點有那些?(1)操作技術簡單,準備工作量少。
(2)安全性較高,一般不受外來電的影響。
(3)導爆索的爆速較高,有利于提高傳爆的穩定性。
(4)可使成組炮孔或藥室同時起爆,且同時起爆的炮孔數不受限制。
10、電力起爆法的優缺點有那些?
優點:(1)從準備到整個施工過程中,所有工序都用儀表檢查,保證了爆破的可靠性和準確性。
(2)可實現遠距離操作,大大提高了起爆的安全性。
(3)可準確控制起爆時間和延期時間,因而可保證良好的爆破效果。(4)可同時起爆大量藥包,有利于增大爆破量。
缺點:(1)普通電雷管不具備抗雜散電流和抗靜電的能力。(2)電力起爆準備工作量大,操作復雜,作業時間較長。(3)電爆網絡的設計計算、敷設和連接要求較高,操作人員須有一定的技術水平。(4)需要可靠的電源和必要的儀表設備等。
11、炮孔堵塞的目的是什么?(1)保證炸藥充分反應,使之放出最大熱量,減少有毒氣體生成量。
(2)降低爆生氣體逸出自由面的溫度和壓力,提高炸藥的熱效率,使更多的熱量轉變為機械功。(3)在有沼氣的工作面內,炮泥還起著阻止灼熱固體顆粒從炮孔內飛出的作用,提高爆破安全性。
12、毫秒爆破的優點有那些?
(1)增強破碎作用,減小巖石破壞塊度,擴大爆破參數,降低單位體積耗藥量。(2)減小拋擲作用和拋擲距離,能防止爆破對周圍設備的損壞,而且爆破集中,能提高裝巖效率。
(3)能降低爆破產生的振動作用,防止對周圍巖體或地面建筑造成破壞。(4)可以在地下有瓦斯的工作面使用,實現全斷面一次爆破,縮短爆破作業時間,提高掘進速度,并有利于工人健康。
12、影響炸藥爆破效果的因素有那些?
炸藥因素、巖石因素、炸藥與巖石的相關因素、爆破條件、與爆破技術有關的因素等。
13、光面爆破的優點有那些?
(1)能減少超挖,特別在松軟巖層中更能顯示其優點。(2)爆破后成型規整,提高了隧道(井巷)輪廓質量。
(3)爆破后隧道輪廓外的圍巖不產生或很少產生爆破裂縫,有效保持了圍巖穩定性,減少了支護工作量和材料消耗。
(4)能加快隧道掘進速度,降低成本,保證施工安全。
(5)總之,與普通爆破法相比,光面爆破快速、優質、安全、高效、低耗。
15、光面爆破設計的一般步驟是什么?
(1)收集基本資料,包括隧道或巷道開挖斷面的大小、一次循環的進尺、巖石的種類、構造發育程度以及巖石物理力學性質等方面的資料。
(2)確定光面爆破的施工順序,是全斷面開挖還是采用預留光爆層分部開挖。(3)選擇合理的光爆參數,包括炮孔間距、線裝藥密度和周邊孔抵抗線等。(4)確定炮孔的裝藥結構。
(5)確定起爆方法及網絡的連接形式。
16、巖石定向斷裂爆破的優越性有那些?(1)有助于減少周邊爆破形成輪廓表面的凹凸度,改善周邊控制爆破成形質量,有效減少爆破引起的圍巖穩定性降低。
(2)有助于減少炮孔裝藥量,從而降低周邊爆破對圍巖的破壞。
(3)降低炮孔內載荷的衰減速度,有助于實現較長的炮孔間裂紋擴展,從而減少周邊爆破的炮孔數量,提高炸藥爆炸能量的利用率。
(4)若巖石強度高,完整性好,則可采用適度較大的炮孔裝藥量,增大導向裂紋的擴展長度,達到增大炮孔間距,減少炮孔數量的目的;若巖石裂隙發育,松軟,強度低,采用巖石定向斷裂控制爆破技術的先進性,可有效保護圍巖。
18、隧道工作面合理的炮孔布置應能保證那些要求?(1)有較高的炮孔利用率。
(2)先爆炸的炮孔不會破壞后爆炸的炮孔,或影響其內裝藥爆轟的穩定性。(3)爆破塊度均勻,大小符合裝巖要求,大塊率小。飛
(4)爆堆集中,爆堆高度和寬度符合要求,飛石距離小,不會損壞支架或其他設備。(5)爆破后斷面和輪廓符合設計要求:不會發生欠挖或過量超挖;壁面平整并能保持隧道圍巖本身的強度和穩定性。
(6)便于打孔,并盡可能減少鉆孔機械和設備的移動。
19、實現隧道快速光爆施工的技術要點有那些?
(1)正確選擇方案(2)合理布置炮孔(3)確定鉆孔爆破參數
(4)提高鉆孔技術(5)正確的裝藥結構(6)改善起爆方法(7)改進掏槽方式
22、拆除爆破與其他爆破工程相比有那些特點?
(1)爆區環境復雜,爆破安全要求苛刻。(2)爆破對象結構、材質復雜。(3)爆破設計方案多樣化,爆破技術含量要求高。(4)爆破實施時間短。
24、煙囪水塔的爆破施工,除嚴格執行控制爆破施工與安全的一般規定和技術要求外,還應注意的問題有那些?
(1)獲取可靠的環境和構筑物現狀基礎材料(2)合理選擇倒塌方向和精確定位(3)合理處理煙道和通道(4)內襯和鋼筋處理(5)水塔附屬鋼結構構件預拆除(6)技術保障安全準爆(7)加強安全防護工作(8)清理倒塌現場和做好防震工作
25、水壓爆破施工的要點有那些?
(1)炸藥及起爆網絡防水處理(2)構筑物開口的處理(3)爆破體底面基礎的處理(4)開挖好爆破體自由面(5)對地下工事水壓爆破,要及時排除積水
26、煤礦許用炸藥的基本要求是什么?
(1)在保證做功能力條件下,對煤礦許用炸藥應按炸藥等級限制爆溫和爆熱。(2)煤礦許用炸藥反應必須完全。
(3)煤礦許用炸藥的氧平衡必須接近于零。(4)煤礦許用炸藥中要加入消焰劑。
(5)煤礦許用炸藥不許有易于在空氣中燃燒的物質和外來夾雜物。(6)炸藥或爆炸產物中不能含有促進瓦斯鏈鎖反應的產物。
27、對煤礦許用安全雷管有那些要求?
(1)電雷管爆炸飛散出的灼熱碎片或殘渣有引燃作用。為此,煤礦安全電雷管不得使用鋁殼或鐵殼,且不允許使用聚乙烯絕緣爆破線,只能使用聚氯乙烯絕緣爆破線。
(2)雷管內副爆藥爆炸時產生的高溫和火焰有引燃作用。為此,安全雷管中,副藥內加有適量的消焰劑或采用爆溫低、火焰短且延續時間小的其他組分。(3)延期藥燃燒噴出高溫殘渣有引燃作用。為此,安全電雷管中應使用燃燒溫度低、生成氣體量少、能封閉燃燒的延期藥,或采用特殊結構形式的雷管。
28、減小爆破振動的措施有那些?
(1)大力推廣多段毫秒起爆,分段越多,爆破振動越小。(2)合理選取爆破參數和單位體積炸藥消耗量。
(3)為了防止爆破振動破壞露天邊坡,應推廣預裂爆破。
(4)在露天深孔爆破中,防止采用過大的超深,過大的超深會增加爆破的振動。(5)根據需要,在爆破點與保護設施之間開挖一定深度和寬度的防振溝,削弱地震波的傳播強度。
29、控制空氣沖擊波的方法與預防措施有那些?
(1)避免裸露爆破,在居民區更需特別重視,導爆索要掩埋20cm或更大深度,一次爆破孔間延遲不要太長,以免前排帶炮使后排變成裸露爆破。
(2)保證堵塞質量,特別是第一排炮孔,如果掌子面出現較大后沖,必須保證足夠的堵塞長度,對水孔要防止上部藥包在泥漿中浮起。(3)重視異常地質現象,采取必要措施。例如,斷層、張開裂隙處要間隔堵塞,溶洞及大裂隙處要避免過量裝藥。(4)在設計中要考慮避免形成波束。
(5)地下巷道爆破,可利用障礙、阻波墻、擴大室等結構來減輕巷道的爆炸空氣沖擊波。
(6)在爆破點與保護物之間構筑障礙物,阻擋爆炸空氣沖擊波傳播,削弱爆炸沖擊波對保護物的破壞能力。30、防止飛石的措施有那些?
(1)設計合理,施工質量驗收嚴格,避免單位體積炸藥消耗量失控,是控制飛石危害的基礎工作。
(2)慎重對待斷層、軟弱帶、張開裂隙、成組發育的節理、溶洞采空區、覆蓋層等地質物構造,采用間隔堵塞、調整藥量、避免過量裝藥等措施。(3)保證堵塞質量,不但要保證堵塞長度,而且保證堵塞密實。
(4)多排爆破時,要選擇合理的延遲時間,防止因前排爆破而造成后排最小抵抗線大小與方向失控。
(5)城市爆破盡量采用松動爆破方式,同時對被爆體進行覆蓋,以及對保護對象的重點覆蓋和人員防護。
31、瞎炮的處理方法有那些?(淺孔爆破)
經檢查確認起爆網路完好時,可重新起爆。否則,可采用以下方法處理。(1)打平行孔裝藥爆破,平行孔距拒爆孔邊緣不應小于0.3m;對于淺孔藥壺法,平行孔距藥壺拒爆孔邊緣不應小于0.5m;為確定平行炮空的方向,可從拒爆孔口掏出部分填塞物。
(2)用木、竹或其他不產生火花的材料制成的工具,輕輕地將炮孔內填塞物掏出,用藥包誘爆。
(3)在安全地點外用遠距離操縱的風水噴管吹出拒爆孔填塞物及炸藥,但應采取措施回收雷管。
(4)處理非抗水硝銨炸藥的拒爆,可將填塞物掏出,再向孔內注水,使其失效,但應回收雷管。
四、繪圖題
1、繪圖說明爆轟波的ZND模型
2、作圖說明爆破漏斗的幾何參數。
3、繪圖說明露天深孔爆破臺階要素(垂直鉆孔)。
五、論述題
1、爆破破巖機理有幾種假說?請分別敘述之。
2、炸藥發生內部作用時擴大空腔、粉碎區、破裂區和震動區是如何形成的?
3、煙囪水塔爆破拆除最常用的三種方案的適用條件是什么?
4、建筑物爆破拆除方案有那幾種,各種的適用條件是什么?
5、拒爆產生的原因和預防拒爆的措施有那些?