爆破工程总复习

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,总 复 习,课程意义,就当前技术条件而言，,在,建筑物基础开挖、旧建筑物拆除；,公路（尤其高速公路）、隧道建设；,矿山开采等等土木工程项目中，,爆破方法在岩体开挖的各种方法中仍将是唯一可采用的、经济的方法。给业主、承包商都创造了巨大的利润。,课程内容爆破理论、控制爆破技术,发展方向安全、高效、快捷、低耗、准确、精细、,环保、科学化、数字化、系统化。,现代爆破技术 已深入应用到我国国民经济的各个部门并取得了喜人的成就。诸如：,矿山部门用以揭开矿石覆盖层，变地下采矿为露天开采的大量爆破；,地下巷道的掘进和矿石开采的爆破；,水利部门用以筑坝的定向爆破和打开水库引水隧洞的岩塞爆破；,铁道交通部门的路堑爆破，填筑路堤和软土、冻土地带的爆破；,石油化工部门埋设地下管道和过江管道以及处理油井卡钻事故的爆破；,水下炸礁、疏浚河道和为压实软土的水下码头、堤坝地基处理的水下爆破；,爆炸加工：表面硬化的金属淬火处理，不同材质的金属爆炸焊接等新技术，在理论和经验方面都取得了很大的成就；,医学上用爆炸方法破碎膀胱结石的报导，十几年前就已见诸报端了。,爆破方法的分类：三大类,按药包形状分类：1）集中药包法,2）延长药包法,3）平面药包法,4）异形药包法,按装药方式与装药空间形式的不同分类：,1）药室法（属于集中或延长药包）；,2）药壶法（属于集中药包）；,3）炮孔法（属于延长药包）；,4）裸露药包法；,按爆破技术分类：1）定向爆破；,2）预裂、光面爆破；,3）微差爆破；,4）控制爆破；,5）特种爆破技术。,一、爆破器材与起爆技术,工业炸药用于矿山、铁路、水利、建材等部门的民用炸药；,炸药按用途可分为：起爆药、锰炸药、发射药和烟火剂四类。,按成分可分为：单质炸药和混合炸药,起爆器材,起爆方法,1、混合炸药,为工业炸药系列（属于猛炸药），主要有：,铵梯炸药,铵油炸药,铵松蜡炸药,含水炸药,煤矿许用炸药,上述统称硝铵类炸药，其性能很大一部分取决于硝酸铵的性质。,2、铵梯炸药,主要成份：,氧化剂硝酸铵：80%90%,还原剂梯恩梯,敏化剂梯恩梯：11%,疏松剂木粉：4%6%,品种：岩石硝铵炸药、,露天硝铵炸药、,煤矿硝铵炸药、,高威力硝铵炸药（增加黑索金或铝粉）。,3、铵油炸药成份、主要特点,成份：硝酸铵：94%,柴油：6%,木粉：少量,主要特点：,（1）成分简单，成本低，制造、使用安全，可现场拌,制（实现机械装药）；,（2）威力低于铵梯炸药，感度低，起爆较困难（借助,起爆药包）；,（3）易结块，贮存期短（一般715天）。,4、重铵油炸药,重铵油炸药：铵油炸药的改进型,国内重铵油炸药大多以不同含量的乳化炸药和铵油炸药配制而成；,国外重铵油炸药又称HEF/AN，由HEF和多孔粒状铵油炸药混合而成，其中HEF为燃料油与盐类氧化剂混合而成的乳化物。,特点威力大、良好的抗水性,5、含水炸药,浆状炸药抗水性强，密度高，爆炸威力较大，成本低，在露天水孔爆破中有广泛应用。,水胶炸药水胶炸药与浆状炸药的区别在于使用敏化剂的不同，它采用水溶性甲胺硝酸盐作敏化剂，其爆轰感度比浆状炸药高（引进美国杜邦公司）。,乳化炸药乳化炸药是以无机含氧酸盐水溶液为分散相，以不溶于水的可液化的碳质燃料为连续相，借助乳化剂的乳化作用和敏化剂（包括敏化气泡）的敏化作用而制成的一种油包水（W/O）型乳脂状混合炸药。密度1.051.35g/cm3有乳白色、淡黄色、银灰色等各种颜色的产品。,6、起爆器材,种类：,雷管,导火索,导爆索,导爆管,继爆管,起爆药柱,内容：它们的结构、性能、用途,7、起爆方法,火雷管起爆法；,导爆索起爆法；,导爆管起爆法；,电起爆法。,内容：系统构成、优缺点、适用条件,二、爆炸与炸药的基本概念,1、爆炸定义：爆炸是物质的一种急剧的物理、化学变化，同时瞬间释放出大量内能，对周围介质做功，产生巨大的机械破坏作用。,2、爆炸分类：根据引起爆炸的原因和特性，可以将爆炸分为物理爆炸、核爆炸和化学爆炸三类。,1）物理爆炸：爆炸前后物质的分子组成不发生变化，只是物态发生变化的爆炸现象称为物理爆炸。如锅炉、氧气瓶等高压容器的爆炸均属此类，爆炸前后只是气体的高压状态发生变化。,2）核爆炸：由核裂变或核聚变引起的爆炸称为核爆炸。核爆炸在瞬间释放出极大的能量，相当于数万吨甚至千万吨炸药，造成巨大的破坏作用。,化学爆炸举例,3）化学爆炸：爆炸前后物质的分子组成发生了变化，爆炸过程就是化学反应的过程。,如TNT 炸药的爆炸：,各类炸药、瓦斯的爆炸均属此类。爆破工程主要是利用炸药化学爆炸过程中释放出的大量能量（如爆热）来破碎岩石,3、炸药爆炸的基本特征(三要素),炸药发生化学反应并非都能引起爆炸，必须具备一定的条件，即爆炸条件，才会发生爆炸，这些条件也称作爆炸的要素(三要素)。,1）放热：炸药爆炸化学反应放出大量热量是维持爆炸反应继续进行并加速反应速度的能源，也是对周围介质做功的物质基础。只有这样，爆炸反应才能独立地加速进行。这是炸药爆炸的最基本特征之一。,例如：硝酸铵的化学反应有两种形式：,第一种 吸热反应（低于150度时）反应过程是分解反应，不是爆炸反应：,3、炸药爆炸的基本特征（续）,第二种 放热反应（当温度为200度左右时）为爆炸反应：,2）生成大量气体：气体具有压缩和膨胀性质，高压气体具有膨胀做功的能力。当炸药反应过程中释放出大量内能，如果没有生成大量气体，这些能量就难以转变为有效的机械功；若有大量的气体（远大于炸药原来的体积）生成，炸药爆炸释放出的热能会转变为气体的压缩能，加上气体本身具有的压缩能，就会对周围介质产生巨大的膨胀力。,例如：铝热剂反应：可以形成3000度高温，使产物铁熔化，但是不会发生爆炸。,3、炸药爆炸的基本特征（续）,3）反应高速度：由于反应速度快，反应产物尚未来得及膨胀就被反应生成的热量加热到20003000度，并且这种高温气体几乎聚集在炸药爆炸前所占据的体积内，压力可达几万MPa，这种高温高压气体正是炸药爆炸做功的威力所在。,反应速度高意味着反应时间短，如果反应释放出的能量一定，那么反应速度越高，功率就越大。例如：,一公斤煤在空气中燃烧能生产2140 千卡热量，换算成功约为9百万焦尔，假设燃烧时间为1小时，功率为2500J/s；,一公斤TNT 炸药的爆热值为1010 千卡，折合约4百万焦尔，爆炸时间为万分之一秒功率为4*1010，是煤燃烧功率的1.7 万倍，所以炸药爆炸的做功能力比煤燃烧的做功能力要大得多。,4、机械能起爆炸药机理热点学说,热点学说认为，,在机械作用下产生的热来不及均匀地分布到全部炸药分子，而是集中在炸药个别的小点上，例如个别结晶的两面角，特别是多面角或微小气泡周围。这些小点上温度达到爆发点时，就会首先在这里发生爆炸，然后再扩展开去。这种温度很高的小点叫做热点。,热点形成的原因。,1）炸药中微小气泡的绝热压缩；,2）炸药颗粒间的强烈摩擦；,3）高粘性液体炸药的流动生热。,三、炸药的爆轰理论简介,冲击波基本概念、形成、基本方程,爆轰现象,爆轰波化学反应区；,爆轰波基本方程；,爆轰波稳定传播条件；,影响爆轰波传播的因素,四、炸药的爆炸作用,1、炸药爆炸的动、静作用,炸药爆炸作功就象一个特殊的“热机”工作过程一样，其化学潜能在爆炸反应中瞬间转化为热能，在爆炸气体产物的膨胀过程中，这个热能转化为机械功,炸药爆炸形成的爆轰波和高温、高压的爆轰产物，对周围介质产生强烈的冲击和压缩作用，使周围介质发生变形、破坏、运动和抛掷。,2、定义：炸药对周围介质的各种机械作用统称为爆炸作用。,3、爆炸作用可分为两部分：,1）动作用：冲击波或应力波形成的破坏作用；,2）静作用：爆轰产物的流体静压或膨胀功形成的破坏或抛掷作用。,4、炸药在岩土介质中爆炸发展图像,岩石中爆炸应力波的演变,冲击载荷作用下岩石的变形及各种应力波,冲击载荷作用下岩石的变形规律,不同应力幅值时岩石中传播的各种应力波,5、装药内部爆破作用分区图,o药包；,r,1,粉碎区；,r,2,破裂区；,d,0,装药直径。,径向裂纹,环向裂纹,6、自由面影响：层裂（片落）效应和爆破漏斗,爆破漏斗示意图,W炸药埋深；,R爆破漏斗破裂半径；,r爆破漏斗半径,岩石条爆破试验,雷管；炸药；岩石条试件；粉碎区；裂隙区；震动区；片落区,岩石条,五、爆破漏斗,爆破漏斗：形成过程P125图5-12,几何参数最小抵抗线w、P126图5-13,爆破漏斗半径r,爆破漏斗作用半径,基本形式爆破作用指数n=r/w,n=1 标准抛掷爆破漏斗,n1 加强抛掷爆破漏斗,0.75nm1时，两装药合成一个漏斗,六、装药量计算原理,加强抛掷装药：,式中f(n)为爆破作用指数的函数。,f(n)讨论：f(n)=1为标准抛掷爆破，即体积公式：,f(n)1为加强抛掷爆破；,鲍列斯夫经验公式：,f(n)1为减弱抛掷爆破。,如：松动爆破漏斗的装药量约为标准爆破漏斗装药量的0.330.35倍，即,第一阶段小结,分三阶段：爆破基本知识、爆破技术、爆破安全,第一章 爆破工程概论,爆破工程的现状与发展、爆破工程基本特点、爆破工程的方法,第三章 爆破器材与起爆技术,工业炸药、起爆器材、起爆方法,第四章 爆炸及炸药的基本概况,爆炸反应的有关参数、炸药的起爆与感度、炸药的爆轰理论、炸药的爆炸作用,第五章 岩土中爆炸的基本理论,岩石的动态特性和可爆性、岩石中爆炸应力波、岩石爆破破碎机理、爆破漏斗、装药量计算原理,第一阶段小结,重点内容,爆破器材性能及使用,起爆方法种类及应用,炸药的爆炸作用动、静作用,岩石爆破破碎机理应力波与爆生气体共同作用机理,爆破漏斗形成、种类、与不同爆破方式的对应关系,装药量计算原理体积公式,七、地下工程爆破,地下工程：隧道、地下矿山巷道、井筒、地下硐库。,隧道开挖方法,隧道掘进炮眼布置及其作用,掏槽爆破,掘进爆破技术,光面爆破,微差爆破,地下硐库开挖方法,八、露天工程爆破,爆破工程地质,露天台阶爆破,露天硐室爆破,边坡控制爆破,露天台阶爆破,1、概述（定义、分类）,2、露天深孔台阶爆破,1)台阶要素、2)钻孔形式、3)布孔方式、4)露天深孔爆破参数、5)爆破施工工艺,3、工程实例,1 泰安市东岳大街西段改扩建,2 宁波大榭岛环岛公路,4、作业露天深孔台阶爆破设计说明书,九、预裂爆破,预裂爆破早在50 年代初已在世界许多国家和地区的洞、堑开挖工程中得到了广泛的应用。,1 定义：预裂爆破是在主爆区爆破之前，沿开挖边界钻一排密集炮孔，装入小直径药包，先爆破出所希望获得的最后轮廓的裂缝。,其起爆可采用瞬发电力起爆或没有时差或时差极小的导爆线起爆。这种裂隙,一旦形成后，便在某种程度上保护着周围岩体在主体爆破时不受基岩振动的作用。,十、拆除爆破,7.1 概述,7.2 基础拆除爆破,7.3 筒形结构建筑物（烟囱与水塔）拆除爆破,7.4 楼房和厂房拆除爆破,7.5 水压爆破,7.6 拆除爆破实例,内容：,1、拆除爆破方案：,原地座塌；,定向倒塌；,折叠式倒塌三种。,2、拆除爆破参数设计：切口形状、形成切口的爆破参数,十一、爆破安全技术,引言,1爆破安全的概念,2爆破公害源和分类,3爆破安全评估,第一节爆破地震及其控制,第二节 爆破空气冲击波、噪音及其控制,第三节爆破飞石及其控制,第四节 早爆和拒爆的预防与处理,十二、特种爆破技术,第一节 聚能爆炸切割技术,第二节 定向断裂控制爆破技术,第三节 石材开采爆破技术,第四节 爆破疏通技术,第五节 爆炸加工,第六节 地基爆破处理技术,第七节 静态破碎法,第八节 压缩爆破,第九节微型爆破技术,十三、爆破用仪表及设备,第一节 爆破工程中常用的仪表,第二节 穿孔设备,第三节 凿岩机,第四节 装药设备,谢谢大家,