文档介绍：第三章爆破工程
§3-1 爆破的基本原理
一、爆破
:炸药在一定外界条件(热、火花、撞击、摩擦、振动)下,发生瞬时化学分解,产生大量高温、高压气体,并伴有巨大响声现象。
例如:1Kg硝铵炸药爆炸后产生560-950L气体,温升2200-2800℃,达一万个大气压。
(1)放热反应:是使反应独立、高效进行的首要因素;
(2)反应速度快:工程炸药万分之一秒内反应完毕,可产生高能密度(几万到几十万个大气压);
(3)产生大量气体
(1)冲击波:爆炸时的压力波动,在空气中传播称冲击波,在地下传播称地震波;
(2)气刃:气体膨胀过程;
:炸药爆炸引起对周围介质不同程度的破坏。
:利用炸药爆炸对周围介质的破坏作用,以达到一定工程目的的爆破。
二、药包在无限介质中的爆破
(1)药包呈球形;
(2)药包埋设无限深;
(3)介质均匀; 爆破作用圈
:冲击波呈同心球形对称向外传播,使一定区域内介质受到不同程度的破坏,距药包越近破坏愈烈。
(爆破结果)
(1)压缩圈:若为土壤则被压缩,若为岩体则被粉碎或熔融;
(2)破坏圈:径向受压,切向受拉,产生径向裂隙,气刃作用使之进一步扩大。此区域岩体破碎或产生裂缝;
(3)震动圈:地震波作用微弱,岩体震动不破坏;
三、有限介质中的爆破
(自由面)反射拉应力波
当药包埋深小于爆破作用半径,压应力波一旦达到临空面,反射成拉应力波,产生弧状裂缝,将临空面剥离成弧形板状块,形成新的临空面,继续反射拉应力波。故临空面愈多,爆破效果愈好。
(1)空穴作用试验
空穴为吸收周围介质运动的中心。空穴聚能爆破试验
(2)临空面可看作半径很大的临空面
四、爆破漏斗
:当药包埋设较浅,爆破后将形成以药包中心为顶点的倒圆锥形爆破坑。
(1)W:最小抵抗线,药包中心到临空面的最短距离
(2)r:爆破漏斗半径
(3)n:爆破作用指数 n=r/W
(4)hl:可见漏斗深
(5)R:破坏作用半径
(按n值大小) 爆破漏斗示意图
(1)标准抛掷爆破n=1
(2)加强抛掷爆破n>1 n=-
(3)减弱抛掷爆破1>n>
(4)≤n≤
(5)隐藏式爆破(内部作用式)n<
五、装药量计算
装药量的大小直接关系到爆破效果和成本,必须重视。至今无理论计算公式,采用经验公式。
Q=KV
Q:装药量,Kg
K:爆破单位体积岩土的炸药用量,kg/m3
V:被爆破岩土的体积,m3
集中药包:指药包长度不超过其直径或最短边的4倍的药包,即L/a≤4
(1)标准抛掷爆破装药量:Q=K*πr2 W /3≈KW3
(2)各类型抛掷爆破装药量:Q=f(n)KW3
f(n):与爆破作用指数n有关的函数
当n>1 f(n)=+
n=1 f(n)=1
1>n> f(n)=[(4+3n)/7]3
≤n≤ Q=
注:(1)小规模爆破,K值一般可查爆破手册或参考类似工程取得。
(2)大量爆破应以(1)为基础,进行爆破试验取得K值。
(3)上述K值均以标准炸药为基准,如采用其他炸药,用药量应乘以炸药爆力换算系数e。
e=B0/B
B0:标准炸药的爆力
B:采用炸药的爆力
(L/a>4)装药量计算
(1)与临空面垂直的延长药包
标准抛掷:Q=KW3=125/216*Kh3
(2)与临空面平行的延长药包
标准抛掷:Q=KW2L
§3-2 爆破材料
爆破材料:炸药与起爆、传爆材料
一、炸药
指在外能的激发下,能发生化学爆炸的单质或混合物
(一)炸药的基本性能
一)爆炸性能
:炸药爆炸时的分解速度。一般在2000-8000m/s
(1)爆力(mL):炸药在介质中爆炸做功的总能力,是对介质整体的压缩、破坏和抛掷的能力。用铅柱扩大法测定,与炸药的爆热、爆温和爆压有关。
(2)猛度(mm):指对药包周围临近介质产生压缩、粉碎的能力。由铅柱压缩法测定,与炸药的爆速有关。
爆力和猛度合称威力。
:炸药分解时的氧化情况
(1)零氧平衡:指炸药爆炸后,炸药中的氧恰好能够使炸药中的碳、氢完全氧化生成二氧化碳和水,无剩余氧。
(2)正氧平衡:如有多余的氧,就会再把炸药中的氮氧化成一氧化氮或二氧化氮,称正氧平衡。
(3)负氧平衡:如炸药中的氧含量不足,则炸药中的碳一部分