實用爆破技術
工程技術學院
土木工程教研室
葛克水
電話：62306683/13366721752
第一章爆破理論基礎
第一節 爆炸和炸藥的基本概念
一、爆炸現象
定義：爆炸是物質係統一種急劇的物理或化學變化，在變化過程中放出大量的能量對周圍及介質做機械功，同時伴隨有聲、光和熱等效應。
三類：1、物理爆炸；2、化學爆炸；3、核爆炸。
二、炸藥爆炸的必備條件
三個條件：
第一章爆破理論基礎
1、放熱反應（是高速自動進行的首要條件）
（NH4)2C2O4----2NH3+H2O+CO+CO2-263KJ/mol
Ag2C2O4---2Ag+2CO2+123KJ/mol
2、反應高速進行
煤、炸藥
3、生成大量氣體（氣體是做功的介質）
2Al+Fe2O3---Al2O3+2Fe+841.4kJ/mol
三、炸藥化學反應形式
爆炸不是炸藥唯一的反應形式
四種形式：
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1、熱分解
2、燃燒 數米/秒 密閉---爆炸
3、爆炸 沒有處在理想狀態 數百米/秒---爆轟
4、爆轟 數千米/秒 最大穩定速度進行 、定值
上述形式可相互轉化
四、炸藥的分類
1、按炸藥的組成分：
兩種：單質炸藥（軍用）；混合炸藥（工業炸藥）
2、按用途分：
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2、氮化鉛
分子式：Pb(N3)2
顏色：白色針狀晶體
敏感度：比雷汞熱感度低，起爆威力大，且不因潮濕而降低；因此，可用在水下爆破。
反應：在有二氧化碳存在的潮濕環境中，極易與銅反應生成氮化銅，極敏感，因此，不能用銅殼，可用鋁、紙殼。
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二、單質炸藥
單質炸藥是一種具有強烈爆炸作用的化合物，與起爆藥相比，敏感度較低，爆炸威力較大，可用作雷管的加強藥。
工業上常用的單質猛炸藥有：
梯恩梯、
黑索金、
泰安、
硝化甘油。
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1、梯恩梯
分子式：C6H2(NO2)3CH3 三硝基甲苯
簡稱：TNT.
顏色：黃色晶體
溶解度：幾乎不溶於水
安定性：好。常溫不分解，遇火燃燒，密閉→爆炸，機械感度較低，加細砂感度增高，工業炸藥敏化劑。
爆速：7000m/s.
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2、黑索金
分子式：C3H6N3(NO2)3 環三次甲基三硝胺
簡稱：RDX
顏色：白色晶體
溶解度：幾乎不溶於水
安定性：好。機械感度比TNT高，威力、爆速均高
爆速： 8300m/s
用途：導爆索
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第三節 混合炸藥
混合炸藥是由爆炸性成分和非爆炸性成分按照一定配比混合製成的敏感度較起爆藥低但威力較大、土石方爆破常用之。又稱之為工業炸藥。常見的工業炸藥有：銨銻炸藥、銨油炸藥、漿狀炸藥、乳化炸藥、硝化甘油炸藥。
一、銨銻炸藥
1、硝酸銨。是氧化劑、銨銻炸藥的主要成分。其本身是弱性炸藥，不能直接被一隻普通工業雷管引爆，吸濕性強、易溶於水。
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2、梯恩梯。敏化劑、兼起還原劑、提高感度和威力
3、石蠟和瀝青。抗水劑、防吸濕結塊。
4、木粉。鬆散劑、又是還原劑。
5、食鹽。消焰劑、不參加爆炸反應、目的降低爆炸溫度（主要用於含瓦斯的煤礦）
用途較廣。
優點：爆炸性能好，威力較大，原材料廣，成本較低。
缺點：易吸濕結塊，不適合在潮濕有水環境中使用
型號：1#、2#、3#岩石炸藥。
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二、銨油炸藥（Dry Blasting Agent)
1、硝酸銨。氧化劑。
2、柴油。可燃劑、還原劑。
3、木粉。疏鬆劑。
優點：價格便宜。
三、銨鬆蠟炸藥
1、硝酸銨。氧化劑。
2、鬆香和石蠟。還原劑和防水劑。
3、木粉。疏鬆劑。能接近2#岩石炸藥。
優點：防潮抗水能力強。
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四、漿狀炸藥
它是一種防水炸藥，它為硝銨類炸藥的應用開辟了新領域，解決了硝銨類炸藥應用於水中爆破的問題
1、氧化劑水容液
采用硝酸銨飽和水溶液，有時加入少量硝酸鈉。
2、敏化劑及可燃劑
因含水使其起爆感度下降，未能順利起爆需加入敏化劑提高其起爆感度。
兩類：一類是高敏度炸藥：如TNT、硝化甘油；另一類是可燃劑：如鋁粉、鎂粉、柴油。
3、膠凝劑
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起增稠作用，使炸藥固體顆粒呈懸浮狀態。並將氧化劑水溶液、不溶於水的敏化劑顆粒及其它組分膠凝在一起。膠凝劑有：魁豆膠、田箐膠、皂角膠、聚丙烯酰胺。
4、膠聯劑
促使膠凝劑分子中的基團互相鍵和，進一步連接成為巨型網狀結構，增稠和抗水。主要成份：硼砂或硼砂與重鉻酸鈉的混合溶液。
5、安定劑（尿素）
特點：高威力防水炸藥，防水性能良好、密度大、可用於水下爆破；缺點是感度低、一隻8#雷管不能起爆，需起爆藥包起爆，成本較高。
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五、水膠炸藥
它是在漿狀炸藥基礎上發展起來的，性質與漿狀炸藥基本相同；不同之處在於敏化劑，它是采用一種可溶於水的甲基安硝酸鹽，水偶合較好。因此，該炸藥高度較高，可用一隻8#雷管起爆，成本較高。
六、乳化炸藥
乳化炸藥是氧化劑水溶液被乳化成微細液滴分散地懸浮在連續的油相中，構成油包水型防水炸藥。
水包油型（漿狀炸藥、水膠炸藥）：水溶液為連續相，懸浮的固體顆粒為分散相。
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1、氧化劑水溶液
主要為硝酸銨和硝酸鈉的飽和水溶液。
2、敏化劑
猛炸藥：TNT；金屬粉：鋁、鎂粉；發泡劑、空心球
3、可燃劑
主要為油相材料---柴油、石蠟或凡士林。
4、乳化劑
能在氧化劑水溶液中形成油包水型乳狀體係。
5、少量添加劑
主要為乳化促進劑、晶型改性劑和穩定劑之類的物質
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特點：抗水性能強、爆炸威力高、可在水下爆破，缺點是安全性差、成本高，使用數量占總藥量的0.5~1.0%。
第四節 炸藥的起爆
一、炸藥的起爆與起爆機理
1、炸藥的起爆與起爆能
炸藥是具有相對穩定性和爆炸性的物質，欲使它發生爆炸，必須提供一定的外界能量，以打破原來相對平衡狀態。
在外界能量作用下，使炸藥發生爆炸的過程稱為起爆。
這種使炸藥發生爆炸的外界能量稱為起爆能。
起爆能主要有三種形式：熱能、機械能、爆炸能。
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2、起爆機理
起爆能能否起爆炸藥，不僅與起爆能的大小有關，而且還取決於能量的集中程度。
另外，根據活化能理論，反應是在活化分子之間發生。要起爆---足夠外能、多---反應越快---活化能越多---足夠的活化分子---發生---作用在部分炸藥分子---活化分子---活化分子越多→爆炸。
⑴ 熱能起爆機理
炸藥在熱能作用下發生熱分解，但不一定爆炸。隻有在下列條件下發生爆炸：
炸藥化學反應放出的熱量大於散失的熱量。
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⑵ 機械能起爆機理
炸藥在摩擦、撞擊等作用下，由機械能---熱能---來不及均勻地分布到全部炸藥分子---集中到個別小點上（結晶的兩麵角、多麵棱角或微小氣泡等）---即所謂的熱點---溫度很高---自身反應的同時---灼熱周圍炸藥分子---發生熱積累---爆炸。
這種熱點稱為熱核。
熱點形成的原因：
炸藥中微小氣泡的絕熱壓縮；
炸藥顆粒間或摻和物間的強烈摩擦；
高粘性液體炸藥的流動生熱。
炸藥中經常加入發泡劑、珍珠岩、空心玻璃微球和堅硬摻和物等，目的就是有利於熱點形成。
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炸藥的感度包括：
熱感度（0.05g）：加熱感度、火焰感度；
撞擊感度（0.05g）：
摩擦感度（0.05g）：
爆炸能感度：單質炸藥（極限藥量0.5g）、混合炸藥（殉爆度）
幾種單質猛炸藥的極限起爆藥量
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幾種單質猛炸藥的極限起爆藥量
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了解炸藥感度的高低，對於炸藥的生產、貯存、運輸、使用具有重要意義。
2、影響炸藥感度的因素
炸藥的化學結構
炸藥的分子結構結合得越脆弱，其感度就越高；反之就越低。混合炸藥的感度取決於炸藥中結構最脆弱的組分的感度。
炸藥的物理性質
⑴ 炸藥的相態
熔融狀態比固態感度高，因為，固態→熔融→吸收熔化潛熱→內能較高。
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⑸ 摻和物
炸藥中加入一定量摻和物可使炸藥感度法甚顯著變化
兩種情況：
高熔點、高硬度、導熱性差的摻和物（石英、玻璃）可提高撞擊、摩擦感度；
石蠟、石墨等軟質摻和物可降低感度。
三、起爆係統
良好的起爆方式既有利於安全可靠的準爆，確保爆破過程根據工程需要，在時間上和空間上按一定的順序進行，又有利於提高炸藥能量的利用率，改善爆破質量、降低爆破危害。
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1、火雷管:
由管殼（銅、鋁、紙）、起爆藥（良好火感、二硝基重氮酚）、猛炸藥（感度略低但威力較大黑索金、泰安）、加強帽（1.9~2.1mm小孔金屬罩，銅片製，加強起爆藥爆轟的約束條件，密封作用，減少外界影響）組成。
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1、電雷管
結構與火雷管類似，不同的是引火部分。（火雷管是導火索；而電雷管是由腳線、橋絲和引火頭組成點燃裝置）
電雷管的類別：
瞬發電雷管
延期電雷管（秒延期電雷管、毫秒延期電雷管）
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秒延期時間為：0.5s、1s、or 2s.
與瞬發電雷管不同之處是：秒延期電雷管的引火頭與起爆藥之間裝有一段精致導火索。
國產秒延期電雷管為1到7段（見下表）
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∴ KBmax－KBmin≤I2tqmin
即 I2≥（ KBmax －KBmin )／tqmin
即 I ≥〔 （KBmax －KBmin ）／tqmin 〕1/2
盡管單個雷管最小準爆電流不大於0.7 A，但為了可靠起見規定：
采用直流電起爆時，電流大於2.5A;
采用交流電起爆時，電流大於4A。
2、導線
電爆網路中的導線通常用絕緣良好的銅線和鋁線，大量爆破時，電線用量大。在網路的不同部分需要采用不同規格導線。通常可分為：端線、連接線、區域線、主線。
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⑴、端線:在深孔或藥室爆破中，由於腳線不夠長，需要在腳線上加接一段導線，稱為端線。
深孔：截麵為0.2~0.4mm2銅芯多股塑料軟線；
藥室：截麵為1~1.5mm2銅芯多股塑料軟線。
⑵、連接線:連接各孔口或藥室之間的電線稱為連接線。
⑶、區域線:連接連接線與主線的電線，稱為區域線。
⑷、主線:連接區域線和爆破電源的電線稱為主線。主線一般可反複使用。
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3、起爆電源:常用的有：
起爆器：發電機式、電容式（常用）
照明電或動力電源（除瓦斯礦外，均可使用）
4、電爆網路的連接方式及其計算
連接方式:串聯、並聯、混聯
⑴、串聯
注意：
①、要使通過每個雷管的電流足夠大（直流電：2.5A;交流電：4A.)
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②、各雷管阻值接近，差值不應大於規定值（康銅絲：0.25歐姆、鎳鉻絲：0.8歐姆。）
③、同廠同批；
④、通過每個雷管的電流值應滿足：
i=I=U/(R線+n.r) ≥i準
U---電源電壓、 R線---主線電阻、
n---串聯雷管數、r---每個雷管電阻值。
⑤、優缺點
優點：連接容易，所需總電流小，導線消耗少。
缺點：一個雷管不通，整個網路都不通。
⑵並聯
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注意：
⑴、當采用雷管激發導爆管時，應使雷管的聚能穴與傳爆方向相反；
⑵、當采用導爆索激發導爆管時，應盡量使導爆管與導爆索垂直。
2、導爆管起爆網路
導爆管起爆網路為：串聯（逐孔起爆法）、並聯、混聯
根據導爆管雷管在網路中的作用分： 傳爆雷管（地表雷管）、起爆雷管（孔內雷管）
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特點：
優點：操作簡單，使用安全，能抗雜散電流和靜電；可節省大量棉紗和金屬材料，成本低。
缺點：不能用儀表檢查網路質量，不能用於瓦斯、礦塵爆炸危險的地點。
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第五節 炸藥的傳爆
一、衝擊波的基本概念
1、波的基本概念
擾動：在外界作用下，介質局部狀態參數（如壓力、密度、質點移動速度、溫度）的變化叫做擾動。
波：擾動在介質中傳播，稱為波。
壓縮波：使介質狀態參數增高的擾動波成為壓縮波。
稀疏波（拉伸波）：使介質狀態參數降低的擾動波稱為稀疏波。
衝擊波：它是一種介質狀態參數發生突躍式增加的強壓縮波。
2、衝擊波的性質
第一章爆破理論基礎
衝擊波以脈衝形式傳播，不具有周期性。其波陣麵上介質狀態參數呈突躍式升到最高值。
衝擊波引起介質質點移動的方向與波的傳播方向一致，其速度小於波速。
衝擊波波速大於未擾動介質中的音速。
衝擊波波速與波的強度有關。
二、爆轟波及其結構
1、定義：爆轟波是在炸藥中傳播的、帶有化學應區的特殊形式的衝擊波。
2、爆轟波結構
第一章爆破理論基礎
爆轟波結構圖
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3、爆轟波參數（通常是指反應終了麵上的狀態參數）
爆轟壓力：P=ρ0D2/4
爆轟產物移動速度：u=D/4
爆轟結束瞬間爆轟產物密度：ρ2=4ρ0/3
式中：ρ0----炸藥密度；D-----爆速。
三、化學反應區反應機理
爆轟波在炸藥中傳播引起反應區的化學反應機理可歸納為兩種類型：
1、整體均勻灼熱引起的化學反應
（在炸藥中爆炸）激起爆轟波----傳播---波陣麵壓力作用下---其前方炸藥薄層均勻地受到強烈壓縮，壓力、溫度速升---產生劇烈化學反應（爆炸）
由於炸藥整體均勻作用，需提供較強的衝擊能量。
第一章爆破理論基礎
現在我們已知道工業炸藥都是混合炸藥，而混合炸藥是由多種不同性質的成分組成，因此，反應具有多階段性；
在衝擊波波陣麵壓力作用下，炸藥各組分首先分解（稱為第一次反應），
分解產物互相作，生成最終爆轟產物（稱為第二次反應）。
由於混合炸藥的多階段反應，加大了反應區寬度，反應時間增長、爆速降低。
四、影響穩定傳爆的因素
爆速是爆轟波的一個重要參數，它的變化直接反映了化學反應區釋放出能量的大小和速度以及爆轟波傳播的狀態。因此，可以通過爆速的變化規律來分析各種因素對爆轟波傳播過程的影響。
第一章爆破理論基礎
從上圖看出：藥包直徑存在極限直徑dL和臨界直徑dc.
當d≤ dc時，爆轟完全中斷，即不穩定爆轟。
當dc＜d＜dL時，D∝d 爆轟以小於極限速度的定常速度傳播，即穩定爆轟。
當d≥dL時，爆速趨於恒定的極限值，即理想爆轟。
Dc和dL同爆速D一樣，都是衡量炸藥爆轟性能的重要指標。
從工程角度看，應避免不穩定爆轟的發生，而力求達到理想爆轟。亦即盡量使d≥dc或d≥dL。由於某些技術限製，往往很難達到。如混合炸藥極限直徑很大、光麵爆破等。因此，采用大孔徑爆破、洞室爆破可提高爆破效率。
為什麼藥包直徑對爆速有影響呢？
主要原因是在炸藥的傳播過程中，發生能量的側向擴散。（見下圖）
側向擴散對反應區結構的影響
第一章爆破理論基礎
從上圖可看出：
衝擊波陣麵→抵達處的炸藥薄層被強烈壓縮→發生急劇化學反應→化學反應區→生成高溫、高壓氣體→迅速向外膨脹→自反應區發生側向擴散→強大的擴散氣流中含有：完全反應的爆轟產物、來不及發生反應的炸藥顆粒、反應未完全的炸藥顆粒→化學反應區熱效應降低→能量損失→爆速、爆壓降低。
因此，爆轟波的傳播實際上是靠有效反應區釋放出的能量來維持的。
不同藥包直徑側向擴散對反應區結構的影響（見下圖）
第一章爆破理論基礎
不同藥包直徑側向擴散對反應區結構的影響
第一章爆破理論基礎
隨著藥包直徑的減小，有效反應區寬度相應減小
如果設藥包周邊擴散至中心所經曆的時間為t1，炸藥顆粒開始反應到反應完全所經曆的時間為t2。
則：當t1＞＞ t2時，藥包中心部分在反應過程中未受 側向擴散影響。有效反應區寬度等於炸藥固有寬度，有足夠能量維持傳播，即理想爆轟；
當t1＜ t2時，藥包中心部分受側向擴散影響，有效反應區寬度略小於固有寬度，維持傳播能量減小，但能維持穩定傳爆，即非理想爆轟。
當t1＜＜ t2時，側向擴散嚴重，有效反應區寬度大大縮小，釋放能量不足以維持穩定傳爆，即不穩定爆轟。
第一章爆破理論基礎
2、裝藥密度的影響
單質炸藥
混合炸藥
第一章爆破理論基礎
3、藥包外部約束條件的影響
當d＞dL時，外部約束對穩定傳爆無影響；
隻有當d＜dL時，外部約束對炸藥穩定傳爆才有明顯影響。兩種情況：
對於低威力炸藥：外殼的強度對炸藥穩定傳爆影響顯著，外殼強度越強，炸藥的臨界直徑越小，越有利於穩定傳爆。
對於高威力炸藥：外殼強度已不起作用，外殼的密度起主導作用。因為，密度大質量大，側向擴散時消耗能量大，側向擴散減小。
4、徑向間隙效應
定義：藥包與炮孔之間的間隙，稱為徑向間隙。
第一章爆破理論基礎
其值大小對穩定傳爆影響顯著（尤其混合炸藥)
原因：炸藥在炮孔內爆炸→孔內產生空氣衝擊波→其波速比在炸藥中傳播的爆速略高→炸藥前端未反應區出現“壓死”現象→爆轟終止。
徑向間隙量：經驗表明：其值為10~15mm時，間隙效應最顯著。
消除辦法：不留間隙或增大間隙。
5、炸藥粒度的影響
顆粒越細→炸藥分解、反應速度越高→反應區寬度越小→側向擴散損失小→有利於穩定傳爆。
對於混合炸藥，其粒度比也很重要。應使感度低的炸藥顆粒小於感度高的炸藥顆粒，這樣有利於相互作用
第一章爆破理論基礎
因此，從提高炸藥爆炸威力；充分利用炸藥能量；降低有毒氣體生成量的角度來看，顯然應力求在爆炸反應時，炸藥中的C、H被完全氧化生成二氧化碳和水，而避免生成一氧化碳和氮氧化物。
㈡、炸藥的氧平衡
炸藥的爆炸是瞬間的過程，它所需用的氧原子全部需本身供應。而爆炸反應究竟生成什麼產物，也受到炸藥中O量同C、H含量比例的影響。這就涉及到一個氧平衡問題。
定義：一克炸藥生成C、H氧化物時，以克為單位來表示氧的剩餘量。
根據養剩餘量情況，OB可分為：
炸藥中的氧含量足夠將C、H量完全氧化，且有剩餘，稱為正氧平衡。
第一章爆破理論基礎
炸藥中的氧恰夠將C、H量完全氧化，不多不少，稱為零氧平衡。
炸藥中的氧不足以將C、H量完全氧化，稱為負氧平衡。
由此看出，隻有零氧平衡時，其放熱量最大；而負氧平衡生成CO，正氧平衡生成氮氧化物而且吸熱，因此，後兩種情況均不利於發揮炸藥的最大潛能。
1、氧平衡的計算方法
將炸藥分子式改寫為：
CaHbOcNd. a、b、c、d分別代表一個炸藥分子中C、H、O、N的含量。
炸藥發生爆炸反應時，C、H完全氧化按下式進行：
第一章爆破理論基礎
C+O2→CO2 一個C需2個O.
H2+1/2O2→H2O 一個H需1/2個O。
∴ a個C需2a個氧原子，b個H需1/2b個氧原子，炸藥本身含有c個氧原子。
∴ c與（2a+1/2b）的差值，就反映了OB的三種情況：
當c-(2a+b/2) ＞0時，為正氧平衡。
當c-(2a+b/2）=0時，為零氧平衡。
當c-(2a+b/2）＜0時，為負氧平衡。
∴ ⑴、單質炸藥的氧平衡計算方法
O.B=[c-(2a+b/2)] ×16/M×100% (單位：g/g或%）
式中：16---為氧的原子量、 M---為炸藥的摩爾質量。
第一章爆破理論基礎
例一、求硝酸銨的O.B值。
解、硝酸銨的分子式為：NH4NO3→C0H4O3N2 M=80
∴O.B=[3－（2×0+4/2）] ×16/80=+0.2g/g或+20%
例二、求TNT的O.B值。
解、TNT的分子式為：C6H2(NO2)3CH3→C7H5O6N3 M=227
∴O.B=[6－(2×7+5/2)] ×16/227=－0.74g/g 或－74%
⑵、混合炸藥的氧平衡計算方法
它是在已知炸藥組成成分、及其在炸藥中的配比的基礎上求得的。
O.B=∑Bi.Ki
式中：Bi---為某一成分的氧平衡值 %、Ki---為該成分在炸藥中的百分率 %。
第一章爆破理論基礎
例、求銨油炸藥的O.B值。
解、已知銨油炸藥的成分配比為：硝酸銨：92%、木粉：4%、柴油：4%。
查表或計算得各成分的O.B值：硝酸銨：+20%、柴油：-327%、木粉：-137%。
根據公式：
O.B=∑Bi.K=92%×20%+4%×（-327%）+4%×（-137%）
=-0.16%
⑶、根據氧平衡值設計混合炸藥配比
單質炸藥和炸藥的單質成分的O.B值是由其分子所決定的，不能人為地加以改變，然而，人們可以將幾種物質按某種比例混合在一起以調整總的氧平衡值。
①、兩種成分的混合炸藥配比方法
設炸藥中氧化劑、還原劑兩種成分的合適配比為：x、y
第一章爆破理論基礎
其強度主要取決於爆熱和爆炸氣體體積，測量方法：鉛柱擴孔法，單位：mL.
2、炸藥的殉爆
一個藥包爆炸後，引起與它不相接觸的臨近藥包爆炸的現象。在一定程度上，反映了炸藥對爆轟波的敏感度。單位：cm .
3、爆速
爆轟波在炸藥中的傳播速度，稱為爆速。它是衡量炸藥爆炸性能的一個重要指標。
測定方法：導爆索法、導爆管法、電測法、高速攝影法。
第一章爆破理論基礎
作用力、反作用力相等
應力波的疊加性
縱波的垂直入射
第一章爆破理論基礎
討論分析：
⑴、當ρ1.cp1=ρ2.cp2 即兩側介質波阻抗相等。
, Rr=0 Rt=1 бr=0 бr = бt 不反射。
⑵、當 ρ1.cp1＜ρ2.cp2 則Rr＞0 бr＞0 бt＞0 界麵 處既有透射又有反射，性質與入射波相同。
若：ρ1.cp1＜＜ρ2.cp2 則 Rr=1 Rt=2 бr = бi бt= 2.бi vt=0
⑶、當ρ1.cp1＞ρ2.cp2 時，則Rr＜0 Rt＞0 бr＜0 бt＞0 在界麵處既有透射壓縮波（ ∵бt＞0 ）又有反射拉伸波（∵ бr＜0 ）。
第一章爆破理論
二、脆性介質爆破破壞機理
在礦山、水利、建築及交通等工程中均涉及岩石等脆性介質破碎問題。爆破是使用最頻繁，也是最有效的手段。為了改善爆破效果、確定合理的爆破參數，以及提高炸藥的能量利用率和獲得最優的技術、經濟指標，就必須研究脆性介質在爆炸作用下的破壞機理。
1、爆破破壞機理的幾種假說
歸納起來有三種：
爆生氣體膨脹壓力破壞理論
反射拉伸波破壞理論
反射拉伸波和爆生氣體壓力共同作用理論
第一章爆破理論
⑴、爆生氣體膨脹壓力破壞理論
該理論認為：爆炸引起的破壞，主要是由於爆生氣體的膨脹壓力做功的結果。主要破壞過程如下：
炸藥在孔內爆炸→爆生氣體膨脹→孔壁產生極高壓→孔周產生應力場→質點徑向位移→衍生出切向拉應力→徑向裂隙→（若有自由麵）在最小抵抗線方向阻力最小→該方向質點移動速度最大→質點移動速度不同→引起剪應力→剪切破壞；如果藥室中爆生氣體壓力足夠大，還可以將岩塊徑向拋出。
該理論隻強調爆生氣體壓力準靜態作用而忽視了應力波對介質的動作用。不符合實際
第一章爆破理論
⑵、反射拉伸波破壞理論
該理論認為：破壞主要是應力波傳到自由麵反射變成拉伸應力波造成對介質破壞所致。
該理論依據：岩石抗拉強度遠小於岩石抗壓強度，在工程實踐中確實發生拉斷破壞現象。但該理論隻強調動作用，同樣片麵。
⑶、反射拉伸波和爆生氣體壓力共同作理論
該理論認為：二者都是引起介質破壞的主要因素。二者既密切相關又互相影響，它們分別在介質破壞過程中的不同階段起著重要作用。一般說來，介質破壞首先是爆炸應力波的動作用，然後是爆生氣體壓力的靜作用。
該理論較符合實際，為大多數所接受。
第一章爆破理論
形成過程：炸藥爆炸→高溫高壓→衝擊波→壓碎區→應力波→裂隙區→自由麵→拉、剪應力→漏鬥內的岩石脫離原岩→在爆生氣體作用下，鼓起、拋移→漏鬥
幾何參數：
第一章爆破理論
所以，為克服炮孔連線中心區出現應力降低區（大塊區），必須增加孔距，降低最小抵抗線（或排距） （孔距至少是最小抵抗線的２倍），爆破效果才能得以改善。
單排成組藥包的齊發爆破產生的應力波相互作用情況更為複雜，多排成組藥包齊發爆破時，自由麵不充分，夾製力較大，效果不佳，一般不用而采用逐排微差爆破。
５、裝藥量計算原理
體積法則：在一定的炸藥、岩石和爆破參數條件下，爆下的岩石等介質體積，同所用的裝藥量成正比。
即： Ｑ＝ｑ.v
其中：Q---裝藥量； q---炸藥單位消耗量 kg/m3,
v---爆破漏鬥體積m3.
若藥包是集中藥包，爆破作用指數n=1，即：標準拋擲爆破漏鬥；r=W。
第一章爆破理論
則：V=1/3. πr2.w≈w3
∴標準拋擲爆破漏鬥的裝藥量計算式為：
Q標=q.w3
適用於各種類型的拋擲爆破的裝藥量計算式為：
Q拋=f(n).q.w3
式中： f(n)---爆破作用指數的函數；其表達式有許多，應用較廣的為：
f(n)=0.4+0.6n3
∴Q拋=（0.4+0.6n3)qw3
對於鬆動爆破的裝藥量，更為合適的經驗公式為：
Q鬆=（0.33~0.55)qw3
第一章爆破理論
炸藥單耗q 是爆破工程中一項重要的技術指標，受許多因素影響。
確定q的方法較多，主要有：
查表法
經驗類比法
經驗公式法 q=0.4+（ρ/2450)2
試爆法
三、影響爆破的因素
在爆破工程中，為了提高炸藥能量的有小利用率，改善爆破效果，有必要對影響爆破效果的各種因素進行全麵分析，以指導爆破工作進行。
第一章爆破理論
影響因素主要有：
炸藥爆炸特性
岩石等介質的爆破特性
爆破參數與爆破工藝
㈠、炸藥特性對爆破效果的影響
對爆破效果有影響的炸藥性能參數有：
炸藥密度
爆速
炸藥波阻抗
爆轟壓力
爆炸壓力
第一章爆破理論
3、爆炸壓力(Pb)
由於炸藥爆轟反應過程極為短暫，常在岩石破壞過程尚未完成之前即告結束。所以，爆轟壓力的作用時間遠不如在後來達到某一峰值的爆炸壓力作時間長，尤其在較軟弱的岩石中。
岩石中爆破時，爆炸壓力對改善爆破效果顯得更為重要。
裂隙在較低應力作用下開始出現，然後在較長時間的爆生氣體（爆炸壓力）作用下裂隙擴展延伸，能量分配合理。
下圖即為岩石爆破壓力---時間曲線圖
第一章爆破理論
岩石爆破壓力---時間曲線圖
第一章爆破理論
6、起爆藥位置
起爆藥包在炮孔裝藥部分的位置決定：爆轟波傳播方向、岩石中的應力分布。
在炮孔裝藥中，起爆藥包的位置主要有（兩種）：
正向起爆：起爆藥包位於孔口第二個藥卷處，方便、壓應力。
反向起:爆起爆藥包位於孔底第二個藥卷處，有水時，裝藥不利，拉應力。
洞室裝藥，放中心。
第二章 露天爆破技術
露天爆破技術在國民經濟中有著廣泛的應用前景，主要用於露天采礦、興修水利、道路工程、定向築壩、移山填海、農業造田等開挖工程
第一節 露天台階爆破設計
一、爆破參數
1、炮孔直徑（d）
露天台階爆破的孔徑與下列因素有關：
台階高度
岩石性質
炸藥性能
鑽孔機械類型
第二章 露天爆破技術
孔徑大，有利於提高生產效率，提高延米爆破量，但塊度有可能增大。
用潛孔鑽時為：100~200mm、牙輪鑽：250~300mm。
2、底盤抵抗線
露天台階爆破有兩種抵抗線：
最小抵抗線（w):由裝藥中心至台階坡麵的最小距離。
底盤抵抗線（wd)：第一排炮孔中心至台階坡底線的水平距離。
底盤抵抗線是影響露天台階爆破的重要參數，其值選過大，爆破質量不佳，產生根底，後衝增強。其值過小，爆破能量得不到充分利用，效率降低。不僅浪費炸藥，而且還增加鑽孔工作量。
第二章 露天爆破技術
⑴、按鑽機安全作業要求（見下圖）
Wd=c+H.ctgα H---台階高、
c---安全值（2.5~3.0m)、 α---坡角（60~80度）
第二章 露天爆破技術
⑵、按每孔裝藥量計算
Wd=d.(7.85.Δτ/m.q)1/2 (m)
式中：d---炮孔直徑 單位：dm.
Δ---裝藥密度kg/dm3.
τ---裝藥係數 0.6~0.8。
m---密集係數m=a/w.
q---炸藥單耗 kg/m3.
a---炮孔間距 m.
第二章 露天爆破技術
3、炮孔間距（a)、排距（b)、密集係數（m)
兩炮孔之距為a、兩排之距為b、密集係數：m=a/w.
孔距與排距一般稱為孔網參數；
確定孔網參數，通常是以每個炮孔容許裝入藥量為依據，再計算每個炮孔所負擔的爆破體積，最後得出炮孔間距。
第二章 露天爆破技術
式中：L----炮孔深度，L=H+h
qL---每米炮孔裝藥量，kg/m，其值為：
△-----為炮孔裝藥密度，其值為900kg/m3~1000kg/m3 。
d------炮孔直徑，m。
第二章 露天爆破技術
炮孔密集係數m值的確定
該值得確定一般取決於起爆方式：
當采用斜線起爆時其值為：0.9~1.2；
當采用逐排起爆時其值為：2為佳。
炮孔排距的確定（b）
b=(0.9~0.95)Wd
第二章 露天爆破技術
4、超深（h)
目的：克服底盤夾製力，減小根底。
h=（0.15~0.35）Wd
難爆時，取大值；易爆時，取小值。
h值一般不超過3.5m。
5、堵塞高度（l)
堵塞物：鑽孔岩粉、碎石粉、尾礦粉、砂、粘土。
目的：延長爆生氣體在岩石中的作用時間，提高炸藥利用率，減少碎石飛散、降低聲響，防止過早從孔口噴出。
l=(12~32)d
6、裝藥量的計算
單孔裝藥量Q,以炮孔爆破負擔體積岩石所需的炸藥量計算確定：
第二章 露天爆破技術
Q=q.Wd.a.H
按上式計算得出的炸藥量，還需要以每一炮孔可能裝入的最大藥量來驗算：
Q≤qL(L-l)
若Q不滿足上式，則Q大於容許炮孔裝藥量，Q不能全部裝入炮孔。
原因：主要是：Wd、a、或q值偏大、或炮孔直徑偏小。要重新設計。
多排孔爆破時，第一排炮孔裝藥量計算同上；
從第二排起，因爆破時受到岩石夾製作用，裝藥量適當加大，其單孔裝藥量計算為：
第二章 露天爆破技術
Q=kqabH
K---岩石夾製係數，采用微差爆時：k=1.1~1.3;齊發爆破時：k=1.2~1.5.
二、炮孔布置方式與起爆順序
隨著爆破技術的發展，爆破規模↗，排數↗，→微差爆破。
露天台階爆破的兩種鑽孔形式：
垂直鑽孔：鑽孔速度高，但爆破效果不好；
傾斜鑽孔：鑽孔速度較低，但爆破效果較好。
1、布孔參數與起爆參數
布孔參數：相對於台階眉線而言，計算出的孔網參數。即孔網參數（a×b）
第二章 露天爆破技術
大塊孤石的爆破法（見下圖）
第二章 露天爆破技術
最小抵抗線方向，決定著介質的拋擲方向，其大小，對飛石、振動、破碎程度、裝藥量、布藥間距等有著一定的影響。
最小抵抗線的方向和大小是設計人員根據工程實際人為確定的。
根據最小抵抗線原理，就可以利用凹形地形將爆破岩體向某一處集中堆積；如地形不利，可利用輔助藥包和合理起爆順序控製拋擲方向。（參見下圖）
第二章 露天爆破技術
利用地形或輔助藥包控製拋擲方向
第二章 露天爆破技術
若WA=WB, 可實現A、B兩側等量等距的拋擲，見圖a。
欲使介質沿A方向拋擲，而B方向加強鬆動時，見圖a所示，應使：
WA=[f(nB)/f(nA)]1/3.WB
式中：WA---A方向的最小抵抗線
WB---B方向的最小抵抗線
nA---加強拋擲爆破作用指數
nB---加強鬆動爆破作用指數
欲使介質沿A方向加強拋擲，B方向為鬆動爆破時，
第二章 露天爆破技術
群藥包作用原理
第二章 露天爆破技術
4、重力作用原理
利用地形，在陡峭而狹窄的山穀，搞定向爆破可不用拋擲爆破方法，而是布置鬆動藥包將山穀上部岩石炸開，靠重力作用是爆鬆的岩土滾落到溝底，形成堆體。
三、拋體堆積原理
1、拋體堆積的基本概念
在斜坡地形條件下，藥包爆炸將產生半徑為R1的壓碎圈，下坡方向的爆破作用半徑為R，上坡方向爆破作用半徑為R`，分別稱為下破裂半徑和上破裂半徑（見下圖）。
第二章 露天爆破技術
拋體堆積情況
第二章 露天爆破技術
μ---岩土的壓縮係數，其值見下表：
第二章 露天爆破技術
當藥包上部岩土呈平台或山脊地形時上部破裂範圍按破裂角φ確定，破裂角φ值一般取為55~65度。對於土壤或n值較大時，取小值，對於硬岩或n值較小時，取大值。見下圖。
第二章 露天爆破技術
2、拋體的質心運動規律
爆破介質拋體質心運動規律遵循質心係運動的基本原理。若忽略空氣阻力影響，可認為拋體質心基本上沿彈道軌道運行，見下圖。
第二章 露天爆破技術
其計算式為：
第二章 露天爆破技術
⑵、藥室布置原則。
對於一般爆破工程，藥包的最小抵抗線控製在5~50m；
如果地形條件適宜，爆破方量和拋擲方量均不過大時，應盡量采用單排藥室爆破；
如果地形條件不允許，單排藥室爆破滿足不了對爆破方量和對破壞範圍的要求時，則應考慮雙排或多排藥室爆破；
若地形高差適宜，即藥包的最小抵抗線與藥包中心至地表垂直距離之比:（W/H)=0.6~0.8時，藥室可按一層布置，破碎與拋擲效果均較好；
第二章 露天爆破技術
當地形高差較大時，即W/H＜0.5~0.6或要求爆破破碎質量較高時，應考慮雙層或多層藥室布置；
若對爆破塊度無嚴格要求時，對於陡坡，可采用崩塌爆破，此時，W/H可小於0.5。
若W/H＞0.8時，宜出現“衝天”炮不宜采用。（見下圖）
第二章 露天爆破技術
②、鬆動爆破裝藥量
斜坡或台階地形時為：
Q=e.q鬆W3
或 Q=0.36eqw3
式中： q鬆---鬆動爆破時的單位炸藥消耗量，kg/m3.
平坦地形或掘溝爆破時為：
Q=0.44eqW3
或 Q=eq鬆W3
第二章 露天爆破技術
③、單位炸藥消耗量q的確定
單位炸藥消耗量對爆破效果、成本和安全等都有很大影響，因此一定要選得準確。Q值為標準拋擲爆破的單位炸藥消耗量，一般采用下麵幾種方法確定：
查表法
經驗類比法
經驗公式確定法：主要根據爆破地區的岩石密度ρ（kg/m3)來計算q值。即：
q=0.4+(ρ/2450)2
通過現場試爆來確定。具體步驟如下：
第二章 露天爆破技術
邊坡保護層
第二章 露天爆破技術
五、施工設計
藥室爆破設計主要包括：
導洞設計
藥室設計
裝藥堵塞設計
起爆網路設計
安全距離計算
1、導洞設計
連通地表和藥室的井巷稱為導洞。導洞一般可分為：平硐、豎井。導洞和藥室之間用橫巷相聯。橫巷與導洞垂直。（見下圖）
第二章 露天爆破技術
導洞、橫巷與藥室
第二章 露天爆破技術
在藥室爆破中常用的幾種藥室形狀主要有：
正方形：適用於裝藥量較小，地質條件穩固的岩體中。
長方形：適用於裝量較大，地質條件較差地層。
T字型
十字形
回字形
第二章 露天爆破技術
藥室形狀
第二章 露天爆破技術
⑴、爆破震動安全距離
①、對地麵建（構）築物的安全距離
采用爆破引起的質點振動速度指標進行判斷：
v=K.(Q1/3/R)α
式中：v---振動速度，cm/s. 其值可參考《中華人民共和國爆破安全規程》。
Q----最大一響藥量，kg.
α---地震波的衰減係數， α=1~3.
K----同岩石性質、爆破方法等因素有關的係數，K=50~200
第二章 露天爆破技術
②、對地下井巷的安全距離
R地=K地（Q)1/3
式中： R地---爆破中心至被保護巷道的安全距離，m .
K地---係數，對於圍岩不穩固巷道， K地＞2時，安全； K地＞3時無影響；對於圍岩穩固的巷道， K地＞1.5時，安全； K地＞2時，無影響。
Q---最大一響起爆藥量，kg。
第二章 露天爆破技術
⑵、空氣衝擊波安全距離
R空=K空(Q)1/3
式中： R空---爆破空氣衝擊波的最小安全距離，m.
K空----係數，對於一般建築物為70，對於人員為 25~60。
Q----最大藥室的裝藥量，kg.
上式適用於平坦地形，沿溝穀方向安全距離應增大50%~100%；處於山坡背麵時，安全距離減少30%~70%。
第二章 露天爆破技術
③、最小抵抗線w
w=b
④、炮孔堵塞長度（Ld)
Ld=22d
⑤、單孔裝藥量Qd
Qd=(h-Ld).P
第二章 露天爆破技術
爆擴樁基礎和普通施工的條形基礎和獨立基礎相比，具有以下優點：
顯著減少土方挖掘工程量，減少土方量50%~90%；
提高了基礎施工的機械化程度，大大加快了施工進度，一般能縮短工期%~50%；
第二章 露天爆破技術
爆擴樁樁柱的直徑一般為300~600mm，最大的可達1.5m 左右。樁頭的直徑約為樁柱直徑的2.5~3.5倍。樁基的埋置深度一般以3.0m~6.0m為宜。
二、樁柱爆擴成孔
爆擴成孔法適用於地下水位較低的均勻土層。
它的施工工藝和要求如下：
沿樁柱軸線用洛陽鏟或鋼釺開鑿出裝藥炮孔，直徑為4~7cm。土質較差，地下水位較高可取10cm。
第二章露天爆破技術
二、樁頭爆擴
包括樁頭的空腔時，其工藝流程為：
1、根據地質條件，暗算各級要形成的空腔容積計算裝藥量；
2、在樁柱孔底裝置炸藥包；
3、在藥包上方澆灌第一次混凝土；
4、起爆；
5、測量混凝土沉落高度，並根據沉落高度計算爆擴成型後的空腔直徑；
6、搗實沉落空腔中的混凝土；
7、在樁柱孔中放入鋼筋網籠；
8、澆注第二次混凝土並築成爆擴樁基礎。
第二章露天爆破技術
當采用集中藥包爆擴樁頭空腔時，裝藥量可采用下試計算：
Q=b.D3
式中：Q---裝藥量，kg;
b---與土質有關的裝藥係數kg/m3;
D----樁頭空腔直徑。
在施工過程中，應注意以下幾個問題：
1、對藥包要做好防水。在澆注第一次混凝土前應在藥包上麵蓋上厚15~20cm的砂子；
第二章露天爆破技術
3、灌入混凝土後應立即起爆。
樁柱間的距離較大時，各樁頭可單獨起爆；
距離較小時，宜同時起爆；
相鄰擴樁頭不在同一標高時，起爆應先淺後深；
對於串聯樁基起爆應先深後淺。
4、爆擴樁時，在地麵上的爆破安全距離一般不小於20m.
第三章地下爆破技術
21世紀將是地下空間開發利用的世紀，地下空間將成為城市的地二空間，解決城市交通擁擠問題的關鍵在於發展高效城市交通，其中地下城市交通是首選方案。
隨著科學技術的發展和人類進步，地下空間和地下資源的開發利用有著廣闊的發展前景。
地下工程爆破是地下空間和地下資源開發的重要手段。
就地下空間的應用來說，如地下工廠、地下商業街、人防工程等等，既節省土地，又提供了十分穩固的地基，還為各種地下設施創造了合適的溫度環境。
第三章地下爆破技術
第一節 井巷爆破技術
一、概述
井巷掘進爆破是指豎井和水平巷道掘進的爆破技術。
目前，井巷施工工藝主要有兩方法。
1、綜合機械化施工方法。
2、鑿岩爆破法。
目前，這種方法是井巷施工的基本方法。若岩石堅固係數f大於6,該法則是唯一經濟有效的方法。
二、掘進工作的炮孔布置與起爆順序
第三章地下爆破技術
掘進工作麵（掌子麵）炮孔安其位置分為：掏槽孔、輔助孔、周邊孔。周邊孔又可分為：頂孔、底孔、幫孔。（見下圖）
第三章地下爆破技術
它們的作用分別是：
掏槽孔：將自由麵上某一部位的岩石順井巷前進的方向掏出一個凹槽，創造出新的自由麵，為其他炮孔創造有利的爆破條件。
輔助孔：用來進一步擴大和延伸掏槽孔爆破形成的自由麵。
周邊孔：主要用來控製爆破後巷道斷麵輪廓。
㈠、掏槽孔的排列形式：
1、傾斜掏槽。
特點：掏槽孔與工作麵斜交。
第三章地下爆破技術
類型：
⑴、錐形掏槽：各掏槽孔在工作麵中部以同等角度向槽底集中，但各孔並不相通。通常可排列成：三角錐形、圓錐形。
錐形孔底距：20~30cm;
掏槽孔傾角：55~70°
每對掏槽孔孔口距離：0.4~1m，岩石難爆取小值。（見下圖）
第三章地下爆破技術
傾斜掏槽
第三章地下爆破技術
⑵、楔形掏槽
特點：用2~4對相對傾斜孔組成，爆破後形成楔形空間。
孔底距：20~30cm。
類型：垂直楔形（打眼方便，用途廣）
水平楔形掏槽（水平層理用之）。
見下圖
第三章地下爆破技術
楔形掏槽
第三章地下爆破技術
⑶、單向掏槽：
適用範圍：適用於軟弱或具有層理、節理、裂隙或軟弱夾層的岩石中。
類型：頂部掏槽、底部掏槽、側向掏槽、扇形掏槽。
第三章地下爆破技術
側向掏槽
第三章地下爆破技術
扇形掏槽
第三章地下爆破技術
傾斜掏槽的優點：
易將掏槽範圍內的岩石向外拋出，所需掏槽孔數較少；
傾斜掏槽的缺點：
炮孔深度受巷道寬度或高度的限製，拋渣較遠，易打壞工作麵附近的臨時支架。
2、垂直掏槽（桶形掏槽）
特點：所有掏槽孔都垂直於工作麵，彼此平行。其中有些孔為不裝藥孔，提供裝藥孔爆破時的碎脹空間。
第三章地下爆破技術
類型：龜裂掏槽、桶形掏槽、螺旋掏槽。
⑴、龜裂掏槽（見下圖 ） ：
特點：個掏槽孔的軸線互相平行且處於一個平麵內，炮孔數目3~7個，孔間距8~12cm，空孔同裝藥孔相間布置，爆後掏出一條不太寬的縫隙。
適用範圍：中等硬度以上岩石。
第三章地下爆破技術
⑵、桶形掏槽（又稱柱形掏槽）
掏槽孔的布置多采用對稱式易於掌握，在一般中硬岩石巷道中使用效果很好，采用較多經常采用的形式有：三角柱掏槽、菱形掏槽、五星掏槽。
①、三角柱掏槽：它適用於中硬以上岩層的小斷麵巷道，掏槽眼采用分類兩段或三段毫秒雷管起爆，眼距為100~300mm.
第三章地下爆破技術
②、菱形掏槽：中心眼為不裝藥的空眼，各眼間距隨岩石性質不同而異。一般在f=4~6的砂岩或頁岩中取a=150mm,b=200mm;在f=6~8的中硬岩中a=100~130mm,b=170~200mm.在堅硬中，中心空眼為兩個，眼距為100mm.(見下圖）
第三章地下爆破技術
③、五星掏槽：中心眼為裝藥眼，在其四周對稱地布置四個等直徑的空眼，毫秒雷管起爆，起爆順序為：1號眼為一段，2~5號眼為二段。各眼之間的距離，在軟岩中a≤200mm，b=250~300mm;在中硬岩中a=160mm,b=250mm ,炮眼深度在2.5~3.0m效果良好。（見下圖）
第三章地下爆破技術
桶形掏槽由於是垂直工作麵布置掏槽孔，完全沒有向外拋渣的作用通常可將中心的空孔打深一點，並在孔底裝一個藥卷，與全部掏槽裝藥孔起爆之後爆炸，以便將岩紮拋出槽腔。
⑶、螺旋掏槽
它是由桶形掏槽演變而來，其特點是各裝藥孔至空孔的距離不等而依次遞增，槽腔體積也是逐步擴展的。各孔之間的距離為：L1=(1~.8)D,L2=(2~3.5)D,L3=(3~4.5)D,
L4=(4~5.5)D，D為孔直徑；空孔比裝藥孔深300mm，以便裝入一卷藥用於清渣。（見下圖）
第三章地下爆破技術
螺旋掏槽
第三章地下爆破技術
3、混合式掏槽法
為了加強直眼掏槽的拋渣力和提高炮眼的利用率，形成了以直眼掏槽為主並吸取斜眼掏槽有點的混合式掏槽。斜眼布置成垂直楔形，與工作麵夾角85°；起爆順序安排在所有垂直掏槽眼起爆之後。（見下圖）
第三章地下爆破技術
㈡、輔助眼和周邊眼的布置
1、輔助眼：其布置原則應當充分利用掏槽眼所創造的自由麵，最大限度地爆破岩石。其間距一般為：500~700mm,方向基本上垂直工作麵，布置要均勻。
2、周邊眼：它是控製巷道成型好壞的關鍵，其眼口中心都應布置在設計掘進巷道的輪廓線上，眼底應稍向輪廓線外偏斜100~150mm，間距0.5~1m。
周邊眼還包括底眼，底眼的作用主要是控製巷道底板標高以及拋擲已破碎的岩石。底眼口應高出底板水平150mm以防灌水，眼底要向下傾斜，可紮道底板標高以下200mm，以防拉底河漂底。
第三章地下爆破技術
㈢、掘進炮孔的起爆順序
為提高爆破效果，掘進炮孔必須有合理的起爆順序，通常是掏槽孔→輔助孔→周邊孔。
每類炮孔還可以在分組按順序起爆；
合理起爆順序，應使後起爆炮孔充分利用先起爆炮孔所創造的自由麵；
一次起爆孔少，能減震、增自由麵；
掏槽孔起爆順序因掏槽形式不同而不同；螺旋逐孔、龜裂和桶形同時或多段延期起爆。
輔助孔也要分段起爆。
第三章地下爆破技術
三、井巷掘進爆破參數
㈠、炸藥選擇
炸藥是破碎岩石的能源，對爆破效果很大。一般是根據巷道所穿過岩層的堅固性、含水性等因素選取炸藥。
㈡、爆破參數的確定
1、單位炸藥消耗量q
單位炸藥消耗量隨炸藥性能、岩石性質、井巷斷麵及爆破參數等因素的不同而不同。該值的大小對爆破效果、灶眼和莊嚴的工作量、炮空利用率以及巷道周壁平整性和圍岩穩定性等均有較大影響。
第三章地下爆破技術
q製的確定方法：試爆、經驗類比、查表（見下表)
平巷掘進時單位炸藥消耗量 （kg/m3)（炸藥2#岩石）
第三章地下爆破技術
若選用的炸藥不是2#岩石炸藥，須乘以修正係數k
k=A/B A---2#岩石炸藥的爆力；B---選用炸藥的爆力。則改用新炸藥的q′值為： q′=k.q。
單位炸藥消耗量確定後，即可求得每循環使用的炸藥消耗總量Q：
Q=qslη
式中：s---掘進斷麵積，m2。
l---平均炮孔深度，m.
η---炮孔利用率，一般為：80%~95%。
第三章地下爆破技術
q、Q確定後，可根據各類炮眼不同的爆破作用，合理地按照裝藥係數分配到每個炮眼裏，掏槽眼：0.7~0.8，輔助眼：0.5~0.7，周邊眼：0.4~0.6。
2、炮眼直徑
炮眼直徑主要根據藥包直徑來確定的。一般標準要捐直徑為32及35mm,炮眼直徑應比藥卷直徑大4~7mm，因此炮眼直徑為36~42mm。
3、炮眼深度
影響炮眼深度的主要因素：巷道斷麵尺寸和掏槽方法、岩性、鑽眼設備、勞動組織和循環作業方式等。
第三章地下爆破技術
確定合理的炮眼深度應考慮以下因素：
合理的炮眼深度必須與具體的施工條件相適應。
氣腿輕型：2.2~3.0； 台車、重型鑿岩機3m為宜。
合理的炮眼深度必須保證較高的爆破效率。
太深鑽眼質量難保、夾製力太大。
合理的炮眼深度應盡可能使每班能夠完成整循環。
經驗公式：l=(0.5~0.7)B B---巷道的寬或高的最小值。
4、炮眼數目
炮孔數目主要同巷道斷麵、炮眼布置、岩石性質、炸藥性能等因素有關。不能過多也不能過少。
第三章地下爆破技術
炮孔數目可按一個循環的總裝藥量平均裝入所有炮眼的原則計算：
N=Q/Q單
其中：Q=qsl η
Q單=πd2Δle/4 le---炮孔裝藥長度，d—炮孔直徑，Δ---炮孔裝藥密度。
∴ N=4qs η/d2Δτ τ ---裝藥係數 τ=le/l。
四、井巷掘進爆破說明書的編製
它是工程施工組織設計的組成部分，是指導、檢查和總結鑿岩爆破工作的技術文件。內容包括：
第三章地下爆破技術
爆破作業原始條件；
選用鑿岩爆破器材；
確定鑿岩爆破綜合指數；
炮眼布置；
預期爆破效果。
第四章 控製爆破技術
定義：控製爆破就是有效地控製爆破作用範圍，降低爆破振動對周圍的破壞作用，達到預想的破壞方法
第一節微差爆破
一、微差爆破的優點
可使爆破地震效應和空氣衝擊波以及費時作用降低；
可增大一次爆破量，減少爆破次數，提高大型設備的利用率；
爆下的礦岩塊度均勻，大塊率低；
爆對形狀整齊、集中，前、後衝小，有利於下個循環的穿爆作業，提高產裝生產率；
可提高延米爆破量
第四章 控製爆破技術
二、微差爆破作用原理
1、應力增強作用；
2、增加自由麵；
3、岩塊間的相互擠壓碰撞；
4、錯開主震相，地震效應減弱。
三、微差間隔時間的確定
確定合理的微差間隔時間和準確地控製它，是關係到微差爆破應用成功與否的關鍵。從理論上講，前排炮孔起爆後，前排岩體已經脫離原岩，在後排產生的應力尚未消失，產生的微小裂隙尚未閉合，此時後排炮孔起爆最佳。
第四章 控製爆破技術
根據實地爆破觀測研究的結果：從起爆到礦岩被破壞和發生位移的時間，大約是應力波傳到自由麵所需時間的5~10倍。也就是說，岩石的破壞和移動時間同最小抵抗線的大小成正比。即：
Δt=kw
式中： Δt---微差間隔時間，ms;
k-----係數，露天台階爆破，k=2~5;
w----最小抵抗線，m。
一般在爆破實際中通常采用15~30ms,排間微差時間取長些，可改善破碎質量，減少後衝。
第四章 控製爆破技術
四、控製微差間隔時間的方法
目前普遍采用的控製微差間隔時間的方法有：毫秒電雷管起爆係統、導爆索和繼爆管起爆係統、非電導爆管起爆係統、導爆索和導爆管聯合起爆係統。
五、大孔距爆破技術
貫通裂縫兩側產生應力釋放波、拉應力增強。
六、孔內微差間隔起爆
該方法就是在同一個炮孔中進行分段裝藥，各分段裝藥之間進行毫秒間隔起爆。它具有微差起爆和間隔裝藥二者的優點。
1、裝藥結構與起爆順序。
第四章 控製爆破技術
裝藥結構：分段裝藥；
起爆順序：自上而下、自下而上。
2、間隔時間。見下圖
第四章 控製爆破技術
自下而上的合理間隔時間為：
Δt=L4/ D+L3/ vH+L2/ v′H
式中：L4---下部裝藥長度；
L3----中間填塞長度；
L2----上部裝藥長度；
vH -----應力波在充填物中的傳播速度；
v′H -----應力波在炸藥中的傳播速度；
D------炸藥爆速。
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