《爆破工程》复习资料.doc

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1、第一章：1.工程爆破主要有哪些方法?答:1)按药包形状分类可分为:集中药包法、延长药包法、平面药包法和形状药包法.2）按装药方式与装药空间形状的不同可分为：药室法、药壶法、炮孔法和裸露药包法。第二章：1.工业炸药按组成成分可分为两大类，即单质炸药和混合炸药。单质炸药按用途可分为起爆药、猛炸药的火药。混合炸药在品种上有铵梯炸药、铵油炸药、水胶炸药和乳化炸药等。2.常用的起爆器材有：雷管、导火索、导爆索与继爆管以及导爆管与导爆管连通器具。3.起爆方法主要分成两大类，即电力起爆法和非电力起爆法。电力起爆法是利用电能首先引起电雷管爆炸然后引起炸药爆轰的方法；非电力起爆法是采用非电能量起爆炸药的方法。另

2、外还有联合起爆法，但在工程中很少采用。4.导火索不能用火柴等明火点燃，需用点火材料点燃。点火材料有点火线、点火棒，还有可以同时点燃多根导火索的点火筒。5.导爆索起爆法是先用雷管引爆导爆索，再通过导爆索的爆轰来起爆炸药的起爆方法。6.起爆药与单质炸药有哪些特点？答：起爆药的特点是十分敏感，受到很小的外界作用就能发生爆炸反应，但其威力往往不大，它是单质炸药的一种，一般用来制作雷管、信雷管等起爆器材。单质炸药的成分单一，即其成分是单一化合物，它的各组成元素以一定的化学结构存在于同一分子中。第三章：1.爆炸是物质系统一种极迅速的物理或化学变化。爆炸现象多种多样，大致归为三类：物理爆炸、化学爆炸和核爆炸

3、。2.氧平衡：炸药内含氧量与可燃元素充分氧化所需氧量之间的关系称为氧平衡。氧平衡用氧平衡值或氧平衡率来表示。根据氧平衡值的大小，可将氧平衡分为正氧平衡、零氧平衡和负氧平衡。1）负氧平衡（K0）：炸药的爆炸生成物中含有CO、H2等气体，甚至出现固体碳。由于可燃元素不能充分氧化，不能放出最大热量，且CO有毒，很少在井下使用。2）正氧平衡（K0）：炸药的爆炸产物中含有NO、NO2等气体。虽然可燃元素能得到充分氧化，放出最大热量，但是生成氮的氧化物是吸热反应，会降低爆炸反应的放热量。氮的氧化物有强烈的毒性，并能促使煤矿瓦斯和煤层的燃烧、爆炸，不适于在井下使用。3）零氧平衡（K=0）：炸药由于没有多余的

4、氧也不缺氧，可燃元素能充分氧化，放出最大热量，也不产生毒气。 因此，一般工业炸药都设计成零氧平衡炸药。3.炸药的感度：炸药的感度是指在外界能量作用下引起爆炸反应的难易程度。通常有以下几种类型及测定方法：1）热冲量感度：可用爆发点测定器和火焰感度测定仪来进行测定。2）机械感度：常用的测定仪器有：立式（或弧形）落锥仪、摆式摩擦仪和极限药量测定装置。3）冲击感度和殉爆：试验方法有隔板试验、飞片撞击试验和炸药殉爆试验。4）静电感度：可用最小放电能量表示，或在固定放电条件下引燃或引爆炸药的百分比来表示。4.炸药爆炸时对周围介质所做机械功的总和，称为炸药的爆力。它反映了爆生气体膨胀做功的能力，也是衡量炸药

5、爆炸作用的重要指标。炸药爆力的试验测定方法有:铅铸法、弹道臼炮法和抛掷漏斗法。10.炸药的猛度：炸药爆炸时的冲击波和应力波的作用强度称为猛度。它表征了炸药的动作用的强度，是衡量炸药爆炸特征及爆炸作用的重要指标。炸药猛度的测定较常用铅柱压缩法和猛度摆法。第四章：1.岩石爆破破岩机理的三种假说：A.爆生气体膨胀作用理论：该理论认为炸药爆炸引起岩石破坏，主要是高温高压气体产物膨胀做功的结果。爆生气体膨胀引起岩石质点的径向位移，由于相邻岩石质点的移动速度不同，造成了岩石中的剪切应力，使岩石产生剪切破坏。破坏的岩石又在爆生气体膨胀推动下沿径向抛出，形成一倒锥形的爆破漏斗。B.爆炸应力波反射拉伸作用理论：

6、这种理论认为岩石的破坏主要是由于岩体中爆炸应力波在自由面反射后形成反射拉伸波的作用。岩石的破坏形式是拉应力大于岩石的抗拉强度而产生的。岩石是被拉断的。C.爆生气体和应力波综合作用理论：该理论认为，岩石爆破破碎是爆生气体和爆炸应力波的综合作用的结果，从而加强了岩石的破碎效果。2.岩石爆破的内部作用和外部作用：1）部作用：岩石药包中心距自由面的垂直距离称为抵抗线。对于一定量的装药来说，若抵抗线超过某一临界值（称为临界抵抗线）时，可以认为药包处在无限岩石介质中。此时药包爆炸后，在自由面上不会看到爆破的迹象，也就是说，爆破作用只发生在岩石内部，未能达到自由面，装药的这种爆破作用叫做爆破的内部作用。发生

7、内部作用时，根据岩石的破坏情况，除了在装药处形成扩大的空腔(半径：Rk)外，还将从爆源向外产生压缩粉碎区（半径：Rc）、破裂区(半径：Rp)和震动区。2）外部作用：当最抵抗线小于（最小）临界抵抗线时，即不是在无限岩石中，而是在半无限岩石中装药爆破时，炸药爆炸后除发生内部作用的破坏外，自由面附近也将发生破坏。也就是说，爆破作用不仅发生在岩石内部，还将引起自由面附近的破坏、移动和抛掷，形成爆破漏斗。通常把这种装药接近自由面时的爆破作用称为爆破的外部作用。其过程简要表述如下：反射拉伸应力波引起自由面岩石的片落反射拉伸应力波引起径向裂隙延伸自由面改变了岩石的准静态应力场。3.爆破漏斗形成过程：炸药爆炸

8、引起自由面附近岩石的破碎、移动，并在爆生气体膨胀推动下沿径向抛出，形成一倒锥形的爆破漏斗坑，称为爆破漏斗。炸药爆炸时形成每秒几千米速度的冲击波和应力场，使岩石形成压碎区（近区）；此后冲击波衰减为应力波，继续在岩体内自爆源向四周传播，使岩石质点产生径向移动，构成径向压应力和切向拉应力，使岩石被拉断、切割，形成径向裂隙和环向裂隙，以及剪切裂隙，构成了破裂区；当应力波传播到达自由面时产生反射拉伸应力波，使地表面的岩石被拉断形成片落区；在径向裂隙的控制下，破裂区可能扩展到地表面，或者破裂区和片落区相连接形成连续性破坏，加之大量爆生气体继续膨胀，将最小抵抗线方向的岩石表面鼓起、破碎、抛掷，最终形成倒锥形

9、的凹坑，即形成了爆破漏斗。4.爆破漏斗的几何参数：1）最小抵抗线W：装药中心到自由面的垂直距离，即药包埋置深度。2）爆破漏斗半径r：爆破漏斗底圆中心到该圆边上任意点的距离。3）爆破作用半径R：药包中心到爆破漏斗底圆边缘上任意一点距离。5.爆破漏斗的基本形式及其划分标准：根据爆破作用指数n的大小，爆破漏斗有如下四种基本形式：1）标准抛掷爆破漏斗：其爆破作用指数n=1,r=W。此时漏斗的展开角=90，形成标准爆破漏斗。2）加强抛掷爆破漏斗：其爆破作用指数n1，rW。漏斗的展开角90。但当n3时已无实际意义。因此1n3。3)减弱抛掷爆破（加强松动）漏斗：其爆破作用指数0.75n1,rW。为减弱抛掷漏

10、斗，又称加强松动漏斗，是井巷爆破掘进常用的爆破漏斗形式。4）松动爆破漏斗：其爆破作用指数n0.75，爆破漏斗内的岩石破坏、松动，但并不抛出坑外，不形成可见得的爆破漏斗坑。6. 试分析岩石爆破径向裂隙和环状裂隙的形成机理。 答：在应力场作用下，由于岩石抗拉强度仅是抗压强度的3%到30%，当切向应力大于岩石的抗拉强度时，该处岩石被拉断，形成与粉碎区贯通的径向裂隙；高压爆生气体膨胀的气楔作用助长了径向裂隙的扩展。由于能量的消耗，爆生气体继续膨胀，但压力迅速下降。当爆源的压力下降到一定程度时，原先在药包周围的岩石被压缩过程中继续的弹性变形能释放出来，并转变为卸载波，形成朝向爆源的径向拉应力。当此拉应力

11、大于岩石的抗拉强度时，岩石被拉断，形成环向裂隙。7. 自由面的存在对爆破作用将产生什么样的影响？试分析之。答:药包爆炸后，岩石中产生的径向压缩应力波由爆源向外传播，遇到自由面时，由于自由面处两种介质（岩石和空气）的波阻不同，应力波将发生反射，形成与入射压缩应力波相反的拉伸应力波，并由自由面向外传播。因此，自由面的存在改变了岩石由爆生气体膨胀压力形成的准静态应力场中的应力分布和应力值大小，使岩石更容易在自由面方向受到剪切破坏。8.试简述爆破内部作用和外部作用时，岩石的破坏过程。答：内部作用:a.炸药爆炸瞬间，产生几千度的高温和几万兆帕的高压，形成每秒数千米的爆炸冲击波，产生很高的径向和切向压应力

12、，使岩石被压坏，形成空腔和压缩粉碎区；随着冲击波能量的急剧消耗，压碎区外，冲击波衰减变为压缩应力波，并继续传播，使岩石产生径向位移，岩石被拉断、切割破碎而形成破裂区；当应力波到达爆破远区时已大大衰减，对岩石不能产生破坏作用，只能使其震动形成震动区。外部作用：炸药爆炸后，应力波到达自由面形成反射拉伸波，并由自由面向爆源传播，反射拉伸应力波将引起自由面岩石的片落；由于炸药能量的不断消耗，入射压缩波的强度逐渐降低，反射拉伸应力波的波强也随之降低，不足以引起岩石的破坏片落，反射拉伸应力波将引起岩石径向裂隙进一步扩展延伸；自由面的存在改变了岩石由爆生气体膨胀压力形成的准静态应力场中的应力分布和应力值大小

13、，使岩石更容易在自由面方向受到剪切破坏。第五章：1.爆破工作面上一般布置有哪些炮孔？各起什么作用？答：以巷道为例，按用途的不同，将工作面的炮眼分为三种：1）掏槽眼，用于爆出新的自由面，为其他后爆炮眼创造有利的爆破条件。2）崩落眼，是破碎岩石的主要炮眼，崩落眼利用掏槽眼和辅助眼爆破后创造的平行跑眼的自由面，爆破条件大大改善，故能在该自由面方向上形成较大体积的破碎漏斗。3）周边眼，控制爆破后的巷道断面形状，大小和轮廓，使之符合设计要求。巷道中的周边眼按其所在位置分为顶眼、帮眼和底眼。2.隧道或井巷掘进中常用的掏槽方式有哪些？各自的优缺点和适用范围是什么？答：掏槽爆破炮眼布置有多种不同的方式，归纳起

14、来可分为两大类：斜眼掏槽和直眼掏槽。1）斜眼掏槽：a.单向掏槽：适用于中硬（f4）以下具有层、节理或夹层的岩层中；b.锥形掏槽：适用于f8的坚韧岩石，其掏槽效果好，但钻眼困难，主要适用于井筒掘进，其他巷道很少采用。C.楔形形掏槽：适用于各种岩层，特别是中硬以上的稳定岩层。水平楔形打眼比较困难，除非是在演曾的层节理比较发育时才适用；d.扇形掏槽：主要适用于煤层、半煤层或有软弱夹层的岩石中。优点：适用于各种岩层并能获得较好的掏槽效果；所需掏槽眼数目少，单位耗药量小于直眼掏槽；槽眼位置和请教的精度对掏槽效果的影响较小。缺点：钻眼方向难以掌握，要求钻眼工人具有熟练的技术水平；炮眼深度受井巷断面的限制，

15、尤其是在小断面井巷中更为突出；全断面井巷爆破下岩石的抛掷距离较大，爆堆分散，容易损坏设备和支护，尤其是掏槽眼不对称时。2）直眼掏槽：常用以下几种形式:a，裂隙掏槽或龟裂掏槽：适用于中硬以上或坚硬岩层和小断面巷道，主要用于预裂爆破。B.角柱状掏槽：适用于中硬或坚硬岩石和大断面巷道。C.螺旋掏槽：适用于岩层较坚硬、密实且无裂隙和层节理。D.双螺旋掏槽：适用岩层坚硬、密实且无裂隙和层节理。优点：炮眼垂直与工作面布置，方式简单，易于掌握和实现多台钻机同时作业和钻眼机械化；炮眼深度不受井巷断面限制，可以实现中深孔爆破，当炮眼深度改变时，掏槽布置可不变，只需调整装药量即可；有较高的炮眼利用率；全断面井巷爆

16、破，岩石的抛掷距离较近，爆推集中，不易崩坏井筒或井道内的设备和支架。缺点：需要较多的炮眼数目，和较多的炸药；炮眼间距和平行度的误差对掏槽效果的影响较大，必须具备熟练的钻眼操作技术。3.光面爆破原理：光面爆破的实质，是在井巷掘进设计断面的轮廓线上布置间距小、相互平行的炮眼，控制每个炮眼的装药量，选用低密度和低爆速的炸药，采用不耦合装药，同时起爆，使炸药的爆炸作用刚好产生炮眼的贯穿裂缝，并沿各炮眼的连线井巷轮廓线，将岩石崩落下来。4.炮眼填塞有哪些作用？答：填塞可以延长爆炸气体在岩体中的作用时间，调节炮孔中爆炸气体压力，以提高炸药能量的利用率。同时，填塞还可以减弱破碎岩石的飞散，降低空气冲击波和爆破噪声对周围环境的影响。5. 爆破参数有：单位炸药耗药量，炮眼深度，炮眼直径，装药直径，炮眼数目等。第六章：1.露天爆破按一定炸药量和装药方式的不同可分为：裸露药包爆破、深孔爆破、浅孔爆破、硐室爆破等。2.炮孔密集系数m，是指炮孔间距a与抵抗线的比值，即m=a/Wd.3.如何克服“根底”现象？（超钻的作用）答：为使爆破后得到平整底板，克服底盘抵抗线的阻力，不留根底，炮孔深度应大于台阶高度。超出地板的炮孔长度h称为超超钻长度。通过超钻，增加了深孔底部药量，增强对深孔底部岩石的爆破作用，从而避免爆破后在台阶底部残留岩柱。