爆破工程4第五章---岩石中的爆破作用原理
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《工程爆破》课程教学大纲课程代码:110142302课程英文名称: Blasting and explosion technology课程总学时:32 讲课:32 实验:0 上机:0适用专业:弹药工程与爆炸技术大纲编写(修订)时间:2017.11一、大纲使用说明(一)课程地位及教学目标本课程是弹药工程专业的专业主干课程,在本科教学中起着重要的作用,在弹药与爆破技术专业课程中发挥示范性、辐射性的引领作用。
通过本课程的学习,不仅让学生学习与掌握比较丰富的工程爆破的原理及其应用,而且让学生了解与把握爆破工程学科发展的现状与趋势,对于开阔学生视野,拓展专业知识,加深对爆破工程施工的认识具有重要意义。
(二)知识、能力及技能方面的要求1. 了解工程爆破技术的发展趋势和现状;2. 掌握爆破工程施工设计的基本理论;3. 掌握不同类型工程爆破的施工操作设计;4. 对简单的工程能够设计爆破施工方案。
(三)实施说明1.教学方法:本课程涉及多个学科类别,所涉及的技术门类和问题十分广泛和复杂,不同类型的爆破技术,在实际爆破中所遇到的问题也大不相同。
同时,爆破技术是在不断飞速发展,且工程性很强的技术。
为了适应爆破工程的这些特点,本课程在教学设计上,结合专业特点,精选教学内容;依据现代教学理念,探索新颖授课方式;丰富课外作业形式,延伸课程教学内容;加强实践教学环节,培养实践创新能力。
通过以上的教学方法,增加学生对本课程的兴趣。
2.教学手段:课程采取了课堂理论教学、现场工程爆破操作教学录像、多媒体教学,将来可增加实验环节等教学方式,充分调动了学生的积极性,提高了学生的创造性思维能力和自主性学习能力。
也充分利用网络课程资源和多媒体手段,不断充实课堂教学内容,实现了教学的现代化。
(四)对先修课的要求工程力学、岩体力学等。
(五)对习题课、实验环节的要求1.习题的要求:通过适量的复习题加强对所学内容的理解和掌握,使学生得到对爆破作业机理的深入理解,特别使学生对爆破工程设计基本原理、爆破参数的计算和选择、装药量计算、爆破网路设计等得到训练。
水利工程施工爆孔资料一、爆破原理爆破是利用高能量物质爆炸释放大量气体和冲击波作用于岩石或土壤,使其瞬间破碎的一种工程技术。
爆破的原理主要包括以下几点:1. 爆破能量爆破能量是指在爆破作业中释放的能量大小,通常用TNT当量表示。
根据爆炸物的类型和量来确定爆破能量,确保能够达到破碎目标。
2. 爆炸波传播爆炸波是由爆炸物爆炸产生的高速气体流动形成的冲击波,具有很强的破碎作用。
在爆破作业中,要合理设计爆破方案,控制爆炸波的传播方向和范围,避免对周围环境造成危害。
3. 爆破碎石爆破作业通过释放大量能量,使岩石或土壤瞬间破碎成小颗粒,便于后续清理和处理。
根据工程需要,可以调整爆破参数,控制碎石的粒度和分布。
二、爆破方案设计在水利工程施工中,爆破方案设计是至关重要的一环,直接影响到爆破效果和安全性。
爆破方案设计主要包括以下几个步骤:1. 确定爆破目标首先要明确爆破目标,包括岩石或土壤的种类、硬度、裂缝情况等。
根据实际情况确定爆破区域和爆破参数,制定合理的方案。
2. 爆破参数计算根据爆破目标和工程要求,计算爆破参数,包括爆炸物种类、爆破孔径和深度、装药量、起爆方式等。
要确保每一项参数都符合安全标准,避免意外事件发生。
3. 爆破孔设计根据爆破参数,设计爆破孔的位置、排列方式和布点密度。
要保证爆破孔的布置合理,达到最佳的爆破效果,避免形成过量岩屑和碎石。
4. 安全考虑在爆破方案设计过程中,要充分考虑安全因素,做好爆破区域的封闭和警示工作,确保周围人员和设施的安全。
同时要对爆破作业进行严格监控,保证施工过程中不发生危险事件。
三、安全措施在水利工程施工中,爆破作业是一个高风险的环节,必须严格遵守安全操作规程,采取有效的安全措施。
以下是一些常见的安全措施:1. 确保爆炸物品质选用正规渠道采购的爆炸物,严禁使用劣质产品或过期物品。
避免装药失效或爆炸事故发生。
2. 制定详细方案在爆破作业前,必须制定详细的爆破方案,并经过专业人员审查批准。
西南科技大学安全工程爆破工程考点归纳1.炸药的化学反应形式:热分解、燃烧、爆炸(爆轰)。
2。
炸药爆炸三要素:反应过程中释放大量的热能、反应过程必须高速进行、反应必须产生大量的气体.3。
常见的起爆能有:热能、机械能、爆炸冲能4.对应的炸药感度有:热感度、机械感度、爆炸冲能感度5.猛度:表示炸药对其邻近介质产生局部的压缩、粉碎或者击穿作用的能力.6.爆力:表示炸药爆炸对周围介质整体的压缩、破坏和抛移作用的能力。
7。
炸药氧平衡计算题、根据氧平衡率计算混合炸药配比的方法P338。
炸药的热化学参数:爆容、爆温、爆压、爆热爆容:单位质量的炸药爆炸后生成的气体在标态下的体积。
爆热:单位质量的炸药在定容条件下爆炸瞬间所释放的热量。
爆压:炸药爆轰结束后,爆炸产物在初始体积内达到热平衡时的流体静压值。
爆温:炸药爆轰结束后,爆炸产物在初始体积内达到热平衡时的温度。
9.按炸药使用条件分类:露天炸药(只能用于露天)、岩石炸药(地下和露天爆破工程中使用)、煤矿许用炸药(安全炸药)10.工业炸药的基本要求:性能良好,有足够的威力,破岩效果好;敏感度适中;物理、化学性质稳定,规定储存期内不易发生变质;近似零氧或零氧平衡,产生有毒气体少;防潮或防水;材料价格低廉,原料广泛,制作工艺简单。
11。
聚能穴的作用:使起爆能量相对集中,增加雷管底部的起爆能力.12.径向间隙效应(沟槽效应):药包装入炮孔中,药包与孔壁存在一定的径向间隙时,使爆轰波的传播发生衰减,直至熄灭的现象。
13.氧化剂:95%以上是以硝酸铵为主要成分的混合炸药。
14.含水炸药主要有:浆状炸药、水胶炸药、乳化炸药15.电爆网路连接形式:串联、并联、混合联16。
起爆时,流经每个电雷管的电流应满足:一般爆破,交流电不小于2。
5A,直流电不小于2A;硐室爆破,交流电不小于4A,直流电不小于2.5A17.电爆网络最佳连接计算P63页18.岩石的阻抗波:指岩石中纵波速度与岩石密度的乘积。
爆破⼯程复习⼤纲爆破⼯程复习⼤纲第⼀章炸药爆炸基本理论1.何谓爆炸现象?有何特点?⼀般地说,压⼒急剧释放的现象都可称为爆炸。
⽕药的快速燃烧、炸药爆轰都是爆炸、从核爆到锅炉、煤⽓罐爆裂,岩爆也都是爆炸。
爆炸现象的主要特点有(1)在极短时间内产⽣⾼温、⾼压⽓体的骤然膨胀;(2)在爆炸点周围介质中发⽣急剧的压⼒突跃;(3)伴有声、光现象。
2.爆炸现象哪⼏类?根据其本质的不同可分为三类(1)物理爆炸;(2)化学爆炸;(3)核爆炸。
3.形成化学爆炸的必要条件是什么?化学爆炸的必要条件是(1)爆炸过程必须放出⼤量的热量;(2)化学反应过程必须是⾼速的;(3)化学反应过程应能⽣成⼤量的⽓体产物。
4.什么是炸药?炸药的主要成分是什么,各起何作⽤?炸药是在⼀定条件下,能够发⽣快速化学反应,放出能量,⽣成⽓体产物,显⽰爆炸效应的化合物或混合物,主要由碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)四种元素组成,其中O 为氧化剂,C、H为还原剂,N为载氧体。
5.起爆药和猛炸药各有何特点?起爆药主要有雷汞、氮化铅、⼆硝基重氮酚等,其主要特点是感度⾼,威⼒不⼤,仅做起爆⽤。
猛炸药分单质猛炸药和混合猛炸药。
单质猛炸药主要有梯恩梯、⿊索⾦、特屈⼉、太安、硝化⽢油等。
主要的混合猛炸药有铵梯类炸药、铵油类炸药、铵松蜡炸药、浆状炸药、⽔胶炸药、乳化炸药等⼯业炸药。
猛炸药的主要特点是感度⼩、威⼒⼤,作为炮孔、弹体主装药,被起爆后对介质做功,威⼒⼤。
6.什么是炸药的起爆?起爆能的形式主要有哪⼏种?起爆是指在外部起爆能作⽤下,炸药从不稳定状态到稳定状态的化学体系变化过程。
起爆能的形式主要有:热能、机械能和爆炸冲能。
7.什么是炸药的感度?研究炸药感度有何意义?炸药感度是指炸药在外能作⽤下发⽣爆炸反应的难易程度。
感度⾼的,所需起爆能⼩。
研究炸药感度的意义是(1)关系到炸药在制造、运输、搬运、储存、使⽤过程中的安全。
(2)关系到装药能否安全起爆,对爆破效果有重要作⽤。
爆破工程复习纲要完整解答第一章炸药与爆炸基本理论1、广义爆炸?爆炸(从化学变化的角度如何定义)?爆破?广义爆炸:爆炸是物质急剧的能量释放过程,能量在瞬间急剧释放或转化的现象都可以称为爆炸。
爆炸化学角度:由化学变化引起的爆炸成为化学爆炸。
如,瓦斯煤尘爆炸,炸药爆炸。
工程爆破:指利用炸药能量对介质做功,以达到预定工程目标的作业。
.2、炸药发生化学变化三种基本形式,如何相互转化?1,缓慢分解,2,燃烧,3,爆炸,在一定的条件下,炸药的上述三种变化形式都是能够相互转化的;缓慢分解可因热量不能及时散失而发展为燃烧、爆炸;反之,爆炸也可以转化为燃烧、缓慢分解。
3、炸药爆炸三要素?1,放出热量,2生成气体产物,3反应的高速度4、炸药、单质炸药、混合炸药、起爆药、猛炸药概念。
炸药,是在一定的外界能量的作用下,由自身能量发生爆炸的物质。
单质炸药:由单一化合物组成的炸药,又称单体炸药或化合炸药。
混合炸药:由两种或两种以上的物质组成的炸药。
起爆药:指在较弱的初始冲能作用下即能发生爆炸,且爆炸速度变化大,易于由燃烧转爆轰的炸药。
猛炸药:指那些利用爆轰所释放的能量对介质做功的炸药。
5、氧平衡?通式,计算方法。
工业炸药一般应使其氧平衡接近于____氧平衡。
氧平衡:指炸药中所含的氧用以完全氧化其所含的可燃元素后,所多余或不足的氧量。
(1) 通式为CaHbOcNd(a,b,c,d分别表示一个炸药分子中碳,氢,氧,氮的原子个数)计算方法:单质炸药:OB=[c-(2a+0.5b)]*16/M混合炸药:OB=OB1m1+OB2m2+…+Obnmn,使其氧平衡接进于零的氧平衡6、爆热、爆温、爆容、爆炸压力?爆炸压力与爆轰压力有何不同?爆热:在规定条件下,单位质量炸药爆炸时放出的热量称为炸药的爆热爆温:炸药爆炸时放出的热量使爆炸产物定容加热所达到的最高温度爆容:指单位质量炸药爆炸时,生成的气体产物在标准状况下(0 ℃、1 个大气压) 所占的体积(L/kg)爆炸压力:炸药爆炸时生成的热气体所产生的压力称为爆炸压力7、冲击波?爆轰波及其与冲击波的关系。
第5章 岩石爆破基本原理第1节 爆破破碎原理炸药在岩体内爆炸瞬间释放出巨大的能量,使岩体产生不同程度的变形和破坏。
为了达到低能耗、高效率破碎岩体的目的,并能有效地控制爆破产生的各种危害,就必须了解爆炸荷载作用下岩体的变形与破坏规律,分析爆破破碎原理,指导爆破设计与施工。
只有这样,才能合理地确定爆破参数和有效地控制爆破作用。
由于炸药的爆炸反应是高温、高压和高速的瞬态过程,岩体性质和爆破条件复杂多变,加之爆破工作具有较大的危险性,因此给直接观测和研究岩体的爆破破坏过程造成了极大的困难。
迄今为此,人们对岩体爆破作用过程仍然了解得不透彻,尚不能形成一套完整而系统的爆破理论。
尽管如此,随着长期实践经验的积累和现代科学技术的发展,借助先进的爆破测试技术以及模拟爆破试验,对爆破作用原理的研究取得了较大的进展,提出了多种岩体爆破机理的观点,在一定程度上反映了岩体的爆破破坏规律,具有一定的指导意义和实用价值。
一、爆破作用的基本原理1. 爆破破坏作用的基本观点爆破破坏作用的观点很多,大致可归纳为如下三种:(1) 爆轰气体破坏作用的观点。
从静力学的观点出发,认为药包爆炸后,产生大量的高温、高压气体。
这种气体膨胀产生的推力作用在药包周围的岩壁上,引起岩石质点的径向位移。
当药包埋深不大时,在最小抵抗线方向(即地表方向),岩1石移动的阻力最小,运动速度最高。
由于存在不同速度的径向位移,在岩体中形成剪切应力,当这种剪切应力超过岩石的动态抗剪强度时就会引起岩石破裂。
在爆轰气体膨胀推力作用下,自由面附近的岩石隆起、开裂,并沿径向方向推出,如图5—1。
这种观点不考虑冲击波的破碎作用。
(2) 应力波破坏作用观点。
从爆炸动力学的观点出发,认为药包爆炸产生强烈的冲击波,冲击、压缩周围的岩体,造成邻近药包的岩体局部压碎,之后冲击波衰减为压应力波继续向外传播。
当压应力波传播到岩体界面(自由面)时,产生反射拉应力波,若此拉应力波超过岩石的动态抗拉强度时,从界面开始向爆源方向产生拉伸片裂破坏,如图5—2所示。
爆炸应力波与爆破作用原理简介一、岩体内的爆炸应力波装药在岩体或其他固体介质中爆炸所激起的应力扰动的传播称为爆炸应力波。
爆炸应力波在距爆源点不同距离的区域内可出现塑性波、冲击波、弹塑性波、弹性应力波和地震波等。
大多数岩石在爆炸冲击荷载作用下所激起的爆炸应力波主要是冲击波、弹性应力波和爆炸地震波。
冲击波具有陡峭波头,以超声速传播,传播过程中能量损失较大,应力衰减很快,作用范围很小,衰减后变为压缩应力波。
压缩应力波以声速传播,传播过程中能量损失比冲击波小,衰减较慢,作用范围则较大,衰减后变为地震波。
冲击波和应力波都是脉冲波,不具有周期性,能对岩石造成不同程度的破坏作用,而地震波为周期振动的弹性波,应力上升时间与应力下降时间大体相等,以声速传播,衰减很慢,作用范围最大,但不再能对岩石造成直接的破坏作用,只能扩大岩体内原有的裂隙,和威胁爆破地点附近建筑物的安全。
炸药爆炸的基本理论对于应力波,当应力应变呈线性关系时,介质中传播的是弹性波;呈非线性关系时,为塑性波和冲击波。
二、装药的内部作用与外部作用装药中心距自由面的垂直距离称为最小抵抗线,对于一定量的装药来说,若其最小抵抗超过某一临界值(临界抵抗),当装药爆炸后,在自由面上不会看到爆破的迹象。
也就是爆破作用只发生在岩体的内部,未能达到自由面。
这种作用称为装药的内部作用。
发生这种作用的装药称为药壶装药。
临界抵抗决定于炸药的类型、岩石性质和装药量。
当装药发生内部作用时,除在装药处形成扩大的空腔外,还形成压碎圈、裂隙圈和震动圈。
在压碎圈内变形向方向成45°角的滑移面。
在裂隙圈内,但形成辐射状的径向裂隙,有时在径向裂隙之间还形成有环状的切向裂隙。
震动圈内的岩石没有任何破坏,只发生震动,其强度随距爆炸中心的距离增大而逐渐减弱,以致完全消失。
当装药的最小抵抗小于其临界抵抗时,在装药爆炸后,除在装药下方岩体内形成压碎圈、裂隙圈和振动圈外,装药上方一部分岩石将被破碎,脱离岩体,形成爆破漏斗。
爆破手册
主编:王旭光
出版社:冶金工业出版社出版日期:2011年
规格:全二卷
定价:660
优惠价:480元
爆破手册
详细目录
1 岩石爆破理论
1.1 炸药的起爆与爆轰理论
1.1.1 爆炸及炸药的化学变化
1.1.2 炸药的起爆与感度
1.1.3 炸药的爆轰理论
1.1.4 炸药的氧平衡与热化学参数
1.1.5 炸药的爆炸性能
1.2 岩土爆破作用原理1.
2.1 岩石中的爆炸应力波1.2.2 岩石爆破破碎机理1.2.3 爆破漏斗理论
1.2.4 爆破药量计算原理1.2.5 轮廓面及邻近区域的爆破原理
1.2.6 台阶爆破及毫秒延时爆破的原理
1.2.7 土中爆破机理
1.2.8 影响爆破作用的因素1.3 相似理论及其在爆破工程中的应用
1.3.1 相似三定理
1.3.2 量纲分析
1.3.3 爆破量纲分析实例1.3.4 爆破模型试验
1.4 爆破数值模拟与计算机辅助设计
1.4.1 数值模拟的过程
1.4.2 典型的爆破计算模型1.4.3 爆破效果预测模型1.4.4 常用爆破数值模拟软件介绍
1.4.5 爆破设计典型软件1.5 精细爆破
1.5.1 精细爆破的理念
1.5.2 精细爆破的技术体系1.5.3 精细爆破的可行性参考文献
2 爆破器材、起爆方法与网路
3 爆破工程地质
4 工程爆破施工机械
5 露天爆破
6 地下爆破
7 水下爆破
8 拆除爆破
9 特种爆破
10 爆破安全与测试技术
11 爆破安全评估、监理及信息化
彩图。
爆破作用原理01 应力集中stress concentration物体内某一点的应力比相邻部分的应力积累显著增大的现象。
构造形变是应力或能量的释放过程,因而运动必将最先在那些应力积累最大而岩体强度又相对最小的地方发生。
因此,物体或岩体的不均一性或力学性质有突然改变的地方,为应力集中处。
02 应力差stress difference一般情况下,在岩石变形过程中,三个主应力是不相等的,最大主应力和最小主应力之差称应力差。
它是引起变形的因素,应力差愈大,引起的岩石变形愈明显。
03 应变分析strain analysis某点的应变分析,指分析该点所经历的任何微小线段的应变情况。
04 平面波plane wave波前是平面(无曲率)的波,可能是由非常远的震源产生的波,是地震和电磁波分析中通用的假设,并不绝对与现实情况一样。
05 平面波分解plane-wave decomposition求一组平面波的振幅、相位及传播方向,使它们相加的结果逼近给定的任意波前。
反过来说,就是把任意波前分解为合成它的一组平面波。
06 平面波前planar wavefront地震波的波前面为平面的波前。
实际平面波前是不存在的,但在远离震源的地方可以认为局部一段地震波前是平面。
07 柱面波cylindrical wave波前为圆柱面的一种波动。
08 球面波spherical wave波前为同心球面的波,是由点源产生的。
球面波的波前应力以距波源的距离成反比的速率衰减。
09 球面波前spherical wavefront在任意时间由点源产生的地震脉冲的给定相位所形成的曲面。
如果速度随位置而变化,则该面不一定是球面。
10 体波body waves通过介质体内部进行传播的纵波与横波。
11 纵波primary wave也称P波。
质点在波的传播方向运动的弹性体波,在常规地震勘探或声波测井中使用该波。
12 切变波shear wave也称横波,S波。