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《爆破工程》课程在大学、研究生阶段教学方法及内容探讨摘要：《爆破工程》是培养土木工程专业人才的一门重要的专业课程，针对其理论性与实践性结合强的课程特征，以土木工程专业的本科生和硕士研究生为教学对象，从教学内容、教学方法进行了探讨。
关键词：爆破工程课程教改《爆破工程》是一门教学内容较多且涉及到岩石力学、断裂力学、工程地质和爆炸力学等交叉的学科，在我校土木工程专业的本科生和研究生中均选修该门课程。
根据大学生和研究生培养目的不同，在教学方法和内容上区别对待，以满足他们在施工单位、科研教学单位的要求。
1 教学目的及要求本科生通过本课程的学习，能熟练地掌握炸药爆炸和岩石爆破破碎的基本理论、起爆器材、起爆方法、露天爆破技术、隧道及地下工程爆破技术以及安全技术措施，具备独立从事爆破方案设计的能力。
根据本科生《爆破工程》的教学大纲，共安排32个学时。
研究生通过本课程的学习，不但掌握爆破工程的基本理论和方法，具备独立从事爆破设计的能力，而且还要具备独立从事科研的能力。
根据研究生《爆破工程》的教学大纲，共安排48个学时。
2教学方法2.1 理论教学与实践教学相结合本科生和研究生的《爆破工程》均由理论教学和实践教学两部分组成。
本科生《爆破工程》理论教学30个学时，具体教学内容及学时分配为：第一章爆破工程概论（2学时）、第二章爆破器材与爆破技术（4学时）、第三章爆炸及炸药的基本理论（4学时）、第四章岩土中爆炸的基本理论（6学时）、第五章隧道及地下工程爆破（6学时）、第六章露天工程爆破（6学时）、第七章拆除爆破（2学时）。
实验教学共2个学时，学生可参与爆破工程施工或通过多媒体、照片等方法学习，并完成爆破试验报告。
研究生《爆破工程》理论教学46个学时，具体教学内容及学时分配为：第一章爆破工程概论（2学时）、第二章爆破器材与爆破技术（4学时）、第三章爆炸及炸药的基本理论（4学时）、第四章岩土中爆炸的基本理论（6学时）、第五章隧道及地下工程爆破（6学时）、第六章露天工程爆破（6学时）、第七章拆除爆破（2学时）、第八章爆炸应力波传播规律（4学时）、第九章爆炸应力波与不同介质相互作用（6学时）、第十章爆破测试技术（4学时）、第十一章专题讲座（4学时）。
第五章爆破工程地质第一节概述一、土岩爆破与地质的关系1.爆破效果常受地质制约2.爆破安全会受地质因素影响3.爆破后果与地质构造有密切关系二、与爆破有关的地质条件1.地形地貌2.岩体性质3.地质构造4.水文地质5.特殊地质第二节爆破地质基本知识一、岩石种类及其工程性质（一）岩石按成因分三大类：1.火成岩（岩浆岩）（1）成因（2）特点（3）常见岩石2.沉积岩（1）成因（2）特点（3）常见岩石3.变质岩（1） 成因 （2）特点 （3）常见岩石（二） 岩石的物理力学性质及工程分级1. 物理性质（1） 容重（密度）（2） 空（孔）隙性（3） 波阻抗（特性阻抗）（4） 风化程度2. 力学性质（1） 衡量岩石强度的力学指标及特性i. 主要力学指标抗压强度 A P c c =σ 抗拉强度AP t t =σ 抗剪强度 C tg c +=ψατii. 岩石的强度特征各项力学指标比较：c σ（压）:c τ（剪）:t σ（拉）＝100 : 8.3~12.5 : 2~10即 c σ>>c τ>t σ结论：岩石易受拉破坏，并以脆性破坏为主。
（2）岩石在静力（恒载）作用下的变形特征岩石的静态应力－应变全过程曲线OA—加力初始压密区 AB—弹性形变区（可逆）BC—弹塑性变形区（部分可逆） CD—屈服区（完全不可逆）D—强度极限点 DE—破坏区 E以后为剩余强度区(3) 岩石的动力学性质i.冲击荷载作用下的变形曲线OA－初始弹性变形区AB－弹塑性变形区BC－流体变形区C以后为冲击波传播区。
冲击波传播速度D=a+buu－质点运动速度a,b－常数ii.岩石的动态特征：1)冲击荷载下，岩石内部产生应力场，应力场的强弱与岩石性质有关2)岩石内部产生质点运动，即产生振动作用3)产生的应力、应变和位移，是以波动形式向外传播，并随时间变化－随时间、距离而衰减(4) 岩石的动、静力学性质比较i.动力及静力的概念静力－恒载，力恒定，作用时间长动力－冲击荷载，作用时间极短，小于1/10000秒ii.静力强度对固定介质是恒定的动力强度则随应变率（冲击频率）增大而增强iii.动力强度>>静力强度(5) 岩石在爆炸冲击作用下状况i.爆炸在岩体内的表现1)冲击－动力作用2)爆生气体－膨胀压力－准静态作用ii.爆炸作用破坏分区1)压碎（密）区2)破裂区3)地震区3. 岩石的工程分级(1) 工程分级的意义：以便合理选定不同岩石的不同破碎开挖方法、爆破技术参数和生产管理定额指标(2) 岩石的坚固系数f 值100P f P －岩石的极限抗压强度f 值是岩石工程分级的常用指标(3) 岩石工程分级方法常用普氏分级法（P241 表 5-11）二、 地质构造（一） 岩体结构：研究地壳岩体结构（结构体、结构面）的科学就是地质构造学。
精选全文完整版（可编辑修改）《爆破工程》教学大纲课程编号：课程名称：爆破工程/Blasting Engineering学时/学分：48/3（其中含综合实验 8 学时）先修课程：地质学、岩体力学、工程机械适用专业：采矿工程、矿物资源工程、安全工程、交通土建、岩土工程等1 课程的性质与任务爆破工程是采矿工程（资源工程）专业的一门重要的必修专业基础课，又具有专业技术课的特点，是采矿工程专业的主要支撑课之一；并在教学、科研和工程应用中已形成了一个独立的科学领域。
通过爆破工程的各个教学环节，要求学生掌握爆破器材的性能和岩石爆破方法的基本原理，能够正确地选用爆破方法和确定爆破参数，能用理论计算方法和图表设计常规爆破方案，并具有分析和解决爆破技术问题的能力。
为了培养学生的实际操作能力，课程还安排了8个学时的爆破综合实验课。
通过系统学习本课程，学习者可以达到国家公安部“爆破工程技术人员安全作业证”的中级理论考核水平。
2 课程的教学内容、基本要求及学时分配2.1 教学内容《爆破工程》课程内容由4个模块构成：1）第一知识模块—爆破器材部分（18学时）包括炸药的起爆机理与爆轰理论；炸药、起爆器材、起爆方法；该模块把近年爆破工程的科学研究和技术进展的新工艺、新设备、新成果、新知识融入教学内容，使学生有更扎实的基础和更丰富的知识面，能够准确、安全的选择和使用爆破器材。
该模块由3个单元组成，学习方式为课堂教学和实验教学。
2）第二知识模块—岩石破碎理论部分（10学时）包括岩石性质与分级；岩石的爆破破坏机理；装药量计算原理。
该模块的改革是将各种装药量计算理论和法则统入到能量平衡原理中，并把单位炸药消耗量、最小抵抗线原理、毫秒爆破作用理论归整到岩石破碎理论章节，使学习起来更系统完整。
能够使学习者掌握炸药在不同岩石条件下如何破碎岩石，从而能针对不同岩石条件和目的来选择爆破方案。
该模块由2个单元组成，学习方式为课堂教学和课堂研讨。
3）第三知识模块—爆破工程技术部分（12学时）该模块包括预裂与光面爆破、井巷掘进、浅孔、中深孔爆破等。
《爆破工程》课程学习指导一、本课程的性质、目的《爆破工程》是一门理论与实践性较强的课程。
它既是采矿工程、安全工程专业的必修课程，也是交通工程专业的专业选修课程,其目的旨在向学生传授炸药爆炸和岩石爆破的基本原理和基本技能,培养学生运用所学的理论知识，进行工程爆破设计和分析解决工程爆破实际问题的能力,并为后继专业课有关工程爆破内容的学习奠定基础.二、本课程的教学重点本课程的教学重点主要包括以下几个模块（方面）的内容:1、基础理论模块：包括炸药的起爆机理与爆轰理论，岩石的爆破破坏机理、利文斯顿爆破漏斗理论等.该模块既是本课程的重点,也是难点.2、爆破器材模块：包括各类炸药的主要性能，各类起爆器材的结构、使用方法和主要性能以及起爆方法；3、爆破设计及施工技术模块：包括光面预裂爆破、掘进爆破、露天浅深爆破、露天硐室爆破、拆除爆破等爆破技术的设计计算及施工技术和安全技术.三、本课程教学中应注意的问题1、结合工程实例讲解，突出行业特点；2、讲课时要紧扣教学大纲和教材内容,同时也应介绍一些与本课程有关的最新知识和最新理论,使同学们了解本学科的发展趋势与前沿信息3、培养学生的自主学习能力。
四、本课程的教学目的通过本课程的学习，学生应该达到如下要求1、能准确地使用专业术语，理解炸药爆炸的基本概念以及起爆和传爆的基本原理；2、熟悉爆破器材的结构和性能，掌握火雷管起爆法、电雷管起爆法、导爆索起爆法、导爆管起爆法及其爆破网路的施工技术；3、掌握地下光面预裂爆破、掘进爆破、露天浅深爆破、露天硐室爆破以及拆除爆破等爆破技术；4、掌握爆破安全技术；5、了解和爆破有关的岩石性质，理解岩石爆破的物理过程和基本原理；6、了解当前爆破的先进技术和发展方向。
五、本课程采用的教学方法本课程理论教学采用课堂讲授（多媒体+板书）方法，并安排课堂讨论。
六、课程教学资料教材：爆破工程戴俊主编，机械工业出版社, 2005，2参考书:1、爆破工程东兆星邵鹏主编，中国建筑工业出版社，2005，12、爆破工程管伯伦主编, 冶金工业出版社, 1992。
第二章爆破工程学习本章的意义探索爆破机理，正确掌握各种爆破技术，对加快工程进度，保证工程质量，降低工程成本具有十分重要的意义。
本章内容爆破是利用炸药的爆炸能量对周围的岩石、混凝土或土等介质进行破碎、抛掷或压缩，达到预定的开挖、填筑或处理等工程目的的技术。
学习的目的应用于水工建筑物基础、导流隧洞与地下厂房等的开挖、料场开采、定向爆破筑坝和建筑物拆除等。
学时安排本章7学时。
其中第1、3、5节各一学时，第2、4节各两学时。
第一节爆破器材与起爆方法一、炸药和起爆器材炸药：一般来说，凡能发生化学爆炸的物质均可称为炸药。
（1）炸药的性能指标：1）威力；2）敏感度；3）氧平衡；4）安定性；5）殉爆距离；6）最佳密度（2）常用的工业炸药：1）TNT（三硝基甲苯）；2）胶质炸药（硝化甘油炸药）；3）铵梯炸药；4）铵油炸药；5）浆状炸药；6）乳化炸药起爆器材：常用的起爆器材包括各种雷管、用来引爆雷管或传递爆轰波的各种材料。
主要包括：1）雷管；2）导火索；3）导爆索；4）导爆管二、起爆方法和起爆网路起爆方法：分类：1）火花起爆；2)电力起爆；3）导爆管起爆；4）导爆索起爆起爆网路：（1）含义：无论对钻孔爆破还是洞室爆破，当采用群药包进行爆破时，为了达到增强爆破效果、控制爆破震动等目的，可能采用齐发、延迟，或组内齐发、组间延迟等起爆方式，这就要求用起爆材料将各药包联接成既可统一赋能起爆、又能控制各药包起爆延迟时间的网络。
（2）分类：1）电力起爆网路；2）导爆管起爆网路；3）导爆索第二节爆破基本原理及药量计算一、爆破机理爆破的机理：岩土介质的爆破破碎是炸药爆轰产生的冲击波的动态作用和爆轰气体准静态作用的联合作用的结果。
爆破作用的最终影响范围划分为：粉碎圈、破碎圈和震动圈（如图2－1所示）。
图2－1 爆破作用影响范围二、爆破漏斗爆破漏斗：当爆破在有临空面的半无限介质表面附近进行时，若药包的爆破作用具有使部分破碎介质具有抛向临空面的能量时，往往形成一个倒立圆锥形的爆破坑，形如漏斗，称为爆破漏斗（如图2-2所示）。
