光面爆破作用原理

一、工程爆破的方法及分类1、按药包形式分类：集中药包法、延长药包法、平面药包法、形状药包法。

2、按装药方式与药室空间形状：药室法、药壶法、炮眼法、裸露药包法。

3、定向爆破：简单地说就是使爆破后土石方碎块按预定的方向飞散、抛掷和堆积，或者使被爆破的建筑物按设计方向倒塌和堆积。

4、光面爆破：是沿开挖边界布置密集炮孔，采取不耦合装药或装填低威力炸药，在主爆区之后起爆，可以形成平整轮廓面的爆破作业。

5、预裂爆破：是沿开挖边界布置密集炮孔，采取不耦合装药或装填低威力炸药，在主爆区之前起爆，从而在爆区与保留区之间形成预裂缝，以减弱主爆破对保留岩体的破坏，并形成平整轮廓的爆破作业。

6、微差爆破：是一种巧妙地安排各炮孔起爆次序与合理起爆时差的爆破技术，由于通常爆破的时间间隔为毫秒级，所以微差爆破又可以称为毫秒爆破。

7、控制爆破：对爆破效果和爆破危害进行双重控制的爆破二、爆炸的理论基础1、炸药爆炸的基本特征（爆炸三要素）：过程的放热性；过程的高速度并能自动传播；过程中生成大量气体产物。

2、炸药化学变化的基本形式：热分解、燃烧和爆轰。

三者在一定条件下可以互相转化。

3、燃烧的特征：①传播速度：每秒几毫米至几十米（低于炸药中声速），受外界压力影响大。

②传播性质：热传导、扩散、辐射。

③对外界的作用：燃烧点压力升高不大，在一定条件下才对周围介质产生爆破作用。

④产物运动方向：与波阵面的传播方向相反4、爆轰的特征：①每秒几百米之几千米（高于炸药中声速），受外界压力影响小。

②传播性质：冲击波。

③对外界的作用：爆炸点有剧烈的压力突跃，无需封闭系统便能对周围介质产生剧烈的爆破作用。

④产物运动方向：与波阵面的传播方向一致。

5、氧平衡：是研究氧与可燃元素的平衡问题，也就是研究炸药内含氧量是可燃元素完全氧化所需氧量之间的关系。

6、炸药根据氧平衡的关系可分为：正氧平衡炸药、零氧平衡炸药、负氧平衡炸药。

7、炸药的热化学参数：爆容（V o）：1kg炸药爆炸后所生成气体产物在标准状况下的体积称为炸药的爆容；爆热（Qv）：定量炸药在定容条件下爆炸时所放出的热量爆温（t）：炸药爆轰结束后，爆炸产物在炸药初始体积内达到热平衡后的温度称为爆温；爆速（D）：爆轰过程传播的速度称为爆速；爆压（p）：爆炸产物在炸药初始体积内达到热平衡后流体静压值称为爆压。

光面爆破是一种控制巷道轮廓较好的爆破方法，它是国内外广泛使用的一项新的爆破技术。

其主要优点是：巷道爆破后巷道成型规整，超挖量小；不产生或很少产生炮震裂缝，对围岩扰动小，利于巷道稳定；出渣量少、衬砌材料减少，经济合理。

因此，随着锚喷支护新工艺的推广使用，光面爆破已成为一种配套技术。

（一）光面爆破一般应达到如下三个标准（1）爆破后，周边留下的眼痕数应不少于其总数的50%；（2）超挖尺寸不得大于150mm，欠挖不得超过质量标准规定；（3）岩石上不应留有明显的炮震裂缝。

光面爆破的实质是：控制炸药的爆炸能量，减弱其对围岩的破坏作用，合理利用相邻周边眼爆炸冲击波的动力作用和爆破气体的静力作用，在其相邻周边眼的连线上产生有效的裂缝，将岩石切割破坏。

从上述光爆作用原理可知，为达到良好的光爆效果，必须合理选取光爆有关参数，如周边眼距、最小抵抗线、药卷直径、装药结构和起爆时间等。

（二）光面爆破参数（1）周边眼布置周边眼的最小抵抗线和眼距是光面爆破的两个主要参数，二者之间有一个合理的比例关系，并随岩石性质的不同而相应变动，同时还要考虑眼深和装药结构的影响。

根据试验，一般可依岩石情况不同，按下式选择K=E/W (3-12) 式中E——周边眼距，一般取400～600mm，在拱顶两侧(靠近拱基处)，岩石对爆破的夹制作用较大，眼间距应适当减少，在裂缝节理发育或层理明显的岩层中，眼距也应适当减少，同时还要减少装药量；W——最小抵抗线，mm；K——炮眼密集系数，一般取0.8～1.0，硬岩中取大值，软岩中取小值。

（2）药卷直径根据国内外经验，药卷直径与炮眼直径之比，在缓冲爆破作用方面，有着密切的关系。

小直径药卷不但其爆炸性能低，而且由于它与炮眼间有较大的空隙，缓冲了爆轰波对岩石的冲击作用，减轻了对围岩的震裂破坏程度。

关于不耦合系数，我国目前多采用的炮眼：直径在40～42mm左右，小药卷直径一般为25mm，因此不耦合系数为1.6。

随着炸药性能的改进，小药卷直径还可以变小(但不能小于该炸药的临界直径)，以便进一步提高光爆效果。

隧道光面爆破和预裂爆破的原理一、爆破原理1、光面爆破作用原理：光面爆破的破岩机理十分复杂，目前仍在探索中。

尽管在理论上还很成熟，但在定性分析方面已有共识。

一般认为炸药起爆时，对岩体产生两种效应，主要是爆炸气体膨胀做功所起的作用。

光面爆破是周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向四周作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，产生应力波德叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀令裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。

2、预裂爆破作原理：主要指预裂爆破成缝机理。

为了保证预裂爆破成功，首要的条件是不压坏预裂孔壁，其次是沿预孔连线方向成缝。

当炸药爆炸后，产生的冲击压力和高压气体的作用，将会使孔壁产生剧烈破坏。

要想不压坏孔壁必须采用不偶令装药法，即药包直径小于钻孔直径。

试验发现，当药包与孔壁之间存在空气间隙时，由于空气的缓冲作用，使孔壁所受压力大大降低。

试验得出，当不偶令系数M=2.5时，作用在炮孔内壁的最大切向应力只相当于不偶令系数为1时的大约1/16。

因此，完全有可能利用现有的常用炸药，用不偶令装药来降低孔壁压力，把几万个大气压降到每平方厘米只有几千或几百会斤的压力值。

当降低的压力值小于或极接近于岩石的极限抗压强度时，便可使孔壁不受爆破压缩破坏或者只受少量的振动。

在利用不偶令装药保证孔壁不受破坏的前提下，第二个条件就是怎样保证在预定的方向成缝。

实践经验证明，只需要调整相邻炮孔的距离或孔内装药量便可达到成缝的目的。

二、技术措施1、光面爆破的主要技术措施如下：（1）根据围岩特点，合理选定周边眼的间距和最小抵抗线，尽最大努力提高钻眼质量。

（2）严格控制周边眼的装药量，尽可能将药量沿眼大均匀分布。

（3）周边眼宜使用小直径药卷和低猛度、低爆速的炸药。

为满足装药结构要求，可借助导爆索（传爆线）来实现客气间隔装药。

（4）采用毫秒微差有序起爆。

光面爆破施工流程一、工艺原理炸药爆炸时，对岩体产生了两种效应：一是药卷爆炸瞬时高温高压气体形成的冲击波效应；二是爆炸气体膨胀做功所起的作用。

光面爆破是周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向其周围作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，则产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连接线的中点上，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸空气的膨胀进一步扩展，形成平整的爆破面。

光面爆破是通过选择爆破参数和合理的施工方法，达到爆破后壁面平整规则，轮廓线符合设计要求，同时减少对围岩扰动，保持围岩稳定的一种控制爆破技术.二、工艺流程1、光面爆破工艺流程工艺流程见光面爆破工艺流程图。

光面爆破工艺流程图2、光面爆破工艺⑴爆破设计爆破设讣的LI的在于避免超欠挖和达到预期的循环进尺，并尽可能节省工料消耗。

爆破设计的内容包括炮眼（掏槽眼、辅助眼、周边眼）的布置、数目、深度和角度，爆破器材、装药量和装药结构,起爆方法和爆破顺序，钻眼机具和钻眼要求等。

⑵放样布眼周边眼应沿隧道开挖轮廓线布置，保证开挖断面符合设计要求。

辅助炮眼交错均匀布置在周边眼与掏槽眼之间，力求爆破出的石块块度适合装磴的需要。

钻眼前，测量人员用红铅油准确地绘出开挖断面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，其误差不得超过5cm,并交付隧道队技术负责人。

⑶定位开眼按炮眼布置正确钻孔，掏槽眼和周边眼的钻孔精度要高，开眼误差控制在3cm和5cm以内。

⑷钻眼司钻工要熟悉炮眼布置，要能熟练地操纵凿岩机械，特别是钻周边眼，一定要山有较丰富经验的老钻工司钻，以确保周边眼准确的外插角，尽可能使两茬炮交界处台阶小于15cm。

同时，应根据眼口的位置、岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上.周边眼与辅助眼的眼底在同一垂直面上，掏槽眼应加深10cm。

炮眼的深度和角度应符合设计要求.掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm;辅助眼眼口排拒、行距误差均不得大于10cm：周边眼眼口位置误差不得大于5cm,眼底不得超出开挖断面轮廓线15cm。

光面爆破作用原理光面爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题，目前仍在探索之中。

尽管在理论上还不甚成熟，但在定性分析方面已有共识。

一般认为，炸药起爆时，对岩体产生两种效应；二是爆炸气体膨胀做功所起的作用。

光面爆破是周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向其四周作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，则产生应力波的叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀合裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。

1.2光面爆破的技术要点要使光面爆破取得良好效果，一般需掌握以下技术要点：1、根据围岩特点，合理选定周边眼的间距和最小抵抗线，尽最大努力提高钻眼质量。

2、严格控制周边眼的装药量，尽可能将药量沿眼长均匀分布。

3、周边眼宜使用小直径药卷和低猛度、低爆速的炸药。

为满足装药结构要求，可借助导爆索（传爆线）来实现空气间隔装药。

4、采用毫秒微差有序起爆。

要安排好开挖程序，使光面爆破具有良好的临空面。

5、边孔直径小于等于50mm。

2主要应用预裂爆破和光面爆破在坝基、边坡开挖中较多的运用。

光面爆破在隧道开挖中的运用尤其广泛。

2.1（一）成缝机理预裂爆破和光面爆破都要求沿设计轮廓产生规整的爆生裂缝面，两者成缝机理基本一致。

现以预裂缝为例论述它们的成缝机理。

预裂爆破采用不耦合装药结构，其特征是药包和孔壁间有环状空气间隔层，该空气间隔层的存在削减了作用在孔壁上的爆炸压力峰值。

因为岩石动抗压强度远大于抗拉强度，因此可以控制削减后的爆压不致使孔壁产生明显的压缩破坏，但切向拉应力能使炮孔四周产生径向裂纹。

加之孔与孔间彼此的聚能作用，使孔间连线产生应力集中，孔壁连线上的初始裂纹进一步发展，而滞后的高压气体的准静态作用，使沿缝产生气刃劈裂作用，使周边孔间连线上的裂纹全部贯通成缝。

2.2（二）质量控制标准1）开挖壁面岩石的完整性用岩壁上炮孔痕迹率来衡量，炮孔痕迹率也称半孔率，为开挖壁面上的炮孔痕迹总长与炮孔总长的百分比率。

光面爆破：光面爆破已被规定为在地下开挖工程中控制周边超挖的标准方法。

它不仅可以得到一个光滑的岩面，同时减少`了围岩中的裂隙，使随后的支护工程量得以减少。

这种方法是20世纪50-60年代由瑞典发展起来的，它不但适用于地下工程，也适用于露天开挖。

一．什么叫光面爆破：在主体岩石爆破后，沿设计轮廓线将爆破孔起爆的爆破方法称光面爆破。

二．光面爆破的基本作业方法：1．预留光爆层：预留设计的光爆层，隧道一般留60-80cm,露天一般留1.5-2.0m,它与孔径有关。

2．一次分段爆破法：主体石方爆破与光面爆破一起进行分段爆破，主爆孔先响，光爆孔后响。

它们的延迟时间一般选择为150-200ms。

三，光面爆破的优点、缺点：优点：1．减少超欠挖，节约工程成本。

2．开挖面完整，可以减少支护工作量，有利于后期作业。

3．露天光爆，环保效果好，对保留岩体破坏小。

缺点：钻孔工艺不当，要求钻孔水平高，钻孔量大，对钻孔人员素质要求高。

四．光面爆破与预裂爆破的区别：1．预裂孔先与主体石方起爆，而光面爆破是在主体石方爆破后起爆，所以预裂爆破的夹制作用大。

2．预裂爆破用药量大，光面爆破用药量小。

五．光面爆破适应条件：1．在坚硬岩石和整体性较好的软岩石中效果明显。

在不均匀岩体，构造发育的岩体中，虽然效果不明显，但对减轻围岩的破坏、超欠挖作用很大。

2．爆破方法的适用性：（1）大于1.5米深(浅孔)范围。

（2）露天深孔爆破。

（3）隧道、导流洞及地下开挖工程，铁、公路、场平等露天开挖工程。

六．光面爆破的设计原理与设计步骤：设计原理：光面爆破设计不仅要考虑周边孔，还必须同时严格控制靠近周边孔的主爆孔的装药。

设计原理：任何主爆孔产生的裂隙破坏区均不能超过周边孔的裂隙破坏区。

瑞典爆炸研究所利用的爆破振动速度计算经验公式：v=70Q0.7/R1.5V:振速,cm/s,Q:单孔药量,kg。

R：距离，m。

一般产生危险的振速范围是v=70-100cm/s。

设计步骤：1．收集资料：开挖断面的大小，循环进尺，岩石种类，构造和物理力学性质。

光面爆破作用原理
光面爆破，又译为光击破，是指用一种特殊的光子流体精心引导，可
以形成一个强力的光子流体攻击，用以突破重点建筑物、物体等物质之间
的隔离层或栅栏，实现战场毁灭和进攻的目标。

该技术实现的攻击方式，
与激光武器相似，都可以进行精准的攻击，但光面爆破可以更有效地释放
出大量的光能，使敌方受到的攻击更加有效。

光面爆破技术的基本原理是：当超强的激光束聚焦到一点上时，激光
的能量会在该点处爆炸，释放出的能物理现象，如热量、声音、电磁波等，都会产生化学反应，可以产生超高温和极大的爆破效果，从而打破物质之
间的隔离层或栅栏，实现攻击的目的。

光面爆破技术的发展主要取决于激光技术的发展。

激光技术可以提供
光子流体，用以把激光能量聚焦到指定目标上，从而形成强大的爆破效果。

将多个激光光源组合起来形成激光集群，可以达到更强大的爆破效果，以
达到更有效的攻击效果。

此外，为了实现更有效的攻击，还要进行精细的聚焦，用来确定激光
束瞄准的位置、聚焦点的大小等等，这样才能够达到最大的攻击效果。

另外，精确的控制激光辐射的强度和能量也是非常重要的，以保证实现最佳
的攻击。