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第25卷第5期 辽宁工程技术大学学报 2006年10月Vol.25 No.5 Journal of Liaoning Technical University Oct2006 收稿日期：2004-10-18基金项目：河南省高校杰出科研人才创新工程资助项目（2006KYCX012）；河南省科技攻关资助项目（0624210002）； 河南教育厅科技攻关基金资助项目（200510460005）作者简介：梁为民（1967-），男，河北 承德人，博士，副教授，主要从事爆破工程、岩土工程方面研究，Email ：liangwm@ 本文编校：赵 娜文章编号：1008-0562(2006)05-0702-03定向断裂控制爆破理论与技术应用梁为民1，2，杨小林2，余永强2，王金星2(1.总参工程兵 科研三所，河南 洛阳 471000 ；2.河南理工大学 土木工程学院，河南 焦作 454000)摘 要：基于定向断裂控制爆破技术参数的选取有别于普通光面爆破，研究了定向断裂控制爆破理论及应用成果。
分析了定向断裂控制爆破理论聚能装药结构和装药外壳切缝爆破技术定向导向缝成缝机理，提出了炸药爆炸能量随爆炸动静作用变化分配观点，指出定向断裂控制爆破实质是对炸药爆炸能量在介质中的作用加以控制的问题，研究新型装药结构，提高炸药爆炸的能量利用率和定向断裂方向的爆炸能流是改善定向断裂控制爆破效果的主要研究方向。
关键词：断裂控制；控制爆破；爆炸能量中图分类号：TD 235 文献标识码：AResearch on theory on directional fracture controlled blastingLIANG Wei-min 1,2，YANG Xiao-lin 2，YU Yong-qiang 2，WANG Jin-xin 2(1.The Third Engineering Institute of Headquarters of General Staff, Luoyang 471000, China;2.College of Civil Engineering, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, China )Abstract ：Base on the fact that the technical parameters of the direction fracture controlled blasting differ from those of the smooth-wall blasting, the theory and loaded constitution of the direction fracture controlled blasting are researched. In the paper, the mechanism of creating guide fracture of the cumulative blasting and the lancing cartridge blasting is analyzed. The allocating viewpoint of the blasting energy change with blasting is proposed. By analyses, the paper puts forward that the essential of directional fracture controlled blasting is the control of dynamite energy, and the new type of dynamite configuration that can increase dynamite energy-using ratio and explosion energy density in the fracture direction is the main research direction, Key words ：fracture control ；control blasting ；explosion energy0 引 言断裂控制爆破作为爆破领域的一个研究方向，现在从理论研究和技术发展上都有了很大的进展。
浅谈定向爆破技术在露天采矿工程中的应用摘要：在进行中定向爆破施工过程中，采用较适宜的采矿设备和起爆技术，选取精度高的起爆器材、合理的孔网参数和延期时间，并加强穿孔装药现场管理，提高了爆破效果。
本文主要探讨定向爆破技术在露天采矿工程中的应用。
关键词：定向爆破，露天采矿，工程在露天矿生产过程中，采矿的爆破工作是影响露天矿生产的一个重要环节。
良好的爆破效果，可以提高采掘效率，减少设备的磨损，为后续的采装和运输工作创造良好的条件，对强化露天开采，降低矿石成本，提高露天开采的经济效益等，都具有重要意义。
1定向断裂爆破原理利用ABS聚能管改变巷道周边眼的装药方式和方法，控制爆裂方向，即在周边眼装眼时，将炸药放在用ABS塑料制成的聚能管内，对炮眼实行不偶合装药，使聚能管本身对爆轰力产生瞬时抑制和导向作用，并通过切缝提供瞬态卸压空间，使爆轰压力在切缝处形成高能流，集中在巷道轮廓线方向定向传导释放，使其沿巷道轮廓线方向优先产生裂隙并定向扩展，使周边眼眼孔之间形成贯穿裂隙，达到定向断裂目的。
定向断裂爆破技术是在不改变原有的设备配置及施工工艺的情况下，改变光面爆破周边眼参数及装药结构，实现岩巷掘进周边定向断裂控制，提高光面爆破质量。
所谓定向爆破(directional blasting)是严格控制爆破作用方向，使介质按指定的方向抛至并堆积在预定的位置上的爆破技术。
定向爆破的基本原理是：药包爆炸时土岩介质将沿着药包中心至自由表面的员短距离的方向。
也就是沿着最小抵抗线的方向抛出。
因而设法控制最小抵抗线的方向，并将介质抛掷指定的方向和位置，就可达到定向爆破的预期目标。
2定向爆破施工工艺2.1爆破参数确定爆破参数确定的依据。
爆破参数的确定应满足有较高爆破效率，爆破后巷道的轮廓应符合设计和施工的要求，岩面不应有炮震裂隙。
崩落的岩石不抛掷太远，块度均匀，岩堆集中，有利于打眼与装岩平行作业和单行作业。
2.2严格按爆破图表布置周边眼要求周边眼够深和抵抗均匀，角度平均，保持眼底落在同一平面上。
试验研究中深孔定向断裂爆破技术参数确定与应用张长根 宇黎亮 黄汉富 赵金旺 王安舍(山西潞安矿务局)摘 要 分析了定向断裂爆破的原理,提出了中深孔定向断裂爆破的合理技术参数,并结合王庄煤矿的实际情况进行了有效的应用。
关键词 开拓巷道 毫秒爆破 定向断裂在煤矿岩巷掘进中,采用中深孔定向断裂爆破技术,将浅孔爆破(小于1 8m)改为中深孔爆破(2m~3m),周边眼采用切缝药包定向断裂爆破,减少对岩巷围岩的破坏,提高施工速度和质量,降低成本。
其爆破效果和质量的获得是以选定合理爆破参数、采用缓冲装药结构等措施来实现的。
1 切缝药包定向断裂爆破机理在切缝药包爆破中,由于切缝管的作用,沿切缝方向的孔壁直接受到爆炸冲击波的作用,在爆炸的动作用过程中,沿切缝方向孔壁处优先产生预裂隙,同时也抑制了动作用对其它方向的作用,在孔壁处产生定向裂隙,起到断裂导向的作用;高压的爆轰气体立即向切缝方向聚集,造成切缝方向的能流集中,速度加大,该方向的裂缝优先于其它方向扩展延深,消除了爆破贯通裂缝分维分形启裂和扩展的随机性,提高了断裂壁面的光滑程度,使岩面的不整度明显降低,断裂壁面所需能量减少。
此外,切缝外壳起着阻挡作用,使炸药爆炸后保持一个较高的爆轰气压,同时外壳对爆生气体的径向膨胀又有一定的限制作用,使爆生气体在装药空间内保留的时间相对延长,使裂缝扩展的时间延长,从而增大定向断裂爆破炮孔的间距。
切缝药包定向断裂爆破技术有三个主要特点:一是不需要事先减弱炮孔周围的力学强度,可不必象切槽炮孔需要开槽钻具而带来的麻烦,它简单方便,具有良好的能量集中和定向断裂作用;二是炮孔间距增大;三是周边成形规整,不平整度明显减少。
2 技术参数确定采用切缝药包来控制断裂面形成的中深孔定向断裂爆破技术,其效果的好坏取决于以下参数。
2 1 药包切缝宽度在一定装药条件下,药包切缝宽度有一个合适值。
如果切缝宽度太小,则动作用对孔壁的直接作用减弱,如果切缝宽度太大,则动作用对孔壁作用范围增大。
定向控制断裂爆破技术的研究定向控制断裂爆破技术是指在爆破作业中，根据作业规模、施工现场环境、爆破技术要求和施工安全等多种因素，利用布雷原理、炸药类型及爆破方法等，采取的爆破技术，以达到获得满意的结果。
定向控制断裂爆破技术有助于减少施工成本，提高爆破效果，并有助于减少爆破施工带来的环境污染。
定向控制断裂爆破技术的研究也是当前施工技术研究的重点。
具体研究内容包括两个部分：一是炸药力学特性研究，即研究不同炸药类型、不同配量对应爆破效果的影响；二是爆破施工工艺研究，即研究不同爆破方式、爆破时间序列以及定向控制断裂爆破技术下爆破效果的影响。
要研究定向控制断裂爆破技术，就必须掌握分析爆破过程中的物理机理和施工工艺的基本原理，实现爆破的精确控制。
首先，基于炸药特性，分析和预测炸药开爆后受力分布状态，从而进行断裂设计，满足爆破施工要求。
其次，通过试验确定爆破施工参数，如炸药型号、配量、安装方式，钻孔等，确保爆破施工的安全性及准确性。
最后，结合施工现场的实际情况，设计定向控制断裂爆破爆破工艺，从而获得理想的爆破效果。
定向控制断裂爆破技术的研究不仅包括爆破等物理机理的研究，还包括安全管理、爆破施工质量控制、爆破施工安全评估等研究内容。
具体而言，定向控制断裂爆破研究应充分考虑施工现场、爆破施工过程等安全性因素，推广应用爆破事故的预防措施，从而控制断裂爆破施工的安全性。
此外，定向控制断裂爆破技术的研究还应关注爆破施工质量的控制。
爆破施工质量可以通过严格控制施工参数、定期检查爆破效果以及不断改进施工工艺等来实现。
同时，要求爆破施工人员对施工现场环境有全面深刻的认识，详细分析每一环节以及爆破施工的具体情况，以最大限度确保施工质量。
总之，定向控制断裂爆破技术的研究，不仅需要研究其物理机理，还需要重视爆破施工的安全性和质量控制，从而获得满意的爆破效果。
只有充分考虑安全性、施工质量及施工实际情况，才能保证定向控制断裂爆破技术在施工中的实施效果。
切缝药包定向断裂爆破技术在岩巷中的应用田运生1 田会礼1 杨仁树2 杨永琦2(1河北建筑科技学院资源系,邯郸,056038;2中国矿业大学北京研究生部,100083) 摘 要 根据切缝药包定向断裂爆破机理,介绍了切缝药包的制作及其施工工艺。
通过在云岗矿200m巷道施工中的应用,定向槽切缝药包的定向断裂控制爆破技术得到进一步完善和发展。
关键词 切缝药包 定向断裂爆破 应用1 概 述 目前,在岩巷施工中仍普遍存在着较严重的超欠挖现象,直接影响着岩巷成型质量和单进水平的提高。
因此,近年来许多专家学者致力于研究岩石炮孔的定向断裂控制爆破技术,提出了切槽孔爆破、异型药包爆破和切缝药包爆破3种有效控制断裂面的方法。
其中切缝药包爆破在岩巷实际应用中更显示了其优越性。
自1986年开始研究切缝药包以来,在完成了切缝药包合理结构参数试验后,在大黄山矿进行了初次试验,取得了良好的光爆效果。
1993年在改进了药包外壳材料后,又在大同马脊梁矿进行了43个正规循环作业,眼深2.45m,炮眼利用率达94%,周边眼痕率达83.6%,单位炸药和雷管消耗分别降低25%和37%〔1〕。
切缝药包爆破方法简单,易于实现,在要求达到精确控制断裂面的爆破工程上,更有其良好的应用前景。
2 切缝药包定向断裂爆破机理 在相同试验条件下,采用切缝药包定向断裂爆破炮孔周围应力场不同于光爆孔,装药能量将发生转化,沿切缝方向将产生能量集中,而相应地会减少炮孔其它方向的爆炸作用。
这是由于对准切缝处的孔壁,在爆炸后空腔内尚未形成均布压强,而是由于冲击波的动作用使孔壁产生微小的径向裂缝,能流密度集中于较小范围。
与此同时,由于爆生气体的准静作用,使因动作用下已形成的径向裂缝继续扩展。
此外,由于有切缝外壳,也增强了定向断裂爆破效果。
当爆轰波直接作用于外壳时,除产生透射波外,尚有向爆炸中心反射的压缩波,透射波外壳中的冲击波经过环形空间衰减后再作用于孔壁,由于外壳的阻挡作用,使炸药爆炸后保持较高的爆轰压力,对爆生气体的径向膨胀又起着限制作用,延长了爆生气体在装药空间的滞留时间,而对准切缝方向无外壳阻挡部分,爆生气体即向切缝方向聚集,能流速度加大,增强了切缝药包定向爆破效果〔2〕。
定向断裂爆破在金佳矿井的应用在盘江集团松河公司金佳矿井+1721m水平运输大巷F=4-6的围岩中，采用定向断裂爆破施工，取得良好效果。
标签：定向断裂爆破聚能药卷应用1 概述钻眼爆破工作是巷道掘进的最主要工序，它对巷道的规格、质量、掘进速度、工效、支护效果及成本，都有很大的影响。
在锚喷巷道中，如何有效地钻眼爆破，破碎岩石，保证巷道成形，减少巷道开挖量，提高工效和降低支护成本等问题就成了一个关键因素。
2008年3月，在金佳矿井+1721m水平运输大巷进行的定向断裂爆破锚喷支护相结合的施工，取得了良好的效果。
2 施工巷道的地质概况及技术特征+1721m水平运输大巷位于22#煤层底板，其围岩以泥岩、粉砂岩和细砂岩为主，较为稳定，岩石普氏系数M=4-6。
该巷为半圆拱形断面，其掘进高度 3.82m，掘进宽度 4.84m，掘进断面积16m2，采用长度1800mm螺纹钢树脂锚杆+喷砼支护，锚杆间排距：800×800mm，喷砼厚度120mm，强度等级C20。
3 定向断裂爆破原理及主要参数定向断裂爆破技术是采用在预先加工好的聚能管内放置药卷及雷管，利用管上的聚能缝控制爆炸能量沿着巷道轮廓线方向优先释放，形成引导裂纹，并提供足够的应变能来维持裂纹以理想的速度传播，而不至于分叉。
在非聚能方向，由于稀疏波作用及时爆生气体的缓冲作用，抑制了其它方向裂紋的扩展。
从而保证巷道周边成形质量，减少超欠挖方量，保护了围岩的稳定性。
聚能管采用外径40mm的PUC管制作(见图1)，管长400mm，每管内装2个药卷和一个电雷管，正向装药，炮孔直径为43mm。
掏槽眼、辅助眼及二圈眼仍采用原有爆破参数，采用定向断裂爆破技术，只是将周边眼间距由光爆时的350mm加大到600mm，减少炮眼数目8个。
炮孔深度1500mm，循环进尺1.4m。
具体爆破参数参照表1。
4 应用效果比较采用定向断裂爆破技术同原使用的光面爆破施工进行比较，发现定向断裂爆破的优越性在于：①减少炮眼数目。
定向断裂爆破技术在车集矿的推广应用李文生(河南矿业建设工程第一公司,永城,476612) 摘 要 定向断裂爆破技术是利用聚能管改变巷道周边眼装药结构,爆破时,利用聚能作用控制裂隙的方向和数量,以获得较好的爆破效果的技术;它与传统的光面爆破技术有较大的差别。
经过近1a 的推广应用,已经取得了显著的效果。
实践证明,这种爆破技术减少了对围岩的破坏,提高了巷道的成形质量,降低了材料消耗,有利于提高掘进速度和降低工程成本。
关键词 定向断裂爆破 效益 推广应用 近年来,车集矿井在岩巷施工中,广泛采用光面爆破技术,取得了较好的经济效益和较理想的爆破效果。
但是,由于光爆参数、装药结构和光爆专用炸药等方面尚存在问题,巷道成形质量还不理想,仍存在超欠挖和周边不平整现象。
为了解决施工中存在的上述问题,1996-07-06～08-12中国矿业大学北京研究生部在车集矿-550m 水平北翼运输大巷、南翼运输大巷、南翼人车线和井底车场环行绕道4个掘进工作面推广应用定向断裂爆破新技术,均取得比较理想的效果。
定向断裂爆破技术的原理,就是改变巷道周边眼的装药方式和方法,爆破时利用聚能管的聚能作用来控制裂隙的数量和发展方向,以获得较好的爆破效果。
它与传统光面爆破技术有较大的区别。
它减少了对围岩的破坏,提高了巷道成形质量,降低了材料消耗。
同时,由于采用深孔爆破,提高了循环进尺,减少了辅助工序,掘进速度有明显提高,降低了掘进成本,技术经济效益十分显著。
使用该技术后,车集矿-550m 水平运输大巷在1996年10月至1997年1月期间,创造了平均单孔月进110m 、最高单孔月进125m 的好成绩,且-550m 水平运输大巷于1997-05-15提前1个月贯通。
现在该技术已在车集矿岩巷施工中普遍推广应用,均取得预期效果。
1 工程与地质概况 试验地点为-550m 水平北翼运输大巷。
大巷设计为半圆拱形断面,锚喷支护,巷道净宽4.4m ,净高3.8m,直墙高度为1.6m,喷混凝土厚度为120mm ,掘进断面15.8m 2,净断面14.6m 2。
收稿日期:2004-09-07作者简介:田运生(1961-),男,副教授,北京科技大学在读博士,主要从事工程爆破教学和科研工作。
定向断裂控制爆破理论分析及现场应用田运生1,田会礼1,杨永琦2(1 河北工程学院,河北邯郸 056038;2 中国矿业大学北京校区,北京 100083)摘 要:基于断裂动力学理论,文章论述了切缝药包定向断裂控制爆破炮孔间贯通裂纹形成的机理。
按照切缝药包定向断裂控制爆破参数计算公式确定的炮孔间距和装药量,经现场实际应用证明是有效的和合理的。
关键词:岩石爆破;定向断裂;控制爆破;爆破参数中图分类号:TD235 4 文献标识码:B 文章编号:1671-0959(2005)03 0051 03Theory analysis of directional split of rock by controlled blasting and practical applicationTIAN Yun sheng 1,T IAN Hui li 1,YANG Yong qi 2(1 Hebei University of Engineering,Handan 056038,China;2 Beijing Campus of China Universi ty of M ining and T echnology,Beijing 100083,China)Abstract:Based on the theory of dynam ic fracture mechanics,the mechanism of crack forming among shot holes in the directional split of rock by controlled blasting is ex pounded.Equations for calculation parameter of directional split of rock by controlled blasting are used to determine the hole spacing and ex plosive charge,it is effective and reasonable in practice.Keywords:rock blasting;direction splitting;controlled blasting;blasting parameter为了使开挖巷道能得到规整的轮廓、减小爆破超挖量、降低围岩的损伤程度,以利于围岩的稳定,在岩巷掘进的周边眼爆破中可以采用定向断裂控制爆破技术。
定向控制断裂爆破技术的研究断裂爆破技术是一种用爆炸能量来控制地下岩石断裂的技术，广泛应用于矿山、建筑、隧道等领域。
定向控制断裂爆破技术则是在传统断裂爆破技术基础上，引入了定向控制的概念，旨在进一步提高爆破效果和降低环境影响。
本文将探讨定向控制断裂爆破技术的研究内容、应用前景和存在的问题。
首先，需要对岩石的物理力学性质进行研究，包括其抗压强度、抗拉强度、弹性模量等参数。
这些参数的研究将为断裂爆破参数的选择提供基础。
其次，需要研究爆破药剂的选择和调整。
传统断裂爆破技术中通常使用炸药作为爆破药剂，但炸药的爆炸能量难以掌控。
因此，在定向控制断裂爆破技术中，研究人员需要尝试使用新型的爆破药剂，如高能炸药、热释放材料等，以获得更好的爆破效果。
另外，需要研究合适的爆破参数，包括装药量、孔距、孔深等参数。
这些参数的选择将直接影响断裂爆破的效果。
因此，研究人员需要通过试验和模拟分析等手段，寻找最佳的爆破参数组合。
此外，还需要研究爆破震动的传播规律。
爆破震动会对周围环境产生一定的影响，如地震、噪音等。
因此，了解爆破震动的传播规律，选择合适的爆破技术和参数，将能够减小爆破对周围环境的影响。
定向控制断裂爆破技术具有广阔的应用前景。
首先，在矿山开采中，定向控制断裂爆破技术可以提高爆破效率，减少爆破成本。
其次，在建筑工程中，该技术可以用于爆破拆除建筑物和岩石，提高工程进度和效率。
此外，在隧道建设中，使用定向控制断裂爆破技术可以减小对周围岩石的破坏，提高施工质量。
不过，定向控制断裂爆破技术也面临一些问题。
首先，由于岩石的物理性质和地质条件的差异，针对不同地区和不同场景的断裂爆破技术需要进行不同的研究和设计，这给技术的推广应用带来一定的困难。
其次，定向控制断裂爆破技术在实际应用中还存在一定的安全隐患，如控制失灵、设备故障等。
因此，在研究的同时，需要持续加强技术的安全性和可靠性。
综上所述，定向控制断裂爆破技术是一种有着广泛应用前景的技术，但在实际应用中还存在一些问题需要解决。
定向断裂控制爆破技术的应用
摘要：文中介绍了岩石定向断裂控制爆破技术的研究成果, 提出爆破参数的设计要点,及其操作要点
关键词：爆破技术断裂裂纹
中图分类号： p633.2文献标识码： a 文章编号：
前言
在爆破作用的前期控制微裂纹的数量和优势的发展方向, 在实际应用中还不能消除对巷道周边围岩的破坏, 仍存在一些较严重的超欠挖现象, 浪费大量爆破和喷浆材料, 影响掘进效率, 增加工程成本。
采用聚能管改变周边眼装药方式和方法的定向断裂控制爆破技术克服了以上不足。
( 1)传统的光面爆破对围岩有较大的破坏作用, 普遍存在巷道成形效果差, 围岩破坏严重, 严重影响岩巷掘进的循环进尺及岩巷掘进成本。
( 2)应用岩巷定向断裂控制爆破技术, 合理确定周边眼的眼距和装药量, 通过科学合理的施工组织, 可有效地控制巷道成形, 保护围岩, 并降低工程成本, 加快工程进度。
一、技术原理
( 1)传统的光面爆破对围岩有较大的破坏作用, 普遍存在巷道成形效果差, 围岩破坏严重, 严重影响岩巷掘进的循环进尺及岩巷掘进成本。
( 2)应用岩巷定向断裂控制爆破技术, 合理确定周边眼的眼距和
装药量, 通过科学合理的施工组织, 可有效地控制巷道成形, 保
护围岩, 并降低工程成本, 加快工程进度。
在爆破作用的前期控制微裂纹的数量和优势的发展方向, 在实
际应用中还不能消除对巷道周边围岩的破坏, 仍存在一些较严重
的超欠挖现象, 浪费大量爆破和喷浆材料, 影响掘进效率, 增加
工程成本。
采用聚能管改变周边眼装药方式和方法的定向断裂控制爆破技术克服了以上不足。
定向断裂控制爆破技术原理, 就是利用聚能管改变巷道周边眼装药方式及方法, 以获得好的爆破效果。
即在周边眼装药时, 将炸药放在利用abs 塑料制成的聚能管内, 对
炮孔实行不耦合装药, 使聚能管本身对爆轰力产生瞬时抑制和导
向作用, 并通过切缝提供瞬态卸压空间, 使爆轰压力在切缝处形
成高能流, 集中在巷道轮廓线方向优先产生裂隙并定向扩展, 形
成断裂面, 从而实现周边眼的控制爆破获得良好的爆破效果。
二、切缝药包定向断裂控制爆破机理
把药卷装入具有一定密度和强度, 且开有不同角度、不同宽度和大小切缝或切槽的外壳套管内, 就制成了切缝药包。
其实质是在炸药爆炸后, 利用切缝或切槽控制爆炸应力场的分布, 使爆生气体
对岩石介质产生尖劈作用。
利用药包外壳在爆轰产物高压作用阶段产生的局部集中应力来控制预定区域内径向裂缝的发展。
所以, 药包外壳的作用是在炮孔壁周围形成不均匀的应力分布, 在切缝方
向产生应力突变, 使预定方向上的介质生成裂缝。
切缝药包爆炸时, 爆轰产物直接冲击外壳表面, 由于外壳的密度比爆轰波阵面上产
物的密度大, 并且外壳的压缩性比爆轰产物的压缩性小, 所以,
除了切缝处外, 爆轰表面都将发生反射, 而在切缝方向的爆轰产
物遇到外壳内产物直接冲出外壳, 高速、高温和高压的能量集中的射流定向作用在切缝方向的炮孔壁上。
若其冲量密度大于被爆介质的临界冲量密度, 则在炮孔壁上产生破裂。
在切缝方向初始裂纹形成之后, 炮孔周壁介质内得到应力松弛, 在一定程度上抑制了其
它方向上裂纹的形成。
定向初始裂纹形成之后, 在爆生气体作用下, 初始裂纹尖端形成应力集中, 当其动态应力强度因子超过介质的
动态断裂韧性时, 裂纹便继续扩展, 介质呈脆性断裂。
因此,对于
一定的炸药, 当改变装药的约束形式和偶合介质特性时, 炸药能
量的作用和分布将随之改变, 从而形成能量释放和作用的加强区、减弱区, 切缝药包外壳的作用正是改变了爆轰气体对炮孔壁作用
初始阶段的均衡性。
定向断裂控制爆破均采用不偶合装药, 目的是为了减弱爆炸冲击压力对孔壁产生的破坏作用。
由于孔壁与装药间存在一定的间隙, 高温、高压的爆生气体将有一个膨胀过程, 当其膨胀到孔壁时, 必然受到一定程度的衰减, 使其作用在孔壁上的
压力降低, 避免孔壁上产生多条裂缝。
三、定向断裂的爆破控制方法
其归纳起来主要有两种类型: 一是改变炮孔形状, 如采用切槽
孔或在炮孔两侧设置小直径空孔导向;
二是改变装药结构, 如采用聚能装药或在药卷外套上有利于能
量集中作用的切缝或切槽外壳。
这些方法的根本特征是通过改变爆
炸能量释放的各向均匀性来实现爆炸力的相对集中作用。
本文主要介绍在岩石巷道施工中应用效果好的切缝药包定向断裂控制爆破技术。
切缝药包套管中药卷爆炸后, 由于切缝的存在,沿切缝方向的孔壁将直接受到爆炸冲击波的作用, 在爆炸的动作用过程中, 沿切缝方向孔壁处优先产生预裂隙, 爆生气体的静作用,
四、炮孔壁开裂条件
从开裂缝形成特点可知, 切缝药包装药结构条件下的炮孔壁开裂的原因在于切缝处岩体在压力突变处发生了断裂破坏。
其破坏除了有可能发生因环向拉应力dh引起的拉断破坏外, 同时还有可能因孔壁压力差形成的径向剪应力而造成的剪断破坏。
五、切缝药包工艺设计与特点切缝药包的工艺设计主要是装药套管的加工和装药工艺。
首先根据炮眼长度和装药量确定套管长度, 根据炮眼直径选择套管直径, 然后将截好的套管铣出合适的切缝, 需要时在装药地点或在井下将药卷放入切缝套管中。
放炮工装炮头时, 直接将雷管插入切缝药包内, 待全部工作面炮眼钻凿完后, 将切缝药包直接装入周边眼孔中, 使套管切缝对准巷道轮廓线方向。
应用结果表明: 采用切缝药包定向断裂爆破技术, 对凿岩没有特殊要求, 也不需要改变通常的凿岩爆破工序, 只需要在炮孔内装入预先加工好的切缝药包即可, 而且切缝药包结构简单, 制作方便, 因此, 适合现场应用。
六、切缝药包破岩效果影响因素分析
1通过不同切缝宽度下的模型实验, 从裂纹扩展的速度, 裂纹扩
展尖端的应力强度因子和最终所形成的裂纹总长度来看, 当切缝
宽度为为0.3mm时定向断裂效果最好, 若切缝宽度过小或稍大, 虽然也能达到定向断裂的爆破效果, 但在非切缝方向却产生了较多
的次裂纹, 这对于在岩巷周边控制爆破中保护围岩稳定性是不利的。
这些次裂纹与岩体本身的裂隙, 层理相交则不可避免地要影响周边成形效果。
当切缝宽度为为0.15mm时, 次裂纹数有14 条以上, 这些次裂纹的长度约为炮孔半径的2-5 倍; 当切缝宽度为为1.4mm 时, 次裂纹数虽为4 条, 但最长的次裂纹约为炮孔半径的8倍; 当切缝宽度为为0.3 mm时, 次裂纹仅出现2 条, 其中1 条还是基本沿切缝方向的, 而且这2 条次裂纹的长度也非常小。
因此, 选择合适的切缝宽度不仅能沿切缝方向产生较长的裂纹, 而且可使非切
缝方向的次裂纹的数目减少, 长度减小。
2切缝药管装填误差对爆破成形的影响由于套管切缝即为炮孔的裂纹产生方向, 因此, 如果套管的切缝方向在装入炮孔不能对准
巷道轮廓线, 则必然方向影响其爆破成形。
如果炮眼较深, 套管较短时, 在装填过程中切缝药管不可避免地要发生转动, 影响其爆
破效果。
因此, 作者在云冈矿使用期间, 为了避免上述问题, 对套管加了一个定向槽。
定向槽与切缝垂直。
在装药时, 用一个专用炮棍插到定向槽中, 控制其方向, 达到了预期爆破效果。
七、结束语
切缝药包定向断裂爆破是一种较实用的控制裂隙产生、扩展和止裂的方法, 可以精确控制断裂效果, 提高眼痕率和炮眼利用率;
对凿岩没有特殊要求, 也不影响现行的凿岩和爆破工序; 减小了对围岩的破坏, 有利于锚喷支护。
切缝药包结构简单, 取材、制作方便, 适合现场应用, 在现有设备和操作技术水平下便可实施, 具有广阔的推广应用前景。
参考文献：
[1] 姜有.岩巷定向断裂爆破施工技术[j]. 东北煤炭技术. 1999(02)
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