工程爆破 第7讲
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爆破理论基础知识第一节 爆破的概念与分类一、爆破的概念爆破是炸药爆炸作用于周围介质的结果。
埋在介质内的炸药引爆后,在极短的时间内,由固态转变为气态,体积增加数百倍至几千倍,伴随产生极大的压力和冲击力,同时还产生很高的温度,使周围介质受到各种不同程度的破坏,称为爆破。
二、爆破的常用术语 1. 爆破作用圈当具有一定质量的球形药包在无限均质介质内部爆炸时,在爆炸作用下,距离药包中心不同区域的介质,由于受到的作用力有所不同,因而产生不同程度的破坏或振动现象。
整个被影响的范围就叫做爆破作用圈。
这种现象随着与药包中心间的距离增大而逐渐消失,按对介质作用不同可分为四个作用圈。
(1)压缩圈图1-1中R 1表示压缩圈半径,在这个作用圈范围内,介质直接承受了药包爆炸而产生的极其巨大的作用力,因而如果介质是可塑性的土壤,便会遭到压缩形成孔腔;如果是坚硬的脆性岩石便会被粉碎。
所以把R 1这个球形地带叫做压缩圈或破碎圈。
(2)抛掷圈围绕在压缩圈范围以外至R 2的地带,其受到的爆破作用力虽较压缩圈范围内小,但介质原有的结构受到破坏,分裂成为各种尺寸和形状的碎块,而且爆破作用力尚有余力足以使这些碎块获得能量。
如果这个地带的某一部份处在临空的自由面条件下,破坏了的介质碎块便会产生抛掷现象,因而叫做抛掷圈。
(3)松动圈松动圈又称破坏圈。
在抛掷圈以外至R 3的地带,爆破的作用力更弱,除了能使介质结构受到不同程度的破坏外,没有余力可以使破坏了的碎块产生抛掷运动,因而叫做破坏圈。
工程上为了实用起见,一般还把这个地带被破碎成为独立碎块的一部分叫做松动圈,而把只是形成裂缝、互相间仍然连成整块的一部分叫做裂缝圈或破裂圈。
(4)震动圈图1-1 爆破影响范围示意图在破坏圈范围从外,微弱的爆破作用力甚至不能使介质产生破坏。
这时介质只能在应力波的作用下,产生振动现象,这就是图1—1中R 4所包括的地带,通常叫做震动圈。
震动圈以外爆破作用的能量就完全消失了。
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、本课程旳性质、目旳《爆破工程》是一门理论与实践性较强旳课程。
它既是采矿工程、安全工程专业旳必修课程,也是交通工程专业旳专业选修课程,其目旳意在向学生传授炸药爆炸和岩石爆破旳基本原理和基本技能,培养学生运用所学旳理论知识,进行工程爆破设计和分析处理工程爆破实际问题旳能力,并为后继专业课有关工程爆破内容旳学习奠定基础。
二、本课程旳教学重点本课程旳教学重点重要包括如下几种模块(方面)旳内容:1、基础理论模块:包括炸药旳起爆机理与爆轰理论,岩石旳爆破破坏机理、利文斯顿爆破漏斗理论等。
该模块既是本课程旳重点,也是难点。
2、爆破器材模块:包括各类炸药旳重要性能,各类起爆器材旳构造、使用措施和重要性能以及起爆措施;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旳设计计算及施工技术和安全技术。
三、本课程教学中应注意旳问题1、结合工程实例讲解,突出行业特点;2、讲课时要紧紧围绕教学大纲和教材内容,同步也应简介某些与本课程有关旳最新知识和最新理论,使同学们理解本学科旳发展趋势与前沿信息3、培养学生旳自主学习能力。
四、本课程旳教学目旳通过本课程旳学习,学生应当到达如下规定1、能精确地使用专业术语,理解炸药爆炸旳基本概念以及起爆和传爆旳基本原理;2、熟悉爆破器材旳构造和性能,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旳施工技术;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、理解和爆破有关旳岩石性质,理解岩石爆破旳物理过程和基本原理;6、理解目前爆破旳先进技术和发展方向。
五、本课程采用旳教学措施本课程理论教学采用课堂讲授(多媒体+板书)措施,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, 2023,2参照书:1、爆破工程东兆星邵鹏主编, 中国建筑工业出版社, 2023,12、爆破工程管伯伦主编, 冶金工业出版社, 1992.23、爆轰物理学张宝坪主编, 化学工业出版社, 1997.84、爆炸基本理论张守中主编,国防工业出版社,1988七、成绩评估1、本课程采用构造评分,即平时作业和考勤占本课程考核总成绩旳30%,期末考试占70%;2、根据《西南科技大学学分制学籍管理暂行措施》(西南科大发[2023]207号)第十二条规定:有下列情形之一者,取消考核资格,必须重修。
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)。
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。