微差爆破作用原理

宽孔距微差爆破机理及其合理的孔距与排距爆破工程是一种利用爆炸作用进行矿山、建筑物构造物的拆除与开采的技术，其环保、高效的特点使得其在现代矿山、建筑领域中得到广泛的应用。

而宽孔距微差爆破技术又是在爆破工程中的重要分支之一，它的主要特点是爆剂占比较少，能够减少破碎岩体的颗粒含量，提高爆破效率，降低能量损失及噪音污染等不良影响。

本文将从爆破的机理、宽孔距微差爆破的原理、合理的孔距与排距等方面进行探讨。

一、宽孔距微差爆破机理爆炸时，火药等爆炸物会迅速释放巨大的能量，使岩石发生瞬间破碎，生成大量碎石、岩屑。

火药等爆炸物的爆炸释放有两个主要因素：一是爆炸物的能量大小，二是爆炸物与岩石的接触面积。

在实际的爆破工程中，爆炸物的能量大小主要由火药等爆炸物的用量决定，而与破碎效率密切相关的，是爆炸物与岩石的接触面积。

在爆破工程中，基本上所有的爆破都是通过做孔来实现的。

孔的形状大小和空间布局对于爆炸物与岩石的接触面积是至关重要的，因此宽孔距微差爆破的核心理念就是“让每一发爆炸物的作用最大化”。

应用宽孔距微差爆破技术的方法是设置相对分散的微差孔距，这样可以在短时间内，使爆炸物在不同的角度、不同的方向上与岩石表面接触，形成大量的接触面积，从而使爆炸能量能够更加有效地传递到岩石中心。

同时，在孔中安装爆炸物的远离孔壁和孔心，既能够减小破碎面积又能提高质量。

宽孔距微差爆破的原理在于优化孔的排布和爆炸物的种类，从而使作用在岩石上的爆破能量最大化。

为提高爆炸能量利用率，必须合理分布微差孔距。

微差爆破是根据岩石的力学性质，把精心设计的爆破方案过程中应力作用的差异利用起来，以达到整个方案的最优化。

宽孔距微差爆破的实现需要考虑下列因素：1. 爆炸物的类型和大小不同的岩石抵抗力不同，在设计爆破方案时需要选择合适大小的爆炸物，从而确保在短时间内将最大的能量传递给岩石。

2. 孔距和排距孔距是指爆炸物相对的离散度，并不是说孔距的大小就越好。

宽孔距微差爆破中，孔距的合理选取应该是以爆炸物的性质、岩石性质、断层情况及岩体状态等为基础，选取合理的孔距。

多排微差挤压深孔爆破工法多排微差挤压深孔爆破技术，近年来得到了迅速的发展和广泛的采用，而将塑料导爆管非电毫秒起爆系统用于多排微差挤压深孔爆破，则使爆破网路更加简便，延期间隔时间更加准确，爆破地震和飞石能得到进一步的控制，可得到理想的爆破效果。

一、特点多排微差挤压爆破技术能充分利用爆破的能量和岩体的动能，改善爆破效果。

采用塑料导爆管非电毫秒雷管起爆系统组成的孔外延期爆破网路，解决了原来毫秒电雷管段别不够，高段别毫秒延期雷管延期时间长、精度低的矛盾，这种网路不仅一次可以起爆任意排数，而且排与排之间延期时间精确，绝对不会串段。

还可以根据需要实施连续钻孔连续爆破。

二、适用范围适用于各种岩层条件下的露天石方拉槽和台阶深孔爆破工程。

三、材料性能1.塑料导爆管非电毫秒雷管起爆系统塑料导爆管的爆轰速度为1950±50m/s，管的内壁药量16±2mg/m，在常温下的抗拉力不低于100N 。

对于抗电、抗火、抗冲击、抗水等其它性能均应符合质量要求。

1~5段非电毫秒雷管及其延期秒量见表14-1。

雷管的表面不允许有浮药、锈蚀、裂纹，塑料塞与导爆管组装不允许松动或脱出。

导爆管末端应封闭，导爆管管壁不允许有破洞。

表1网路连结用的传爆元件如：塑料联通管、塑料套管接头等元件，均应符合质量要求，以确保起爆系统的性能可靠。

2.炸药一般采用2号岩石硝铵炸药，其性能及指标见表14-2。

如果采用孔化胺磺防水炸药或其它品种炸药时，若性能鉴定认为合格也可使用。

四、工艺原理利用二个段别的非电毫秒雷管，构成任意排数孔外或孔内外延期的相结合的塑料导爆管微差起爆网路。

前排孔爆破作用在四周岩石中产生的应力波尚未消失时，后排孔立即起爆两组爆破的应力波叠加，加强了破碎效果；前排孔爆落的岩石飞起尚未飞散回落时，后排孔爆下的岩石也向刚形成的自由面方向飞散，但前后排孔爆落的岩石运动速度没有规律，这样前后排岩石互相挤压、碰击产生二次破碎，从而达到充分破碎的目的。

微差爆破在水泥厂矿山开采中的应用微差爆破是新兴的爆破技术，微差爆破一改过去爆破点同时起爆的传统爆破方式，对炮区的所有爆破点实施毫秒级顺次延时起爆，微差爆破应用于水泥厂矿山开采有诸多优点。

微差爆破中的先起爆的炮孔相当于单孔漏斗爆破。

在压缩波和反射拉伸波以及爆破气体的作用下，在矿岩中形成破裂漏斗。

爆破作用沿漏斗周边造成通达自由面的主裂隙使漏斗体跟原岩分离，在漏斗体内生成较多的交叉裂隙。

在漏斗体外的矿岩体内产生应力场及细微裂隙。

第一组炮孔破裂漏斗形成后，第二组微差延发的炮孔紧接着起爆。

新形成漏斗的侧边以及漏斗体外的细微裂隙对后起爆的炮孔来说，相当于新增加的自由面。

后起爆的炮孔的最小抵抗线和爆破作用方向都有所改变，加强了入射压缩波和反射拉伸波在自由面方向破碎岩石的作用。

随着自由面数的增加，夹制性的爆炸能量可充分利用于破碎矿岩，而矿岩的强度降低，又有利于改善爆破效果，使爆破下的碎块块度均匀，大块率低。

先起爆的一组炮孔的爆破作用在矿体内形成的应力场尚未消失，后一组炮孔立即起爆，两组炮孔爆破产生的应力波相互叠加，加强了应力波的作用，加强了破碎效果。

当前一组炮孔爆落的矿石飞起还未回落时，后一组炮孔爆下的矿石朝向新形成的补充自有面方向飞散，相互碰撞，利用动能产生补充破碎，并可使爆堆比微差爆破是新兴的爆破技术，微差爆破一改过去爆破点同时起爆的传统爆破方式，对炮区的所有爆破点实施毫秒级顺次延时起爆，微差爆破应用于水泥厂矿山开采有诸多优点。

微差爆破中的先起爆的炮孔相当于单孔漏斗爆破。

在压缩波和反射拉伸波以及爆破气体的作用下，在矿岩中形成破裂漏斗。

爆破作用沿漏斗周边造成通达自由面的主裂隙使漏斗体跟原岩分离，在漏斗体内生成较多的交叉裂隙。

在漏斗体外的矿岩体内产生应力场及细微裂隙。

微差爆破是一种爆破技术，也称为微差火工爆破。

它是在矿山、建筑拆除、隧道、坝体破碎等领域常用的爆破方法之一。

微差爆破通过控制爆破药量和引爆时机，使多个爆破点之间产生微小的时间差，从而使岩石或结构物产生特定的裂缝和位移，达到预期的破坏效果。

微差爆破的主要特点是在一定空间范围内，不同爆破点的爆破药量、引爆时机和爆破序列都有微小差异。

这些微小差异会导致爆炸冲击波在岩石或结构体内产生交叉和干涉，使裂缝相互连接，形成复杂的裂隙网状结构。

通过精密的设计和计算，使爆破效果更加精准和可控，从而实现较高的爆破效率和节约爆破成本。

微差爆破具有以下优点：
爆破效果精准：可以控制裂缝的扩展和岩石的破碎形态，提高爆破的效率和质量。

降低振动和冲击：通过微差设计，减小了单个爆破点的冲击波能量，从而降低了对周围环境的振动和冲击影响。

节约爆破成本：合理的微差设计可以在保证爆破效果的前提下，节约爆破药物的使用量和成本。

减少爆破噪音：因为爆炸冲击波在不同爆破点的交叉和干涉，可以减少爆破噪音的传播。

微差爆破需要经过严密的设计和计算，以确保爆破效果的安全和可控。

同时，在实际操作中需要严格遵守相关的安全规范和爆破操作要求，以保障工程的安全和顺利进行。

徽差爆破技术及施工安全防护措施MinOrCOnstrudion and measureSinthecOurseOfcOnstructIOn bIasting teChn0109yprotective 张志军袁宏勋(湖南文理学院土木工程学院，湖南常德415000)摘要：微差爆破能有效地控制爆破冲击渡、震动、噪音和飞石；操作简单、安全、迅速；可近火爆破而不造成伤害；破碎程度好，可有效提高爆破效率和技术经济效益。

关键词：微差爆破；间隔时问；安全防护中嗣分类号：U416．1+13文献标识码：B文章编号：l003—8965(20()8)04一0084一03 微差爆破也叫微差控制爆破，是爆破施工中采用一种特制的毫秒延期雷管，以毫秒级时差顺序起爆各个(组)药包的爆破技术。

其原理是把普通齐发爆破的总炸药能量分割为多数较小的能量，采取合理的装药结构，最佳的微差间隔时间和起爆顺序，创造多面临空条件，将齐发大量爆破产生的地震波变成一长串小幅值的地震波，同时各药包产生的地震波相互干涉，从而降低地震效应，把爆破振动控制在给定水平之内。

1控制爆破施工及爆破方案设计1．1施工方法以襄渝铁路二线为例，根据标段内各爆破施工点的地形和以沉积砂岩、泥岩为主的特点，一般采用纵向台阶法或纵向拉槽预留隔离墙法施工。

对于施工断面小的线路换边地段采用切割爆破法施工。

1．2控制爆破方式本标段的石质主要为沉积砂岩、泥岩，节理不发育，整体性好，爆破方式主要采取非电毫秒雷管微差爆破，由于地处多雨地区，爆破采用乳胶炸药；在特别困难地段采用静态破碎剂爆破。

1．3施工防护措施根据标段内各控爆施工点不同的地形、地质条件及所用的控爆方式，在施工中分别采取防护帘覆盖、设置防护排架(加强排架、排架、简易排架)、预留隔墙等防护措施。

1．4微差爆破孔位、爆破参数的选用孔位、爆破参数的合理选用是实现控制爆破目的的重要因素，需结合现场的地形条件来确定。

(1)孔位的选择：根据控制爆破采取的施工方法，本标段一般采取垂直孔，边坡处按设计边坡采取倾斜孔，孔网布置采用梅花形布置。

：1〕岩石的矿物成分与组织特征；2〕岩石的孔隙度、密度、容重3〕岩石的碎胀性4〕岩石的波阻抗。

岩石的力学性质；1，岩石的变形特性2，岩石的强度特性3，岩石的硬度2.在不同受力状态下，岩石的各种强度极限不同，从载荷性质看，单向抗压强度>单向抗剪强度>单向抗弯强度>单向抗拉强度；从应力状态看，三向抗压强度>双向抗压强度>单向抗压强度。

：破碎单位体积岩石所消耗的能量称为比能。

4.岩石的硬度：岩石外表抵抗工具侵入的能力。

5.岩石的磨蚀性：岩石对工具的磨蚀能力。

6.岩石的普氏巩固系数直接用岩石的单向抗压强度来确定。

，用每凿1m炮眼磨钝的钢钎或硬质合金钎头个数与纯凿岩速度作凿岩性指标。

有冲击、转钎、排粉、推进、操纵、配气等构造；主要用于坚硬性脆与磨蚀性强的岩石中。

9.钎子的构造：钎头、钎身、钎肩、钎尾、中心水孔；活动钎子还有钎梢。

10.凿岩工作对钎头的要求：形状、构造合理，凿岩速度高，耐磨性强，有足够的机械强度，排粉性能好，使用寿命长，制造与修磨方便，以及本钱低廉。

冲击式凿岩原理；依靠凿岩机的冲击机构使活塞往复运动冲击钎杆，并通过钎头在炮眼底部的岩石面上形成一条凿痕A-a，随后在回转机构的扭矩作用下使钎杆转动一个角度。

再次冲击时，钎头在岩石上形成一条新的凿痕B-b，并破碎AOB，aob俩快扇形岩体，破坏的岩屑由排粉机够从孔底排至空外。

扎样，冲击，转钎，排粉等动作不断循环下去，即可凿出所需深度的炮眼。

冲击式凿岩机理〔应力波理论〕；认为凿岩机的活塞冲击钎杆尾后，在钎杆内便产生应力，这种应力以波的形式由钎尾向钎头传递。

应力波传到钎刃时，一局部进入岩石，另一局部反射回来。

当入射与反射的应力波合成后形成的合力超过了岩石的抗破坏强度时，岩石便会碎。

风动冲击式凿岩机有冲击，转钎，排粉，操纵，润滑等机构凿岩机主要组成局部；配气，转钎，排粉，推进，操纵等机构：刃角、隙角、曲率半径、体形构造、排粉槽与吹洗孔。

微差控制爆破在隧道掘进施工中的应用摘要：随着电子雷管的生产成本降低和普及度越来越广，微差控制爆破被广泛地应用到隧道爆破施工现场，以确保周围建筑的安全，并减小爆破振动的危害。

目前爆破工程界对微差控制爆破的研究较少，爆破设计多是依靠工程经验进行，往往会导致在隧道掘进工程中出现爆破效果不理想的情况。

因此，开展微差控制爆破的研究具有重要的理论意义和工程应用价值。

本文首先概述了微差控制爆破的作用机理和优点，然后对电子雷管的爆破减振方式进行了分析，最后，结合微差爆破作用机理和实践经验，可建立了合理微差延期时间的计算模型，有助于微差控制爆破在隧道掘进施工中的应用。

关键词：隧道掘进；微差控制爆破；电子雷管；微差延期时间；1引言近年来，随着电子雷管的研发，爆破炮孔的延期时间能够实现更精确的控制，使得微差爆破技术被广泛地运用到各项爆破工程。

一方面是由于微差控制爆破可以提高岩石破碎质量，加快施工效率。

另一方面通过微差爆破可以减小爆破产生的振动，降低爆破的危害。

本研究着眼于隧道掘进工程中微差爆破技术的应用，对微差控制爆破的作用机理和优点、爆破减振方式和合理微差间隔时间的计算进行了详细介绍与分析。

2微差控制爆破的作用机理和优点相比于齐发爆破，微差爆破是将一次爆破的总药量分成多次爆破，这样做不仅能提高爆破效果，而且降低了爆破振动危害。

微差爆破的机理和优点可以归纳为以下几个方面：（1）相邻应力波的有效叠加。

齐发爆破时，由于应为波的叠加作用，在围岩的某些区域会形成应力的高度集中，而另一些区域则会形成应力减弱区甚至无应力区。

从而容易产生洞渣及导致局部欠挖。

微差爆破时，先起爆的炮孔在围岩内形成应力场后，在其产生的应力作用尚未完全消失之前，后起爆的炮孔立即起爆，起到了应力波叠加作用，同时又避免了无应力区的出现，有利于岩体的破碎。

另一方面，微差爆破在时间上使炸药能量分散，引起的应力波存在一定的相位差，有效避免了峰值振动的叠加，从而有效的降低了爆破产生的振动。