石家庄铁道大学工程爆破课件----第十三讲共29页文档

R Q
最新课件
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减少爆破地震波对爆区周围建 筑物的影响的措施：
➢ 采用不偶合装药结构,选用低威力、低爆速炸药。 ➢ 避免药量过分集中，尽量使炸药均匀分布于被爆
破的介质中。
➢ 采用微差爆破或秒延期爆破技术，限制齐发爆破 的总炸药量或延期爆破药量最大一段的装药量。
➢ 采取预裂爆破技术。或在爆源与需要保护的建筑 物之间开挖减震沟槽。单排或多排的密集空孔也 可以起到一定的减震作用。
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处地面质点的振动速度远小于（10-3）式的计 算值（图10-2）。另外，爆破地震与天然地震 相比，具有震动频率高，持续时间短和震源浅 等特点，因此，不能用天然地震烈度来比照爆 破地震效应的破坏情况。
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R
图10-1 埋置在地下的药包爆炸时
地震波的传播及其对建筑物的影响
Q
图10-2 拆除爆破地震波的传播 及其对建筑物的影响
➢ 土窑硐、土坯房、毛石房屋：v ≤1.0cm/s； ➢ 一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物：v
≤2～3cm/s； ➢ 钢筋混凝土框架房屋：v ≤5cm/s； ➢ 水工隧硐：v ≤10cm/s；
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交通隧硐：v ≤15cm/s； 矿山巷道：
围岩不稳定，但有良好支护： v ≤10cm/s；
围岩中等稳定有良好支护： v ≤20cm/s；
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分级
有下列情形之一者为B级：
➢ 环境复杂，爆破可能危及国家三级文物保护对象、居 民楼房和厂房。
➢ 拆除的楼房高度5～10层、烟囱（或塔）的高度50～80 米。
➢ 一次爆破的炸药用量50～200kg。
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分级

3.5 炸药的爆炸性能
3.5.1 爆速
1
• 爆轰波在炸药药柱中的传播速度称为爆轰 速度，简称为爆速，通常以m/s或km/s表 示。
2
3.5.1.1 爆速的影响因素
• （1）药柱直径与约束条件 • 在一定的范围内，随着炸药直径的增大，
爆速增加；炸药直径超过某一限度后，直 径对爆速的影响便很小了。 • 在药柱直径较小的情况下，增强药柱的约 束条件可以显著提高炸药的爆速。

1.05~1.20 4500~5600
1.4
6230
9
3.5.2炸药的作功能力
• 炸药作功能力是相对衡量炸药威力的重要 指标之一，通常以爆炸产物绝热膨胀直至 其温度降至炸药爆炸前的温度时，对周围 介质所作的功来表示。
10
3.5.2.2 作功能力的测定方法
• 实际上炸药在岩石中爆炸后究竟作了多少 功，很难用理论计算法和实测的方法求得。 因此在工程爆破中，为了比较不同炸药的 作功能力，通常采用一种规定的实验方法 所得到的结果，用来衡量不同炸药爆炸作 功的相对指标，但不表示炸药爆炸的真正 所作的功。
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• 两个装药间的介质，如果不是空气，而是 水、金属、砂土等密实介质，殉爆距离将 明显下降。这种现象可以用来防止殉爆， 如危险工房间若设防爆土堤或防爆墙，工 房间的殉爆安全距离可以大为缩短。
11.0~13.5 13.5~14.5 13.0~14.0 14.0~15.0 21.0~22.0 15.0~18.0 15.0~17.0 14.0~16.0 11.0~13.5 13.5~14.5
21
3.5.4 殉爆
• 一个药包（卷）爆炸后，引起与它不相接 触的邻近药包（卷）爆炸的现象，称为殉 爆。
19
常用炸药的猛度（铅柱压缩值mm）

第一章
2、生成气体产物 炸药做功不可缺少的条件
以铝热反应为例：
3Al ＋Fe2O3 →Al2O3 ＋2Fe ＋ 841kJ

炸药爆炸放出的热量不可能全部转化为机械 功，但生成气体数量越多，热量利用率也越 高。
第一章
3、反应的高速度 反应的高速度是爆炸过程区别于一般化学 反应过程的重要标志。 由于爆炸反应的速度极高，反应结束瞬间， 其能量几乎全部聚集在炸药爆炸前所占据的体 积内，因而能够达到很高的能量密度。
工程爆破
学 时：32 主讲教师：李宏建
绪 论
工程爆破的定义 工程爆破方法分类 爆破技术的发展及前景
本课程主要内容及安排
绪
论
一、工程爆破定义
爆破工程是以埋入爆破对象中的炸药为能源， 通过炸药爆炸作机械功，使爆破对象发生变形、 破坏、移动和抛掷，达到既定工程目的的技术 爆破对象：广义上讲包括各种人工或自然形成 的物质 爆破过程：钻眼、装药、起爆、破坏 爆破目的：以破坏的形式达到新的建设目的
绪
论
三、工程爆破技术的发展及前景
(二)工程爆破技术的应用
其他特殊爆破
特殊条件下的爆破，抢险 救灾、疏通被冰凌或木材堵 塞的河道，水底炸礁或清除 沉积的障碍物，处理软土地 基或液化地基，切除桩头、 水下压缩淤泥地基，排除悬 石危石以及炸除烧结块或炉 瘤等等。
堰塞湖
绪
论
三、工程爆破技术的发展及前景
大规模应用阶段
19世纪末新品种炸药的出现加快了爆破技术的发展
绪
论
三、工程爆破技术的发展及前景
(二)工程爆破技术的应用 定向爆破
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，都属于定 向爆破范畴。

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第七章 重点内容
1.硐室爆破的概念和特点 2.硐室爆破类型及药包布置方式 3.硐室爆破参数
第26页/共27页
松动爆破
标准松动爆破 减弱松动爆破 加强松动爆破
抛掷爆破
标准抛掷爆破 扬弃爆破 定向抛掷爆破
按药室形 状划分
集中药包 条形药包
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第七章
二、硐室爆破药包布置方式
❖ 平坦地面扬弃爆破的药包布置
W
W
W
(a)单层单排药包
(b）单层双排药包
图7-1 平坦地面扬弃爆破药包布置
W1 W2
(c)双层多排药包
A
W1 B
C
定向坑
H W2
O Q1
Q2
图7-5 水平地面定向抛掷爆破药包布置
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第七章
•群药包作用原理 两个或多个对称布置的
等量药包爆破时，其中间的 土岩一般不发生侧向抛散， 而是沿着最小抵抗线的方向 抛出。根据这一规律，布置 等量对称的群药包，可将大 部分土岩抛掷到预定地点， 这种布置药包的设计方法， 称为群药包作用原理。
第七章
二、硐室爆破的特点
•爆破方量大、施工速度快 •施工简单、适用性强 •经济效益显著 •人工开挖导硐和药室，工作条件差，劳动强度高 •爆破块度不够均匀 •爆破作用和震动强度大
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第七章
第二节 爆破类型与药包布置方式
一、爆破类型
硐室爆破按爆破作用可划分为如下形式：
硐室爆破
按爆破目的或 爆破作用划分
作用指数，其范围一般为n=0.75~1.25。
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第七章
❖ 爆破漏斗参数 •斜坡地形爆破漏斗参数

q掏 l掏 掏 2.28 0.55 0.96 1.2kg
实际取1.2kg(8卷) 掏槽眼总装药量为：
Q掏 6 1.2 7.2kg
第五章
(5)周边眼光面爆破参数选择 周边眼间距及最小抵抗线 根据围岩情况和隧道断面尺寸，光爆孔间 距取500mm，最小抵抗线取600mm，光爆孔 密集系数为0.83。 周边眼数量
第五章
(4)掏槽眼布置
掏槽形式 根据围岩情况和实际开挖进尺，决定采用 垂直楔形掏槽。
掏槽眼参数 采用6个掏槽眼，掏槽眼与开挖面的夹角取 75°，上下两对掏槽眼间的距离取60cm，同 一平面上两炮眼眼底的距离为30cm。
第五章
第五章
掏槽眼长度
L掏 l掏 2.28m sin 75
掏槽眼装药量 掏槽眼的装药系数为0.55，则单孔装药量为：
L掏、底 2 0.2 2.2m
辅助眼及周边眼的深度为：
L辅、周 2m
第五章
(3)每一循环装药量计算
Q qV
V sl
s 4.5 1.75 2.25 /2 15.82m
2
2
V sl 15.82 1.86 29.43m 3 Q qV 1.4 29.43 41.2kg
4、炮眼布置
31 30 29 28 27 26 25
33 32
6×75
第五章
5、爆破参数表
炮眼名称 炮孔编号 掏槽眼 1~6 7-12 孔深 /m 2.2 2.0 2.0 2.0 2.2 孔数 6 6 12 22 5 51 单孔装药量 /kg 1.2 0.9 0.9 0.63 1.05 总装药量 /kg 7.2 5.4 10.8 13.86 5.25 42.51 雷管段别 1 3 5 7 9

工程爆破作业人员培训（爆破员、安全员、押运员、保管员）讲义一、概述12二、常用爆破器材与起爆方式及网路26三、工程爆破基本知识16四、工程爆破施工作业（几种类型简介）30五、爆破安全技术16六、爆破器材的管理爆破器材保管员、押运员、运输汽车驾驶员、守库员培训要点一、爆破器材保管、押运、发放、守库人员职责1、爆破器材库房主任职责教P962、爆破器材保管员职责教P933、爆破器材押运员职责教P814、爆破器材汽车驾驶员职责教P805、爆破器材库房守库员职责教P93二、爆破器材的储存于发放1、常用爆破器材主要物理与化学特性和应急处理教P842、库房的一般安全规定教P873、库房的布置与结构教P904、库房管理教P94①出入库制度教P93②库内堆垛教P945、爆破器材的发放、使用制度与规定教P95三、爆破器材的装卸与运输教P781、爆破器材的安全分级、编号和危险标志教P782、装卸作业一般安全注意事项教P783、运输爆破器材应办理的手续教P804、公路运输的安全规定教P82①车辆要求②行车要求第一讲概述随着国民经济建设的蓬勃发展和爆破技术的日益进步，工程爆破正越来越广泛地应用于国民经济的各个领域。

从有益矿物、建筑石料的开采，铁路和水电站的修建，地下专用硐室的掘进，水下炸礁及软地基础处理，到大规模的移山填海和高层建筑物的拆除，工程爆破作为一门应用科学技术，正以其他方法不可取代的地位，发挥出越来越大的作用。

众所周知，利用炸药爆炸释放出的巨大能量，既可以安全有效地实现预期的各项工程目的，为人类造福，也可以毁损各类建（构）筑物和仪表设备，造成巨大损失和人员的伤亡。

因此，最大限度地发挥工程爆破的优越性，同时尽量避免它的副作用（产生各种有害效应），将是所有从事工程爆破设计、施工和管理人员的长期工作目标和努力方向。

工程爆破是指利用炸药的能量对介质（被爆物）做功，以达到预定的作业。

工程爆破经过多年的发展，现在已经形成了一门独立的应用学科专业。

4、起爆方式
①即发――同时起爆，举例：主爆区群孔起爆。 ②延发――延期起爆，分为秒延期和毫秒延期，
举例：定向爆破、挤压爆破。
§2－3 爆破的基本方法
布孔――钻孔――清孔――装药――捣实―― 堵气――引爆
一、浅孔爆破
定义：d<75MM L<5M 特点：造孔设备简单，操作方便，易于控制，
劳动强度大，生产率低 适用：各种地形条件（地下开挖、控制爆破、露天爆破、
B――发火性：对火焰的敏感程度。（有的能燃 不会爆）
C――撞击敏感度：对机械作用的敏感程度。 当10KG的锤，落高为25CM时，发生爆炸的百分率为：
硝化甘油┈100%，TNT┈4－8%，黑火药┈50% 黑索金┈70－80%，硝铵类炸药┈16－32%，泰安100% D――起爆敏感度：引起爆炸的极限药量。 TNT┈0.15克,2号岩石硝铵炸药┈0.17-0.28克。 E――殉爆距：能够连续三次使该药包出现殉爆现象的最 大距离，CM。 殉爆――由于一个药包的爆炸引起与相距一定距离的另 一药包爆炸的现象。
裂缝→飞逸→倒锥坑
③、爆破作用指数n＝r／W
n＝1 时 标准抛掷爆破 n>1 时 加强抛掷爆破 1>n>0．75 时
减弱抛掷爆破 0．75>n>0．33时
松动爆破 n＝0 时 隐藏式爆破
§2－2 爆破器具与爆破材料
一、钻孔机具 P70－72
钻孔占爆破工时的50%，占爆破 费用的70%
1、轻型手提风钻：浅孔，垂直向下 2、支架式重型风钻：浅孔，向上或倾斜 3、冲击式钻机： 深孔，垂直向下 4、回转式钻机 5、潜孔钻
缺点：工作量大、复杂、耗线、要电源； 适用：大规模起爆。
3、传爆线及传爆管（导爆管）

• 光面爆破主要参数的确定：
– 炮孔直径宜在50mm以下。
– 最小抵抗线W通常采用1～3m，或用下式计算
–
W＝（7～20）D
– 炮孔间距a
–
a＝（0.6～0.8）W
– 单孔装药量。用线装药密度Qx表示，即
–
Qx＝kaW
– 式中
– D－炮孔直径；
– K－单位耗药量。
• 4. 药壶爆破法
– 药壶爆破法又称 葫芦炮，坛子炮， 系在炮孔底先放 入少量的炸药， 经过一次至数次 爆破，扩大成近 似圆球形的药壶 然后装入一定数 量的炸药进行爆 破。
• 5. 洞室爆破法
– 洞室爆破法又 称竖井法、蛇 穴法。系在岩 石内部开挖导 洞（横洞或竖 井）和药室进 行爆破。
二、爆破施工
• 1、炸药的基本性能
– (1)爆力。
– (2)猛度。
– (3)爆速。
– (4)殉爆。
– (5)感度。
– (6)炸药的安定性
– (7)氧平衡
2、工业炸药的分类
• 1）按炸药的组成分类 • （1）单质炸药 • （2）混合炸药 • 2）按炸药的作用特性分类 • （1）起爆药 • （2）猛炸药 • （3）发射药 • （4）烟火剂
• 该种爆破技术能控制光爆层爆破时对保留岩体不 产生过大的破坏，减少超挖和欠挖，它在坚硬岩 石中使用较多。它与预裂爆破的不同之处在于光 爆孔的爆破是在开挖主爆孔的药包爆破之后进行。 光面爆破的要领是孔径小、孔距密、装药少、同 时爆。
• 技术特性
– (1)主爆孔起爆后，周边光爆孔延迟一定时间起 爆。
• 技术特性
– (1)预裂孔先爆，一般超前50ms以上，其爆破 参数主要有孔径、孔距、装药结构、线装药密 度、堵塞长度等；

某些炸药还含有氯、硫、金属及其盐类。对于由 碳、氢、氧、氮四种元素组成的炸药，可以用通 式CaHbOcNd表示。
单质炸药的通式通常按1mol写出，混合炸药 的通式则按1kg写出。
第一章
(二)氧含量对爆炸产物的影响
(1)若炸药内含有足够的氧量，按理想氧化反应生 成的产物应为：H2O 、CO2 、其它元素的高级氧 化物、氮和多余的游离氧；
(2)若氧量不足，则除生成H2O 、CO2 、N2外，还 生成H2 、CO 、固体碳和其它氧化不完全的产物。
理想的氧化反应：放热量最大、生成产物最
稳定的氧化反应。
第一章
(三)氧平衡 1、氧平衡的定义、表示方法
氧平衡（oxygen balance）：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。
OB=0.2×0.85-0.74×0.111.37×0.04＝0.0338（g/g）
第一章
(三)氧平衡 4、氧平衡的分类
(1)正氧平衡：氧平衡大于零(OB＞0) (2)负氧平衡：氧平衡小于零(OB＜0)
(3)零氧平衡：氧平衡等于零(OB=0)
第一章
4、氧平衡的特点 (1)零氧平衡 在理想反应条件下，能放出最大热量，而且不 会生成有毒气体。 (2)正氧平衡 多余的氧和游离氮化合时，产生吸热反应，生 成具有强烈毒性、并对瓦斯与煤尘爆炸起催化作 用的氮氧化合物 。
第一章
3、压缩波 受扰动后波阵面上介质的压力、密度均增加的波
称为压缩波（pressure wave）。
4、稀疏波
受扰动后波阵面上介质的压力、密度均减小的波 称为稀疏波（expansion wave）或膨胀波。
二、冲击波的形成
压缩波的叠加形成强压缩波，即为冲击波。 冲击波（shock wave）是一种在介质中以超声速 传播的并具有压力突然跃升然后慢慢下降特征的一 种高强度压力波。

各种常见炸药见以下图片。
第12页/共54页
第一节 炸药及其分类
第13页/共54页
第一节 炸药及其分类
第14页/共54页
第二节 起爆器材
第 二 章 爆炸器材与爆破方法
起爆器材主要有：雷管、导火索、导爆索、导爆管、继 爆管和起爆药柱等。
1 雷管是管壳中装有起爆药通过点火装置使其爆炸，再 引爆加强药，而后引爆炸药的装置。
图2-10 双向继爆管 1—导爆索；2—外套管；3—二硝基重氮酚DDNP；4—加强帽；
5—内管；6—延期药；7—小帽；8—阻闸帽；9—缩孔
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双向继爆管
第35页/共54页
第二节 起爆器材
4 塑料导爆管和导爆管的连通材料 (1) 塑料导爆管 具有安全可靠、不受杂散电流干扰和便于操作等优点。
a 结构：管壁材料为高压聚乙烯。 b 传爆原理 ：当导爆管被击发后，管内产生冲击波，并进行传播，管 壁内表面上薄层炸药随冲击波的传播而产生爆炸，爆轰反应释放出的热 量及时不断地补充了沿导爆管内传播的爆轰波。 c 性能 起爆感度、传爆速度、传播性能等9个方面。
第36页/共54页
第二节 起爆器材
第37页/共54页
本章主要内容： ►炸药及其分类 ► 起爆器材 ► 起爆方法
第1页/共54页
第 二 章 爆炸器材与爆破方法
第一节 炸药及其分类
1 爆炸及其分类 （1）炸药的概念
a 炸药：炸药是能够发生爆炸反应，并具有爆炸三要素的物质。 b 工业炸药 还应具有 • 足够的爆炸能量合适的感度； • 有良好的化学安定性； • 生成的有毒气体少； • 原材料来源广； • 成本低廉； • 便于生产加工； • 利于环保。
b 秒延期电雷管 在电桥丝与起爆药之间加了延时材 料。通电至爆炸延迟时间长短以秒为单位计量的叫 秒延期电雷管，分7个延迟时间组成系列,其结构(图 2-3 )。

▪ 1.2 爆破材料及起爆方法 ▪ 爆破材料 ▪ 起爆方法
17
第十七页，共57页。
第二节 爆破材料及起爆方法
▪ 二）起爆器材
▪ 起爆材料包括雷管、导火索和传爆线等。
1. 火雷管
火雷管即普通雷管由管壳、正副起爆药和加 强帽三部分组成。
图1－4 火雷管结构图
1－管壳；2－加强帽；3－帽孔；4正起爆药；5－副起爆药；6－聚能窝槽
如：基坑、管沟、渠道、隧洞爆破或用于平整边坡、 开采岩石、松动冻土及改建工程拆除控制爆破。
装药前检查
40
第四十页，共57页。
2. 浅孔爆破法
(1)药孔布设 ● 单排孔 ● 多排孔
(2) 爆破参数
(3)起爆方式
● 逐列起爆 ● 同时起爆
41
第四十一页，共57页。
第三节 爆破施工
3. 深孔爆破法
特点：一次爆破落石方量多，操作机械化、费用高 应用范围：浅孔爆破的孔深深度在5米以上，
27
第二十七页，共57页。
第二节 爆破材料及起爆方法
1.串联电路 优点：操作简便，便于检查（短路、断路故障），
整个网路电流小。
缺点：电路可靠性差。 适用于：小规模爆破 2.并联电路
优点：可靠性高，互不干扰，网路中每个电雷管
都能获得较大的电压和电流。
缺点：所需的总电流强度大，雷管多时，往往超
过电源的容许能量。 适用于：小规模爆破
图1－1 爆破影响范围示意图
4
第四页，共57页。
2、爆破漏斗
在有限介质中爆破，当药包埋设较浅，爆破后将 形成以药包中心为顶点的倒圆锥型爆破坑。
3. 最小抵抗线 由药包中心至自由面的最短距离。如图中W。 4. 爆破漏斗半径