工程爆破基础知识Word文档下载推荐.docx

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自由面又称临空面，指被爆破介质与空气或水的接触面。

同等条件下，临空面越多炸药用量越小，爆破效果越好。

8.二次爆破

二次爆破指大块岩石的二次破碎爆破。

9.破碎度

破碎度指爆破岩石的块度或块度分布。

10.单位耗药量

单位耗药量指爆破单位体积岩石的炸药消耗量。

11.炸药换算系数

炸药换算系数e指某炸药的爆炸力F与标准炸药爆炸力之比（目前以2＃岩石铵梯炸药为标准炸药）。

三、药包及其装药量计算

（一）药包：

为了爆破某一物体而在其中放置一定数量的炸药，称为药包。

（二）药包的分类及使用可见表1-1。

图1-3

表1-1药包的分类及使用

分类名称

药包形状

作用效果

集中药包

长边小于短边4倍

爆破效率高，省炸药和减少钻孔工作量，但破碎岩石块度不够均匀。

多用于抛掷爆破

延长药包

长边超过短边4倍。

延长药包又有连续药包和间隔药包两种形式

可均匀分布炸药，破碎岩石块度较均匀。

一般用于松动爆破

（三）装药量计算

爆破工程中的炸药用量计算，是一个十分复杂的问题，影响因素较多。

实践证明，炸药的用量是与被破碎的介质体积成正比的。

而被破碎的单位体积介质的炸药用量，其最基本的影响因素又是与介质的硬度有关。

目前，由于还不能较精确的计算出各种复杂情况下的相应用药量，所以一般都是根据现场试验方法，大致得出爆破单位体积介质所需的用药量，然后再按照爆破漏斗体积计算出每个药包的装药量。

药包药量的基本计算公式是：

（1-2）

式中K――爆破单位体积岩石的耗药量，简称单位耗药量（kg/m3）。

需要注意的是，单位耗药量K值的确定，应考虑多方面的因素，经综合分析后定出。

常见岩土的标准单位耗药量见表1-2

V――标准抛掷漏斗内的岩石体积（m3），

故标准抛掷爆破药包药量计算公式（1-2）可以写为：

（1-3）

对于加强抛掷爆破

（1-4）

对于减弱抛掷爆破

（1-5）

对于松动爆破

（1-6）

式中Q－药包重量（kg）；

W－最小抵抗线（m）；

—爆破作用指数。

四、爆破的分类

爆破可按爆破规模、凿岩情况、要求等不同进行分类。

（1）按爆破规模分，爆破可分为小爆破、中爆破、大爆破。

（2）按凿岩情况分，爆破可分为浅孔爆破、深孔爆破、药壶爆破、洞室爆破、二次爆破。

表1-2单位耗药量K值

岩石种类

k（kg/m3）

粘土

1.0～1.1

砾岩

1.4～1.8

坚实粘土、黄土

1.1～1.25

片麻岩

泥灰岩

1.2～1.4

花岗岩

1.4～2.0

页岩、板岩、凝灰岩

1.2～1.5

石英砂岩

1.5～1.8

石灰岩

1.2～1.7

闪长岩

1.5～2.1

石英斑岩

1.3～1.4

辉长岩

1.6～1.9

砂岩

1.3～1.6

安山岩、玄武岩

1.6～2.1

流纹岩

1.4～1.6

辉绿岩

1.7～1.9

白云岩

1.4～1.7

石英岩

1.7～2.0

注：

1.表中数据是以2＃岩石铵梯炸药作为标准计算，若采用其它炸药时，应乘以炸药换算系数e（见表1-3）；

2.表中数据，是在炮眼堵塞良好的情况下确定出来的，如果堵塞不良，则应乘以1～2的堵塞系数。

对于黄色炸药等烈性炸药，其堵塞系数不宜大于1.7；

3.表中K值是指一个自由面的情况。

如果自由面超过1个，应按表1-4适当减少用药量。

表1-3炸药换算系数e值表

炸药名称

型号

换算系数e

岩石铵梯

1＃

0.91

煤矿铵梯

1.1.

2＃

1.00

1.28

2＃抗水

3＃

1.33

露天铵梯

1.04

1＃抗水

1.10

梯恩梯

三硝基甲苯

0.86

1.39

62％硝化甘油

－

0.75

黑火药

1.70

表1-4自由面与用药量的关系

自由面数

减少药量百分数（％）

2

20

3

30

4

40

5

50

表中自由面的数目是按方向（上、下、东、南、西、北）确定的，不是按被爆破体的几何形体确定的。

（3）按爆破要求分。

按爆破要求分为松动爆破、减弱抛掷爆破、标准抛掷爆破、加强抛掷爆破及定向爆破、光面爆破、预裂爆破、特殊物爆破（冻土、冰块等）。

第二节爆破材料及起爆方法

一、爆破材料

（一）炸药

1.炸药的基本性能

（1）爆力。

爆力是指炸药在介质内部爆炸时对其周围介质产生的整体压缩、破坏和抛移能力。

它的大小与炸药爆炸时释放出的能量大小成正比，炸药的爆热愈高，生成气体量愈多，爆力也就愈大。

测定炸药爆力的方法常用铅铸扩孔法和爆破漏斗法。

（2）猛度。

炸药的猛度是指炸药在爆炸瞬间对与药包相邻的介质所产生的局部压缩、粉碎和击穿能力。

炸药爆速愈高，密度越大，其猛度愈大。

测量炸药猛度的方法是铅柱压缩法。

（3）爆速。

爆速是指爆炸时爆炸波沿炸药内部传播的速度。

爆速测定方法有导爆索法、电测法和高速摄影法。

（4）殉爆。

炸药爆炸时引起与它不相接触的邻近炸药爆炸的现象叫殉爆。

殉爆反应了炸药对冲击波的感度。

主发药包的爆炸引爆被发药包爆炸的最大距离称为殉爆距离。

影响殉爆的因素有：

装药密度、药量和直径、药卷约束条件和药卷放置方向等。

（5）感度。

炸药在外能作用下起爆的难易程度称为该炸药的感度。

不同的炸药在同一外能作用下起爆的难易程度是不同的，起爆某炸药所需的外能小，则该炸药的感度高；

起爆某炸药所需的外能高，则该炸药的感度低。

炸药的感度对于炸药的制造加工、运输、贮存、使用的安全十分重要。

感度过高的炸药容易发生爆炸事故，而感度过低的炸药又给起爆带来困难。

工业上大量使用的炸药一般对热能、撞击和摩擦作用的感度都较低，通常要靠起爆能来起爆。

根据起爆能的不同，炸药的感度可分为热感度、撞击感度、摩擦感度和爆炸冲能感度。

（6）炸药的安定性。

炸药的安定性指炸药在长期贮存中，保持原有物理化学性质的能力。

有物理安定性与化学安定性之分。

物理安定性主要是指炸药的吸湿性、挥发性、可塑性、机械强度、结块、老化。

冻结、收缩等一系列物理性质。

物理安定性的大小，取决于炸药的物理性质。

如在保管使用硝化甘油类炸药时，由于炸药易挥发收缩、渗油、老化和冻结等导致炸药变质，严重影响保管和使用的安全性及爆炸性能。

铵油炸药和矿岩石硝铵炸药易吸湿、结块，导致炸药变质严重，影响使用效果。

炸药化学安定性的大小，取决于炸药的化学性质及常温下化学分解速度的大小，特别是取决于贮存温度的高低。

有的炸药要求储存条件较高，如5＃浆状炸药要求不会导致硝酸铵重结晶的库房温度是20～30℃，而且要求通风良好。

（7）氧平衡。

氧平衡是指炸药在爆炸分解时的氧化情况。

如果炸药中的氧恰好等于其中可燃物完全氧化所需的氧量，即产生二氧化碳和水，没有剩余的氧成为零氧平衡；

若含氧量不足，可燃物不能完全氧化且产生一氧化碳，此时称为负氧平衡；

若含氧量过多，将炸药所放出的氮也氧化成有害气体一氧化氮称为正氧平衡。

2.工程炸药的种类、品种及性能

（1）炸药的分类。

按其作用特点和应用范围，一般工程爆破使用的炸药可分为三种类型，见表1-5。

表1-5工程爆破常用炸药分类

分类

特点

品种

应用范围

起爆药

感度高、加热、摩擦或撞击易引起爆炸

主要有二硝基重氮酚、雷汞、迭氮化铅等

用于制作起爆器材，如火雷管、电雷管

猛炸药（单质猛炸药和混合猛炸药）

爆炸威力大，破碎岩石效果好；

同起爆药相比，猛炸药感度较低，使用时需用起爆药起爆。

单质猛炸药有梯恩梯、黑索金、泰安、硝化甘油等；

混合猛炸药有硝铵炸药、铵油炸药、铵沥蜡炸药、铵松蜡炸药、浆状炸药、水胶炸药、乳胶炸药、高威力炸药等

混合猛炸药是工业爆破工程中用量最大、最基本的一类炸药；

单质猛炸药是制造某种品种混合猛炸药的主要成分；

黑索紧、泰安又常用作导爆索的药芯，黑索金也常用作雷管副起爆药

发射药

对火焰的感度极高，余火能迅速燃烧，在密闭条件下可转为爆炸

常用黑火药

用作导火索的药芯

（2）常用炸药的性能

常用的炸药主要有梯恩梯、硝铵类炸药、胶质炸药、黑火药等，其主要性能和用途见表1-6。

国产岩石硝铵炸药和露天硝铵炸药的品种及性能可见表1-7、表1-8。

表1-6常用炸药主要性能及用途表

名称

主要性能及特性

用途

（TNT、三硝基甲苯）

淡黄色或黄褐色，味苦，有毒，爆烟也有毒。

安定性好，对冲击和摩擦的敏感性不大。

块状时不易受潮，威力大

1.作雷管副起爆药

2.适于露天及水下爆破，不宜用于通风不良的隧洞爆破和地下爆破

硝铵类炸药

硝铵类炸药时是硝酸铵为主要成分的混合炸药，常用的有铵梯炸药（又分露天铵梯炸药、岩石铵梯炸药、煤矿安全铵梯炸药）、铵油炸药、铵沥蜡炸药、浆状炸药、水胶炸药、乳化炸药等。

炸药有毒，但爆烟毒气少，对热和机械作用敏感度不大，撞击摩擦不爆炸，不易点燃。

易受潮，受潮后威力降低或不爆炸，长期存放易结块，雷管插入药包不得超过一昼夜

应用较广。

适于一般岩石爆破，也可用于地下工程爆破

黑色火药

由硝石（75％）、硫磺（l5％）、木炭（10％）混合而成。

带深蓝黑色，颗粒坚硬明亮，对摩擦、火花、撞击均较敏感，爆速低，威力小，易受潮，但制作简便，起爆容易（不用雷管）

常用于小型水利工程中的小型岩石爆破，不能用于水下工程

胶质炸药

（硝化甘油）

由硝化棉吸收硝化甘油而制成，为淡黄色半透明体的胶状物，不溶于水，可在水中爆炸，威力大，敏感度高，有毒性。

受撞击摩擦或折断药包均可引起爆炸，可点燃

主要用于水下爆破

表1-7岩石硝铵炸药的性能

性能

炸药名称

1＃岩石硝铵炸药

2＃岩石硝铵炸药

2＃抗水岩石硝铵炸药

3＃抗水岩石硝铵炸药

抗水岩石铵沥蜡炸药

4＃抗水岩石硝铵炸药

水分（％）不大于

密度（g/cm3）

猛度（mm）不小于

爆力（cm3）不小于

殉爆（cm）浸水前不小于

殉爆（cm）浸水后不小于①

爆速（m/s）

0.3

0.95～1.10

13

350

6

12

320

3600

3750

10

280

9

260

3182

14

360

8

氧平衡（％）

比容（L/kg）

爆热（kcal/kg）

爆温（℃）

爆压（MPa）

0.52

912

974

2700

3.38

924

881

2514

0．33

0.37

921

959

2654

0．36

0.71

931

926

2560

0.74

950

873

2434

0．25

0.43

902

1007

2788

注①浸水深1m，时间1h

表1-8露天硝铵炸药的性能

0.5

0.85～1.10

11

300

250

3525

230

3455

3000

0.7

0.80～0.90

240

3143

.0。

36

（3）常用静态破碎剂型号及技术性能

静态破碎只是一种新型的破碎材料，它主要由氧化钙和无机化合物组成，其中氧化钙为主要膨胀源，它与水反应生成氢氧化钙固体，体积增大而对炮孔壁施加压力，从而达到破碎的作用。

静态破碎剂使用方便，破碎介质没有响声、飞石、振动、空气冲击波和毒气，而且破裂方向可以控制，块度能满足要求，能有效地保护保留部分不受破坏。

常用静态破碎剂型号及技术性能见表1-9。

表1-9静态破碎剂型号及技术性能

牌号

使用季节

使用温度

膨胀压力

开裂时间

无声破碎剂

SCA－Ⅰ

夏季

20－25

30－50

10－50

用于砖、石、混凝土和钢筋混凝土建筑物、构筑物的拆除；

破碎各种岩石；

切割花岗岩、大理石等

SCA－Ⅱ

春秋

10－25

SCA－Ⅲ

冬季

5－15

SCA－Ⅳ

寒冬

-5－8

静态破碎剂

JC-1-Ⅰ

25

4－10

JC-1-Ⅱ

10-25

JC-1-Ⅲ

0-10

JC-1-Ⅳ

石灰静态破碎剂

YJ-Ⅰ

-5－15

30－35

0.7－6

YJ-Ⅱ

15－20

YJ-Ⅲ

25－45

静态破碎（南京型）

Ⅰ

3－8

Ⅱ

Ⅲ

-5－10

Ⅳ

25－35

1.SCA为塑料袋封装，每袋5kg，每箱4袋，要求初凝不早于0.5h，终凝不迟于4h。

2.静态破碎剂有效使用期均为6个月。

（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（如图1-4）。

管壳材料有铜、铝、纸、塑料等。

上端开口，中段设加强帽，中有小孔，副起爆药压于管底，正起爆药压在上部。

在管沟开口一端插入导火索，引爆后，火焰使正起爆药爆炸，最后引起副起爆药爆炸。

根据管内起爆药量的多少分1～10个号码，常用的为6号、8号，其规格及主要性能见表1-10。

火雷管具有结构简单，生产效率高，使用方便、灵活，价格便宜，不受各种杂电、静电及感应电的干扰等优点。

但由于导火索在传递火焰时，难以避免速燃、缓燃等致命弱点，在使用过程中爆破事故多，因此使用范围和使用量受到极大限制。

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

表1-10火雷管的规格及主要性能

雷管号码

6号

8号

雷管壳材料

铜铝铁

纸

管壳（外径×

全长）（mm）

6.6×

35

7.8×

45

加强帽（外径×

6.16×

6.5

6.25～6.32×

特性

与撞击、摩擦、搔扒、按压、火花、热等影响会发生爆炸；

受潮容易失效

点燃方法

利用导火索

试验方法

外观检查：

有裂口、锈点、砂眼、受潮、起爆药浮出等不能使用；

振动试验：

振动5min不允许爆炸、洒药、加强帽移动；

铅板炸孔：

5mm厚的铅板（6号用4mm厚），炸穿孔径不小于雷管外径

适用范围

用于一般爆破工程，但有沼气及矿尘较多的坑道工程不宜使用。

包装方式

内包装为纸盒，每盒100袋；

外包装为木箱，每箱50盒5000发

有效保质期

2年

2.电雷管

电雷管分瞬发电雷管和迟发电雷管。

延期电雷管分为秒或半秒延期电雷管与毫秒电雷管。

（1）瞬发电雷管。

瞬发电雷管是瞬发火引爆的雷管实际上它是由火雷管和1个发火元件组成，其结构如图1-5。

当接通电源后，电流通过桥丝发热，使引火药头发火，导致整个雷管爆轰。

表1-11即发电雷管的规格及主要性能

项目

紫铜雷管

铝雷管

纸雷管

规格（直径×

长）（mm））

脚线长度（mm）

750～1200

1000～1600

1500

2000

2500

电阻（Ω）

0.85～1.2

0.90～1.25

0.95～1.35

1.05～1.45

1.15～1.55

齐发性

发串联齐爆（通以1.2A电流）

安全电流

0.05A（康铜桥丝）；

0.02A（镍铬桥丝）

发火电流

0.5～1.5A

检验方法

外观检查:

金属壳雷管表面有绿色斑点和裂缝、皱痕或起爆药浮出；

纸壳雷管表面有松裂，管底起爆药有碎裂以及脚线有扯断者，均不能使用

导电检查：

用小型电阻表检查电阻，同一线路中，雷管电阻差≯0.2Ω

震动试验：

震动5min不允许爆炸、结构损坏、断、短路

5mm厚的铅板（6号用4mm厚），炸穿直径不小于雷管外径

用于一切爆破工程起爆炸药、导爆索、导爆管，但在有瓦斯及矿尘爆炸危险的坑道工程不宜使用

内包装纸盒，每盒100发；

外包装木箱，每箱10盒1000发

瞬发雷电管的主要技术指标有：

电阻、最高安全电流、最低准爆电流、铅板穿孔、进水时间等。

（2）普通延期电雷管。

普通延期电雷管是雷管通电后，间隔一定时间才起爆的电雷管。

延期时间为半秒或秒；

延期时间是用精致火索段或延期药来达到的。

延期时间由其长度、药量和延期药配比来调节。

采用精致导火索段的结构称为索式结构；

采用延期体的结构称为装配式结构。

秒或半秒延期电雷管的结构如图1-6所示，该类雷管主要用于隧道掘进、采石、土方开挖等爆破作业中，在有瓦斯和煤尘爆炸危险的工作面不准使用延期电雷管。

（3）毫秒电雷管。

毫秒电雷管有等间隔和非等间隔之分，段与段之间的间隔时间相等的称为等间隔，反之为非等间隔。

图1－5电雷管结构图

（1）普通电雷管；

（2）迟发电雷管

4－正起爆药；

5－副起爆药

6－聚能窝槽；

7－脚线；

8－绝缘涂胶；

9－球形发火剂；

10－电阻丝；

11－缓燃剂

毫秒电雷管在爆破中应用越来越多，可降低爆破地震波、保护边坡、控制飞石。

毫秒电雷管正在向高精度、多段数、多品种、多系列的方面发展，同时还要求它能抗静电、抗杂静电、耐高温、抗深水，以满足各种特殊要求的爆破需要。

①抗杂散电流毫秒电雷管：

抗杂闪电流毫秒电雷管，简称为抗杂电雷管，按其抗杂电原理可分为容抗式、无桥丝式、低阻桥丝式3种。

我国70年代中期研字成功了无桥丝式和低阻桥丝式两种抗杂电雷管。

无桥丝式电雷管是利用导电药代替桥丝。

导电药起导电、发热作用，其电阻与电压有特殊关系，外接电压低，电阻高；

外接电压高，则电阻值低，电流可以起爆电雷管，这样就可满足工程爆破的抗杂散电流的要求。

该种雷管的主要技术指标如下：

电阻　　50～400Ω；

安全电压　　5v时，5min不发火；

准爆电压　　20v/发；

380v交流电1次串联起爆20发；

抗温性能-20℃恒温5h、+55℃恒温2h，发火性能不变。

该种雷管具有一定的抗杂电能力，能满足绝大部分矿山抗杂电的要求，结构简单，使用方便，群爆性能好；

但电雷管电阻变化范围大，网络电阻难于平衡。

低阻桥丝式抗杂电毫秒电雷管，是采取降低桥丝电阻来控制发热量，使药头不会发火引爆，使杂电的能量大部分消耗在脚线上。

该总雷管具有结构简单，有较高的抗杂电能力，能满足