矿山爆破及矿用炸药_精品文档.ppt

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o爆破技术最主要的两大应用：

采矿业和战争，和平年代主要用于采矿o爆破是采矿的主要工艺，决定了采矿的主要技术经济指标，所以矿山特别重视爆破技术o爆破不仅用于采矿，可以广泛地应用于各类岩土工程、拆除爆破、加工和材料等领域。

o岩石的矿物成分和组织特征岩石是一种或多种矿物组成的集合体，岩石的组织特征是指岩石的结构和构造。

岩石的结构指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小和形状以及彼此间的组合方式岩石的构造指岩石中矿物集合体之间或矿物集合体与岩石其它组成部分之间的排列方式以及充填方式，如片理关或层状构造一、岩石的物理性质一、岩石的物理性质o岩石的孔隙度、密度、容重岩石的孔隙度是指岩石中的各种孔隙的总体积对岩石的总体积之比；岩石的密度是指构成岩石的物质集合相的质量对该物质集合相所具有体积之比岩石的容重是指原岩重量G对包括孔隙在内的原岩体积之比o岩石的碎胀性岩石的碎胀性指岩石破碎后因碎片间孔隙增多而总体积增大的性质，用脆胀系数表示o岩石的波阻抗岩石的波阻抗指岩石的密度同纵波在岩石中传播速度的乘积二、岩石的力学性质二、岩石的力学性质o岩石的强度性质n抗压强度n抗剪强度n抗拉强度n抗拉强度最小，抗压强度最大n都是静载条件下测出的，凿岩爆破都是动载，所以只能做参考o岩石的变形性质n主要是弹性变形：

金属矿山的岩石主要表现为弹性n塑性岩石最好可以不用凿岩爆破方式破碎三、岩石的硬度三、岩石的硬度o莫氏硬度比较硬度，无数值关系莫氏硬度将岩石硬度分为10级：

硬度矿物鉴定试验1滑石指甲易刻划2石膏指甲可刻划3方解石小刀易刻划4萤石小刀可刻划5磷灰石小刀刻划有痕迹6长石小刀刻划几乎不能刻划7石英小刀不能刻划，可划玻璃8黄玉能刻玻璃9刚玉能刻玻璃10金刚石能刻玻璃四、岩石可钻性四、岩石可钻性o岩石的可钻性指在岩石上钻孔的难易程度，直接和凿岩工艺相关o东北大学的凿碎法岩石可钻性分级比较实用o用4公斤的锤自由落下，冲击40mm的一字形钎头，共480次，算出总冲击功，量出所凿孔的岩石体积，算出凿碎单位体积岩石所消耗的功，称为凿碎比功，即凿碎单位体积岩石所消耗的功。

o用凿碎比功的大小将岩石的可钻性分为7级o20kgm/cm3以下为1级，70kgm/cm3以上为7级，中间每增减10kgm/cm3升降一级。

o特点是直接指标，不用换算。

凿测器示意图五、普氏岩石坚固性分级五、普氏岩石坚固性分级oM.M普罗托基雅可诺夫提出o基本观点：

岩石的坚固性在各方面的表现是一致的。

难凿岩的岩石，也难爆破，运输磨损也大。

o将岩石的坚固性分为10级，I最坚固，X级最不坚固。

o将岩石在各类采掘作业中的坚固性表现换算成数值，综合起来用普氏系数f表示，最大的f是20，f值愈大，岩石愈坚固。

当时的f值是和当时的生产条件相对应的。

现在的生产条件已经和当时不同了，不能再用当时的方法来确定。

o现在的f值是用岩石的抗压强度值（MPa）除以10，这样就出现了超过20的f值。

与普氏当时的含义不完全相同。

o普氏岩石坚固性分级仍被广泛采用。

六、岩石爆破性分级六、岩石爆破性分级o东北大学钮强教授领导完成o标准试验条件下，以爆破漏斗体积、大块率、小块率、平均合格率和岩石波阻抗为依据，算出岩石的爆破性指数岩石爆破性指数F。

公式不用记，知道含义就行。

oF0时，为正氧平衡；n当c（2a+b/2）=0时，为零氧平衡；n当c（2a+b/2）=t最大点燃时间n是串联成组电雷管组网的重要依据n并联不存在此问题6、电爆网路的联接方式o串联n在起爆点比较分散的情况下用有利，联接容易，需要导线少，导通容易n要求电压高，电流小，适合于用起爆器起爆n最好选同厂、同批次的雷管，电参数相差小n计算容易o并联n优缺点与串联相反n要求电流大，电压小n适合于交流电（尤其是动力电）起爆电雷管的联接方式7、起爆电源o起爆器n发电机式o类似于老电话机的手摇式o起爆能力小o可靠性差o已不用n电容式o将电池的低压转变成高压存于大电容中o起爆时电容放电o用的比较多，尤其是非固定场所的爆破n动力电源o电流大，电压固定o适合于固定场所，矿山o能力大，方便o交流电压波动，应增大电流量8、电雷管起爆总结o优点:

安全,可同时起爆大量雷管,可准确控制起爆时间和延期时间o缺点:

操作较复杂,作业时间长,需要有足够的电源和消耗电线多o电起爆逐渐被非电导爆管雷管代替o在煤矿仍然大量使用三、导爆索起爆法1、导爆索o导爆索是一种传爆器材，传递的是爆炸o构造和外观与导火索类似，导火索外观是灰白色，导爆索为红色，通称红线o导爆索里面装的是高威力的锰炸药，如黑索金或泰安o每米1214g/m药量o爆速6700m/s左右o导爆索可以直接起爆炸药，其威力相当于雷管连接起来o耐热、耐冷、耐水，E500C性能不变2、继爆管o是继爆管起爆方法中的延时器材o其结构类似于毫秒雷管，接在导爆索中间，延时预定时间后再起爆后接导爆索o其结构相当于毫秒雷管加上消爆管o消爆管的作用是将导爆管传过来的爆炸作用消弱，否则就起不到延时作用o导爆管分单向和双向两种，单向只有连接正确才能起到延时作用，不能接反o双向继爆管相当于两个单向继爆管对接，没有方向区别，双向继爆管成本高o继爆管的延时段别与毫秒电雷管相当双向继爆管单向继爆管的结构双向继爆管的结构3、导爆索起爆的连接o连接最简单，只要绑在一起就行o网络间不要离得太近，导爆索的爆炸威力大，会将相邻的导爆索引爆4、导爆索的加强起爆o如果用导爆索起爆低感度炸药，为了加强起爆，和导爆索配套的还有起爆具（也叫起爆弹）o起爆弹还可用于和其它雷管配合使用5、评价o导爆索是起爆能力最大，最可靠的起爆方法，尤其是深孔爆破，导爆索可以实现整孔起爆，不像雷管只在一点起爆o导爆索起爆是矿山深孔爆破常用的起爆方法o导爆索可以和其它雷管配合构成综合起爆网o导爆索不是独立的起爆方法，需要用其它雷管来起爆导爆索o导爆索起爆的成本比较高，一般不会用于小型的浅孔爆破，一般用于大型重要的起爆网四、导爆管起爆法1、简介o注意起爆方法的命名：

以起爆雷管的能源类型命名o导爆管是该起爆方法的核心o非电起爆方法o可以实现电雷管起爆的精确控制功能o是目前非煤矿山和控制爆破的主要起爆方式2、导爆管o由瑞典人发明o外径3mm，内径1.5mm的塑料管o内壁涂以黑索金（或奥克托金）与铝粉的混合物，药量1520mg/mo传爆速度16002000m/so药量是导爆索药量的千分之一，这样少的药量装在导爆索中是不能稳定传爆的o与导爆索的区别在于：

n导爆索在传爆过程中对周围有强大的爆破作用，可以引爆炸药n导爆管在传爆过程中对周围没有影响，握在手上都没有感觉，在黑暗外只能看到一个亮点传过，用过的导爆索外形没有任何损坏n导煤管内炸药爆炸的能量仅够维持一个微弱的冲击波传播，冲击波可以引爆雷管内的起爆药n导爆管雷管的外形和参数与电雷管类似3、导爆管的连接方式o导爆管可以用雷管和炸药起爆，连接到雷管和炸药上就行o有专用的连接件n带雷管的连接件n不带雷管的连接件导爆管与雷管连接导爆管分枝连接套筒导爆管束封底空气间隙简单的导爆分路实际的起爆网导爆管露天矿串联连接起爆点炮孔连接块4、起爆o用其它雷管、导爆索和炸药都可以起爆导爆管o用专用的击发枪可以起爆导爆管5、评价o是目前非煤矿山和控制爆破的主要起爆器材，由于传爆过程中有闪光和微弱的冲击波，在煤矿少用o由于不受静杂电的影响，在电信号复杂环境首选导爆管起爆o使用非常方便o有变色的导爆管，爆破后颜色改变o大量使用导爆管，留下难处理的塑料垃圾第八讲岩石的爆破破碎机理1、岩石爆破破坏原因的几种假说爆破漏斗试验结果爆破漏斗试验结果炸药岩石长杆反射波入射波入射波是压缩波，反射波是拉伸波当反射波与入射波相遇时反射拉伸波的波阵面拉力抵消掉入射波的压力后仍比岩石的抗拉强度大时，岩石从此断开。

岩石长杆试验结果o岩石被压坏的n炸药包附近的岩石成粉末n爆炸冲击波的强度远大于岩石的抗压强度a、爆炸气体产物膨胀压力破坏理论o岩石是被拉坏的n在远离药包的自由面附近岩石成大块（片）破坏n与岩石长杆爆破试验结果吻合n岩石是胀坏的o在粉碎区外围的岩石出现径向破裂o与胀坏的特征相符b、冲击波引起应力波反射破坏理论o综合作用的结果n附近是压坏的：

破碎成粉末，冲击波强度远大于岩石的抗压强度n远处是拉坏的：

冲击波压力已经不足以压碎岩石，只能是拉坏的，岩石的抗拉强度比抗压强度小得多，出现大块，愈越块愈大c、爆炸气体膨胀压力和冲击波所引起的应力波共同作用理论二、爆破漏斗及参数r爆破漏斗底圆半径W最小抵抗线n=r/W爆破作用指数o自由面o最小抵抗线o爆破漏斗底圆半径o爆破作用半径o爆破漏斗深度o爆破漏斗可见深度o爆破漏斗张开角三、爆破漏斗分类o标准爆破漏斗n=1o加强抛掷爆破漏斗n1o减弱抛掷爆破漏斗0.75n1o松动爆破漏斗nQ1n后排药量适当比前排大些，因为前面有爆破下的岩堆，约为前排孔药量的1.11.3倍4、斜孔和变径炮孔o由于超深的作用，使得炸药重心下移，容易使下台阶提前遭到破坏，为了减少超深或不用超深，采用斜孔或变径炮孔o斜孔：

炮孔与台阶坡面角相等，可以减少超深，还不会留下根低o变径炮孔：

由于下部孔径大，可以装更多的药，可以减少超深5、深孔布置方式和起爆顺序o露天深孔爆破爆破量大，很少单排孔爆破o多排深孔爆破的布孔方式n单排孔爆破不存在此问题n三种布孔方式o正方形o矩形o三角形正方形布置矩形布置正方形布置三角形布置o起爆方式n顺序起爆o从台阶边上第一排孔起爆，逐排向后起爆o爆堆较散，碰撞作用差o常用n波浪式起爆n楔形起爆n斜线起爆顺序起爆示意图顺序起爆示意图波浪式起爆示意图波浪式起爆示意图楔形起爆示意图斜线起爆示意图周边孔预裂起爆示意图6、提高露天深孔爆破质量o露天深孔爆破要求n爆破块度要合格o大块需要二次爆破o粉矿易流失n不留根底，不产生后冲破坏n爆堆要合理n每次爆破量要足够大，以便后续工艺连续n减轻爆破地震、冲击波和飞石o斜孔爆破n抵抗线相等，块度均匀，超深小o合理装药结构n使药在孔中均匀分布n间隔装药，空气或其它材质间隔n混合装药，不同部位装不同药o高台阶爆破n炮孔有效部分多，底部和填塞长度不变，不效装药部分比例大o多排孔微差爆破n改善爆破效果，二次破碎作用，爆堆集中第十讲药室爆破一、概述o概念：

将大量炸药装入硐室（或巷道中）进行爆破称为药室爆破，也称大爆破o优点：

n爆破方量大，可以在短期内完成大量岩土爆破，露天矿基建期的剥离n凿岩工作量少，设备、工具要求不高，施工机具简单n可以用爆破作用进行快速抛掷和堆筑o缺点n爆破质量不高，大块率高，甚至将大山爆破成小山，二次破碎量大n施工条件差、劳动强度高，工期长，要考虑的安全因素多o适用条件n爆破量大，工期紧，短期内不能提供大型施工机械作业条件n大江截流，爆破筑坝，山区平整场地，山区筑路n爆破剥离，空区处理二、抛掷爆破的作用原理o最小抵抗线原理n漏斗爆破原理n在均质介质中，最小抵抗线是药包中心距自由面最近的方向n最小抵抗线大小等于药包中心距自由面的最小距离n在最小抵抗线方向最先破坏，破坏最严重，抛得最远，也是抛掷物堆集物的中轴线药室抛掷点集中抛掷集中抛掷1）关键是选择凹形地形2）使各药室的最小抵抗线方向交于抛掷点改变抵抗线方向改变抵抗线方向两药室起爆次序不同，抛掷方向不同两药室起爆次序不同，抛掷方向不同药室位置和起爆顺序对抛掷的影响左：

O1先爆，O2后爆，则O2的抵抗线变化多向爆破作用原理多向爆破作用原理在多自由面山头爆破时，可以在多自由面山头爆破时，可以通过调整最小抵抗线的大小和方向通过调整最小抵抗线的大小和方向来控制爆破的抛掷作用来控制爆破的抛掷作用a）Wa=Wb可达到可达到A、B两侧等量等距抛掷两侧等量等距抛掷b）A侧加强抛掷，侧加强抛掷，B侧加强松动侧加强松动c）A侧抛掷，侧抛掷，B侧松动侧松动d）A侧抛掷，侧抛掷，B侧不破碎侧不破碎群药包共同作用原理群药包共同作用原理a）间距大于抵抗线之和时（间距大于抵抗线之和时（aW），形成两个漏斗，互不干涉，形成两个漏斗，互不干涉b）两药包的间距等于两药包的最小抵抗