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隧道工程爆破技术爆破专篇第一节第一节 爆炸与炸药爆炸与炸药一 爆炸 化学爆炸 物理爆炸 核爆炸 爆破工程爆炸的应用：工业炸药的化学爆炸。爆破工程爆炸的实质：炸药极速、剧烈的化学反应。二 炸药爆炸的特征 1.生成大量的气体 2.放出大量的热量 3.反应速度极快 炸药爆炸的三要素对外做功的介质对外做功的能量来源区别于一般化学反应1爆破基本理论爆破基本理论二 炸药 一般定义：凡进行化学反应能满足爆炸三要素的物质。炸药的基本特征：1 高能量密度 2 强自行活化 3 亚稳定 4 自供氧 工业炸药：（民用炸药）指广泛用于矿山、公路、水利等工程爆破作业的民用炸药。例如：铵油炸药、乳化炸药 工业炸药的特点：1.有足够的威力 2.有较低的机械感度和适当的起爆感度 3.热安定性、物理化学相容性好 4.有适当稳定的储存期 5.原料来源广泛、价格便宜第二节第二节 起爆与感度起爆与感度一一 起爆起爆 工业炸药处于亚稳定状态，在外界能量作用下起爆。工业炸药处于亚稳定状态，在外界能量作用下起爆。热能热能 外界能量的形式有：外界能量的形式有：机械能机械能 爆炸冲能爆炸冲能二二 感度感度 工业炸药处于亚稳定状态，在外界能量作用下发生爆炸的难易程度。工业炸药处于亚稳定状态，在外界能量作用下发生爆炸的难易程度。注：民用工业炸药的机械感度、热感度几乎为零，爆轰感度适中，使用中需雷管起爆。第三节 雷管与起爆系统一 火雷管 结构：1.管壳：纸质、铁质、铜质2.加强帽：增加安全性、提高起爆能力、防潮作用4.副装药（起爆药）：二硝基重氮酚（良好的火焰感度，机械感度较低）5.主装药（加强药）：黑索今，特屈儿，泰安6.聚能穴：增加起爆能力二 电雷管1.瞬发电雷管 结构：2.秒延期电雷管 有7个段，段间延期时间间隔1S3.毫秒延期电雷管系列不同，间隔时间不同。三 非电导爆管雷管有瞬发、秒延期、毫秒延期；起爆原理：外界爆炸冲能沿塑料导爆管内部传播，传入雷管 内部，起爆雷管。特点：具有抗杂散电流、静电、射频电，便于操作，安全可靠等优点。注：塑料导爆管内部均匀分布一层黑索金或奥克托金。四 数码电子雷管 电子雷管可实现段间1ms延迟时间控制，精度误差为0.2ms。实现工程任何延迟控制的需要。特点：1.可以根据指令实现任意延时作用 2.精度高 3.实现复杂爆破工程的延时控制需要 4.安全、可靠 5.目前价格较贵五 起爆方法与网路1.电力起爆法：利用电能引爆雷管进而起爆工业炸药。特点：敷设网络前后可以用仪表检查电雷管和对网路进行测试、检查网络的施工质量，保证网路的正确性和可靠性。2.基本连接方法：3.起爆电源（1）电池，包括干电池和蓄电池（2）动力交流电（3）电容式起爆器4.导爆管起爆法:利用导爆管传递冲击波起爆雷管，进而起爆药包。特点：可以在有电场干扰的环境进行操作，联网时可以用电灯照明，不会因电网、高压电网、静电等杂电的干扰引起早爆、误爆事故，安全性较高。药包数量不受限制、连接灵活、形式多样。可以实现多段延时起爆。2 掘进掘进爆破作业爆破作业n钻眼方法和钻眼机具（设备）钻眼方法和钻眼机具（设备）n爆破作业爆破作业n爆破参数爆破参数n炮眼布置炮眼布置n装药结构与起爆技术装药结构与起爆技术n爆破说明书和爆破图表爆破说明书和爆破图表 n采用的采用的专用的凿岩专用的凿岩机具破岩机具破岩钻凿炮孔。钻凿炮孔。n钻眼方法可分为：钻眼方法可分为：冲击式冲击式:旋转式旋转式:旋转冲击式旋转冲击式：滚压式滚压式：各钻眼法和相应钻机类型可归纳如下：各钻眼法和相应钻机类型可归纳如下：钻眼方法和钻眼机具钻眼方法和钻眼机具n 一 钎杆和钎头钎杆和钎头 是是冲冲击击式式凿凿岩岩的的工工具具，其其作作用用是是传传递递冲冲击击功功和和破破碎碎岩岩，修修磨磨困困难难。柱柱齿齿形形是是一一种种新新发发展展起起来来的的钎钎头头，石石。钎钎头头和和钎钎杆杆连连成成一一体体的的称称为为整整体体钎钎子子，分分开开组合的称活动钎子。工程中多用活动钎子。组合的称活动钎子。工程中多用活动钎子。冲击式凿岩用的钎杆为中空六边形或中空圆形。冲击式凿岩用的钎杆为中空六边形或中空圆形。n钎头根据钎刃的分布有一字形、十字形、字形、柱齿形等。钎头根据钎刃的分布有一字形、十字形、字形、柱齿形等。n一一字字形形结结构构简简单单，凿凿岩岩速速度度较较高高，应应用用最最广广，适适用用于于整整体体性性较较好好的的岩岩石石。十十字字形形较较适适用用于于层层节节理理发发育育、较较破破碎碎的的岩岩石石，但但结结构复杂构复杂其特点是重复破碎少、耐磨，适用于磨蚀性高的岩层。其特点是重复破碎少、耐磨，适用于磨蚀性高的岩层。v 炮眼深度（l）：指炮眼眼底至临空面的垂直距离。眼深小于2m时为浅眼，23.5m时为中深眼，大于3.5m时为深眼。式中 L月或日计划进尺，m；N每月用于掘进作业的天数。按日进度计算时，N=1；n每日完成的掘进循环数；炮眼利用率，0.850.9;1正规循环率，0.850.9；按日进度计算时，1=1。注：实际掘进爆破炮孔深度在：2.5m左右。爆破参数爆破参数v炮孔直径：采用标准直径3235mm药卷时，炮眼直径常为3842mm。v单位炸药消耗量：爆破每m3原岩所需的炸药量叫单位炸药消耗量。它与许多因素有关，如炸药性质、岩石性质、断面大小、临空面多少、炮眼直径与深度等。式中：f岩石坚固性系数；S巷首掘进断面积，m2；K考虑炸药爆力的修正系数，K=525/P，P为所选用炸药的爆力，mL。单耗的确定方法：1 现场试验确定 2 经验、资料查询 v装药系数：K=Lc/Lb式中：Lc装药长度；Lb 炮孔长度。v装药不偶合系数：Kd=db/dc式中：db 炮孔直径；dc装药直径。v炮眼利用率：L/LbLb 炮眼平均深度。v装药邻近系数：ma/w式中：a孔间距；w抵抗线（排距）v装药集中度：Plql/Lbql 炮孔装药的重量。按用途的不同，将炮眼分为四种：掏槽眼：用于爆出新的自由面，为其后爆的炮眼创造有利的爆破条件。辅助眼：用以进一步扩大掏槽眼形成的槽腔。崩落眼：用以破碎岩石。周边眼：控制断面形状、大小和轮廓，使之符合设计要求。按位置分为顶眼，邦眼和底眼。炮眼布置炮眼布置掏槽方式：斜眼和直眼掏槽方式：斜眼和直眼n斜眼掏槽（掏槽眼与自由面斜交）的特点是：适用各种岩层，爆破效果较好，所需炮眼少。但炮眼方向不易掌握，孔眼受巷道断面大小的限制，碎石抛掷距离大。n直眼掏槽（炮眼都垂直于工作面且相互平行，距离较近）的特点是：所有炮眼都垂直于工作面且相互平行，技术易于掌握，可实现多台钻机同时作业；其中不装药的炮眼作为装药眼爆破时的临空面和补偿空间，有较高的炮眼利用率；矸石抛掷距离小，岩堆集中；不受断面大小限制。但总炮眼数目多，炸药消耗量大。a,b锥形掏槽（三眼和四眼锥形）；c垂直楔形掏槽；d复式楔形；e,f单向掏槽；g平行龟裂掏槽（隔眼装药，同时起爆）；h单空孔三角柱形；i中空孔四角柱形；j双空孔菱形；k六角柱形；l螺旋式掏槽装药结构：装药结构：n 偶合装药：装药直径与炮眼直径相等。n 不偶合装药：装药直径小于炮眼直径。n 连续装药：装药在炮眼内连续装填，没有间隔。n 间隔装药：装药在炮眼内分段装填，装药之间有炮泥或空气使之隔开。n 正向起爆装药：起爆雷管在炮眼眼口处，炮轰向眼底传播。n 反向起爆装药：起爆雷管在炮眼底部，炮轰向眼口传播。装药结构图装药结构图a偶合装药；偶合装药；b不偶合装药；不偶合装药；c连续装药；连续装药；d间隔装药；间隔装药；e无炮泥反向起爆装药；无炮泥反向起爆装药；f正向起爆装药正向起爆装药起爆器材和起爆系统：起爆器材和起爆系统：爆破说明书和爆破图表爆破说明书和爆破图表：u爆破说明书是施工组织设计中的一个重要组成部分，是指导、检查和总结爆破工作的技术文件。主要内容有：爆破工程的原始资料：包括工程名称、用途、位置、断面形状和尺寸，穿过岩层的性质，地质条件以及瓦斯情况。选用的 钻眼爆破器材：包括炸药，雷管的品种，凿岩机的型号，性能。爆破参数的计算选择：包括掏槽方法，炮眼直径，深度，数目，单位耗药量。爆破网络的计算和设计安全措施u爆破图表：二图（炮眼布置图、装药结构图）三表（炮眼布置参数表、装药参数表、预期的爆破效果和经济指标表。）炮眼布置图炮眼布置图序号炮眼名称眼号眼数/个眼深/m眼距/mm倾 角/装药量/kg起爆顺序联线方式水平垂直单孔小计1中心眼012.79090串联2掏槽眼1331.550090901.354.053掏槽眼4632.725090901.203.604辅助掏槽眼71042.785090902.409.605辅助眼1120102.580090901.6516.506辅助眼2131112.580090901.6518.157边 眼3250192.560087870.815.28底 眼515882.580090871.6513.29合 计5980.30爆破参数表爆破参数表爆破技术经济指标表爆破技术经济指标表指标名称单位数量指标名称单位数量掘进断面积岩石性质工作面瓦斯情况炸药名称雷管名称循环炸药用量循环雷管用量 m2 kg发20.71中硬岩（f=46）无2号岩石硝铵段发（延时100ms）80.358炮眼利用率循环进尺循环实体岩石量炸药单位消耗量雷管单位消耗量每m进尺炸药消耗量每m进尺雷管消耗量%m m3 kg/m3发/m3kg发852.1344.111.821.3137.7027.23