爆破作用原理

应力时，将产生径向裂隙。作用于岩壁上的压力引起岩石质
点的径向位移，由于作用力的不等引起径向位移的不等，导 致在岩石中形成剪切应力。当这种剪切应力超过岩石的抗剪 强度时，岩石就会产生剪切破坏。当爆轰气体的压力足够大 时，爆轰气体将推动破碎岩块作径向抛掷运动。
二 应力波作用学说
这种学说的基本观点如下：
1
2 (a) (b) (c) (d)
图4-1 反射拉应力波破坏过程示意图 1-压应力波波头；2-反射拉应力波波头
三、应力波和爆轰气体压力共同作用 学说
这种学说的基本观点如下： 爆轰波波阵面的压力和传播速度大大高于爆轰气体产物 的压力和传播速度。爆轰波首先作用于药包周围的岩壁上，
在岩石中激发形成冲击波并很快衰减为应力波。冲击波在药
R1 R2
图4-2 爆破的内部作用 R0-药包半径；R1-粉碎区半径；R2-破裂区半径
r
P W θ
H
图4-4 爆破漏斗的几何要素
R
r
r
θ
W
θ
W
45
°
45
°
(a)标准抛掷爆破漏斗
(b)加强抛掷爆破漏斗
r
r
W
θ
W
θ (d)松动爆破漏斗
(c)减弱抛掷爆破漏斗 图4-5 爆破漏斗分类
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第三节 体积公式
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炸药换算系数e
关于炸药换算系数 e的确定方法，习惯上以2号岩石
铵梯炸药作为标准炸药，规定2号岩石铵梯炸药的 e＝1,
并以2号岩石铵梯炸药的作功能力320mL或猛度12mm作 为标准，其它炸药品种根据:
eb=
或
320
所换算炸药的作功能力值
12 em 所换算炸药的猛度值
求算e值。也可以根据上述两式的平均值求算e值，
R R W R
W
R W
(a)
(b)
图4-9 自由面对爆破效果的影响
R
R2 R2 R1
R1 1
F
图4-10 药包布置在断层中 1-药室；F-断层； R 1 -实际下破裂线； R 2-设计下破 R 2 -设计上破裂线 裂线；R1 -实际上破裂线；
R
F
R
图4-11 药包布置在断层下
R R W2
溶洞
Q = f(n)· kW3 b· 对于标准抛掷爆破f(n)＝1.0，
减弱抛掷爆破或松动爆破f(n)< 1， 加强抛掷爆破f(n) >1 f(n) = 0.4＋0.6n3
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第四节 爆破参数的 意义和选择
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W
O
W
(a)
(b)
图4-8 几种爆破方法的最小抵抗线
W
第五节 影响爆破效果的因素
包附近的岩石中产生“压碎”现象，应力波在压碎区域之外 产生径向裂隙。随后，爆轰气体产物继续压缩被冲击波压碎 的岩石，爆轰气体“楔入”在应力波作用下产生的裂隙中， 使之继续向前延伸和进一步张开。当爆轰气体的压力足够大 时，爆轰气体将推动破碎岩块作径向抛掷运动。
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第二节 单个药包的爆破作用
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R0
第六节 光面爆破和预裂爆破
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炮孔 开挖主体 预裂孔
预裂缝 保留岩体
图4-17 预裂爆破
150mm
(a)
115mm (b) 图4-18 不同间距条件下相邻炮孔同时 起爆裂隙发展的最终状态
光面爆破
露天台阶爆破工程
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图4-12 溶洞对抛掷方向和抛掷方量的影响
飞石
w
ຫໍສະໝຸດ Baidu
w
堵塞 溶洞 炸药
图4-13 溶洞对深孔爆破的影响
2 1 (a) 6 5 4
2 3 (b) 3 2
(c) 6 5 4 3 2 7 8
(d) 6 5 3 2 4
(e)
图4-14 装药结构 （a）偶合装药 （b）不偶合装药 （c）正向连续装药 （d）正向空气间隔装药 （e）反向连续装药 1-炸药； 2-炮眼壁； 3-药卷； 4-雷管； 5-炮泥； 6-脚线； 7-竹条； 8绑绳
第四章 岩石爆破作用原理
第一节 岩石爆破破碎原因的几种学说 第二节 单个药包的爆破作用 第三节 体积公式 第四节 爆破参数的意义和选择 第五节 影响爆破效果的因素
第六节 光面爆破和预裂爆破
本章小结
第一节 岩石爆破破碎 原因的几种学说
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一、爆轰气体压力作用学说
这种学说的基本观点如下： 药包爆炸时，产生大量的高温高压气体，这些爆炸气体 产物迅速膨胀并以极高的压力作用于药包周围的岩壁上，形 成压应力场。当岩石的抗拉强度低于压应力在切向衍生的拉
爆轰波冲击和压缩着药包周围的岩壁，在岩壁中激
发形成冲击波并很快衰减为应力波。此应力波在周围岩 体内形成裂隙的同时向前传播，当应力波传到自由面时， 产生反射拉应力波。当拉应力波的强度超过自由面处岩 石的动态抗拉强度时，从自由面开始向爆源方向产生拉
伸片裂破坏，直至拉伸波的强度低于岩石的动态抗拉强
度时停止。
2号煤矿许用铵梯炸药 1.20~1.28 一、二级煤矿许用水 胶炸药 4号抗水岩石铵梯炸药 0.85~0.88 一级非许用乳化炸药 梯恩梯 铵油炸药 铵松蜡炸药 0.75~0.94 二级非许用乳化炸药 1.0~1.33 1~1.05 一、二级煤矿许用乳 化炸药 胶质硝化甘油炸药
第五节 影响爆破效果的因素
装药结构
按药卷与炮眼在径向的关系分为
偶合装药：药卷与炮眼在径向无间隙,如散装药。
不偶合装药：药卷与炮眼在径向有间隙，间隙内可以 是空气或其它缓冲材料，如水、砂 等。 按药卷与药卷在炮眼轴向的关系分为： 连续装药：药卷与药卷在炮眼轴向紧密接触。
间隔装药：药卷（或药卷组）之间在炮眼轴向存在一
定长度的 空隙，空隙内可以是空气、炮 泥、木垫或其它材料。
eb em 即 e 。 2
表4-2常用炸药的换算系数e值
炸药名称 2号岩石铵梯炸药 2号露天铵梯炸药 换算系数e 1.0 1.28~1.5 炸药名称 一级非许用水胶炸药 二级非许用水胶炸药 换算系数e 0.75~1.0 1.0~1.23 1.2~1.45 0.75~1.0 1.0~1.23 1.2~1.45 0.8~0.89