1)孔隙率:岩石中各孔隙的总体积V0与岩石的总体积V之比
2)密度是指构成岩石的物质质量M对该物质所具有的体积V-V0之比 3)体积密度是指岩石的质量对包括空隙在内的岩石V体积之比
4)岩石的碎胀性:岩石破碎成块后,因碎块之间存有间隙而使总体积增加的性质
5)强度:岩石抵抗外力破坏的能力,或者是指岩石的完整性开始被破坏的极限应力值
6)硬度:岩石抵抗工具侵入的能力
7)裂隙性:岩石总是或稀或密、或宽或窄、或长或短地存在着各种裂隙,这是岩石区别于混凝土地主要特点。岩石的裂隙性对爆破能量的传递影响很大,而且由于岩石裂隙的存在差异很大,使岩体的受力破坏问题更加复杂 8)波阻抗:岩石密度与纵波在该岩石中传播速度Cp的乘积
9)弹性后效:岩石与其他材料不同,在弹性区内,应力消除后,应变并不能立即消失,而需要一定时间才能恢复的现象
10)岩体在爆炸冲击荷载作用下的力学反应:
(1)炸药爆炸首先形成应力脉冲,使岩体表面产生变形和运动 (2)岩体中某局部被激发的应力脉冲是时间和距离的函数
(3)岩体中各点产生的应力呈动态,即发生的变形、位移和运动均随时间而变化
(4)载荷与岩体之间有明显的“匹配”作用 11)影响岩石物理、力学性质的因素
(1)与组成岩石的矿物成分、结构构造有关 (2)与岩石的生成环境有关 (3)与受力状况有关 2.岩石的分级 1)普式分级方法
1)基本观点:岩石坚固性是凿岩性、爆破性及采掘性等的综合,也是岩石物理力学性质的概括体现,即岩石硬度、强度、凿岩性、爆破性是一致的 2)分级方法:用普式坚固系数f来大致概括,作为分级的根本依据 f=R/100或f=R/30+ R/32)东北大学岩石分级基本依据:岩石可爆性
可爆性:岩石在炸药爆炸作用下发生破碎的难易程度。它是动载作用下岩石物理力学性质的综合体现
3)苏式岩石分级方法和哈努卡耶夫分级方法的区别 1)苏式分级方法:
基本观点:与普式分级法的基本观点相反,强调个性,差异性
分级方法:用生产现场实测的数据,按照凿岩性和爆破性的四个指标分类,将岩石分为16个等级
2)哈努卡耶夫岩石分级方法 基本观点:岩石波阻抗
岩石波阻抗小者易爆,大都难爆,根据岩石波阻抗值的大小将岩石分为5级
第二章 凿岩机理与凿岩机械
1.凿岩机理
1)凿岩按工具破碎岩石的原理,可分为冲击式凿岩和螺旋式凿岩等 2)在脆性岩石中一般采用冲击式凿岩,塑形岩石一般采用旋转式凿岩 3)冲击式凿岩,就是利用钎子的冲击作用,将岩石凿碎
4)钎头按刃口形状可分为一字形、十字形、T字形、X字形等
5)常见的浅孔凿岩机械,有浅孔凿岩机和电钻两大类,主要有风动、电动、内燃和液压四类。风动凿岩机按支承和推进方式可分为气腿式、手持式、上向式、导轨式、凿岩台车
6)深孔凿岩机械主要有潜孔钻机、牙轮钻机和回转式钻机
第三章 炸药爆炸的基本理论
1.爆炸和炸药的基本概念
1)爆炸可分为三类:物理爆炸、化学爆炸、核爆炸
2)化学爆炸的三要素:放热反应、反应速度极快、反应生成大量的气体
3)炸药化学反应的基本形式:热分解、燃烧、爆炸、爆轰(炸药最大的反应速度稳定的爆炸)
2.炸药的起爆和敏感度
1)一般工业炸药的起爆有三种形式:热能、机械能、爆轰冲能
2)爆轰冲能:利用起爆药爆轰产生的爆轰波和高温高压气体产物流,可以使起爆药包周围的炸药起爆 3)热点形成的三种情况
(1)炸药颗粒之间、颗粒与杂质之间发生强烈摩擦生成热点 (2)高速黏性流动发热形成热点 (3)微小气泡的绝热压缩形成热点 2.炸药的敏感度
1)炸药的敏感度是指炸药在外能作用下发生爆炸反应的难易程度 2)炸药在热能作用下起爆的难易程度称为热感度 3)炸药的热感度相应的分为爆发点和火焰感度 4)炸药的机械感度主要有冲击感度和摩擦感度
5)炸药的爆轰冲能感度是指炸药在爆轰冲能作用下发生爆炸的可能性,常用殉爆距离来衡量。足以激起从爆药卷爆炸的最大距离,称为该试验炸药的殉爆距离,单位为cm.。凡是能用一发8号雷管可靠引起的称为有爆轰冲能感应 6)影响炸药敏感度的因素 (1)炸药的温度 (2)炸药的化学结构 (3)炸药的物理性质 3.炸药的传爆过程
1)冲击波:以超声速传播的具有压力突然跃升然后慢慢下降的高压缩波 2)波阵面:波在传播过程的某一瞬间,扰动区与未扰动区之间的界面 3) 冲击波:波阵面上的介质状态参数呈突跃增加的强扰动形成的压缩波 4)爆轰波:在炸药中伴随化学反应稳定传播的冲击波
5)爆速的测定方法:导爆索对比法和电子仪器测试法。常用的电子仪器测试法有光线示波法和计时器测定法
6)径向间隙:在炮孔中,药卷与炮孔孔壁间存在的间隙
7)径向间隙效应或沟槽效应:径向间隙影响爆轰波传播的稳定性,甚至可能出现爆轰中断或爆轰转变为燃烧的现象 5.炸药的爆炸特性
1)爆炸反应的几个重要参数:爆热、爆压、爆温、爆炸功
2)猛度:炸药爆炸时对爆炸对象的冲击、破碎能力,用它表征炸药的做功功率、爆破产生应力波和冲击波的强度
3)爆力:反映炸药爆轰在介质内部做功的性能,是衡量炸药爆炸作用性能的重要指标
4)爆轰波与冲击波的共性:波阵面上的状态参数呈突跃式升高;波速大于未扰动介质中的音速;介质移动方向与波的传播方向一致。
5)聚能效应的应用:雷管的聚能穴,提高局部起爆能力;聚能药包-----将药包端部做成聚能穴,破碎大块效果明显;药包底部的聚能穴可提高炸药的殉爆距离,增强对相邻药包的起爆能力;用专门聚能药包处理残炮可提高安全性;.穿甲弹、射孔弹等军事用途。
第四章 工业炸药
1. 炸药及其特点
1) 炸药是一种在一定外能作用下可发生高速化学反应并释放出大量热量和生成气体的物质
2) 炸药的特点:所含能量高度集中;包含了爆炸反应所需要的元素和基团;具有相对稳定的物质结构
3) 工业炸药及其要求: 爆炸性能良好;有较低的机械感度和适度的起爆感度;炸药配比接近于零氧平衡;有适当的稳定储存期;.原料来源广泛,加工工艺简单,操作安全且价格便宜。 4) 工业炸药的分类:
按使用用途分类:起爆药、猛性炸药、发射药
按使用场合分类:煤矿许用炸药、岩石炸药、露天炸药、特种炸药
按主要成分分类:硝胺类炸药、硝化甘油炸药、芳香族硝基化合物类炸药、其他炸药
5) 铵梯炸药由硝酸铵、梯恩梯和木粉三种成分组成,硝酸铵为氧化剂,为主要成分,梯恩梯是敏化剂,也起还原剂作用,木粉是可燃剂,又是疏松剂 6) 铵油炸药是一种无梯炸药,主要成分是硝酸铵和柴油
7) 消焰剂是煤矿许用炸药必不可少的组分,常用的消焰剂是食盐
8) 一般地说,水胶炸药与浆状炸药没有严格的界限,两者的主要区别是在于使用不同的敏化剂
9) 浆状炸药是无法直接用8号雷管引爆的,而水胶炸药可以。 10)第三代炸药:浆状炸药 第四代炸药:乳化炸药 11)水胶炸药
优点:抗水性强,感度较高,可用8号雷管起爆,并具有较好的爆炸性能,可塑性好,使用安全。
缺点:成本较高,爆炸后产生的有毒气体比2号岩石炸药多。 12)乳化炸药的性能:抗水性强;爆速高(4000-5500m/s,威力大);感度高(发泡剂、乳化搅拌作用—雷管感度);密度可调范围宽(加入充气成分);安全性
能好(机械感度低、有毒气体少、贮存期长)。
第五章 起爆器材
1. 雷管及性能
1) 雷管根据点火方式不同,分为火雷管、电雷管、非电雷管 2) 起爆药也叫正起爆药;加强药叫副起爆药 3) 秒延时电雷管的延时药:一段精制导火索
4) 毫秒延时电雷管与整体壳式秒延时电雷管的不同在于延时药的组分 5) 按安全规程规定取0.03A作为设计采用的最大安全电流值
6) 给电雷管通以恒定直流电,5min内能准确引爆雷管的最小电流称为最低准爆电流,一般规定为0.7A
7) 发火冲能:电雷管在点燃时间内,每欧姆桥丝所提供的热能
8) 一般爆破,交流电不小于 2.5A ,直流电不小于2A;硐室爆破,交流电不小于4A,直流电不小于2.5A
9) 冲击感度低是无起爆药雷管最突出的特点 10)几种起爆器材性能比较表(P70)
第六章 起爆方法
1) 工程爆破的起爆方法,现在主要有两大类:电力起爆,非电力起爆 2) 起爆材料由导火索、火雷管和点火材料3部分组成
3) 导爆管起爆网路由击发元件、传爆元件、连接元件和起爆元件所组成 4) 导爆管网路的连接方法:簇联法、串联法、并联法 5) 导爆管与导爆索起爆网路由击发元件(火雷管)、传爆元件(导爆索)、连接元件(工业胶布等)和起爆元件(导爆管和非延时雷管装配)四部分组成
第七章 爆破破岩机理
1)最小抵抗线:岩石内装药中心至自由面的垂直距离,通常用W表示
2)通常压缩粉碎区约为药包半径R0的2-7倍,破坏范围虽然不大,但消耗了大部分爆炸能
3)由于应力作用的复杂性,破裂区中有径向裂隙、环向裂隙和剪切裂隙
4)自由面:在最小抵抗线方向上,岩石与另一种介质(空气或水等)的接触面 5)爆破漏斗的四种基本形式:标准抛掷爆破漏斗;加强抛掷爆破漏斗;减弱抛掷爆破漏斗;松动爆破漏斗
6)利文斯顿将岩石爆炸破坏效果与能量平衡关系划分为四个带:弹性变形带;冲击破裂带;破碎带;空爆带
第八章 浅眼爆破
1) 根据起爆药包在炮孔内的位臵不同,可分为正向起爆、中部双向起爆、反向起爆
2) 根据炸药在炮孔内的分布是否充分,分为耦合装药和不耦合装药。不耦合装药又分为径向不耦合装药和轴向不耦合装药
3) 堵塞:将炮孔内装药后的空间用一定材料充填起来 4) 炮泥:堵塞所用材料
5) 堵塞作用:提高爆破效果,有利于爆破安全
6) 装药系数:装药长度与炮孔长度的比值 7) 炮眼利用率:炮眼有效长度与眼深之比
8) 炮眼的有效长度:爆破后炮眼长度的大部分被爆落的部分 9) 未爆落的部分眼深
10)提高炮眼利用率的途径:改善装药质量;保证炮眼的数量和钻孔质量,使炮位、方向、孔距准确;合理布臵炮孔;保证起爆顺序和准确的起爆时间间隔,尽量采用起爆管起爆或电力起爆等延时准确的方法
11)平巷掘进中的炮眼,按其位臵和作用的不同,分为掏槽眼、辅助眼和周边眼。
12)掏槽眼:将自由面上某一部位岩石首先掏出一个槽子,形成第二个自由面,为其余的炮眼爆破创造有利条件
13)辅助眼:进一步扩大槽子体积和增大爆破量,并为周边眼爆破创造有利条件
14)周边眼:使爆破后的井巷断面规格和形状能达到设计的要求 15)掏槽眼可以分为倾斜掏槽和垂直掏槽
第十章 露天深孔爆破
1)露天深孔的布臵方式有垂直深孔与倾斜深孔两种 2)多排孔微差爆破的优点
(1)提高爆破质量,改善爆破效果
(2)可扩大孔网参数,降低炸药单耗,提高每米炮孔崩矿量 (3)一次爆破量大,故可减少爆破次数,提高装、运工作效率 (4)可降低地震效应,减少爆破对边坡和附近建筑物等危害
3)挤压爆破作用原理:利用碴堆阻力延缓岩体的运动和内部裂缝张开的时间;利用运动岩体的碰撞作用
4)一次爆破的棑数一般以不少于3-4排,不大于7排为宜
5)预裂爆破:沿开挖边界布臵密集炮孔,采取不耦合装药或装填低威力炸药,在主爆区之前起爆,从而在爆区与保留区之间形成预裂缝,以减弱主爆区爆破时对保留岩体的破坏并形成平整轮廓面的爆破技术,称为预裂爆破。
6)光面爆破:沿开挖边界布臵密集炮孔,采取不耦合装药或装填低威力炸药,在主爆区之后起爆,以形成平整轮廓面的爆破作业,称为光面爆破。 7)预裂爆破和光面爆破的区别
预裂爆破是在主爆区爆破之前进行;预裂爆破是在一个作用面条件下爆破,所夹制作用很大;光面爆破则在主爆区爆破之后进行;光面爆破则在两个自由面条件下爆破,所受夹制作用小 8)预裂爆破和缓冲爆破的区分
预裂爆破是在主爆区爆破之前进行的;在主爆区与被保护岩体之间预先炸出一条裂缝;缓冲爆破则与主爆炮孔同时爆破;以达到减震的目的 9)露天深孔爆破的效果从以下几个方面评价: (1)大块率低于5%;
(2)满足采装机械的回转性能;
(3)台阶规整,不留根底及伞檐,后冲小; (4)保证人员设备安全; (5)节省材料,降低成本。
10)四种不良:爆破后冲,根底,大块、伞檐以及爆堆形状不合要求
11)爆破后冲:爆破后矿岩在向工作面后方冲力作用下,产生矿岩向最小抵抗线相反的后方翻起并使后方被爆岩体产生裂隙的现象
12)产生爆破后冲现象的原因:多排孔爆破时,前排孔底盘抵抗线过大,装药时填充高度过小或充填质量差,炸药单耗过大;一次爆破的棑数过多等
13)采取以下措施可避免后冲现象:加强爆前清底工作,Wd 第十一章 硐室爆破 1)硐室爆破的优点: (1)工期较短,有利于加快工程速度; (2)施工机械和设备简单; (3)可采用抛掷爆破减少土量的运输; (4)施工过程受地形地质和气候等条件的影响较小。 缺点: (1)硐室施工工作面狭小,劳动条件较差; (2)炸药过于集中,大块产出率高,块度不均匀; (3)单位炸药消耗量较高; (4)爆破震动等破坏作用较大。 硐室爆破适用条件: (1)缺乏穿孔设备或穿孔设备太少; (2)因山势较陡,设备无法上山或现场地势狭窄,不利于使用大型穿孔机械; (3)工期紧,为适应生产发展的急需,采用生产能力较高的爆破方式; (4)在地形有利的条件下,采用抛掷爆破可实现快速剥离和搬移; (5)地下采空区处理时的大量崩落爆破。 2)漏斗中部为四个药包共同作用区,称为主抛体 3)碶形体及四分之一圆锥体叫做副抛体 4)抛体:爆破后被抛出爆破漏斗外的岩土 5)坍塌体:岩石在爆破及重力作用下将产生破碎、崩塌 6)每条导硐所连通的药室数目不宜过多,一般不超过4个为好;每条导硐不宜过长,一般在20m以内,小井深度不宜超过15m,便于掘进、装药和填塞工作的进行,导硐超过40m时考虑局部通风;平硐向硐口应以0.3%-0.5%的坡度下坡,以便于排水和出渣;硐口不能正对附近重要的建筑物,避免爆破时空气冲击波和飞石的危害作用。 7)每个药室至少要有2个起爆药包;药室内有多个起爆药包时,仅主爆药包用电雷管起爆,其他副起爆药包均由主起爆药包引出的导爆索引爆 8)硐室爆破一般采用复式起爆网路。 a.一套电力起爆网路+一套导爆索起爆网路 b.两套电力起爆网路 c.一套导爆索起爆网路+一套导爆管非电起爆网路 d.两套导爆管非电起爆网路 第十三章 控制爆破 1)控制爆破的基本要求: (1)破碎程度; (2)破碎范围; (3)危害作用; (4)塌、抛方向。 常见的爆破类型: (1)三定控爆----定向、定距、定量; (2)四减控爆----减震、减冲、减飞、减声; (3)成型控爆----机件加工、石材开采; (4)光稳控爆----预裂、缓冲、光面; (5)综合控爆、特殊控爆。 控制爆破的基本原理: (1)等能原理; (2)微分原理----多打眼、少装药、多段起爆; (3)失稳原理; (4)缓冲原理; (5)防护原理; (6)定向原理。 2)露天台阶单排孔奇偶顺序起爆效应: (1)先起爆药包在岩体内造成应力场,在它未消失之前,后爆药包起爆,岩体受叠加应力而易于破碎。 (2)先起爆药包为后起爆药包创造了附加自由面。 (3)先后抛移的岩块相互碰撞,造成再次破碎的优越条件。 (4)爆破地震主震相位错开而削减,可减震1/3-2/3。 3)光面爆破(井巷掘进和露天堑沟开挖)的特点: (1)成形规整,符合设计轮廓; (2)超欠挖量少,仅为5%左右; (3)新暴露的岩面稳定可靠,可减少支护; (4)新岩壁光滑平整,应力集中少,光面爆破的地下井巷通风阻力小。 4)光面爆破的原理:相邻炮孔同时起爆时,应力相遇可形成叠加应力,主要是垂直于两药包中心连线上的合成拉应力。于是在炮孔中心连线上首先产生裂隙,形成平整的破坏面,而其他方向上因裂隙还来不及扩展,破坏作用微弱,故主要在炮孔中心连线上形成一条光滑平整的新断面 5)静态破碎技术基本原理:靠水化反应体积膨胀来破碎岩石、混凝土等物质 6)施工工艺: a.按被破碎对象的材质和要求选择破裂参数和工具及选择正确型号的破碎剂。 b.按设计参数进行钻孔,地表以下的建筑物将四周的土挖开,增加自由面。 c.搅拌和浸泡:散装的----水量和破碎剂用量合适,并搅拌40-60s;筒装---4-5min;颗粒状的装填前不需用水处理。 d.装填:搅拌好的破碎剂要在5-10min内用完。 e.养护:夏季孔口覆盖,冬季采取保温和加温措施。 f. 安全注意事项:配戴防护眼镜和手套。 第十四章 拆除爆破 1)最小抵抗线原理:爆破破碎和抛掷的主导方向是最小抵抗线方向 2)失稳原理:建筑物在整体失去稳定性的情况下,并在其自重作用下原地坍塌或定向倾倒的原理 3)房屋的拆除爆破有定向倒塌,单向折叠倒塌、双向交替折叠倒塌、原地坍塌、内向折叠坍塌 定向倒塌方案要求倒塌方向的场地的水平距离(建筑物边缘至场地边缘的距离)不小于建筑物高度的2/3~3/4。爆破部位的高度要求倾倒一侧不小于最小破坏高度 单向折叠倒塌方案要求坍塌方向的场地的水平距离接近或等于高度的2/3,(钢筋混凝土框架结构不小于高度的1/2,砖结构不小于高度的2/3)。 双向交替折叠倒塌楼房四周任一方向地面水平距离均小于2/3。 原地坍塌坍塌范围小其四周场地的水平距离有1/3-1/2的楼房高度即可。 内向折叠坍塌此方案的特点是要求的场地小四周空地具备1/3-1/2的楼房高度 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容