1、申請(qǐng)高級(jí)作業(yè)級(jí)別試題1、 巖石受到?jīng)_擊荷載作用時(shí)，應(yīng)變率如何表示？答：應(yīng)變率是巖石受載后單位時(shí)間內(nèi)的應(yīng)變量，數(shù)學(xué)表達(dá)式為：、=d/dt式中：d應(yīng)變量； dt單位時(shí)間，s應(yīng)變率的單位是s-1巖石在承受諸如鑿巖、爆破、振動(dòng)和碎礦這樣沖擊荷載作用時(shí)，從承受荷載開(kāi)始到破壞的的荷載周期僅有10-410-2s，即使在這樣短暫的時(shí)間內(nèi)，載荷仍然隨時(shí)間而變化，因此，巖石單元體實(shí)際上是處于隨時(shí)間而變化的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中。2、 巖石受沖擊動(dòng)荷載作用與靜載作用相比，有何特點(diǎn)？答：（1）沖擊動(dòng)載荷作用下形成的應(yīng)力場(chǎng)（應(yīng)力分布及大?。┡c巖石性質(zhì)有關(guān)，靜載作用則與巖性無(wú)關(guān)。（2）沖擊動(dòng)載荷是瞬時(shí)性的，一般為毫秒級(jí)，而靜載荷

2、則通常超過(guò)10s，與前者相比，后者的變形和裂紋發(fā)展比較充分。（3）爆炸荷載在傳播過(guò)程中，具有明顯的波動(dòng)特性，其質(zhì)點(diǎn)除失去原來(lái)的平衡位置而發(fā)生變形和位移外，尚在原位不斷波動(dòng)。因此，巖石在動(dòng)載作用下，其變形特征同靜載變形有本質(zhì)區(qū)別。（4）通常，巖石的沖擊動(dòng)載強(qiáng)度比靜載強(qiáng)度高，高出的比例依巖石的性質(zhì)和應(yīng)變率不同而異。3、巖石按其成因，分為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖三大類，試簡(jiǎn)述這三類巖石的成因和特征。每一類巖石各舉12例。答：（1）巖漿巖。巖漿巖是由埋藏在地殼深處的巖漿（主要成分為硅酸巖）上升將信將疑或噴出地表形成的，直接在地下凝結(jié)成的稱為侵入巖；噴出地表形成的叫做火山巖（噴出巖）。侵入巖的產(chǎn)狀多為整體

3、塊狀，火山巖的整體性較差，常伴有氣孔和碎屑。常見(jiàn)的巖漿巖有花崗巖、閃長(zhǎng)巖等。（輝綠巖、玄武巖、）（2）沉積巖。沉積巖是地表母巖經(jīng)風(fēng)化剝離或溶解后，再經(jīng)過(guò)搬運(yùn)和沉積，在常溫常壓下固結(jié)形成的巖石。沉積巖的特點(diǎn)是，其堅(jiān)固性除與礦物顆粒成分、粒度和形狀有關(guān)外，還與膠結(jié)成分和顆粒間膠結(jié)的強(qiáng)弱有關(guān)。從膠結(jié)成分看，以硅質(zhì)成分量為堅(jiān)固，鐵質(zhì)成分次之，鈣質(zhì)成分和泥質(zhì)成分最差，常見(jiàn)的沉積巖有石灰?guī)r、砂巖、頁(yè)巖、礫巖等。（3）變質(zhì)巖。變質(zhì)巖是由已形成的巖漿巖、沉積巖在高溫、高壓或其它因素作用下，其礦物成分和排列經(jīng)某種變質(zhì)作用而形成的巖石。一般來(lái)說(shuō)，它的變質(zhì)程度越高，礦物重新結(jié)晶越好，結(jié)構(gòu)越緊密、堅(jiān)固性越好。常見(jiàn)的變

4、質(zhì)巖有大理巖、石英巖（千枚巖）對(duì)三種不同成因的巖石而言，一般來(lái)說(shuō)巖漿巖可爆性較差，（對(duì)爆破作用的抵抗能力最強(qiáng)），沉積巖和變質(zhì)巖的可爆性較好。4、何謂巖體結(jié)構(gòu)面？巖體結(jié)構(gòu)面對(duì)爆破效果的影響是什么？答：一個(gè)天然巖體，從宏觀上來(lái)說(shuō)，它是由節(jié)理或裂隙切割成一塊一塊的，相互排列與咬合著的巖塊組成。由于節(jié)理或裂隙的存在，造成了介質(zhì)的不連續(xù)，因此，巖體內(nèi)存在的各種各樣節(jié)理裂隙稱之為結(jié)構(gòu)面。結(jié)構(gòu)面對(duì)爆破的影響可歸納為六種作用：（1） 應(yīng)力集中作用；（2） 應(yīng)力波的反射作用；（3） 能量吸收作用；（4） 泄能作用；（5） 楔入作用；（6） 改變破裂線作用。5、影響爆破效果的三要素是什么？為什么說(shuō)這三要素中巖體性

5、質(zhì)，特別是巖體結(jié)構(gòu)面的影響最大？答：影響爆破效果的三要素是炸藥性能，巖體性質(zhì)和爆破工藝。炸藥爆炸時(shí)對(duì)巖石的破壞能量主要是爆炸沖擊波和爆炸氣體。由于巖體中存在大量斷層、節(jié)理、裂隙、孔隙等結(jié)構(gòu)弱面，使得爆炸沖擊波在傳播過(guò)程中急劇衰減，爆生氣體大量外泄，造成能量損失和分布不均勻，。裂隙巖體的室內(nèi)試驗(yàn)和爆破漏斗試驗(yàn)均證明了這一點(diǎn)。而炸藥性能的優(yōu)良固然可以產(chǎn)生更多的破碎能量，若損失的能量太多，有效能量則大量減少。至少爆破工藝的改進(jìn)也只是在一定能量的前提下進(jìn)行的。6、何謂炸藥爆速？試分析影響爆速的因素有哪些？答：爆轟波在炸藥柱中的傳播速度稱為爆轟速度，簡(jiǎn)稱為爆速，通常以m/sa或km/s表示之，必須指出，

6、炸藥的爆速與炸藥的爆炸化學(xué)反應(yīng)速度是本質(zhì)不同的兩個(gè)概念，即爆速是爆轟波陣面一層一層地沿炸藥柱傳播的速度，而爆炸化學(xué)反應(yīng)速度是指單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)完成的物質(zhì)的質(zhì)量，其度量單位是g/s。影響爆速的因素如下 ：（1）藥柱直徑，隨著藥柱直徑的增大，爆速也增大；（2）約束條件，實(shí)踐證明，在藥柱直徑較小的情況下，增強(qiáng)藥柱的約束條件可以提高炸藥的爆速，減少其臨界直徑值。（3）炸藥密度，概括地說(shuō)，當(dāng)炸藥組分配比和工藝條件控制一定時(shí)，炸藥的爆速隨著密度的增大而增大；就工業(yè)炸藥而言，當(dāng)藥柱直徑一定時(shí)，存在有使爆速達(dá)最大值的密度值，即最佳密度，再繼續(xù)增大密度，就會(huì)導(dǎo)致爆速下降，當(dāng)爆速下降至臨界爆速時(shí)，爆轟波就不再能夠穩(wěn)

7、定傳播，最終導(dǎo)致熄爆；（4）炸藥粒度，一般來(lái)說(shuō)，減小炸藥粒度能夠提高炸藥的反應(yīng)速度，減小反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)區(qū)厚度，從而減小臨界直徑提高爆速。7、何謂溝槽效應(yīng)？試說(shuō)明減少或消除溝槽效應(yīng)的措施有哪些？答：溝槽效應(yīng)也稱管道效應(yīng)、間隙效應(yīng)，即當(dāng)藥卷與炮孔壁間存在有月牙形空間時(shí)，爆炸產(chǎn)物壓縮藥卷與孔壁之間的空氣會(huì)產(chǎn)生沖擊波，它超前于爆轟波并壓縮藥卷，使其密度增加而掏爆轟。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為爆轟波波陣面前方有一個(gè)等離子層，對(duì)未反應(yīng)的藥卷表層產(chǎn)生壓縮作用，妨礙該層炸藥的完全反應(yīng)，等離子波越強(qiáng)烈，這個(gè)表層穿透得就越深，能量衰減得就越大，造成藥包爆轟熄滅。實(shí)踐證明 ，在小直徑炮孔爆破作業(yè)中這種效應(yīng)相當(dāng)丁當(dāng)普遍地存在著，

8、是影響爆破質(zhì)量的重要因素之一。減少或消除溝槽效應(yīng)的措施如下:（1） 加強(qiáng)外包裝強(qiáng)度，選用不同的包裝涂覆物，如柏油瀝青、石蠟、蜂蠟等；（2）調(diào)整炸藥配方和加工工藝，以縮小炸藥爆速與等離子體速度間的差值；（3）堵塞等離子體的傳播1）在炮孔中的每個(gè)藥卷間插上一層塑料薄板或填上炮泥；2）用水或有機(jī)泡沫充填炮孔與藥卷之間的月牙形間隙；3）增大藥卷直徑；4）沿藥包全長(zhǎng)放置導(dǎo)火索起爆；5）采用散裝技術(shù)，使炸藥全部充填炮孔不留間隙，當(dāng)然就沒(méi)有超前的等離子層存在。8、什么是爆轟壓力？什么是爆壓？其作用是什么？答：爆轟壓力是指炸藥爆轟時(shí)爆轟波波陣面中的C-J面所測(cè)得的壓力，當(dāng)爆轟波傳到炮孔孔壁上時(shí)，在孔壁的巖石中

9、會(huì)激發(fā)成強(qiáng)烈的沖擊波和拉力波。這種沖擊波在巖石中，特別是在硬巖中會(huì)引起炮孔周圍巖石出現(xiàn)粉碎和破裂，它為整個(gè)巖石破裂創(chuàng)造了先決條件。爆轟壓力與炸藥的密度的一次方和爆速平方的乘積成正比關(guān)系。所以在爆破堅(jiān)硬致密的巖石時(shí)，以選用密度大和爆速較高的炸藥為宜。爆壓是爆轟氣體產(chǎn)物膨脹作用在孔壁上的壓力。在爆破破碎過(guò)程中爆炸壓力對(duì)巖石起脹裂、推移和拋擲作用。一般來(lái)說(shuō)，爆炸壓力越高，說(shuō)明爆轟產(chǎn)物中含有的能量越大，對(duì)巖石的脹裂、推移和拋擲作用越強(qiáng)烈。9、試分析露天深孔臺(tái)階爆破不合格大塊產(chǎn)生的部位和原因。答：大量的統(tǒng)計(jì)資料表明，不合格大塊主要產(chǎn)自臺(tái)階上部的臺(tái)階的坡面、同一爆區(qū)軟硬巖的分界處、爆區(qū)的后部。其原因是：（

10、1）為了克服底盤抵抗線的阻力，炸藥主要置于炮孔的中、底部、使其沿炮孔軸線方向的炸藥能量分布不均，孔口部分能量不足，巖石破碎不均勻；（2）臺(tái)階前部，即鄰近臺(tái)階坡面的一定范圍內(nèi)，巖石受前次爆破的破壞，原生弱面張裂，甚至被切割成“塊體”易整體振蕩，形成大塊多；（3）同一爆區(qū)硬巖和軟巖分界部分，有時(shí)從爆區(qū)表面就可看到大塊條帶，易于垮落；（4）爆區(qū)的后部與未爆巖石相交處（沿爆破塌落線）也會(huì)產(chǎn)生一些因爆破而振落的大塊；所謂根底就是爆破后電鏟難以挖掘的凸出采掘工作面一定高度的硬坎、巖埂。對(duì)于臺(tái)階高度12米的礦山，凸出采掘工作面標(biāo)高1.5米以上的硬坎、巖埂稱為根底。10、計(jì)算裝藥量的體積公式如何表示？試分析其

11、適用條件。答：?jiǎn)蝹€(gè)藥包在自由面附近爆炸時(shí)形成爆破漏斗，在這咱情況下，可用體積公式計(jì)算單個(gè)藥包裝藥量。體積公式的實(shí)質(zhì)是反映裝藥量的大小與被爆破的巖石體積成正比，故體積公式的形式為：Q=q.V式中：Q裝藥量，Kg Q爆破單位體積巖石的炸藥消耗量，kg/m3 V被爆破的巖石體積，m3由上式看出，（1）裝藥量Q與巖石體積成正比；（2）爆破單位體積巖石的炸藥消耗量q不隨巖石V的變化而變化。應(yīng)該指出，體積公式只有當(dāng)介質(zhì)是松散的或者黏結(jié)很差的情況下，經(jīng)及最小抵抗線W變化不大時(shí)才是正確的。實(shí)際上，在很多情況下，藥包爆炸時(shí)產(chǎn)生的能量，不僅要克服巖石的重力，也要克服巖石的抗剪力、慣性力等。因此，裝藥量與被爆破巖石

12、體積關(guān)系還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和工程類比來(lái)確定。11、什么是炸藥起爆的灼熱核理論？答：灼熱核理論認(rèn)為，當(dāng)炸藥受到撞擊，摩擦等機(jī)械能起作用時(shí)， 并非受作用的各個(gè)部分都被加熱到相同的溫度，而只是其中的某一部分或幾個(gè)極小的部分，例如個(gè)別晶體的棱角處或微小氣泡處，首先被加熱到炸藥的爆發(fā)溫度，促使局部炸藥首先起爆，然后迅速傳播至全部，為種溫度很高的微小區(qū)域，通常被稱為灼熱核。研究表明，灼熱核的開(kāi)頭一般近似于球體，其直徑比分子直徑大得多，即每一個(gè)灼熱核起爆實(shí)際上是為數(shù)眾多的炸藥分子同時(shí)起爆。這種局部炸藥起爆后，又會(huì)在其附近形成眾多新的灼熱核，呈連鎖反應(yīng)，迅速傳播開(kāi)來(lái)，在極短暫的時(shí)間完成整個(gè)爆炸過(guò)程。12、概述炸

13、藥在巖石中爆炸時(shí)巖石破壞過(guò)程。答：多數(shù)人認(rèn)為巖石爆破破壞過(guò)程分為以下三個(gè)階段。第一階段為炸藥爆炸后沖擊波徑向壓縮階段。炸藥起爆后，產(chǎn)生的高壓粉碎了炮孔周圍的巖石，沖擊波以3000-5-m/s的速度在巖石中引起切向拉應(yīng)力，由此產(chǎn)生的徑向裂隙向自由面方向發(fā)展，沖擊波由炮孔向外擴(kuò)展到徑向裂隙的出現(xiàn)需12ms。此時(shí)產(chǎn)生的與壓縮應(yīng)力波作用方向相反的向心拉伸應(yīng)力，巖石質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生反向的徑向運(yùn)動(dòng)，形成環(huán)狀裂隙。第二階段為沖擊波反射引起自由面處的巖石片落。第一階段沖擊波為正值，當(dāng)沖擊波到達(dá)自由面后發(fā)生反射時(shí)，波的壓力變?yōu)樨?fù)值，即由壓縮應(yīng)力波變?yōu)槔鞈?yīng)力波。在反射拉伸應(yīng)力的作用下，巖石被拉斷，發(fā)生“片落”。此階段發(fā)

14、生在起爆后1020ms.第三階段為爆炸氣體的膨脹。巖石受爆炸氣體超高壓力的影響，在拉伸應(yīng)力和氣楔的雙重作用下，徑向初始裂隙迅速擴(kuò)大，破裂的巖塊被拋出。應(yīng)該指出的是，如果從能量觀點(diǎn)出發(fā)，第一、二階段均是由沖擊波的作用時(shí)產(chǎn)生的，而第三階段原生裂隙的擴(kuò)大和碎石的拋出均是爆炸氣體作用的結(jié)果。13、炸藥在巖體中爆炸時(shí)其能量分配包括哪些有效能的無(wú)益能消耗？如何提高炸藥爆炸有效能量的利用率？答：有效能包括：（1）破壞巖體結(jié)構(gòu)，克服巖體中的凝聚力，使巖體壓縮、粉碎和破裂；（2）克服巖體中的凝聚力和摩擦阻力，使爆破區(qū)的巖石從母巖中分離出來(lái)；（3）對(duì)破碎后的巖塊產(chǎn)生推移和拋擲作用；無(wú)益能包括：形成爆破地震波、空氣

15、沖擊波、噪聲，個(gè)別飛散物以及熱能損失。提高炸藥有效能量利用率的途徑，充分利用臨空面布置藥包，選用與巖體波陰抗相匹配的炸藥品種，確定合理爆破參數(shù)，選擇合理的裝藥結(jié)構(gòu)和不耦合系數(shù)，正確安排起爆順序和延期時(shí)間以及保證堵塞質(zhì)量等。14、什么是數(shù)碼電子雷管？你認(rèn)為數(shù)碼電子雷管的應(yīng)用前景如何？答：數(shù)碼電子雷管最核心的元件是微型電子定時(shí)器（集成電路塊），它取代了普通電雷管中的延期藥與電點(diǎn)火元件，不僅使延期精度有很大提高，而且控制了通往引火頭的電源，從而最大限度地減少了由引火頭能量需求而引起的誤差。每只雷管的昝可在0-100ms范圍內(nèi)按毫秒量級(jí)編程設(shè)定，其昝精度可控制在0.2ms以內(nèi)。數(shù)碼電子雷管起爆網(wǎng)路的高

16、精度、高可靠性，時(shí)間的靈活性，結(jié)對(duì)射頻電、雜散電流的可控性，使之成為起爆器材領(lǐng)域中最引人注目的進(jìn)展?！皵?shù)碼電子雷管的應(yīng)用前景”可自由發(fā)揮15、試述煤礦爆破危害與安全防護(hù)措施。答：煤礦爆破容易形成爆破地震效應(yīng)、空氣沖擊波、個(gè)別飛散物、爆破噪聲和爆破有害氣體等爆破危害，另外還容易崩倒支架，引起冒頂?shù)却紊鸀?zāi)害。煤礦爆破危害主要從以下幾方面進(jìn)行防護(hù)。（1）控制一次爆破的最大用藥量。根據(jù)周圍被保護(hù)對(duì)象的要求計(jì)算出允許最大藥量。當(dāng)設(shè)計(jì)藥量大于允許最大藥量時(shí)，就必須采取可靠的降振措施，或者采用分次爆破來(lái)控制一次爆破的最大用藥量。（2）采用毫秒延期爆破。合理安排起爆順序。實(shí)踐證明，延期爆破比齊發(fā)爆破能明顯起到

17、降振效果，但在井下有瓦斯與煤塵爆炸危險(xiǎn)的工作面爆破時(shí)，從起爆到最后一段的延期時(shí)間不得超過(guò)130ms。（3）采用預(yù)裂爆破。在主爆區(qū)邊界鉆鑿一定深度、間距和孔徑的單排或多排隔振孔，可以降低爆破振動(dòng)對(duì)保護(hù)區(qū)巖體的破壞。（4）根據(jù)需要采用空氣間隔裝藥結(jié)構(gòu)或者使用做功能力低、爆速低的炸藥。（5）從裝藥位置、起爆順序上將總裝藥量平均分配到各個(gè)爆破部位，以防產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)和空氣沖擊波； （6）采用薄膜水袋阻波墻可減弱空氣沖擊波，降低爆破粉塵，稀釋有毒氣體。（7）空氣沖擊波、噪聲、有毒氣體和個(gè)別飛散物等更要加強(qiáng)相應(yīng)防護(hù)。16、在導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路中，孔內(nèi)、孔外雷管段位選擇的原則是什么？為什么？答：在導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路

18、中，一般孔內(nèi)用段別高、延期時(shí)間長(zhǎng)的導(dǎo)爆管雷管， 孔外用段別低，延期時(shí)間短的導(dǎo)爆管雷管作接力管。由于孔內(nèi)延期時(shí)間比孔外接力雷管的延期時(shí)間長(zhǎng)許多，當(dāng)前面炮孔內(nèi)的炸藥爆炸后，起爆信號(hào)已傳入后面相當(dāng)距離外炮孔內(nèi)的雷管，使炮孔內(nèi)雷管已點(diǎn)燃但延期體仍在燃燒而未產(chǎn)生爆炸，這樣即使這些炮孔發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，由于孔內(nèi)雷管的延期體已被點(diǎn)燃，雷管仍能起爆并引爆炸藥。如果炮孔內(nèi)外雷管段別選擇不當(dāng)，先爆孔引起的介質(zhì)錯(cuò)動(dòng)而將地表網(wǎng)路切斷或拉斷，從而出現(xiàn)孔外接力雷管傳爆中斷，造成后面爆孔的拒爆現(xiàn)象。17、試分析預(yù)裂爆破與地質(zhì)條件的關(guān)系。答：一般而言，巖石愈完整均勻，愈有利于預(yù)裂爆破； 非均質(zhì)、破碎和多裂函的巖層則不利于預(yù)裂爆破。對(duì)

19、于破碎的巖石，預(yù)裂壁面也沿裂隙面或破碎面形成。當(dāng)裂隙率達(dá)到5%時(shí)，預(yù)裂爆破有時(shí)難以按設(shè)計(jì)成縫；當(dāng)裂隙率為1.5%-5%時(shí)，采用小孔距預(yù)裂爆破往往收到良好效果。高傾角裂隙對(duì)預(yù)裂面不度的影響較之間傾角為45-60時(shí)小得多，與預(yù)裂面大致平行，位于保留區(qū)而距設(shè)計(jì)預(yù)裂歷不太遠(yuǎn)的高傾角裂隙，爆破時(shí)該面與預(yù)裂面之間的巖石有時(shí)很難留住，由此造成超挖。但是，該裂隙面的面積假若很大，沿該面滑下形成的保留面，對(duì)邊坡穩(wěn)定有時(shí)很不利。總之這種情況下，設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)高傾角的構(gòu)造情況調(diào)整預(yù)裂縫的位置。與預(yù)裂垂直的裂隙，往往使預(yù)裂縫不能連接起來(lái)，構(gòu)成齒狀縫面，形成超欠挖；與預(yù)裂面斜交的裂縫，又易使裂縫偏離中心線，順裂隙延伸一段距

20、離后與其他預(yù)裂孔連起來(lái)，形成更嚴(yán)重的超欠挖。巖石的非均質(zhì)性也影響裂縫的形成，其工程試驗(yàn)證明，順巖層走向易成縫，而垂直巖層走向難成縫。單孔爆破試驗(yàn)證明，順巖層走向裂縫長(zhǎng)度是垂直巖層走向的2-3倍。對(duì)于水平層狀巖石，厚度不大時(shí)，預(yù)裂爆破經(jīng)常造成孔口松動(dòng)?？赏ㄟ^(guò)減少頂部裝藥量、減小孔距和減少堵塞長(zhǎng)度予以調(diào)整。由上可知，必須在預(yù)裂爆破前及實(shí)施少數(shù)幾次爆破后，在弄清地質(zhì)狀況的基礎(chǔ)上及時(shí)調(diào)整預(yù)裂爆破參數(shù)。不管地質(zhì)狀況如何變化，減小孔距總可以獲得較好效果。18、深孔臺(tái)階爆破排間毫秒起爆的延期時(shí)間如何確定？答：確定毫秒延期時(shí)間常見(jiàn)的方法有以下三種：（1）以形成新自由面所需要的時(shí)間確定毫秒延期時(shí)間。根據(jù)大量統(tǒng)計(jì)資料，從起爆到巖石發(fā)生位移的時(shí)間，大約是應(yīng)力波傳到自由面所需時(shí)間的510倍，即巖石的破壞和移動(dòng)時(shí)間與最小抵抗線（或底盤抵抗線）成正比。t=KW式中，t毫秒延期間隔時(shí)間，ms K與巖石性質(zhì)、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和爆破條件有關(guān)的系數(shù)，在露天臺(tái)階爆破條件下，K值為2-5W最小抵抗線或底盤抵抗線，m （2）根據(jù)W/f的經(jīng)驗(yàn)公式， t=（2040）W/f式中，f巖石堅(jiān)固性系數(shù)； W底盤抵抗線