關(guān)于礦山爆破及礦用炸藥巖石的礦物成分和組織特征巖石是一種或多種礦物組成的集合體，巖石的組織特征是指巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。巖石的結(jié)構(gòu)指巖石中礦物的結(jié)晶程度、顆粒大小和形狀以及彼此間的組合方式巖石的構(gòu)造指巖石中礦物集合體之間或礦物集合體與巖石其它組成部分之間的排列方式以及充填方式，如片理關(guān)或?qū)訝顦?gòu)造一、巖石的物理性質(zhì)第2頁,共277頁，2024年2月25日，星期天巖石的孔隙度、密度、容重

巖石的孔隙度η是指巖石中的各種孔隙的總體積對巖石的總體積之比；

巖石的密度ρ是指構(gòu)成巖石的物質(zhì)集合相的質(zhì)量對該物質(zhì)集合相所具有體積之比

巖石的容重γ是指原巖重量G對包括孔隙在內(nèi)的原巖體積之比第3頁,共277頁，2024年2月25日，星期天巖石的碎脹性

巖石的碎脹性指巖石破碎后因碎片間孔隙增多而總體積增大的性質(zhì)，用脆脹系數(shù)表示巖石的波阻抗巖石的波阻抗指巖石的密度同縱波在巖石中傳播速度的乘積第4頁,共277頁，2024年2月25日，星期天二、巖石的力學(xué)性質(zhì)巖石的強度性質(zhì)抗壓強度抗剪強度抗拉強度抗拉強度最小，抗壓強度最大都是靜載條件下測出的，鑿巖爆破都是動載，所以只能做參考第5頁,共277頁，2024年2月25日，星期天巖石的變形性質(zhì)主要是彈性變形：金屬礦山的巖石主要表現(xiàn)為彈性塑性巖石最好可以不用鑿巖爆破方式破碎第6頁,共277頁，2024年2月25日，星期天三、巖石的硬度莫氏硬度——比較硬度，無數(shù)值關(guān)系莫氏硬度將巖石硬度分為10級：硬度 礦物 鑒定試驗滑石 指甲易刻劃石膏 指甲可刻劃方解石 小刀易刻劃螢石 小刀可刻劃磷灰石 小刀刻劃有痕跡長石 小刀刻劃幾乎不能刻劃石英 小刀不能刻劃，可劃玻璃黃玉 能刻玻璃剛玉 能刻玻璃金剛石 能刻玻璃第7頁,共277頁，2024年2月25日，星期天四、巖石可鉆性巖石的可鉆性指在巖石上鉆孔的難易程度，直接和鑿巖工藝相關(guān)東北大學(xué)的鑿碎法巖石可鉆性分級比較實用用4公斤的錘自由落下，沖擊40mm的一字形釬頭，共480次，算出總沖擊功，量出所鑿孔的巖石體積，算出鑿碎單位體積巖石所消耗的功，稱為鑿碎比功，即鑿碎單位體積巖石所消耗的功。用鑿碎比功的大小將巖石的可鉆性分為7級20kgm/cm3以下為1級，70kgm/cm3以上為7級，中間每增減10kgm/cm3升降一級。特點是直接指標(biāo)，不用換算。第8頁,共277頁，2024年2月25日，星期天鑿測器示意圖第9頁,共277頁，2024年2月25日，星期天五、普氏巖石堅固性分級M.M普羅托基雅可諾夫提出基本觀點：巖石的堅固性在各方面的表現(xiàn)是一致的。難鑿巖的巖石，也難爆破，運輸磨損也大。將巖石的堅固性分為10級，I最堅固，X級最不堅固。將巖石在各類采掘作業(yè)中的堅固性表現(xiàn)換算成數(shù)值，綜合起來用普氏系數(shù)f

表示，最大的f是20，f值愈大，巖石愈堅固。當(dāng)時的f值是和當(dāng)時的生產(chǎn)條件相對應(yīng)的?，F(xiàn)在的生產(chǎn)條件已經(jīng)和當(dāng)時不同了，不能再用當(dāng)時的方法來確定。現(xiàn)在的f值是用巖石的抗壓強度值（MPa）除以10，這樣就出現(xiàn)了超過20的f值。與普氏當(dāng)時的含義不完全相同。普氏巖石堅固性分級仍被廣泛采用。第10頁,共277頁，2024年2月25日，星期天六、巖石爆破性分級東北大學(xué)鈕強教授領(lǐng)導(dǎo)完成標(biāo)準(zhǔn)試驗條件下，以爆破漏斗體積、大塊率、小塊率、平均合格率和巖石波阻抗為依據(jù)，算出巖石的爆破性指數(shù)

巖石爆破性指數(shù)F。公式不用記，知道含義就行。F<38為I級，極易爆；F=38以上—53為II級，易爆；F=53以上—68為III級，中等；F=68以上—81為IV級；難爆；F=81以上為V級，極難爆。巖石爆破性分級沒有得到廣泛應(yīng)用。第11頁,共277頁，2024年2月25日，星期天七、巖石的磨蝕性巖石的磨蝕性指巖石對破巖工具的磨損強弱程度。用于衡量巖石對鉆頭、鉆桿、破碎機械、磨礦機械、各種與巖石直接接觸的設(shè)備的磨損。國內(nèi)外曾提出過多種衡量巖石磨蝕性的指標(biāo)，但得到實際應(yīng)用的很少。東北大學(xué)曾進(jìn)行過大量的研究工作，也提出過衡量巖石磨蝕的指標(biāo)。對于象鉆頭（硬質(zhì)合金）這類工具來講，磨蝕性與巖石中石英的含量有直接關(guān)系，石英含量愈高，巖石的磨蝕性愈強，但當(dāng)石英含量太高時，巖石的強度會降低（松散），巖石的磨蝕性反而會降低。第12頁,共277頁，2024年2月25日，星期天沖擊式鑿巖原理以一字形鉆頭為例沖擊：破碎巖石過程回轉(zhuǎn)：換位排粉：清洗孔底推進(jìn)：使鉆頭始終壓在孔底其它：操縱機構(gòu)、潤滑第13頁,共277頁，2024年2月25日，星期天二、小型風(fēng)動鑿巖機重量小于30公斤手持式：Y-30，Y-19，Y-20推力由人提供氣腿式：YT-24（7655）推力由氣腿提供上向式氣腿式：YSP-45上向式鑿巖式適用于掘進(jìn)或小型鑿巖爆破作業(yè)效率較低，人工勞動量大，孔不夠深靈活性好，價低，應(yīng)用最廣第14頁,共277頁，2024年2月25日，星期天四、重型鑿巖機相對于小型鑿巖機而言是重型重量30~90公斤都是導(dǎo)軌式裝在鑿巖臺車上使用YG35，40等，用在掘進(jìn)YG-80，90；YGZ-外回轉(zhuǎn)。采礦鑿深孔用第15頁,共277頁，2024年2月25日，星期天五、潛孔鉆機因沖擊機構(gòu)潛入孔底而得名除沖擊機構(gòu)外，其它機構(gòu)都在孔外潛孔鉆機沒有小的，都是較大的，孔徑一般都大于100毫米YQ-100，120，115，150，200，250等Q表示潛孔鉆，有井下和露天之分，高低風(fēng)壓井下是支架式，露天是鉆架式，帶行走機構(gòu)應(yīng)用廣泛，不僅用于采礦，還可鉆井第16頁,共277頁，2024年2月25日，星期天七、鉆頭的選擇原則硬質(zhì)合金：W，Co類YG-8，YG-8c系列：后面的數(shù)字是Co鈷含量YJ-1系列：后面的數(shù)字不是Co含量對軟巖用硬的，對硬巖用軟的Co含量愈高愈軟，WC的顆粒愈小，愈硬第17頁,共277頁，2024年2月25日，星期天一、爆炸類型物理爆炸只是物態(tài)變化，物質(zhì)沒變，就是物理狀態(tài)變化過程如鍋爐、高壓容器、輪胎的爆炸，容器內(nèi)的氣體在爆炸前后仍是同種氣體，只是壓力和體積變了爆炸前后物質(zhì)分子式?jīng)]變。第18頁,共277頁，2024年2月25日，星期天化學(xué)爆炸爆炸過程就是化學(xué)反應(yīng)過程如炸藥、瓦斯、粉塵爆炸 黑火藥：2KNO3+S+3C=N2↑+3CO2↑+K2S爆炸后由原物質(zhì)變成了新物質(zhì)，物態(tài)當(dāng)然也變爆炸過程中原子沒變，只是分子變了爆破工程主要利用炸藥爆炸第19頁,共277頁，2024年2月25日，星期天核爆炸某些物質(zhì)的原子核發(fā)生裂變或聚變鏈鎖反應(yīng)時產(chǎn)生的爆炸原子變化過程爆炸在原子內(nèi)發(fā)生原子彈和氫彈爆炸都屬于這類第20頁,共277頁，2024年2月25日，星期天人類對爆炸的認(rèn)識還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，自然界可能還有威力更大、作用原理更加復(fù)雜的爆炸現(xiàn)象如太陽系里、銀河系內(nèi)、宇宙里的爆炸，我們了解甚少。至今為止我們所知的威力最大的動力是爆炸，在宇宙中是否還存在著其它遠(yuǎn)比爆炸威力更大的動力，有待我們?nèi)ヌ剿?。研究爆炸現(xiàn)象實質(zhì)上是在研究人類所認(rèn)識的最大威力的動力。第21頁,共277頁，2024年2月25日，星期天二、炸藥爆炸三要素放出大量熱量——做功的能量是做功的能源，熱量會不斷加速反應(yīng)，提高反應(yīng)區(qū)的溫度。生成大量氣體——做功的介質(zhì)氣體是膨脹做功的介質(zhì)，氣體具有壓縮性，瞬間產(chǎn)生大量氣體，聚集在很小的空間內(nèi)，提供了強大的對外做功能力。高速進(jìn)行——做功的效率速度快，做功的功率就大，能量密度就高煤燃燒放出的熱量比炸藥多，但由于反應(yīng)速度低，不能形成爆炸反應(yīng)，而且做功的功率低，不能形成爆炸。以上三個條件缺一不可第22頁,共277頁，2024年2月25日，星期天三、炸藥的反應(yīng)形式燃燒反應(yīng)炸藥都是燃料，可以燃燒，避免燃燒以熱傳導(dǎo)方式傳播，速度比爆炸低得多炸藥燃燒可能轉(zhuǎn)變?yōu)楸?，也可能轉(zhuǎn)變?yōu)闊岱纸庹ㄋ幦紵龝r不需要氧氣，自己就含有足夠的氧滅火不同于一般燃料第23頁,共277頁，2024年2月25日，星期天熱分解反應(yīng)炸藥熱分解是有害的熱分解時放出熱，可能導(dǎo)致燃燒或爆炸可能使炸藥變質(zhì)，貯存問題熱分解是必然的，我們所能做到的是控制其速度，盡早使用第24頁,共277頁，2024年2月25日，星期天爆炸反應(yīng)是爆破所希望達(dá)到的一般爆炸反應(yīng)的速度可達(dá)幾千米/秒以爆轟波形式傳播炸藥以最大爆速穩(wěn)定傳爆過程稱為爆轟，理想實際上炸藥的爆炸反應(yīng)很少能達(dá)到理想狀態(tài)爆炸可能因不利因素影響而轉(zhuǎn)變?yōu)槿紵踔赁D(zhuǎn)變?yōu)闊醾鲗?dǎo)——糟了第25頁,共277頁，2024年2月25日，星期天爆轟爆轟是指炸藥以每秒數(shù)千米的最大穩(wěn)定速度進(jìn)行的反應(yīng)過程.特定的炸藥在特定的條件下的爆轟速度為常數(shù)。第26頁,共277頁，2024年2月25日，星期天a)傳播方式不同。燃燒是通過熱傳導(dǎo)、熱輻射和燃燒產(chǎn)物的擴散作用向未反應(yīng)區(qū)傳播；爆炸是靠反應(yīng)區(qū)前面的沖擊波來激發(fā)未反應(yīng)的炸藥（沖擊波是波陣面上壓強、質(zhì)點密度和溫度突變的壓縮波）b)傳播速度不同。燃燒時反應(yīng)區(qū)的傳播速度（燃速）低于未反應(yīng)炸藥中的聲速；爆炸過程中反應(yīng)區(qū)的傳播速度（爆速）總是高于未反應(yīng)炸藥中的聲速燃燒和爆炸的區(qū)別第27頁,共277頁，2024年2月25日，星期天四、炸藥的分類通常采用兩種分類按炸藥的構(gòu)成分類單質(zhì)炸藥，單一物質(zhì)本身就是炸藥，如梯恩梯混合炸藥，由兩種以上物質(zhì)混合而成的炸藥，如黑火藥按炸藥的用途分類起爆藥：敏感度非常高，在非常小的外能作用下就會引爆，如雷汞，主要用于起爆器材猛炸藥：敏感度比起爆藥低得多，比較安全，威力比較大，大量用于爆破的主裝藥，有單質(zhì)和混合猛炸藥，主要的礦用炸藥發(fā)射藥：以爆炸或爆燃的方式反應(yīng)，用于軍事的發(fā)射藥，也用于礦山某些特殊爆破煙火劑：制造煙花爆竹第28頁,共277頁，2024年2月25日，星期天還有其它分類工業(yè)炸藥根據(jù)適用條件分為防水炸藥和非防水炸藥按照炸藥的物態(tài)還可以將炸藥分為固體炸藥、漿狀炸藥、液體炸藥和氣態(tài)炸藥按照用途還可以分為軍用炸藥、民用炸藥第29頁,共277頁，2024年2月25日，星期天五、起爆藥與猛炸藥起爆藥用于雷管中的起爆藥起爆能最先點燃的就是起爆藥敏感度最高用量最少常用起爆有三種第30頁,共277頁，2024年2月25日，星期天雷汞：Hg(CNO)2白色或灰白色微細(xì)晶體500分解，160—1650爆炸極敏感，潮濕或壓制條件下感度降低，拒爆與鋁反應(yīng)生成物更敏感，不能用鋁殼，般為銅或紙殼氮化鉛：Pb(N3)2白色針狀晶體與其它比熱感度低，起爆威力大在潮濕環(huán)境下與銅反應(yīng)而更敏感不同用銅殼第31頁,共277頁，2024年2月25日，星期天二硝基重氮酚：C6H2(NO2)N2O(簡稱DDNP）黃色或黃褐色晶體安定性好，水中也不受影響，750開始分解，170-1750C時爆炸機械感度低，熱感度介于兩者之間大量使用第32頁,共277頁，2024年2月25日，星期天二、單質(zhì)猛炸藥梯恩梯（TNT）三硝基甲苯C6H2(NO2)3淡黃色晶體，也稱黃色炸藥幾乎不溶于水熱安定性好，常溫下不分解，1800C才分解遇火燃燒，可轉(zhuǎn)為爆炸機械感度低，混入硬質(zhì)摻合物感度高第33頁,共277頁，2024年2月25日，星期天爆力300mL,猛度18mm，爆速7000m/s爆熱4222kJ/kg猛度和爆力的含義——炸藥威力的指標(biāo)廣泛用途軍用——黃色炸藥工業(yè)炸藥敏化劑雷管加強藥好炸藥第34頁,共277頁，2024年2月25日，星期天黑索金C3H6N3(NO2)3環(huán)三次甲基銨，簡稱RDX白色晶體，爆發(fā)點燃2300C,幾乎不溶于水機械感度比TNT高，爆速8300m/s用于導(dǎo)爆索芯特屈兒好炸藥泰安：簡稱PETN白色晶體，性能與黑索金差不多，用途相同第35頁,共277頁，2024年2月25日，星期天硝化甘油，簡稱NG無色或淺黃色，油狀液體，不溶于水有毒機械感度很高，13.20C凍結(jié)，極敏感常用硝化棉或硅藻土吸收以降低感度最好的防水炸藥第36頁,共277頁，2024年2月25日，星期天六、炸藥的起爆起爆與起爆能起爆條件：打破原體系的平衡，足夠的能量起爆能的形式熱能起爆：火焰、加熱，如起爆火雷管、電雷管內(nèi)的起爆藥。大量事故可能因火而發(fā)機械能起爆：撞擊、摩擦、針剌，武器用，工業(yè)避免爆炸能起爆：用小爆炸起爆大爆炸，雷管起爆炸藥各種起爆方式相互配合使用第37頁,共277頁，2024年2月25日，星期天起爆機理熱能起爆機理：單位時間內(nèi)炸藥反應(yīng)放出的能量大于散失到環(huán)境中的熱量；放熱量隨溫度的變化率超過散熱量隨溫度的變化率沖擊起爆機理利用沖擊波對炸藥的沖擊而使之起爆，沖擊波產(chǎn)生的方式很多，摩擦、機械振動、高速碰撞、粒子沖擊等。爆炸沖能起爆在工程爆破中常利用起爆藥的爆炸沖能去引爆次發(fā)炸藥，例如：用雷管的爆炸使銨油炸藥爆炸。第38頁,共277頁，2024年2月25日，星期天起爆藥包主藥包雷管熱起爆能火雷管起爆炸藥示意圖第39頁,共277頁，2024年2月25日，星期天七、炸藥的感度1、感度分類熱感度火焰感度：導(dǎo)火索引爆炸藥衡量炸藥在明火作用下引發(fā)爆炸的難易程度導(dǎo)火索距炸藥的距離大于或等于某距離時，被測炸藥100%不能被引爆，則此距離稱為上限距離上限距離反映了被測炸藥的安全性當(dāng)此距離小于或等于某距離時，被測炸藥100%被引爆，此距離稱為下限距離下限距離反映了該被測炸藥對火焰起爆的可靠性爆發(fā)點：炸藥放在金屬容器里加熱，5分鐘正好爆炸的溫度第40頁,共277頁，2024年2月25日，星期天機械感度撞擊感度摩擦感度起爆感度極限起爆藥量真正爆破應(yīng)用的感度爆破實踐中常用雷管感度，是否用雷管可起爆第41頁,共277頁，2024年2月25日，星期天熱感度測定爆發(fā)點——用爆發(fā)點測定儀火焰感度——用導(dǎo)火索噴火引爆炸藥6次全點著的最大距離為上限6次全不著的最小距離為下限2、感度的測定第42頁,共277頁，2024年2月25日，星期天爆發(fā)點測定裝置

1、合金浴鍋

2、電阻絲

3、隔熱層

4、銅試管

5、溫度計爆發(fā)點炸藥在銅試管中正好5分鐘爆炸的溫度第43頁,共277頁，2024年2月25日，星期天機械感度撞擊感度——用落錘儀25次試驗，起爆的百分率表示第44頁,共277頁，2024年2月25日，星期天垂直落錘儀1、滑輪 2、鋼絲繩3、導(dǎo)軌 4、鋼爪5、刻度尺 6、落錘7、擊柱 8、套筒沖擊感度1、25次重復(fù)試驗2、炸藥爆炸的百分率3、起爆藥不用這種測定第45頁,共277頁，2024年2月25日，星期天弧形落錘儀平行試驗10次百分之百爆炸的最小落高為上限距離——表示敏感度百分之百不爆炸的最大落高為下限距離——表示安全性1、鋼底座2、撞擊裝置3、弧形架4、軸架5、錘頭6、定位鉤7、支架第46頁,共277頁，2024年2月25日，星期天磨擦感度測定儀磨擦感度25次平等試驗，起爆的百分率表示平等試驗25次用爆炸的百分率表示磨擦感度第47頁,共277頁，2024年2月25日，星期天爆炸沖能感度極限起爆藥量將待試炸藥裝入雷管中并裝以不同量的起爆藥起爆，能使炸藥起爆的最小藥量即為極限起爆藥量殉爆距離混合工業(yè)炸藥感度低，不能用極限起爆藥量試驗將兩個藥卷放在地上，起爆一個藥卷，殉爆另一藥卷能殉爆的最大距離即為工業(yè)炸藥的爆炸沖能敏感度第48頁,共277頁，2024年2月25日，星期天殉爆距離測定第49頁,共277頁，2024年2月25日，星期天影響炸藥感度的因素炸藥的化學(xué)性質(zhì)單質(zhì)炸藥：炸藥的化學(xué)性質(zhì)決定了炸藥的敏感度，炸藥分子中原子間結(jié)合愈牢固，為了破壞這種結(jié)構(gòu)需要的外能就多，敏感度則低，反之敏感度就高混合炸藥：的敏感度與其中敏感度高的爆炸成分的化學(xué)性質(zhì)和含量密切相關(guān)

相態(tài)熔融狀態(tài)的炸藥比同類固體炸藥的敏感度高，液態(tài)比同種炸藥的固態(tài)敏感度高。如固態(tài)的梯恩梯炸藥比液態(tài)的梯恩梯炸藥敏感度低；膠化的硝化棉比壓制的硝化棉敏感度低。第50頁,共277頁，2024年2月25日，星期天粒度對于高威力單質(zhì)猛炸藥，粒度越小，敏感度越高高敏感度的起爆藥則相反裝藥密度粉狀炸藥的裝藥密度超過一定值時，隨密度的增大，敏感度降低。如硝酸銨炸藥的粒度越大，敏感度越低；散裝的梯恩梯炸藥可以用8#雷管可以起爆，鑄壓的梯恩梯則不能用8#雷管起爆第51頁,共277頁，2024年2月25日，星期天摻合物炸藥中摻入其它物質(zhì)對其敏感度影響很大。如：在含水炸藥中摻入微氣泡可以明顯提高其敏感度；在炸藥中摻入高熔點、高硬度的顆粒如石英砂、碎玻璃等能提高炸藥的敏感度；在炸藥中加入石蠟、石墨等柔軟物質(zhì)會降低炸藥的敏感度第52頁,共277頁，2024年2月25日，星期天總結(jié)

影響炸藥敏感度的因素很多，而且非常復(fù)雜，很難絕對下結(jié)論。在衡量炸藥的敏感度時，要充分考慮引起炸藥化學(xué)反應(yīng)的機理、炸藥本身的構(gòu)成和應(yīng)用環(huán)境，可靠的是通過實驗來確定，不能盲目地下結(jié)論

第53頁,共277頁，2024年2月25日，星期天一、概述炸藥起爆后是如何傳播的炸藥總是在一點起爆的，那么通過什么機制傳播到整體爆炸？在什么條件下能可靠傳爆？什么條件下可能發(fā)生爆轟中斷？目前主要認(rèn)可查普曼—朱格（Chapman-Jouget，簡稱C-J理論)的解釋爆轟波理論是爆破的理論基礎(chǔ)第54頁,共277頁，2024年2月25日，星期天二、沖擊波概念爆轟波的基礎(chǔ)是一種特殊形式的沖擊波沖擊波是爆轟波的基礎(chǔ)，爆轟波是一種特殊形式的沖擊波沖擊波可以從理論上進(jìn)行推導(dǎo)并能用實驗進(jìn)行驗證——擊波管沖擊波是一種特殊形式的壓縮波，和一般壓縮波的波轟面不同，一般壓縮波的波轟面是連續(xù)變化的，如正弦波，沖擊波的波陣面則是突然躍升的飛機超音速飛行可能產(chǎn)生沖擊波第55頁,共277頁，2024年2月25日，星期天2、爆轟波波陣面示意圖特點爆轟波只存在于爆轟過程中爆轟結(jié)束也隨之消失化學(xué)反應(yīng)區(qū)是能源具有穩(wěn)定性爆轟參數(shù)指2-2面上的參數(shù)

爆轟波的結(jié)構(gòu)0-1區(qū)為沖擊波1-2區(qū)為反應(yīng)區(qū)2-2面為C-J面0-2為爆轟波陣面第56頁,共277頁，2024年2月25日，星期天3、穩(wěn)定爆轟的條件混合炸藥的反應(yīng)機理1、各成分不同步2、爆轟壓力是平均值（P1+P2）/23、反應(yīng)區(qū)寬度大4、反應(yīng)時間是各成分之和第57頁,共277頁，2024年2月25日，星期天理想爆轟與穩(wěn)定爆轟爆速來衡量爆炸反應(yīng)能量釋放的多少理想爆轟的爆速最高，小于臨界爆速爆轟中斷，一般是以穩(wěn)定爆轟進(jìn)行，用藥包直徑影響來描述第58頁,共277頁，2024年2月25日，星期天側(cè)向擴散的影響不穩(wěn)定爆轟穩(wěn)定爆轟理想爆轟第59頁,共277頁，2024年2月25日，星期天影響穩(wěn)定傳爆的因素藥包直徑——越大越好——尤其是低感炸藥藥包外殼——越堅固越好裝藥密度單質(zhì)猛炸藥密度大，性能好混合工業(yè)炸藥則有最佳值炸藥粒度——小了好，當(dāng)藥包直徑很大時，影響不大第60頁,共277頁，2024年2月25日，星期天一、爆轟產(chǎn)物爆炸反應(yīng)速度極高，達(dá)每秒幾千米，所以可以認(rèn)為爆炸反應(yīng)過程發(fā)生在內(nèi)在的元素之間，沒有外界物質(zhì)參與炸藥主要含C、H、O、N幾種元素，如NH4NO3由于爆炸過程極其短暫，炸藥以外的物質(zhì)很少或極少參與爆炸反應(yīng)，所以爆轟產(chǎn)物只能是這幾種元素重新組合爆炸產(chǎn)物可能有：CO2、CO、H2O、NO、NO2、O2、N2、C、H2其中N的氧化物和CO有毒，C、H2和CO易燃第61頁,共277頁，2024年2月25日，星期天二、炸藥爆炸的氧平衡氧平衡的概念：單位質(zhì)量炸藥爆炸生成CO2和H2O后氧的剩余量（用g/g或%表示均可）理想狀態(tài)：不要產(chǎn)生有毒氣體燃料盡量都被氧化,不要剩下燃料沒反應(yīng)產(chǎn)物最好是CO2和H2O，這就是氧平衡的概念第62頁,共277頁，2024年2月25日，星期天

三種情況正氧平衡炸藥中的氧含量足夠?qū)⑻肌湓赝耆趸?，且有剩余；結(jié)果可能生成N的氧化物零氧平衡炸藥中的氧恰好夠?qū)⑻?、氫元素完全氧化，不多不少，氮不要和氧反?yīng)負(fù)氧平衡炸藥中的氧不足以將碳、氫元素完全氧化，能量沒有充分釋放，碳、氫易燃第63頁,共277頁，2024年2月25日，星期天三、單質(zhì)炸藥氧平衡的計算第一步寫出炸藥的通式CaHbOcNd梯恩梯炸藥：C6H2（NO2）3CH3

C7H5O6N3第二步氧平衡計算依據(jù)：一個碳原子完全氧化需要兩個氧原子，一個氫原子完全氧化需要1/2個氧原子第三步簡單判斷當(dāng)c–(2a+b/2)>0時，為正氧平衡；當(dāng)c–(2a+b/2)=0時，為零氧平衡；當(dāng)c–(2a+b/2)<0時，為負(fù)氧平衡。第64頁,共277頁，2024年2月25日，星期天第四步計算計算方法：炸藥的分子式寫為：CaHbOcNd計算：O.B={[c-(2a+b/2)]x16}/M式中：16是氧的原子量，M是炸藥的分子量a,b,c,d分別是C，H，O，N的原子個數(shù)OB是氧平衡值，百分?jǐn)?shù)或g/g都行第65頁,共277頁，2024年2月25日，星期天單質(zhì)炸藥氧平衡計算例題例1：TNT炸藥：分子式C6H2(NO2)3CH3通式：C7H5O6N3, 分子量：M=227OB=[6-(2x7+5/2)]x16/227=-74%為負(fù)氧平衡例2:硝酸銨炸藥分子式：NH4NO3分子通式C0H4O3N2,M=80OB=[3-(0+4/2)]x16/80=+20%為正氧平衡第66頁,共277頁，2024年2月25日，星期天四、混合炸藥的氧平衡計算混合炸藥的計算在單質(zhì)炸藥計算的基礎(chǔ)上進(jìn)行，只要按下式求各成分氧平衡值的加權(quán)和即可。計算式中：O.B——氧平衡值，g/g或%，結(jié)果為+、-、0分別表示正、負(fù)、零氧平衡；Bi——混合炸藥中i種成分的氧平衡值，%；ki——混合炸藥中i種成分的百分含量，%；第67頁,共277頁，2024年2月25日，星期天兩種成分設(shè)炸藥中兩種成分的含量分別為k1、k2，氧平衡值分別為b1、b2；配成后的混合炸藥的氧平衡值為OB

聯(lián)立求解得：

第68頁,共277頁，2024年2月25日，星期天三種以上成分混合炸藥含三種以上成分時，其氧平衡是不定的。要用計算方法來確定各組分的比例需分兩步進(jìn)行。第一步選其中兩種成分進(jìn)行計算，其它預(yù)定一個值其它成分預(yù)定初值，假設(shè)除要計算的兩種成分外，其它成分的百分含量為k0，氧平衡值為b0，則要計算的兩種成分的百分含量之和為1–k0，氧平衡值為OB–b0；第二步將算出的代入，反回來算原來預(yù)定的將上面兩種成分計算議程組中第1方程右側(cè)的1換為1–k0，第2方程右側(cè)的OB換為OB–b0，其它則按上面的計算。三種以上成分炸藥的配比計算一般不是一次完成的，需要反復(fù)進(jìn)行，直到滿意為止。

第69頁,共277頁，2024年2月25日，星期天五、氧平衡的應(yīng)用單質(zhì)炸藥的氧平衡值由炸藥的分子組成決定的，不能人為調(diào)整可以將幾種物質(zhì)按某種比例混合在一起以達(dá)到預(yù)想的氧平衡值，這樣從主觀上可以充分利用炸藥的能量和避免或減少炸藥爆炸時有毒氣體的產(chǎn)生這也正是確定混合炸藥各成分配比的重要原理之一。按氧平衡計算混合炸藥各成分的含量計算方法如下第70頁,共277頁，2024年2月25日，星期天六、炸藥爆炸的毒害產(chǎn)物炸藥爆炸反應(yīng)產(chǎn)物的毒害性與炸藥的氧平衡值有密切的關(guān)系，零氧平衡炸藥可以在理論上做到在爆炸瞬間不會產(chǎn)生有毒有害產(chǎn)物。單質(zhì)炸藥的爆炸反應(yīng)產(chǎn)物不能人為控制的，由其自身分子組成決定；混合炸藥的氧平衡可以在理論計算上達(dá)到零氧平衡，為控制爆炸產(chǎn)物的毒害性提供了有利條件。實際上，即使是零氧平衡炸藥，在爆炸時仍會不同程度地產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，這是什么原因呢？我們可以從以下幾方面來分析其根源：第71頁,共277頁，2024年2月25日，星期天A、結(jié)合的不確定性在氧平衡計算時，我們?nèi)藶榈卮_定炸藥中氧首先與炸藥中的碳、氫發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳和水，然后才有多余的氧和氮，生成氧氣、氮氣或氮氧化合物。實際上在爆炸反應(yīng)瞬間，各元素相互結(jié)合具有化學(xué)反應(yīng)的選擇性和隨機性，可能出現(xiàn)炸藥中的氧還沒有將碳和氫完全氧化而與氮發(fā)生反應(yīng)生成氮的氧化物，從而使爆炸產(chǎn)物中既有氮的氧化物，還有一氧化碳、碳元素和氫氣第72頁,共277頁，2024年2月25日，星期天B、反應(yīng)不完全炸藥各組分的配比是按反應(yīng)完全的情況確定的，然而實際爆炸往往部分反應(yīng)不完全，這樣就會從原理上產(chǎn)生有毒有害產(chǎn)物。比如炸藥的顆粒較大，而爆炸反應(yīng)的時間又非常短，有的成分沒來得及反應(yīng)。另外炸藥中的各成分在反應(yīng)中的敏感程度不同，也會產(chǎn)生這種現(xiàn)象。所以在炸藥中摻入某些鈍感成分，也會影響炸藥爆炸反應(yīng)的完全性。第73頁,共277頁，2024年2月25日，星期天

如果炸藥爆炸按照預(yù)想的反應(yīng)方式進(jìn)行，零氧平衡炸藥的產(chǎn)物都是二氧化碳、水和氮氣。爆炸反應(yīng)結(jié)束的瞬間，這些產(chǎn)物都是高溫高壓氣體，很容易熱分解或與其它外界的物質(zhì)發(fā)生二次反應(yīng)而生成有毒有害物質(zhì)。如硫與氧、氫的化合物，氮的氧化物。這種情況在多元素的礦產(chǎn)開采中容易發(fā)生，很難控制。C、后續(xù)產(chǎn)物第74頁,共277頁，2024年2月25日，星期天第六講礦用炸藥第75頁,共277頁，2024年2月25日，星期天銨梯炸藥硝酸銨，占80~85%TNT，占10%左右松香、石蠟、木粉、柴油等通用炸藥，性能穩(wěn)定防水性能一般雷管感度第76頁,共277頁，2024年2月25日，星期天銨油炸藥92-4-4配方成本最低的炸藥非防水炸藥無水露天礦用得最多雷管感度，或用起爆具起爆第77頁,共277頁，2024年2月25日，星期天銨松蠟炸藥由硝酸銨、松香、石蠟、木粉、柴油等成份有一定防水作用價低，曾經(jīng)大量使用雷管感度現(xiàn)在少了第78頁,共277頁，2024年2月25日，星期天硝化甘油炸藥兩種：40和60配方，分別含40%和60%硝化甘油其它為硝化棉、硝酸銨等防水性最好、威力大安全性差、感度高、成本高逐漸讓位于新型防水炸藥第79頁,共277頁，2024年2月25日，星期天漿狀炸藥漿狀，防水炸藥，比水重硝酸銨和硝酸鉀占50-70%，以其它為梯恩梯，柴油，膠質(zhì)雷管感度防水性能好，價高，少用第80頁,共277頁，2024年2月25日，星期天水膠炸藥防水性能好，威力大成本高國內(nèi)用得少含水炸藥第81頁,共277頁，2024年2月25日，星期天乳化炸藥含水炸藥品種很多，以硝酸銨為主要原料有防水和不防水兩類密度可調(diào)，可以比水重，也可比水輕價不高，應(yīng)用最廣第82頁,共277頁，2024年2月25日，星期天其它炸藥炸藥品種非常多其中至少有一種爆炸成份其它成份都是為了調(diào)整炸藥性能的煤礦有專用炸藥，主要是不許發(fā)火，以免引起瓦斯爆炸，里面常加消炎劑（食鹽）第83頁,共277頁，2024年2月25日，星期天第七講起爆方法及器材第84頁,共277頁，2024年2月25日，星期天概述這里所指的起爆技術(shù)是指工業(yè)炸藥的起爆技術(shù)。確定起爆方法、選用起爆器材和其它用品、敷設(shè)起爆網(wǎng)絡(luò)等合稱起爆技術(shù)。起爆技術(shù)直接關(guān)系到爆破的可知性、起爆效果、爆破質(zhì)量和爆破作業(yè)的安全性。目前常用的起爆方法按所用起爆器材不同，分為火雷管起爆法、塑料導(dǎo)爆管起爆法、導(dǎo)爆索起爆法、電雷管起爆法和其它新型起爆方法。各種起爆方法可以獨立使用，也可以根據(jù)爆破工程的特定要求，充分利用各種起爆方法的優(yōu)點，采用多種起爆方法的聯(lián)合起爆方法。由于目前工業(yè)上常用炸藥的敏感度不一致，所以起爆時可根據(jù)炸藥的敏感度和爆破工程的重要性和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，選用一級或多級起爆。起爆方法以起爆能源的類型命名第85頁,共277頁，2024年2月25日，星期天一、火雷管起爆法第86頁,共277頁，2024年2月25日，星期天1、簡介火雷管是利用火花（外能）點燃導(dǎo)火索，導(dǎo)火索將火花傳遞給火雷管，引起火雷管爆炸，再起爆炸藥的起爆方法。是一種造價最低的起爆方法?；鹄坠芷鸨ㄋ闷鸨鞑挠袑?dǎo)火索、火雷管和點火器等。第87頁,共277頁，2024年2月25日，星期天1—撐線；2—藥芯；3—內(nèi)線層；4—中線層；5—防潮層；6—紙條層；7—外線層；8—涂料層

導(dǎo)火索的結(jié)構(gòu)（白線）第88頁,共277頁，2024年2月25日，星期天火雷管的結(jié)構(gòu)導(dǎo)火孔（上蓋一層薄膜）第89頁,共277頁，2024年2月25日，星期天聚能穴的作用原理第90頁,共277頁，2024年2月25日，星期天將導(dǎo)火索插入火雷管，用膠布纏牢，成為起爆雷管將起爆雷管插入藥卷，用膠布纏牢，成為起爆藥包雷管敏感，但威力不大；炸藥威力大，但不敏感一旦做成起爆藥包，就有較大危險性點火起爆：明火或?qū)Щ鹚骶涂牲c燃專用的有點火筒、鐵皮三通、電點火頭2、起爆方法第91頁,共277頁，2024年2月25日，星期天火雷管起爆法最簡單，成本最低用于簡單起爆，起爆要求不高的爆破，如民采小礦山、工程施工工地、二次爆破等缺點：必須在現(xiàn)場點火起爆，安全性差可控性差，不能實現(xiàn)微差起爆導(dǎo)火索燃燒時煙氣量大，污染環(huán)境現(xiàn)在正規(guī)爆破少用3、評價第92頁,共277頁，2024年2月25日，星期天二、電雷管起爆1、簡介利用阻絲發(fā)熱起爆電熱容易精確控制第93頁,共277頁，2024年2月25日，星期天2、瞬發(fā)電雷管裝藥部分與火雷管類似藥頭式：也稱裝配式，由于有加強帽，所以同等藥量的起爆能力大直插式：與火雷管類似，只是導(dǎo)火索換成了點火頭，沒有加強帽，所以藥量要大些第94頁,共277頁，2024年2月25日，星期天第95頁,共277頁，2024年2月25日，星期天3、秒延期電雷管點火后不馬上起爆，在預(yù)定的延時后起爆，延時間隔以秒計延時藥是精制導(dǎo)火索為了釋放管內(nèi)導(dǎo)火索燃燒時釋放出的煙氣，以免管內(nèi)壓力升高影響延時，在管殼上設(shè)有排氣孔分整體管殼和兩段管殼兩種第96頁,共277頁，2024年2月25日，星期天第97頁,共277頁，2024年2月25日，星期天評價秒延期電雷管用得不多，相鄰炮孔間不能用秒延期電雷管，只有互無干擾的爆區(qū)或排孔間可以用段別少，不同段的雷管顏色不同，長短也不同，容易區(qū)別第98頁,共277頁，2024年2月25日，星期天4、毫秒延期電雷管延期間隔時間以毫秒為單位，延期時間更精確延期藥是精制的燃料，比秒延期雷管的延期藥量少，燃燒時釋放出氣體少，管內(nèi)壓力變化不大，延時精確，可達(dá)ms級是目前微差爆破的主要起爆器材第99頁,共277頁，2024年2月25日，星期天第100頁,共277頁，2024年2月25日，星期天評價毫秒電雷管是控制爆破的主要起爆器材，可以精確控制爆破延時曾經(jīng)是微差爆破的主要器材，現(xiàn)在仍然大量應(yīng)用由于容易受環(huán)境雜散電流的影響，其應(yīng)用受到一定限制為了避免電雷管受靜雜電的影響，特別研制生產(chǎn)抗靜雜電的電雷管，但用得不多，使得許多微差爆破不用電雷管，使得電雷管的應(yīng)用受到一定限制第101頁,共277頁，2024年2月25日，星期天5、電雷管的主要參數(shù)電雷管的全電阻腳線電阻電阻絲的電阻國產(chǎn)電雷管參數(shù)第102頁,共277頁，2024年2月25日，星期天國產(chǎn)電雷管參數(shù)橋絲材料橋絲電阻腳線長度腳線材料全電阻康銅0.7~1.02鐵銅2.5~41~1.5鎳鉻2.5~3.02鐵銅5.6~6.32.8~3.8第103頁,共277頁，2024年2月25日，星期天最低準(zhǔn)爆電流能保證電雷管起爆的最小電流設(shè)計的論據(jù)一般設(shè)計電流都遠(yuǎn)大于此電流國產(chǎn)電雷管的電低準(zhǔn)爆電流不大于0.7A第104頁,共277頁，2024年2月25日，星期天最大安全電流肯定不能使電雷管起爆的最大電流檢測的依據(jù)，檢測電雷管的電表的電流不能大于此電流國產(chǎn)電雷管康銅：0.3~0.55A鎳鉻：0.125A國產(chǎn)電表的電流不大于0.050A第105頁,共277頁，2024年2月25日，星期天點燃時間從通電到起爆藥點燃的時間非常重要一但點燃，斷電也能起爆成組電雷管有差別第106頁,共277頁，2024年2月25日，星期天傳導(dǎo)時間從點燃到爆炸的時間傳導(dǎo)時間長有利成組電雷管可靠起爆反應(yīng)時間點燃時間和傳導(dǎo)時間之和稱為反應(yīng)時間第107頁,共277頁，2024年2月25日，星期天點燃起始能使電雷管引火頭發(fā)火的最小電流起始能是功率的概念用點燃起始能的倒數(shù)作為電雷管的敏感度第108頁,共277頁，2024年2月25日，星期天串聯(lián)成組電雷管的準(zhǔn)爆條件電雷管從通電到爆炸包括兩個時間段點燃時間，這期間不能斷電傳導(dǎo)時間，可以不用外能就能進(jìn)行準(zhǔn)爆條件：t最小點燃時間+t最小傳導(dǎo)時間>=t最大點燃時間是串聯(lián)成組電雷管組網(wǎng)的重要依據(jù)并聯(lián)不存在此問題第109頁,共277頁，2024年2月25日，星期天6、電爆網(wǎng)路的聯(lián)接方式串聯(lián)在起爆點比較分散的情況下用有利，聯(lián)接容易，需要導(dǎo)線少，導(dǎo)通容易要求電壓高，電流小，適合于用起爆器起爆最好選同廠、同批次的雷管，電參數(shù)相差小計算容易第110頁,共277頁，2024年2月25日，星期天并聯(lián)優(yōu)缺點與串聯(lián)相反要求電流大，電壓小適合于交流電（尤其是動力電）起爆第111頁,共277頁，2024年2月25日，星期天電雷管的聯(lián)接方式第112頁,共277頁，2024年2月25日，星期天7、起爆電源起爆器發(fā)電機式類似于老電話機的手搖式起爆能力小可靠性差已不用電容式將電池的低壓轉(zhuǎn)變成高壓存于大電容中起爆時電容放電用的比較多，尤其是非固定場所的爆破第113頁,共277頁，2024年2月25日，星期天動力電源電流大，電壓固定適合于固定場所，礦山能力大，方便交流電壓波動，應(yīng)增大電流量第114頁,共277頁，2024年2月25日，星期天8、電雷管起爆總結(jié)優(yōu)點:安全,可同時起爆大量雷管,可準(zhǔn)確控制起爆時間和延期時間缺點:操作較復(fù)雜,作業(yè)時間長,需要有足夠的電源和消耗電線多電起爆逐漸被非電導(dǎo)爆管雷管代替在煤礦仍然大量使用第115頁,共277頁，2024年2月25日，星期天三、導(dǎo)爆索起爆法第116頁,共277頁，2024年2月25日，星期天1、導(dǎo)爆索導(dǎo)爆索是一種傳爆器材，傳遞的是爆炸構(gòu)造和外觀與導(dǎo)火索類似，導(dǎo)火索外觀是灰白色，導(dǎo)爆索為紅色，通稱紅線導(dǎo)爆索里面裝的是高威力的錳炸藥，如黑索金或泰安每米12~14g/m藥量爆速6700m/s左右導(dǎo)爆索可以直接起爆炸藥，其威力相當(dāng)于雷管連接起來耐熱、耐冷、耐水，E500C性能不變第117頁,共277頁，2024年2月25日，星期天2、繼爆管是繼爆管起爆方法中的延時器材其結(jié)構(gòu)類似于毫秒雷管，接在導(dǎo)爆索中間，延時預(yù)定時間后再起爆后接導(dǎo)爆索其結(jié)構(gòu)相當(dāng)于毫秒雷管加上消爆管消爆管的作用是將導(dǎo)爆管傳過來的爆炸作用消弱，否則就起不到延時作用導(dǎo)爆管分單向和雙向兩種，單向只有連接正確才能起到延時作用，不能接反雙向繼爆管相當(dāng)于兩個單向繼爆管對接，沒有方向區(qū)別，雙向繼爆管成本高繼爆管的延時段別與毫秒電雷管相當(dāng)?shù)?18頁,共277頁，2024年2月25日，星期天雙向繼爆管第119頁,共277頁，2024年2月25日，星期天單向繼爆管的結(jié)構(gòu)雙向繼爆管的結(jié)構(gòu)第120頁,共277頁，2024年2月25日，星期天3、導(dǎo)爆索起爆的連接連接最簡單，只要綁在一起就行網(wǎng)絡(luò)間不要離得太近，導(dǎo)爆索的爆炸威力大，會將相鄰的導(dǎo)爆索引爆第121頁,共277頁，2024年2月25日，星期天4、導(dǎo)爆索的加強起爆如果用導(dǎo)爆索起爆低感度炸藥，為了加強起爆，和導(dǎo)爆索配套的還有起爆具（也叫起爆彈）起爆彈還可用于和其它雷管配合使用第122頁,共277頁，2024年2月25日，星期天5、評價導(dǎo)爆索是起爆能力最大，最可靠的起爆方法，尤其是深孔爆破，導(dǎo)爆索可以實現(xiàn)整孔起爆，不像雷管只在一點起爆導(dǎo)爆索起爆是礦山深孔爆破常用的起爆方法導(dǎo)爆索可以和其它雷管配合構(gòu)成綜合起爆網(wǎng)導(dǎo)爆索不是獨立的起爆方法，需要用其它雷管來起爆導(dǎo)爆索導(dǎo)爆索起爆的成本比較高，一般不會用于小型的淺孔爆破，一般用于大型重要的起爆網(wǎng)第123頁,共277頁，2024年2月25日，星期天四、導(dǎo)爆管起爆法第124頁,共277頁，2024年2月25日，星期天1、簡介注意起爆方法的命名：以起爆雷管的能源類型命名導(dǎo)爆管是該起爆方法的核心非電起爆方法可以實現(xiàn)電雷管起爆的精確控制功能是目前非煤礦山和控制爆破的主要起爆方式第125頁,共277頁，2024年2月25日，星期天2、導(dǎo)爆管由瑞典人發(fā)明外徑3mm，內(nèi)徑1.5mm的塑料管內(nèi)壁涂以黑索金（或奧克托金）與鋁粉的混合物，藥量15~20mg/m傳爆速度1600~2000m/s藥量是導(dǎo)爆索藥量的千分之一，這樣少的藥量裝在導(dǎo)爆索中是不能穩(wěn)定傳爆的第126頁,共277頁，2024年2月25日，星期天與導(dǎo)爆索的區(qū)別在于：導(dǎo)爆索在傳爆過程中對周圍有強大的爆破作用，可以引爆炸藥導(dǎo)爆管在傳爆過程中對周圍沒有影響，握在手上都沒有感覺，在黑暗外只能看到一個亮點傳過，用過的導(dǎo)爆索外形沒有任何損壞導(dǎo)煤管內(nèi)炸藥爆炸的能量僅夠維持一個微弱的沖擊波傳播，沖擊波可以引爆雷管內(nèi)的起爆藥導(dǎo)爆管雷管的外形和參數(shù)與電雷管類似第127頁,共277頁，2024年2月25日，星期天3、導(dǎo)爆管的連接方式導(dǎo)爆管可以用雷管和炸藥起爆，連接到雷管和炸藥上就行有專用的連接件帶雷管的連接件不帶雷管的連接件第128頁,共277頁，2024年2月25日，星期天導(dǎo)爆管與雷管連接導(dǎo)爆管分枝連接第129頁,共277頁，2024年2月25日，星期天套筒導(dǎo)爆管束封底空氣間隙簡單的導(dǎo)爆分路第130頁,共277頁，2024年2月25日，星期天實際的起爆網(wǎng)第131頁,共277頁，2024年2月25日，星期天導(dǎo)爆管露天礦串聯(lián)連接起爆點炮孔連接塊第132頁,共277頁，2024年2月25日，星期天4、起爆用其它雷管、導(dǎo)爆索和炸藥都可以起爆導(dǎo)爆管用專用的擊發(fā)槍可以起爆導(dǎo)爆管第133頁,共277頁，2024年2月25日，星期天5、評價是目前非煤礦山和控制爆破的主要起爆器材，由于傳爆過程中有閃光和微弱的沖擊波，在煤礦少用由于不受靜雜電的影響，在電信號復(fù)雜環(huán)境首選導(dǎo)爆管起爆使用非常方便有變色的導(dǎo)爆管，爆破后顏色改變大量使用導(dǎo)爆管，留下難處理的塑料垃圾第134頁,共277頁，2024年2月25日，星期天第八講巖石的爆破破碎機理第135頁,共277頁，2024年2月25日，星期天1、巖石爆破破壞原因的幾種假說第136頁,共277頁，2024年2月25日，星期天爆破漏斗試驗結(jié)果第137頁,共277頁，2024年2月25日，星期天炸藥巖石長桿反射波入射波入射波是壓縮波，反射波是拉伸波當(dāng)反射波與入射波相遇時反射拉伸波的波陣面拉力抵消掉入射波的壓力后仍比巖石的抗拉強度大時，巖石從此斷開。巖石長桿試驗結(jié)果第138頁,共277頁，2024年2月25日，星期天巖石被壓壞的炸藥包附近的巖石成粉末爆炸沖擊波的強度遠(yuǎn)大于巖石的抗壓強度a、爆炸氣體產(chǎn)物膨脹壓力破壞理論第139頁,共277頁，2024年2月25日，星期天巖石是被拉壞的在遠(yuǎn)離藥包的自由面附近巖石成大塊（片）破壞與巖石長桿爆破試驗結(jié)果吻合巖石是脹壞的在粉碎區(qū)外圍的巖石出現(xiàn)徑向破裂與脹壞的特征相符b、沖擊波引起應(yīng)力波反射破壞理論第140頁,共277頁，2024年2月25日，星期天綜合作用的結(jié)果附近是壓壞的：破碎成粉末，沖擊波強度遠(yuǎn)大于巖石的抗壓強度遠(yuǎn)處是拉壞的：沖擊波壓力已經(jīng)不足以壓碎巖石，只能是拉壞的，巖石的抗拉強度比抗壓強度小得多，出現(xiàn)大塊，愈越塊愈大c、爆炸氣體膨脹壓力和沖擊波所引起的應(yīng)力波共同作用理論第141頁,共277頁，2024年2月25日，星期天二、爆破漏斗及參數(shù)r——爆破漏斗底圓半徑W——最小抵抗線n=r/W——爆破作用指數(shù)第142頁,共277頁，2024年2月25日，星期天自由面最小抵抗線爆破漏斗底圓半徑爆破作用半徑爆破漏斗深度爆破漏斗可見深度爆破漏斗張開角第143頁,共277頁，2024年2月25日，星期天三、爆破漏斗分類標(biāo)準(zhǔn)爆破漏斗 n=1加強拋擲爆破漏斗 n>1減弱拋擲爆破漏斗 0.75<n<1松動爆破漏斗

n<0.75第144頁,共277頁，2024年2月25日，星期天四、裝藥量計算相似原理：認(rèn)為所有的爆破都是相似的——不是真的炸藥量與爆破體積成正比——近似Q=K·VK—比例系數(shù)炸藥單耗，kg/m3已知標(biāo)準(zhǔn)爆破漏斗的單耗，求非標(biāo)準(zhǔn)的單耗前面加個爆破作用指數(shù)的函數(shù)f(n)=0.4+0.6n3Q=f(n).K.V第145頁,共277頁，2024年2月25日，星期天五、影響爆破效果的因素炸藥性能猛度：鉛柱的壓縮量，單位：mm爆力：鉛柱擴孔體積，單位：mL漏斗試驗中的漏斗體積。裝藥條件裝藥密度藥包形狀、藥卷直徑礦巖性質(zhì)礦巖的可爆性巖石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造巖體的缺陷起爆方式，多點或單點自由面的多少第146頁,共277頁，2024年2月25日，星期天第九講炮眼爆破和深孔爆破第147頁,共277頁，2024年2月25日，星期天礦山的井巷掘進(jìn)隧道掘進(jìn)地下各類硐室一、掘進(jìn)爆破的用途第148頁,共277頁，2024年2月25日，星期天鉆孔方向與掘進(jìn)方向相同，與自由面垂直爆破條件不好，炸藥單耗高進(jìn)尺指標(biāo)要求高勞動強度高二、掘進(jìn)爆破的特點第149頁,共277頁，2024年2月25日，星期天掏槽孔輔助孔周邊孔掏槽孔輔助孔周邊孔掘進(jìn)爆破的炮孔布置第150頁,共277頁，2024年2月25日，星期天三、掘進(jìn)爆破炮孔類型掏槽孔最先起爆，為后爆孔提供自由面，要求最高，決定了本次進(jìn)尺的效率。輔助孔爆破掏槽孔和周邊孔之間的大部分巖石周邊孔最后起爆，保證井巷的外輪廓第151頁,共277頁，2024年2月25日，星期天四、掏槽方式第152頁,共277頁，2024年2月25日，星期天1、單向掏槽斷面上有裂隙、層理或軟夾層時用先把容易爆破的部分掏出來，作為自由面，然后以此為補償空間爆破其它巖石第153頁,共277頁，2024年2月25日，星期天兩邊炮孔均相向傾斜，提供向自由面方向的分力爆破后形成棱錐形空間2、楔形掏槽第154頁,共277頁，2024年2月25日，星期天四周的孔均向中心傾斜，使爆炸力有向自由面方向的分力爆破后形成圓錐或棱錐形空間3、錐形掏槽第155頁,共277頁，2024年2月25日，星期天4、空孔掏槽所有孔都是直孔，中間孔不裝藥，作為其它孔的補償空間中間孔可以采用大直徑炮孔空孔裝藥孔第156頁,共277頁，2024年2月25日，星期天5、扇形掏槽巷道炮孔第157頁,共277頁，2024年2月25日，星期天掏槽小結(jié)沒有固定格式，只要最初的孔能將部分巖石炸出來，為后續(xù)炮孔提供自由補償空間就行掏好槽以后的炮孔爆破效率才能高要靈活利用特定的巖石表面情況第158頁,共277頁，2024年2月25日，星期天五、其它孔第159頁,共277頁，2024年2月25日，星期天1、周邊孔周邊孔的作用是保證巷道的輪廓周邊孔一般都稍向外斜，不可能打在輪廓邊上周邊輪廓的關(guān)鍵部位都要有孔，如四角，拐彎處周邊孔密，輪廓形狀好第160頁,共277頁，2024年2月25日，星期天2、輔助孔在掏槽孔爆破后，將中間部分巖石爆破下來沒有高要求，不要給周邊孔留下太多的爆破量。第161頁,共277頁，2024年2月25日，星期天六、小結(jié)掘進(jìn)爆破的關(guān)鍵是掏槽孔后爆的炮孔爆破深度一般不會超過掏槽孔周邊孔的定位準(zhǔn)確性要高，要不然巷道的輪廓就不平整對輔助孔要求不高，只要能保證將周邊孔和掏槽孔之間的巖石爆破下來就行掘進(jìn)爆破是一種非常講效率的工藝，可比性較強第162頁,共277頁，2024年2月25日，星期天深孔爆破特點炮孔深度大，一般在6米以上分為露天深孔和地下深孔爆破第163頁,共277頁，2024年2月25日，星期天一、地下深孔爆破特點：地下鑿巖條件有限，鉆孔要在巷道或峒室里進(jìn)行第164頁,共277頁，2024年2月25日，星期天1、深孔布置方式扇形深孔布置平行深孔布置第165頁,共277頁，2024年2月25日，星期天平行深孔布置特點炮孔成排布置，同排炮孔相互平行排間也相互平行所有炮孔都相互平行炮孔深度基本相同效果爆破塊度均勻，效果好掘進(jìn)工程量大，每打一個炮孔鉆機都得換位置適合于大孔徑炮孔爆破應(yīng)用在VCR等大孔徑采礦方法中常用第166頁,共277頁，2024年2月25日，星期天扇形深孔特點鉆機在鑿巖巷道內(nèi)鑿巖一排炮孔成扇面，垂直于巷道斷面一個鉆孔位鑿一排炮孔有水平和垂直扇形炮孔效果同排炮孔深度不同，孔口與孔底間距不同爆破塊度不均勻炮孔利用率底，孔口密，不能全裝藥應(yīng)用在無底柱崩落法和分段法等采礦方法中大量應(yīng)用垂直扇形深孔用得較多第167頁,共277頁，2024年2月25日，星期天束狀炮孔特點炮孔成束狀、傘狀，在各個方向都成扇形由扇形演變而來鉆機不用移位就可以鑿大量炮孔孔口密度很大，利用率低效果爆破效果最差，塊度不均勻應(yīng)用在礦柱回采、處理懸頂時可用正式采礦一般不用第168頁,共277頁，2024年2月25日，星期天礦柱回收束狀炮孔第169頁,共277頁，2024年2月25日，星期天2、爆破參數(shù)孔徑d取決于鑿巖設(shè)備、炸藥和巖石性質(zhì)淺孔鑿巖機直徑不超過42mm重型導(dǎo)軌式鑿巖機接桿式鑿巖時d=55~65mm潛孔鉆鑿巖時d=80~110mm牙輪鉆鑿巖時d=165~200mm第170頁,共277頁，2024年2月25日，星期天孔徑影響每米炮孔崩礦量炸藥消耗量（單耗）鑿巖速度：孔徑大，鑿巖速度低生產(chǎn)效率:孔徑大，每米崩礦量大，效率高爆破質(zhì)量-孔徑大，孔稀，大塊多小孔徑爆破塊度均勻，但效率低第171頁,共277頁，2024年2月25日，星期天孔深取決于鑿巖設(shè)備淺孔手持或氣腿式鑿巖機孔深一般不超過6米鑿巖臺車導(dǎo)軌式鑿巖機孔深不超過8米，YG-40導(dǎo)軌式重型鑿巖機（YG-80，YGZ-90）孔深10—15mm潛孔鉆（YQ-100)和牙輪鉆孔深原理上不受限制，實際中不超過50米，太深了孔偏離太大，尤其是水平深孔第172頁,共277頁，2024年2月25日，星期天孔深影響孔深大——需要的鑿巖硐室或巷道越少，采準(zhǔn)量少，作業(yè)條件好孔深小——鑿巖質(zhì)量好，爆破塊度均勻一般孔深不要超過：扇形深孔10-15米水平平行深孔不超過一個礦塊的長度（50-60米），一般取礦塊長度一半（25米)垂直深孔不超過礦塊的高度（50-60米），下向可以大些，上向應(yīng)該小些第173頁,共277頁，2024年2月25日，星期天最小抵抗線W確定原則：需要炸藥量度=能裝入的藥量炮孔中能裝入的炸藥量Q1=πd2LΔτ L--孔深

Δ--裝藥密度（kg/dm3)

τ–炮孔裝藥系數(shù)0.7-0.8第174頁,共277頁，2024年2月25日，星期天炮孔需要裝入的炸藥量Q2=WaLq W--最小抵抗線

a--孔間距

q--單耗讓Q1=Q2得到W=sqr(7.85Δτ/(mq))第175頁,共277頁，2024年2月25日，星期天m---炮孔密集系數(shù)=a/W通常采用寬孔距，小排距，所以m一般大于1平行孔孔距大些，排距小些扇形深孔孔口小孔底大，不等最小抵抗線W也可以通過簡單計算方法堅硬巖石W=（25~30）d第176頁,共277頁，2024年2月25日，星期天中等巖石W=（30~35）d較軟巖石W=（35~40）d實用方法試驗方法滿足塊度要求條件下，盡量取大值注意：扇形深孔的孔口距按裝藥部位算第177頁,共277頁，2024年2月25日，星期天孔間距a

平行炮孔孔間距就是兩孔的軸距扇形炮孔的孔口距和孔低距不等孔口距和孔底距都是孔中炸藥長的向短的畫垂線的長度用孔底距控制爆破的塊度，不能太大用孔口距控制裝藥量，太多易產(chǎn)生粉礦對于扇形炮孔的孔底距a0常取

a0=(1.1~1.5)W如下圖所示第178頁,共277頁，2024年2月25日，星期天a0a1扇形炮孔的孔間距示意圖第179頁,共277頁，2024年2月25日，星期天孔網(wǎng)參數(shù)討論地下深孔爆破時盡量不要產(chǎn)生大塊，因為爆破下來的礦石要通過漏斗、溜井，并經(jīng)裝運設(shè)備運出，一旦產(chǎn)生大塊，就可能在其中某一環(huán)節(jié)卡住，給生產(chǎn)帶來麻煩，所以要求爆破參數(shù)要合理，塊度小而且均勻目前的發(fā)展趨勢是小抵抗線，大孔間距a≈(1.5～3.5)W第180頁,共277頁，2024年2月25日，星期天單位炸藥消耗量q炸藥的多少取決于炸藥性能、礦巖性能和裝藥條件。炸藥少了爆破達(dá)不到效果，地下礦會帶來很多麻煩，有時是重大事故炸藥多了不僅成本高、粉礦多，而且會對采準(zhǔn)工程和相鄰炮孔產(chǎn)生破壞裝藥量計算：Q=qV扇形炮孔：Q=qWS第181頁,共277頁，2024年2月25日，星期天第182頁,共277頁，2024年2月25日，星期天露天深孔爆破第183頁,共277頁，2024年2月25日，星期天1、簡介是露天采礦的主要方式主要以臺階式爆破孔徑：80~310mm孔深：10~20m相應(yīng)的參數(shù)比地下深孔爆破都大每次爆破量大：幾十噸至幾百噸爆破效率高，塊度也大受天氣影響第184頁,共277頁，2024年2月25日，星期天2、露天臺階爆破參數(shù)

H—臺階高度

h—超深

d—孔徑

Wd—底盤抵抗線

W—抵抗線

c—安全距離

l—最大填塞長度

a—孔間距

b—排間距

β-坡面角β第185頁,共277頁，2024年2月25日，星期天3、爆破參數(shù)確定原則炮孔直徑d大直徑炮孔每米爆破量大，生產(chǎn)效率高，單位炸藥消耗量小，鉆孔數(shù)量少一般為：80~310mm潛孔鉆機：80~200mm牙輪鉆機：250~420mm，常用250~310mm孔徑要與后續(xù)工藝相匹配大孔徑爆破塊度大，鏟裝運設(shè)備要配套造價高可選余地不大第186頁,共277頁，2024年2月25日，星期天底盤抵抗線Wd最重要的參數(shù)，最小抵抗線很少用Wd=c+HtgβHtgα——臺階坡面是斜的，至少要后退這么多才到坡頂線c—安全距離，一般2.5~3.0m，與鉆機大小有關(guān)一般取（0.6~0.9）倍臺階高度（H）與鉆孔直徑有關(guān)，孔徑大取大值我國金屬礦山常按下表取值第187頁,共277頁，2024年2月25日，星期天爆破方式炮孔直徑mm底盤抵抗線mm清碴爆破2006~102507~1231011~13壓碴爆破2004.5~7.52505~113107~12底盤抵抗線取值范圍第188頁,共277頁，2024年2月25日，星期天孔間距第一排的排間距已定，根據(jù)炸藥單耗和每孔最大裝藥量就能確定該孔的爆破礦巖量，除以底盤抵抗線就是孔間距（注：這里將斜面當(dāng)直面算），以保證第一排爆破效果a=(0.5~0.6)Lq`/（qHWd）L—孔深q`—每米炮孔裝藥量，q—炸藥單耗H—臺階高度Wd—底盤抵抗線第189頁,共277頁，2024年2月25日，星期天炮孔密集系數(shù)m=a/Wda—孔間距炮孔密集系數(shù)通常大于1，有繼續(xù)增大的趨勢一般前排密集系數(shù)小，后排密集系數(shù)大，大型露天礦常取相同值后排參數(shù)孔間距比前排大排間距比前排小第190頁,共277頁，2024年2月25日，星期天超深h為了保證孔底爆破效果，希望在孔底多裝藥，額外在孔底加超深，達(dá)到多裝藥目的超深大了藥量沒變，藥的重心下移，下部過度破碎，使下水平頂部破碎，而且上部爆破效果不好超深小了底部可能留根底，后續(xù)工藝鏟裝困難，有時需要二次破碎第191頁,共277頁，2024年2月25日，星期天超深確定方法h=(10~15)dmH=(0.15~0.35)Wdm根底和大塊是露天礦的主要矛盾超深大了，鉆孔量增加，上部大塊，下水平頂部破碎，產(chǎn)生大塊超深小了，底部留要底，給后續(xù)鏟裝工藝帶來困難合理確定露天礦超深是主要爆破技術(shù)工作之一只要能滿足不留根底，盡量減小超深第192頁,共277頁，2024年2月25日，星期天充填高度充填的作用增加炸藥爆炸的有效作用時間調(diào)節(jié)炮孔中爆炸氣體的壓力以提高炸藥的能量利用率減少飛石，減小空氣沖擊波和爆破噪音充填長度以炮孔直徑算

(20~30)d以底盤抵抗線算(0.5~0.75)Wd按爆堆集中要求(0.8~1.0)Wd第193頁,共277頁，2024年2月25日，星期天炮孔裝藥量炮孔承擔(dān)的爆破量所需的藥量Q1=qWdaH炮孔能裝下的藥量Q2=q`(L–l)q`—每米炮孔裝藥量炮孔能裝下的藥量要不小于需要的藥量Q2>Q1后排藥量適當(dāng)比前排大些，因為前面有爆破下的巖堆，約為前排孔藥量的1.1~1.3倍第194頁,共277頁，2024年2月25日，星期天4、斜孔和變徑炮孔由于超深的作用，使得炸藥重心下移，容易使下臺階提前遭到破壞，為了減少超深或不用超深，采用斜孔或變徑炮孔斜孔：炮孔與臺階坡面角相等，可以減少超深，還不會留下根低變徑炮孔：由于下部孔徑大，可以裝更多的藥，可以減少超深第195頁,共277頁，2024年2月25日，星期天第196頁,共277頁，2024年2月25日，星期天第197頁,共277頁，2024年2月25日，星期天5、深孔布置方式和起爆順序露天深孔爆破爆破量大，很少單排孔爆破多排深孔爆破的布孔方式單排孔爆破不存在此問題三種布孔方式正方形矩形三角形第198頁,共277頁，2024年2月25日，星期天正方形布置矩形布置正方形布置三角形布置第199頁,共277頁，2024年2月25日，星期天起爆方式順序起爆從臺階邊上第一排孔起爆，逐排向后起爆爆堆較散，碰撞作用差常用波浪式起爆楔形起爆斜線起爆第200頁,共277頁，2024年2月25日，星期天順序起爆示意圖第201頁,共277頁，2024年2月25日，星期天波浪式起爆示意圖第202頁,共277頁，2024年2月25日，星期天楔形起爆示意圖第203頁,共277頁，2024年2月25日，星期天斜線起爆示意圖第204頁,共277頁，2024年2月25日，星期天周邊孔預(yù)裂起爆示意圖第205頁,共277頁，2024年2月25日，星期天6、提高露天深孔爆破質(zhì)量露天深孔爆破要求爆破塊度要合格大塊需要二次爆破粉礦易流失不留根底，不產(chǎn)生后沖破壞爆堆要合理每次爆破量要足夠大，以便后續(xù)工藝連續(xù)減輕爆破地震、沖擊波和飛石第206頁,共277頁，2024年2月25日，星期天斜孔爆破抵抗線相等，塊度均勻，超深小合理裝藥結(jié)構(gòu)使藥在孔中均勻分布間隔裝藥，空氣或其它材質(zhì)間隔混合裝藥，不同部位裝不同藥第207頁,共277頁，2024年2月25日，星期天高臺階爆破炮孔有效部分多，底部和填塞長度不變，不效裝藥部分比例大多排孔微差爆破改善爆破效果，二次破碎