铁五局培训-爆破技术

1、第第1 1讲讲 爆破技术爆破技术中南大学隧道与地下工程系中南大学隧道与地下工程系 张运良张运良1387311821213873118212房屋控制爆破爆破技术的运用烟窗定向爆破爆破技术的运用桥梁控制爆破爆破技术的运用一、基本概念一、基本概念1 1、爆炸、爆炸指物质的物理形态或化学性质发指物质的物理形态或化学性质发生急剧变化，在变化过程中伴随有能量的快生急剧变化，在变化过程中伴随有能量的快速转化，内能转化为机械压缩能，且使原来速转化，内能转化为机械压缩能，且使原来的物质或其变化产物及周围介质产生运动，的物质或其变化产物及周围介质产生运动，进而产生巨大的机械破坏效应进而产生巨大的机械破坏效应。爆炸

2、时，往往伴有强烈的爆炸时，往往伴有强烈的发光、声响和破发光、声响和破坏效应。坏效应。第一部分第一部分 炸药爆炸基本理论炸药爆炸基本理论2 2、爆炸分类、爆炸分类 按引起爆炸的原因不同，可将爆炸区分为物理按引起爆炸的原因不同，可将爆炸区分为物理爆炸、核爆炸和化学爆炸三类。爆炸、核爆炸和化学爆炸三类。 物理爆炸：物理爆炸：物理原因造成的爆炸，物理爆炸不发生物理原因造成的爆炸，物理爆炸不发生化学变化。例如锅炉爆炸、氧气瓶爆炸、轮胎爆胎化学变化。例如锅炉爆炸、氧气瓶爆炸、轮胎爆胎核爆炸：核爆炸：这是由核裂变或核聚变引起的爆炸。这是由核裂变或核聚变引起的爆炸。 化学爆炸：化学爆炸：化学变化造成的爆炸。炸

3、药爆炸、井下化学变化造成的爆炸。炸药爆炸、井下瓦斯或煤尘与空气混合物的爆炸、汽油与空气混合瓦斯或煤尘与空气混合物的爆炸、汽油与空气混合物的爆炸以及其他混合爆鸣气体的爆炸等物的爆炸以及其他混合爆鸣气体的爆炸等3 3、炸药、炸药是在一定的条件下，能发生是在一定的条件下，能发生急剧的化学反应，在有限的空间和极短急剧的化学反应，在有限的空间和极短的时间内迅速释放大量的热量和生成大的时间内迅速释放大量的热量和生成大量气体，并显示爆炸效应的化合物或混量气体，并显示爆炸效应的化合物或混合物。合物。2号乳化炸药乳化炸药黑火药TNT炸药 4 4、化学爆炸三要素、化学爆炸三要素1反应的放热性反应的放热性 炸药爆炸

4、必须的炸药爆炸必须的能源能源 3反应中生成大量反应中生成大量气体产物气体产物 炸药爆炸对外做炸药爆炸对外做功的媒介功的媒介 2反应过程的高速反应过程的高速度度爆炸反应区别一爆炸反应区别一般化学反应的重般化学反应的重要标志要标志 二、二、 炸药化学反应基本形式炸药化学反应基本形式 爆轰爆轰爆炸速度增长到稳定爆速的最大值爆炸速度增长到稳定爆速的最大值 ，以每秒数千米，以每秒数千米的最大稳定速度进行的反应过程。的最大稳定速度进行的反应过程。 反映炸药反映炸药的化学安的化学安定性定性 炸药以每秒数百炸药以每秒数百米至数千米的高米至数千米的高速进行爆炸反应速进行爆炸反应 对爆破材料的安对爆破材料的安全生

5、产全生产,加工加工,运运输保管以及过期输保管以及过期变质炸药的销毁变质炸药的销毁都很有必要都很有必要三、炸药氧平衡与反应产物三、炸药氧平衡与反应产物 炸药内含氧量与所含可燃元素充分氧炸药内含氧量与所含可燃元素充分氧化所需氧量相比之间的差值称为氧平衡。化所需氧量相比之间的差值称为氧平衡。 氧平衡用每克炸药中剩余或不足氧量氧平衡用每克炸药中剩余或不足氧量的克数或质量分数来表示的克数或质量分数来表示。炸药的氧平衡炸药的氧平衡氧平衡的计算氧平衡的计算令令炸药的通式：炸药的通式： CaHbNcOd则则氧平衡的计算式：氧平衡的计算式：1(2/2)16 100%bQdabMbQM式中 炸药的氧平衡；炸药的摩

6、尔质量（g/mol）；氧的摩尔质量（g/mol） 16混合炸药氧平衡的计算混合炸药氧平衡的计算计算公式计算公式：1(2/2)16 100%1000bQdab或者bibiQmQimbiQ式中 、分别为分别为第第 i 组分组分的质量分数和氧平衡值的质量分数和氧平衡值 氧平衡的三种类型氧平衡的三种类型Qb0Qb=0Qb 1.00.75 n 1.0n = 1.0n 0.75爆破漏斗的基本形式爆破漏斗的基本形式 三、三、 延长装药爆破作用延长装药爆破作用 装药垂直自由面的爆破漏斗装药垂直自由面的爆破漏斗装药倾斜自由面的爆破漏斗装药倾斜自由面的爆破漏斗装药平行自由面的爆破漏斗装药平行自由面的爆破漏斗延长药

7、包延长药包-当药包的长度和它横当药包的长度和它横载面的直径（或最大边长）之比值载面的直径（或最大边长）之比值 大于某一值时，叫做大于某一值时，叫做延长药包延长药包。 四、四、 成组药包爆破时岩石破坏特征成组药包爆破时岩石破坏特征 当相邻两药包齐发爆破时，当相邻两药包齐发爆破时，在沿炮孔连心线上在沿炮孔连心线上的应力得到加强，的应力得到加强，而在炮孔连心线中段两侧附近而在炮孔连心线中段两侧附近则出现应力降低区。则出现应力降低区。 相邻炮孔应力波相遇叠加相邻炮孔应力波相遇叠加 相邻炮孔中心连线上准静态拉应力分析相邻炮孔中心连线上准静态拉应力分析 （a）单个单个A孔产生的切向伴生拉应力孔产生的切向伴

8、生拉应力 （b）单个单个B孔产生的切向伴生拉应力孔产生的切向伴生拉应力（c）两孔合成的切向伴生拉应力两孔合成的切向伴生拉应力应力降低的分析应力降低的分析多排成组药包的齐发爆破效果不好，得不到实际使用。多排成组药包的齐发爆破效果不好，得不到实际使用。应应 力力 降降 低低 的的 分分 析析 图图装药密集（临近）系数装药密集（临近）系数也称炮孔密集（临近）系数也称炮孔密集（临近）系数它是影响爆破效果的重要指标。它是影响爆破效果的重要指标。Wam Wam1）当）当m2，两装药孔各自形成单独的爆破漏斗；，两装药孔各自形成单独的爆破漏斗；2）2m1两装药孔形成一个爆破漏斗，但底两装药孔形成一个爆破漏斗，

9、但底部破坏不充分；部破坏不充分；3）m=0.81时时,两装药孔形成一个爆破漏斗两装药孔形成一个爆破漏斗;4)m0.8时，大部分能量用于抛掷岩石。时，大部分能量用于抛掷岩石。五、五、 能量平衡原理与装药量计算能量平衡原理与装药量计算外外 部部 药药 包包 效效 应应 1/3RQRQ相似法则相似法则体积法则体积法则 能量平衡原理与装药量计算（能量平衡原理与装药量计算（2）体积法则体积法则相似法则相似法则 在一定的炸药和岩石条件下，爆落的土石方体积同所用的装药量在一定的炸药和岩石条件下，爆落的土石方体积同所用的装药量成正比，即：成正比，即： Q=qV 如果药包是集中药包如果药包是集中药包,标准抛掷爆

10、破时爆破作用指数标准抛掷爆破时爆破作用指数n的值为的值为1，即即 ： r=W爆破漏斗体积的大小为：爆破漏斗体积的大小为：233rVWW标准抛掷爆破的装药量可以认为是：标准抛掷爆破的装药量可以认为是：3qWQ标3)(qWnfQ抛f(n)为爆破作用指数函数为爆破作用指数函数利文斯顿爆破漏斗理论利文斯顿爆破漏斗理论 利利 文文 斯斯 顿顿 爆爆 破破 漏漏 斗斗 示示 意意 图图利文斯顿将岩石爆破时的变形和破坏形态分为四种类型：利文斯顿将岩石爆破时的变形和破坏形态分为四种类型：（1）弹性变形弹性变形 （4）空气中爆炸空气中爆炸 （2）冲击破坏冲击破坏 （3）碎化破坏碎化破坏 相关名词解释相关名词解释

11、：临界深度临界深度 ，最适宜深度最适宜深度临界深度临界深度弹性变形弹性变形）kg（mE（kg）QQLQELnn3/ 13/应变能系数药包质量时的临界深度药包为nncccLWLWWQE：W003最适宜深比深度比距离药包重心到岩石表面的利文斯顿一般方程集中药包装药量计算集中药包装药量计算 鲍列斯阔夫提出的经验公式（鲍列斯阔夫提出的经验公式（适用于抛掷爆破装药量的计算适用于抛掷爆破装药量的计算 ）：）： 36 . 04 . 0)(nnf集中药包抛掷爆破装药量的计算通式：集中药包抛掷爆破装药量的计算通式： 33(0.40.6)pbQn k W33)6 . 04 . 0(WknQbp125/ 2525W

12、mWWm松动爆破的装药量公式可以表示为：松动爆破的装药量公式可以表示为： 3(0.33 0.5)sbQk W延长药包装药量计算延长药包装药量计算 AB延长药包垂直于自由面延长药包垂直于自由面 延长药包平行于自由面延长药包平行于自由面 3)(WnfkQbde12Wll2nbQk W l单位炸药的耗药量单位炸药的耗药量 Kb 指单个集中药包形成标准抛掷爆破漏斗（指单个集中药包形成标准抛掷爆破漏斗（n=1）时，爆破每）时，爆破每1m3岩岩石或土壤所消耗的石或土壤所消耗的2号岩石铵梯炸药的质量，称作号岩石铵梯炸药的质量，称作标准抛掷爆破单位用标准抛掷爆破单位用药量系数药量系数，简称，简称标准单位用药量

13、系数标准单位用药量系数。 Ks 则是指单个集中药包形成松动爆破漏斗时（一般则是指单个集中药包形成松动爆破漏斗时（一般n0.75），爆破），爆破每每1m3岩石或土壤所消耗的岩石或土壤所消耗的2号岩石铵梯炸药的质量，称作号岩石铵梯炸药的质量，称作 松动爆破单松动爆破单位用药量系数位用药量系数。需要强调的符号含义：需要强调的符号含义：Kb与与Ks的选取的选取 A 查表查表B 工程类比工程类比C 试验试验对于普通的岩于普通的岩土爆破工程，土爆破工程， Kb和和Ks的值可的值可由相关表格中由相关表格中查出；查出； 采用标准抛掷爆采用标准抛掷爆破漏斗试验确定破漏斗试验确定Kb 的值。的值。参照条件相近参照

14、条件相近工程的单位用工程的单位用药量系数确定药量系数确定Kb和和Ks的值；的值；33)6 . 04 . 0(WnQkb标准抛掷爆破漏斗试验中标准抛掷爆破漏斗试验中Kb的计算：的计算：Ks一般是一般是Kb的的1/2至至1/3群药包的单位耗药量群药包的单位耗药量 上页所提到的上页所提到的 Kb 与与 Ks都只是单个集中药包爆破时装药量与所爆都只是单个集中药包爆破时装药量与所爆落岩体体积之间的一个关系系数。落岩体体积之间的一个关系系数。 当群药包共同作用时，群药包的总装药量与群药包一次爆落当群药包共同作用时，群药包的总装药量与群药包一次爆落的岩体总体积的比值称为的岩体总体积的比值称为单位耗药量单位耗

15、药量，简称，简称炸药单耗炸药单耗，用字母，用字母q来表示，即：来表示，即： VQq 最小抵抗线原理（最小抵抗线原理（1） 最小抵抗线方向最小抵抗线方向 最小抵抗线原理最小抵抗线原理 破碎和抛掷、堆积的主导方向。破碎和抛掷、堆积的主导方向。 抛掷、堆积同最小抵抗线的关系。抛掷、堆积同最小抵抗线的关系。 各各 种种 爆爆 破破 方方 法法 的的 最最 小小 抵抵 抗抗 线线 最小抵抗线原理（最小抵抗线原理（2） 适于集中抛掷堆积的凹形地形适于集中抛掷堆积的凹形地形 改变最小抵抗线的辅助药包改变最小抵抗线的辅助药包 最小抵抗线原理（最小抵抗线原理（3） 药包位置与起爆顺序对最小抵抗线药包位置与起爆顺

16、序对最小抵抗线方向的影响方向的影响 最小抵抗线的指向是岩石破最小抵抗线的指向是岩石破碎、抛掷和产生飞石的主导碎、抛掷和产生飞石的主导方向方向.应特别注意该方向的选择和应特别注意该方向的选择和安全防护。施工时应认真测安全防护。施工时应认真测量核实最小抵抗线量核实最小抵抗线 W 的大小的大小和指向。和指向。由于装药量由于装药量 Q与与W 的的3次幂有次幂有关关,W 值的错误测算往往会导值的错误测算往往会导致严重的爆破事故。致严重的爆破事故。毫秒爆破作用理论毫秒爆破作用理论 它是利用毫秒雷管或其他毫秒延期引爆装置，它是利用毫秒雷管或其他毫秒延期引爆装置，将同一网路的装药分组，以毫秒级的时间间隔进行将

17、同一网路的装药分组，以毫秒级的时间间隔进行顺序起爆的方法。顺序起爆的方法。毫秒爆破毫秒爆破又称又称微差爆破微差爆破或或毫秒微差爆破毫秒微差爆破.毫秒爆破作用机理毫秒爆破作用机理CBA3. 剩余应力叠加剩余应力叠加2. 形成新的自由面形成新的自由面 1. 应力波相互干涉应力波相互干涉DE4. 岩块碰撞辅助破碎岩块碰撞辅助破碎 5. 毫秒爆破的减振作用毫秒爆破的减振作用 1）我国长沙矿冶研我国长沙矿冶研究院提出的公式：究院提出的公式： t = (2040)Wo /f2）U. Langefors（兰格弗斯）等人的瑞兰格弗斯）等人的瑞典经验公式典经验公式 ： t = 3.3KW3）前苏联矿山部门前苏联

18、矿山部门的公式：的公式： t =KW(24 f)毫秒间隔时间计算原理毫秒间隔时间计算原理按应力波干涉计算按应力波干涉计算 按形成新的自由面计算按形成新的自由面计算 按地震效应最小的原则确定按地震效应最小的原则确定 依经验公式计算依经验公式计算六、六、 影响爆破作用的主要因素影响爆破作用的主要因素 ABC区分区分:爆轰压爆轰压力力爆炸压力爆炸压力炸药爆炸能量分配炸药爆炸能量分配： 克服岩体中的凝聚力使岩体粉碎破裂克服岩体中的凝聚力使岩体粉碎破裂 克服岩体中的凝聚力和摩擦力使爆破范围克服岩体中的凝聚力和摩擦力使爆破范围内岩体从母岩中分离出来内岩体从母岩中分离出来 将破碎岩块推移和抛掷将破碎岩块推移

19、和抛掷 形成爆破地震波、空气冲击波、噪声和飞形成爆破地震波、空气冲击波、噪声和飞石等石等2、岩石特性对爆破作用的影响、岩石特性对爆破作用的影响 （1）自由面在爆破中的作用）自由面在爆破中的作用 反射应力波。反射应力波。 当爆炸应力波遇到自由面时发生反射，压缩应力波变为拉伸波，引起当爆炸应力波遇到自由面时发生反射，压缩应力波变为拉伸波，引起 岩的片落和径向裂隙的延伸。岩的片落和径向裂隙的延伸。 改变岩石应力状态及强度极限。改变岩石应力状态及强度极限。 在无限介质中，岩石处于三向应力状态，而自由面附近的岩石则处于在无限介质中，岩石处于三向应力状态，而自由面附近的岩石则处于 单向或双向应力状态。故自

20、由面附近的岩石强度接近岩石单轴抗拉或抗压单向或双向应力状态。故自由面附近的岩石强度接近岩石单轴抗拉或抗压 强度强度,比在无限介质中承受爆破作用时相应的强度减少几倍甚至十几倍。比在无限介质中承受爆破作用时相应的强度减少几倍甚至十几倍。 自由面是最小抵抗线方向，应力波低达自由面后，在自由面附近的介质运自由面是最小抵抗线方向，应力波低达自由面后，在自由面附近的介质运 动因阻力减小而加速，随后而到的爆炸气体进一步向自由面方向运动，形动因阻力减小而加速，随后而到的爆炸气体进一步向自由面方向运动，形 成鼓包成鼓包,最后破碎、抛掷。最后破碎、抛掷。（2）自由面大小方向和位置对爆破作用的影响）自由面大小方向和

21、位置对爆破作用的影响 自自 由由 面面 数数 对对 爆爆 破破 效效 果果 的的 影影 响响炮炮 孔孔 与与 自自 由由 面面 相相 关关 位位 置置 对对 爆爆 破破 的的 影影 响响（a）垂直布置炮眼垂直布置炮眼（b）倾斜布置炮眼倾斜布置炮眼（c）自由面在炮孔下方自由面在炮孔下方（d）自由面在炮孔上方自由面在炮孔上方3、炸药与岩石匹配关系及对爆破作用的影响、炸药与岩石匹配关系及对爆破作用的影响波阻抗波阻抗-岩石（或其他介质）的密度同岩石（或其他介岩石（或其他介质）的密度同岩石（或其他介质）纵波速度的乘积。质）纵波速度的乘积。 间隔装药间隔装药 不耦合装药不耦合装药 连续装药连续装药 耦合装

22、药耦合装药 装装 药药 结结 构构 药包与孔壁的不耦合程度常用不耦合系药包与孔壁的不耦合程度常用不耦合系数来表示：数来表示： eddRd 降低了作用在炮孔壁上的冲击压力峰值。降低了作用在炮孔壁上的冲击压力峰值。 增加了应力波作用时间。增加了应力波作用时间。 增大了应力波传给岩石的冲量，而且比增大了应力波传给岩石的冲量，而且比 冲量沿炮孔分布较均匀。冲量沿炮孔分布较均匀。a 耦合装药耦合装药b 不耦合装药不耦合装药c 正向连续装药正向连续装药d 正向间隔装药正向间隔装药e 反向连续装药反向连续装药1 炸药；炸药；2 炮眼；炮眼；3 药卷；药卷；4 雷管；雷管；5 炮泥；炮泥； 6 脚线；脚线；7

23、 导爆索；导爆索； 8 绑绳绑绳4、爆破工艺对爆破作用的影响、爆破工艺对爆破作用的影响 炮孔堵塞的作用炮孔堵塞的作用： （1） 保证炸药充分反应，使之放出最大热量和减少有毒气体生成量保证炸药充分反应，使之放出最大热量和减少有毒气体生成量.（2） 降低爆生气体逸出自由面的温度和压力，提高炸药的热效降低爆生气体逸出自由面的温度和压力，提高炸药的热效 率，率，使更多的热量转变为机械功。使更多的热量转变为机械功。（3） 在有瓦斯的工作面内，除降低爆炸气体逸出自由面的温度和压在有瓦斯的工作面内，除降低爆炸气体逸出自由面的温度和压力外，炮泥还起着阻止灼热固体颗粒（例如雷管壳碎片等）从力外，炮泥还起着阻止灼

24、热固体颗粒（例如雷管壳碎片等）从炮孔内飞出的作用，提高爆破安全性。炮孔内飞出的作用，提高爆破安全性。起爆方法起爆方法 正向起爆正向起爆反向起爆反向起爆并敷装药并敷装药 两种固有爆速不同的爆炸材料并排敷设两种固有爆速不同的爆炸材料并排敷设.（2）导爆索并敷起爆）导爆索并敷起爆（1）正向起爆与反向起爆）正向起爆与反向起爆一、一、 预裂爆破预裂爆破 预裂爆破预裂爆破-沿开挖边界布置密集炮孔，采取不耦合装药或装填低威沿开挖边界布置密集炮孔，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

25、留岩体的破坏并形成平整轮廓面的爆破，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，称为技术，称为预裂爆破预裂爆破。爆破开采或开挖都是在有限的范围内需要解决两个同等重要的问题：爆破开采或开挖都是在有限的范围内需要解决两个同等重要的问题： 用最有效的方法将既定范围内的岩石进行适度破碎，必要时，用最有效的方法将既定范围内的岩石进行适度破碎，必要时，再将破碎后的岩石进行抛掷，以达到一定的工程目的；再将破碎后的岩石进行抛掷，以达到一定的工程目的； 降低爆破对爆破范围以外岩石的破坏（损伤），最大限度地保降低爆破对爆破范围以外岩石的破坏（损伤），最大限度地保持岩石原有的强度和稳定性，以利于爆

26、破后围岩的长期稳定。同持岩石原有的强度和稳定性，以利于爆破后围岩的长期稳定。同时，也包括降低爆破地震效应对环境的影响等。时，也包括降低爆破地震效应对环境的影响等。第六部分第六部分 预裂爆破、光面爆破、水压爆破预裂爆破、光面爆破、水压爆破预裂爆破成缝的力学条件预裂爆破成缝的力学条件 单个炮孔装药爆炸产生的径向压力应小于岩石的动态单个炮孔装药爆炸产生的径向压力应小于岩石的动态极限动态抗压强度，使孔壁不发生粉碎性破坏，即：极限动态抗压强度，使孔壁不发生粉碎性破坏，即： 单个炮孔装药爆炸产生的切向伴生拉应力应小于岩石的单个炮孔装药爆炸产生的切向伴生拉应力应小于岩石的动态极限抗拉强度，使孔壁不产生不定向

27、裂隙，即：动态极限抗拉强度，使孔壁不产生不定向裂隙，即：相邻炮孔在其炮孔连心线上产生的合成拉应力应大于岩石相邻炮孔在其炮孔连心线上产生的合成拉应力应大于岩石的动态极限抗拉强度，使相邻炮孔在其连心线上产生定向裂的动态极限抗拉强度，使相邻炮孔在其连心线上产生定向裂缝，即：缝，即：压动压拉动拉 动拉合拉预裂爆破成缝机理预裂爆破成缝机理 2）相邻炮孔连心线上应力加强）相邻炮孔连心线上应力加强 1）不耦合装药）不耦合装药3）相邻炮孔互为导向空孔）相邻炮孔互为导向空孔 4）同时起爆预裂孔）同时起爆预裂孔预裂爆破装药量的确定预裂爆破装药量的确定 三种方法：三种方法：理论计算法理论计算法 ，经验公式计算法经验

28、公式计算法 和和 经验数值法经验数值法 。经验公式计算法经验公式计算法地下隧道及巷道开挖：取地下隧道及巷道开挖：取 1.54；露天爆破及大型硐库中的深孔爆破：取露天爆破及大型硐库中的深孔爆破：取 24。不耦合系数建议不耦合系数建议0.60.60.034 qa 压0.50.60.042 qa 压用于地下隧道爆破用于地下隧道爆破 用于深孔爆破用于深孔爆破装药量的计算装药量的计算式中，式中，q 为炮孔线装药密度，为炮孔线装药密度，kg/m； 为岩石极限抗压强度，为岩石极限抗压强度，MPa；a 为炮孔间距，为炮孔间距，m。压预裂爆破施工预裂爆破施工 ABC当预裂孔与主爆区炮孔一起爆破时：预裂孔应在主爆

29、孔当预裂孔与主爆区炮孔一起爆破时：预裂孔应在主爆孔 爆破前引爆，其时间差应不小于爆破前引爆，其时间差应不小于75110ms。二、二、 光面爆破光面爆破光面爆破光面爆破-沿开挖边界布置密集炮孔，采取不耦合装沿开挖边界布置密集炮孔，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，称为轮廓面的爆破作业，称为光面爆破光面爆破。预裂爆破与光面爆破的差异预裂爆破与光面爆破的差异区分区分:预裂爆破预裂爆破光面爆破光面爆破A 预裂爆破是在主爆区爆破之前进行；预裂爆破是在主爆区爆破之前进行；B 光面爆破则在两个自由面条件下爆破，所受夹

30、制作用小。光面爆破则在两个自由面条件下爆破，所受夹制作用小。 A 光面爆破则在主爆区爆破之后进行光面爆破则在主爆区爆破之后进行；B 预裂爆破是在一个自由面条件下爆破，所受夹制作用很大预裂爆破是在一个自由面条件下爆破，所受夹制作用很大.光面爆破的其他相关知识光面爆破的其他相关知识一一二二三三光面爆破光面爆破作用机理作用机理光面爆破光面爆破施工施工光面爆破光面爆破设计设计应力波使相邻孔应力波使相邻孔岩体形成发状态岩体形成发状态裂隙，爆生气裂隙，爆生气体使裂缝延长。体使裂缝延长。W=(1020)dA=(0.608)wQ=qaLW导爆索连接起爆导爆索连接起爆三、三、 水压爆破水压爆破水压爆破水压爆破-

31、隧道水压爆破是在传统的隧道光面隧道水压爆破是在传统的隧道光面爆破中加入水袋的施工方法爆破中加入水袋的施工方法 。 往炮眼中一定位置注入一定量的水，并用专往炮眼中一定位置注入一定量的水，并用专用的设备制成的用的设备制成的炮泥炮泥回填堵塞炮眼回填堵塞炮眼”，大大减，大大减少了炸药能量的外泄，提高了炮眼利用率，加快了少了炸药能量的外泄，提高了炮眼利用率，加快了隧道开挖进度，提高了经济效益。并且在炮孔中加隧道开挖进度，提高了经济效益。并且在炮孔中加入水袋后，炸药爆炸后对水起到了雾化作用，大大入水袋后，炸药爆炸后对水起到了雾化作用，大大降低了爆炸时产生的粉尘，真正做到了环保施工。降低了爆炸时产生的粉尘，

32、真正做到了环保施工。四、四、 定向断裂爆破新技术简介定向断裂爆破新技术简介（1）炮孔切槽爆破炮孔切槽爆破 （2）聚能药包爆破聚能药包爆破 （3）切缝药包爆破切缝药包爆破 炮孔切槽及异形钻孔方法炮孔切槽及异形钻孔方法 （a） 炮孔切槽 （b） 炮孔切割槽 （c） 设置导向孔 （d） 异形炮孔 1 炮孔壁 2 孔内装药 风动潜孔刻槽机示意图风动潜孔刻槽机示意图 1 圆形机头；2 风动马达； 3 金刚石锯片；4 炮孔 定向断裂爆破新技术简介（定向断裂爆破新技术简介（2）（1）炮孔切槽爆破炮孔切槽爆破 （2）聚能药包爆破聚能药包爆破 （3）切缝药包爆破切缝药包爆破 聚能装药及异形药包方法聚能装药及异形

33、药包方法（a）聚能药包 （b）矩形药包 （c）设置高硬度介质1炮孔壁 2孔内装药 3高硬度介质 定向断裂爆破新技术简介（定向断裂爆破新技术简介（3）（1）炮孔切槽爆破炮孔切槽爆破 （2）聚能药包爆破聚能药包爆破 （3）切缝药包爆破切缝药包爆破 切切 缝缝 药药 包包 方方 法法 （a）切缝药包 （b）内切槽装药管1炮孔壁 2切缝管内装药 3切缝管1、工作面和炮眼布置、工作面和炮眼布置 隧道掘进中的炮眼，按其位置和作用的不同，分为隧道掘进中的炮眼，按其位置和作用的不同，分为掏槽眼掏槽眼、辅助眼辅助眼和和周边眼周边眼。1 掏槽眼掏槽眼用于爆出新的用于爆出新的自由面，为其自由面，为其他后爆炮眼创他后

34、爆炮眼创造有利的爆破造有利的爆破条件。条件。 3 周边眼周边眼控制爆破后的巷控制爆破后的巷道断面形状、大道断面形状、大小和轮廓，使之小和轮廓，使之符合设计要求。符合设计要求。巷道中的周边眼巷道中的周边眼按其所在位置分按其所在位置分为顶眼、帮眼和为顶眼、帮眼和底眼。底眼。 2辅助眼辅助眼（崩落眼）（崩落眼） 是破碎岩石的主要是破碎岩石的主要炮眼。崩落眼利用炮眼。崩落眼利用掏槽眼爆破后创造掏槽眼爆破后创造的平行于炮眼的自的平行于炮眼的自由面，爆破条件大由面，爆破条件大大改善，故能在该大改善，故能在该自由面方向上形成自由面方向上形成较大体积的破碎漏较大体积的破碎漏斗斗 周边眼周边眼又可分为又可分为顶

35、眼顶眼、底眼底眼和和帮眼帮眼 。第七部分第七部分 隧道爆破隧道爆破 2 2. 炮眼的种类上台阶：1段：4个，每孔装药5巻3段：5个，每孔装药4巻5段：9个，每孔装药4巻7段：2个，每孔装药4巻9段：12个，每孔装药4巻10段：31个，每孔装药1巻11段：13个，每孔装药4巻共76个孔，215巻炸药。下台阶：1段：8个，每孔装药4巻3段：8个，每孔装药4巻5段：4个，每孔装药4巻7段：10个，每孔装药4巻7段：13个，每孔装药1巻共43个孔，共142巻炸药。掏槽眼掏槽眼辅助眼辅助眼周边眼周边眼掏槽眼的形式掏槽眼的形式 平行空眼平行空眼直线掏槽直线掏槽 混合式掏槽混合式掏槽 倾斜眼掏槽倾斜眼掏槽楔

36、形掏槽楔形掏槽 锥形掏槽锥形掏槽 单向掏槽单向掏槽 桶形掏槽桶形掏槽 龟裂掏槽龟裂掏槽 螺旋形掏槽螺旋形掏槽 渐近式螺渐近式螺旋旋 掏槽掏槽楔形掏槽楔形掏槽直眼掏槽直眼掏槽 图中图中数字数字表示起爆顺序表示起爆顺序。装药孔装药孔空孔空孔u螺旋形掏槽中心眼为空眼，邻近空眼的装药眼与空眼之间距离逐渐加大，其联线呈螺旋形状。 3.炸药品种的选择、用量及其分配 4.炮眼深度 7.炮眼布置 5.炮眼直径 6.炮眼数量 8.装药结构和堵塞 （1）.正向装药（2）.反向装药图1 炮眼布置初步改进图2、 为倾斜炮眼孔底位置标志，炮眼旁的数字代表起爆段数；两侧长掏槽眼孔底间距30cm设计光爆面光爆层厚60cm长

37、掏槽眼4个，倾角55，设计孔长4.35m短掏槽眼3个，倾角45，设计孔长3.2m辅助掏槽眼1，4个，倾角60，设计孔长3.8m辅助掏槽眼2，4个，倾角70，设计孔长3.5m辅助掏槽眼3，4个，倾角80，设计孔长3.35m顶板辅助眼，4个，倾角（向下）85，设计孔长3.45m开挖断面中轴线说明：1、本设计以一个循环进尺3.3m为设计依据，除长掏槽眼按3.5m进尺打孔，短掏槽眼按2.25m进尺打孔外，其余炮眼均按3.3m进尺打孔，炮眼的位置、类型、数量及段数均以隧道中线为轴线对称设计；3、周边眼和底板眼的倾角方向向外，其余炮眼的倾斜位置见图中标示；炮眼设计参数表炮眼类型掏槽眼辅助眼长掏槽眼短掏槽眼

38、辅助掏槽眼1辅助掏槽眼2周边眼底板眼合计数量（孔）每孔用药量 （卷） 总用量 （卷）86843121331551110415-1203088801721801150顶板辅助眼41040孔深（m）孔长（m）倾角（）3.52.253.33.33.33.33.34.33.23.83.53.353.353.35554560858888一般辅助眼36103603.33.3辅助掏槽眼3810803.33.3580870904、除特别说明外，本图中尺寸单位均为cm。药卷导爆管导爆索孔底炮泥周边眼装药结构示意图-掏槽眼辅助眼辅助眼辅助眼辅助眼周边眼掏槽眼辅助眼辅助眼辅助眼辅助眼周边眼图2 炮眼布置纵向俯视图爆

39、破设计实例爆破设计实例图3 光爆装药量设计图说明：1、本设计以一个循环进尺3.3m为依据，炮眼的位置、类型、数量及段数均以隧道中线为轴线对称设计；2、炮眼圈内的数字代表装药量（卷），炮眼旁的数字代表起爆段数；3、除特别说明外，本图中尺寸单位均为cm。设计光爆面光爆层厚60cm炮眼设计参数表炮眼类型掏槽眼辅助眼长掏槽眼短掏槽眼辅助掏槽眼1辅助掏槽眼2周边眼底板眼合计数量（孔）每孔用药量 （卷） 总用量 （卷）86843121331551110415-1203088801721801150顶板辅助眼41040孔深（m）孔长（m）倾角（）3.52.253.33.33.33.33.34.33.23.8

40、3.53.353.353.35554560858888一般辅助眼36103603.33.3辅助掏槽眼3810803.33.358087090图8-16 炮眼布置及爆破顺序图图8-17 上台阶爆破网路图上台阶上台阶段别段别类型类型孔深孔深孔数孔数单孔装药单孔装药量（量（kgkg）单段装药量（单段装药量（kgkg）（m m）1 1、3 3掏槽眼掏槽眼2.02.0、2.92.94 4、6 60.8250.825、1.1251.1253.33.3、6.756.755 5、7 7掘进眼掘进眼2.52.54 4、11111.051.054.24.2、11.5511.559 9掘进眼掘进眼2.52.5141

41、41.051.0514.714.71111、1313掘进眼掘进眼2.52.59 92 21.051.059.459.452 21515周边眼周边眼2.52.533330.300.309.99.91717底板眼底板眼2.52.512121.051.0512.6012.60下台阶下台阶1 1、3 3、5 5掘进眼掘进眼2.52.511113 31.051.0511.5511.553 37 7周边眼周边眼2.52.512120.300.303.63.69 9底板眼底板眼2.52.512121.051.0512.612.6合计合计159159- -132.79132.79 kg47.15)2502(8

42、6.27)/(23333maxKVRQmaxQ最大段发装药量验算最大段发装药量验算按萨道夫斯基经验公式进行验算：按萨道夫斯基经验公式进行验算：上、下台阶单段最大装药量分别为14.7kg、12.6kg 1.产生超挖的原因u围岩层理与节理。u测量放样误差。u炮眼开挖位置的准确性。u凿岩机体构造的影响。u爆破方法与参数。 2. 控制超挖的主要措施有：u根据地质条件选择合适的爆破方法和钻爆参数。u光面爆破应使用低密度、低爆速、低猛度、高爆力的 炸药。u测量放样要正确。u加强钻孔技术管理，提高钻孔精度。u建立健全开挖、测量、爆破质量管理检查制度。原因分析原因分析 光面层爆破参数选择不合理光面层爆破参数选

43、择不合理 光面眼药量偏大、药量太集中光面眼药量偏大、药量太集中 钻眼位置精度不高、随意性太大钻眼位置精度不高、随意性太大 3 3. 工程实例简介现场爆破施工超挖实况现场爆破施工超挖实况前期光面爆破典型断面前期光面爆破典型断面超挖超挖162级围岩隧道试验爆破方案级围岩隧道试验爆破方案m 根据施工条件，通过现根据施工条件，通过现场爆破试验，确定开挖上台场爆破试验，确定开挖上台阶的开挖进尺阶的开挖进尺2 22.5m2.5m，总，总耗药耗药102102120kg120kg，每立方米，每立方米炸药单耗量炸药单耗量0.70.70.77kg0.77kg；周边眼装药量取周边眼装药量取0.17kg/m0.17k

44、g/m，套 眼 单 孔 装 药 量 装 药 量套 眼 单 孔 装 药 量 装 药 量0.1kg0.1kg，最小抵抗线取，最小抵抗线取65cm65cm，光面眼间距采用光面眼间距采用50cm50cm。级围岩试验爆破方案级围岩试验爆破方案163水平层状红砂岩超欠挖控制爆破效果水平层状红砂岩超欠挖控制爆破效果 通过减小周边眼间距，减小装药量，采用间隔装药通过减小周边眼间距，减小装药量，采用间隔装药结构等措施，同时加强光面爆破管理，提高施工技术水结构等措施，同时加强光面爆破管理，提高施工技术水平，光面爆破效果大幅提高。平，光面爆破效果大幅提高。半眼保存率拱顶平均达到半眼保存率拱顶平均达到5050以上，边

45、墙以上，边墙7070以上。平均线性超挖量小于以上。平均线性超挖量小于9cm9cm，最，最大线性超挖量小于大线性超挖量小于20cm20cm，超欠挖控制在规范要求之内。，超欠挖控制在规范要求之内。与此同时，采用光爆技术，降低了对围岩的扰动，更充与此同时，采用光爆技术，降低了对围岩的扰动，更充分地发挥围岩的自承能力，给锚喷支护施工提供了更好分地发挥围岩的自承能力，给锚喷支护施工提供了更好的施工环境，施工安全提供了更好的保障。的施工环境，施工安全提供了更好的保障。 164隧道隧道YK72YK72380380断面爆破效果图断面爆破效果图隧道隧道YK72YK72380380断面炮眼痕迹断面炮眼痕迹 隧道右

46、线进口每循环爆破进尺隧道右线进口每循环爆破进尺2 22.5m2.5m，爆破后，隧道轮廓，爆破后，隧道轮廓基本与设计一致，拱顶处超挖量不超过基本与设计一致，拱顶处超挖量不超过20cm20cm，并有大量的炮眼，并有大量的炮眼残痕，整体控制效果较好。残痕，整体控制效果较好。165 隧道左线出口，在前期施工中每循环爆破之后在拱顶处隧道左线出口，在前期施工中每循环爆破之后在拱顶处超挖量一般在超挖量一般在40cm40cm左右，两侧拱腰位置的超挖量左右，两侧拱腰位置的超挖量8080120cm120cm，在不断调整爆破参数后，拱顶超挖量一般不超过在不断调整爆破参数后，拱顶超挖量一般不超过20cm20cm，在循

47、，在循环进尺环进尺2m2m左右时，两侧拱腰处的超挖量一般不超过左右时，两侧拱腰处的超挖量一般不超过30cm30cm，整，整体爆破效果好。体爆破效果好。隧道隧道ZK71ZK71215215断面爆破效果图断面爆破效果图隧道隧道ZK71ZK71215215断面炮眼痕迹断面炮眼痕迹166爆破说明书和爆破图表爆破说明书和爆破图表 爆破说明书和爆破图表是工程施工组织设计的爆破说明书和爆破图表是工程施工组织设计的组成部分，是指导、检查和总结凿岩爆破工作的技组成部分，是指导、检查和总结凿岩爆破工作的技术文件。应当根据地质条件、工程设计要求、施工术文件。应当根据地质条件、工程设计要求、施工计划和实际施工经验，理

48、论结合实际来编制，采用计划和实际施工经验，理论结合实际来编制，采用先进技术，合理选择爆破参数等。并要根据施工条先进技术，合理选择爆破参数等。并要根据施工条件的变化及实际爆破效果不断进行修正和完善。件的变化及实际爆破效果不断进行修正和完善。爆破方案设计的程序和步骤爆破方案设计的程序和步骤1 1、熟悉岩石条件、隧道道参数、炸药性能、施工方案等；、熟悉岩石条件、隧道道参数、炸药性能、施工方案等；2 2、研究确定炮眼深度；、研究确定炮眼深度；3 3、初步选定炸药单耗（参照相关定额）；、初步选定炸药单耗（参照相关定额）；4 4、选定掏槽形式和掏槽参数；、选定掏槽形式和掏槽参数；5 5、选定周边光面爆破参

49、数；、选定周边光面爆破参数；6 6、选定崩落眼和底眼爆破参数；、选定崩落眼和底眼爆破参数；7 7、布置工作面炮眼；、布置工作面炮眼；8 8、选定各类炮眼的单孔装药量并计算总装药量；、选定各类炮眼的单孔装药量并计算总装药量；9 9、比较实际设计的炸药单耗和初选单耗比较；、比较实际设计的炸药单耗和初选单耗比较；1010、确定起爆顺序和雷管段别、确定起爆顺序和雷管段别1111、确定连线方式；、确定连线方式；1212、绘制工作面炮眼布置图和爆破参数表。、绘制工作面炮眼布置图和爆破参数表。1313、根据爆破效果调整完善。、根据爆破效果调整完善。 1）爆破原始条件：包括隧道名称、用途、位置、断面的）爆破原始条件：包括隧道名称、用途、位置、断面的大小和形状、岩石性质、含水情况以及有无瓦斯和瓦斯等大小和形状、岩石性质、含水情况以及有无瓦斯和瓦斯等级等；级等； 2）选用凿岩爆破器材：包括凿岩机具的