《爆破作业爆炸基本知识》课件-项目一 爆破的概念与分类

项目一爆破的概念与分类目录CONTENTS01爆破的概念02爆破的原理03爆破的常用术语04药包及其装药量计算05爆破的分类爆破的概念PART

01爆破是炸药爆炸作用于周围介质的结果爆破定义埋在介质内的炸药引爆后，在极短的时间内，由固态转变为气态，体积增加数百倍至几千倍，伴随产生极大的压力和冲击力，同时还产生很高的温度，使周围介质受到各种不同程度的破坏。一、爆破的概念爆破的原理PART

02二、爆破的原理1.炸药及其主要特征炸药的定义：在外界能量作用下,自身进行高速的化学反应，同时产生大量的高温高压气体和热量。主要特征：（1）具有相对稳定性和化学爆炸性。（2）在微小的体积中蕴藏有大量能量。（3）能够依靠自身的氧化实现爆炸反应。（一）炸药及爆炸的一般特征二、爆破的原理2.炸药爆炸及其三要素炸药爆炸必须同时具备三个要素，高温、高压、高速是炸药爆炸的重要特点。（1）反应过程中能放出大量的热。（2）炸药反应速度快。（3）能生成大量的气体。如二氧化碳、氧气、水蒸气、一氧化碳、氮的氧化物。（一）炸药及爆炸的一般特征二、爆破的原理1.炸药的起爆和感度（二）炸药爆轰理论基础知识（1）炸药的起爆起爆的定义：用炸药进行爆破作业时,由外界给予足够的能量,使炸药局部活化，失去平衡,发生爆炸反应，使炸药局部失去相对稳定状态到开始发生爆炸反应的过程。井下爆破工程常用的起爆能爆炸能热能（2）炸药的感度感应度：炸药材料在外界能量作用下，引起炸药爆炸的难易程度。要求：感应度适中，以6号和8号雷管能起爆为宜。二、爆破的原理2.炸药的殉爆（二）炸药爆轰理论基础知识殉爆定义：炸药（主爆药)爆轰时引起与相隔一定距离的另一炸药(受爆药）爆轰的现象。殉爆距离：主爆药与受爆药之间发生殉爆的概率为100%的最大距离。殉爆距离越大，表明爆感度越高。产生殉爆现象的原因：受爆药接受了主爆药卷的爆炸气流和冲击波形式传来的足够的激发能量。二、爆破的原理3.炸药爆炸的稳定性传播（二）炸药爆轰理论基础知识（1）传爆定义：炸药由起爆到爆炸结束的过程中，爆炸反应在炸药中自行传播的过程。（2）冲击波和爆轰波冲击波：炸药起爆后，产生大量的热能和气体，形成了高温、高压、瞬间膨胀并高速运行的气浪。爆轰波：爆炸中传播的冲击波形成具有能量补充的特殊形式的冲击波。炸药爆炸=爆轰波传递能量的过程二、爆破的原理3.炸药爆炸的稳定性传播（二）炸药爆轰理论基础知识（3）爆速定义：爆轰波在炸药中传播的速度。（4）炸药的聚能穴位置：炸药和雷管的一端的窝心。聚能穴作用：把爆轰波沿轴线方向集中起来,形成聚能流。聚能效应：把爆轰波沿轴线方向集中起来,形成聚能流,增强聚能穴端的局部破坏作用和传爆能力。二、爆破的原理4.炸药的氧平衡（二）炸药爆轰理论基础知识混合炸药主要组成元素：碳、氢、氧、氮（某些炸药含氯、硫、金属及其盐类）。非爆炸性氧化剂分子或富有氧元素的炸药分子氧化剂非爆炸性可燃剂分子或富有碳、氢元素的炸药分子燃料混合炸药爆炸实质：氧化剂和燃料发生高速化学反应的过程。氧平衡关系：炸药内含氧量与可燃元素充分氧化所需氧量之间的关系。二、爆破的原理（二）炸药爆轰理论基础知识所选炸药中的含氧量恰好能满足可燃元素充分氧化所需氧量理论上炸药爆炸不会产生有毒气体所选炸药为负氧平衡炸药产生可燃性一氧化碳所选炸药为正氧平衡炸药生成氮氧化物有毒气体二、爆破的原理（二）炸药爆轰理论基础知识炸药氧平衡情况：（1）零氧平衡:炸药中所含的氧刚够将可燃元素完全氧化；（2）正氧平衡：炸药中所含的氧将可燃元素完全氧化后还有剩余;（3)负氧平衡：炸药中所含的氧不足以将可燃元素完全氧化。二、爆破的原理1.爆力（炸药的做功能力）（三）炸药爆炸的主要性能参数定义：炸药爆炸后气体产物膨胀对周围介质做功的能力。重要性：衡量炸药爆炸特性的重要指标。爆热越大、爆温越高、爆生气体体积越大，则炸药的爆力越大（爆炸威力越大）。二、爆破的原理2.猛度（三）炸药爆炸的主要性能参数定义：炸药爆炸最初冲量的猛烈程度，是炸药爆炸时对接触介质冲击粉碎的能力。猛度越大，对周围介质的粉碎破坏程度越大。影响因素：炸药的爆速。爆速越大,猛度越大。二、爆破的原理3.含水率（三）炸药爆炸的主要性能参数重要性：硝酸铵类炸药爆炸性能是否发生变化的内在根据。不得使用水分含量超过0.5%的铵梯炸药。质量标准规定的容许含水率不大于0.3%二、爆破的原理4.密度（假比重）（三）炸药爆炸的主要性能参数定义：单位体积(其中包括炸药颗粒间的空隙）的炸药质量。单位：g/cm³。重要性：影响炸药的爆炸性能。爆速与密度的关系：单质炸药，爆速随密度的增大而增大混合炸药，两者关系复杂，在一定范围内增大密度能提高爆破速度，但超过这个范围继续增大，会导致爆速下降,最终熄爆。二、爆破的原理5.炸药爆炸的热力学参数（三）炸药爆炸的主要性能参数定义：炸药在爆炸分解时释放出的热量。爆热=炸药的反应热－爆炸产物生成热；单位：千焦耳/千克（kJ／kg）工业炸药的爆炸一般在3300KJ/～5900kJ/kg之间。计算方式：根据爆炸生成气体的种类和数量计算量热器直接测量影响因素：炸药的组成和配方、装药条件。二、爆破的原理5.炸药爆炸的热力学参数（三）炸药爆炸的主要性能参数（2）爆温定义：炸药释放出的热量将爆轰产物加热到最高的温度。即爆炸热量尚未耗散、全部赋于存于爆炸产物时，爆炸产物所达到的最高温度。常用工业火药、炸药的爆炸烛温：2300~4300之间。二、爆破的原理5.炸药爆炸的热力学参数（三）炸药爆炸的主要性能参数提高爆温的途径：增加爆热减少爆炸产物的热容降低爆温的途径与提高爆温相反。安全炸药降低爆温，需加入消焰剂。食盐（氯化钠）二、爆破的原理5.炸药爆炸的热力学参数（三）炸药爆炸的主要性能参数（3）爆压定义：爆轰结束时，爆炸产物在炸药初始体积内达到热平衡后的流体静压值。工业炸药的爆压：（0.22~2.33)×104MPa之间。（4）爆容定义：单位质量的炸药爆炸后生成的气体产物在标准状态下的体积。单位：L/kg。二、爆破的原理1.自由面和最小抵抗线（四）爆破的内部作用和外部作用（1）自由面的概念某种介质与空气接触的界面爆破时，位于药包附近被爆破的岩(煤）体与空气接触的界面。（2）最小抵抗线的概念从装药重心到自由面的最短距离。二、爆破的原理1.自由面和最小抵抗线（四）爆破的内部作用和外部作用（3）自由面的作用爆破工作必要条件自由面越多，爆破效果越好，炸药爆炸能量利用率高，炸药消耗量越少（4）《煤矿安全规程》对最小抵抗线的规定工作面有2个或2个以上自由面时，在煤层中最小抵抗线不得小于0.5m；在岩层中最小抵抗线不得小于0.3m；浅眼装药爆破大岩块时，最小抵抗线和封泥长度都不得小于0.3m。二、爆破的原理2.爆破的内部作用和外部作用表现形式（四）爆破的内部作用和外部作用爆破作用的表现形式与埋置药量和深度有关。最小抵抗线：工程爆破中,岩石内药包中心（或重心）至最近自由面的垂直距离，通常用W表示。爆炸的内部作用：若最小抵抗线W超过某一临界值(称为临界抵抗线）时,可以认为药包处在无限介质中。二、爆破的原理2.爆破的内部作用和外部作用表现形式（四）爆破的内部作用和外部作用爆破作用只发生在岩石内部，未能达到自由面药包的这种作用，称为爆破的内部作用。爆炸的外部作用：最小抵抗线W小于临界抵抗线时,炸药爆炸后除发生内部作用外，自由面附近也发生破坏。爆破作用不仅只发生在岩体内部，还可以达到自由面附近，引起自由面附近岩石的破坏,形成鼓包、片落或漏斗。二、爆破的原理3.爆破内部作用的形成（四）爆破的内部作用和外部作用爆破内部作用形成的区域压缩区岩石受高压作用，结构完全被破坏且被强烈粉碎,并产生较大的塑性变形。裂隙区形成辐射状的径向裂缝和环形裂缝交错的区域振动区岩石没有受到任何破坏，只发生震动，其强度随距爆炸中心距离的增大而逐渐减弱爆破的常用术语PART

03三、爆破的常用术语1.爆破作用圈当具有一定质量的球形药包在无限均质介质内部爆炸时，在爆炸作用下，距离药包中心不同区域的介质，由于受到的作用力有所不同，因而产生不同程度的破坏或振动现象。整个被影响的范围叫做爆破作用圈。这种现象随着与药包中心间的距离增大而逐渐消失。三、爆破的常用术语1.爆破作用圈图1－1爆破影响范围示意图压缩圈半径介质直接承受药包爆炸而产生极其巨大的作用力土壤：形成孔腔脆性岩石：粉碎压缩圈、破碎圈(1)压缩圈三、爆破的常用术语1.爆破作用圈（2）抛掷圈受到的爆破作用力虽较压缩圈范围内小，但介质原有的结构受到破坏，分裂成为各种尺寸和形状的碎块，而且爆破作用力尚有余力足以使这些碎块获得能量。图1－1爆破影响范围示意图三、爆破的常用术语1.爆破作用圈（3）松动圈（破坏圈）爆破的作用力更弱，除了能使介质结构受到不同程度的破坏外，没有余力可以使破坏了的碎块产生抛掷运动，因而叫做破坏圈。把地带被破碎成为独立碎块的部分叫松动圈，把只是形成裂缝、互相间仍然连成整块的部分叫裂缝圈或破裂圈。图1－1爆破影响范围示意图三、爆破的常用术语1.爆破作用圈（4）震动圈介质只能在应力波的作用下，产生振动现象。图1－1爆破影响范围示意图三、爆破的常用术语定义：在有限介质中爆破，当药包埋设较浅，爆破后将形成以药包中心为顶点的倒圆锥型爆破坑。爆破漏斗形状随着岩土性质、炸药的品种性能、药包大小、药包埋置深度等不同而变化。2.爆破漏斗3.最小抵抗线4.爆破漏斗半径若r＝W，则r为标准抛掷漏斗半径。三、爆破的常用术语5.爆破作用指数图1-2爆破漏斗r—爆破漏斗半径R－爆破作用半径W－最小抵抗线h－漏斗可见深度三、爆破的常用术语爆破作用指数大小的作用：判断爆破作用性质及岩石抛掷的远近程度计算药包量、决定漏斗大小和药包距离5.爆破作用指数爆破类型（用n区分）

n=1标准抛掷爆破漏斗n>1加强抛掷爆破漏斗0.75<n<1减弱抛掷爆破漏斗0.33＜n≤0.75松动爆破漏斗n≤0.33裸露爆破漏斗三、爆破的常用术语经过爆破后所形成的沟槽深度。影响因素：爆破作用指数大小、炸药的性质、药包的排数、爆破介质的物理性质、地面坡度。6.可见漏斗深度h图1-2爆破漏斗三、爆破的常用术语定义：被爆破介质与空气或水的接触面。同等条件下，临空面越多炸药用量越小，爆破效果越好。大块岩石的二次破碎爆破。7.自由面（临空面）8.二次爆破爆破岩石的块度或块度分布。9.破碎度三、爆破的常用术语爆破单位体积岩石的炸药消耗量。10.单位耗药量某炸药的爆炸力F与标准炸药爆炸力之比（目前以2＃岩石铵梯炸药为标准炸药）11.炸药换算系数（e）药包及其装药量计算PART

04四、药包及其装药量计算定义：为了爆破某一物体而在其中放置一定数量的炸药。（一）药包（二）药包的分类及使用分类名称药包形状作用效果集中药包长边小于短边4倍爆破效率高，省炸药和减少钻孔工作量，但破碎岩石块度不够均匀。多用于抛掷爆破延长药包长边超过短边4倍。延长药包又有连续药包和间隔药包两种形式可均匀分布炸药，破碎岩石块度较均匀，一般用于松动爆破。四、药包及其装药量计算炸药用量与被破碎的介质体积成正比。被破碎的单位体积介质的炸药用量，最基本的影响因素与介质的硬度有关。药包药量的基本计算公式：K――爆破单位体积岩石的耗药量，简称单位耗药量（kg/m3）注意：单位耗药量K值的确定，应考虑多方面的因素，经综合分析后定出。V――标准抛掷漏斗内的岩石体积（m3）（三）装药量计算（1-2）四、药包及其装药量计算表1-2单位耗药量K值岩石种类k（kg/m3）岩石种类k（kg/m3）粘土1.0～1.1砾岩1.4～1.8坚实粘土、黄土1.1～1.25片麻岩1.4～1.8泥灰岩1.2～1.4花岗岩1.4～2.0页岩、板岩、凝灰岩1.2～1.5石英砂岩1.5～1.8石灰岩1.2～1.7闪长岩1.5～2.1石英斑岩1.3～1.4辉长岩1.6～1.9砂岩1.3～1.6安山岩、玄武岩1.6～2.1流纹岩1.4～1.6辉绿岩1.7～1.9白云岩1.4～1.7石英岩1.7～2.0四、药包及其装药量计算注：表中数据是以2＃岩石铵梯炸药作为标准计算，若采用其它炸药时，应乘以炸药换算系数e（见表1-3）；表中数据，是在炮眼堵塞良好的情况下确定出来的，如果堵塞不良，则应乘以1～2的堵塞系数。对于黄色炸药等烈性炸药，其堵塞系数不宜大于1.7；表中K值是指一个自由面的情况。如果自由面超过1个，应按表1-4适当减少用药量。四、药包及其装药量计算表1-3