《爆破作業(yè)爆炸基本知識》課件-項目一 爆破的概念與分類

項目一爆破的概念與分類目錄CONTENTS01爆破的概念02爆破的原理03爆破的常用術語04藥包及其裝藥量計算05爆破的分類爆破的概念PART

01爆破是炸藥爆炸作用于周圍介質的結果爆破定義埋在介質內的炸藥引爆后，在極短的時間內，由固態(tài)轉變?yōu)闅鈶B(tài)，體積增加數(shù)百倍至幾千倍，伴隨產生極大的壓力和沖擊力，同時還產生很高的溫度，使周圍介質受到各種不同程度的破壞。一、爆破的概念爆破的原理PART

02二、爆破的原理1.炸藥及其主要特征炸藥的定義：在外界能量作用下,自身進行高速的化學反應，同時產生大量的高溫高壓氣體和熱量。主要特征：（1）具有相對穩(wěn)定性和化學爆炸性。（2）在微小的體積中蘊藏有大量能量。（3）能夠依靠自身的氧化實現(xiàn)爆炸反應。（一）炸藥及爆炸的一般特征二、爆破的原理2.炸藥爆炸及其三要素炸藥爆炸必須同時具備三個要素，高溫、高壓、高速是炸藥爆炸的重要特點。（1）反應過程中能放出大量的熱。（2）炸藥反應速度快。（3）能生成大量的氣體。如二氧化碳、氧氣、水蒸氣、一氧化碳、氮的氧化物。（一）炸藥及爆炸的一般特征二、爆破的原理1.炸藥的起爆和感度（二）炸藥爆轟理論基礎知識（1）炸藥的起爆起爆的定義：用炸藥進行爆破作業(yè)時,由外界給予足夠的能量,使炸藥局部活化，失去平衡,發(fā)生爆炸反應，使炸藥局部失去相對穩(wěn)定狀態(tài)到開始發(fā)生爆炸反應的過程。井下爆破工程常用的起爆能爆炸能熱能（2）炸藥的感度感應度：炸藥材料在外界能量作用下，引起炸藥爆炸的難易程度。要求：感應度適中，以6號和8號雷管能起爆為宜。二、爆破的原理2.炸藥的殉爆（二）炸藥爆轟理論基礎知識殉爆定義：炸藥（主爆藥)爆轟時引起與相隔一定距離的另一炸藥(受爆藥）爆轟的現(xiàn)象。殉爆距離：主爆藥與受爆藥之間發(fā)生殉爆的概率為100%的最大距離。殉爆距離越大，表明爆感度越高。產生殉爆現(xiàn)象的原因：受爆藥接受了主爆藥卷的爆炸氣流和沖擊波形式傳來的足夠的激發(fā)能量。二、爆破的原理3.炸藥爆炸的穩(wěn)定性傳播（二）炸藥爆轟理論基礎知識（1）傳爆定義：炸藥由起爆到爆炸結束的過程中，爆炸反應在炸藥中自行傳播的過程。（2）沖擊波和爆轟波沖擊波：炸藥起爆后，產生大量的熱能和氣體，形成了高溫、高壓、瞬間膨脹并高速運行的氣浪。爆轟波：爆炸中傳播的沖擊波形成具有能量補充的特殊形式的沖擊波。炸藥爆炸=爆轟波傳遞能量的過程二、爆破的原理3.炸藥爆炸的穩(wěn)定性傳播（二）炸藥爆轟理論基礎知識（3）爆速定義：爆轟波在炸藥中傳播的速度。（4）炸藥的聚能穴位置：炸藥和雷管的一端的窩心。聚能穴作用：把爆轟波沿軸線方向集中起來,形成聚能流。聚能效應：把爆轟波沿軸線方向集中起來,形成聚能流,增強聚能穴端的局部破壞作用和傳爆能力。二、爆破的原理4.炸藥的氧平衡（二）炸藥爆轟理論基礎知識混合炸藥主要組成元素：碳、氫、氧、氮（某些炸藥含氯、硫、金屬及其鹽類）。非爆炸性氧化劑分子或富有氧元素的炸藥分子氧化劑非爆炸性可燃劑分子或富有碳、氫元素的炸藥分子燃料混合炸藥爆炸實質：氧化劑和燃料發(fā)生高速化學反應的過程。氧平衡關系：炸藥內含氧量與可燃元素充分氧化所需氧量之間的關系。二、爆破的原理（二）炸藥爆轟理論基礎知識所選炸藥中的含氧量恰好能滿足可燃元素充分氧化所需氧量理論上炸藥爆炸不會產生有毒氣體所選炸藥為負氧平衡炸藥產生可燃性一氧化碳所選炸藥為正氧平衡炸藥生成氮氧化物有毒氣體二、爆破的原理（二）炸藥爆轟理論基礎知識炸藥氧平衡情況：（1）零氧平衡:炸藥中所含的氧剛夠將可燃元素完全氧化；（2）正氧平衡：炸藥中所含的氧將可燃元素完全氧化后還有剩余;（3)負氧平衡：炸藥中所含的氧不足以將可燃元素完全氧化。二、爆破的原理1.爆力（炸藥的做功能力）（三）炸藥爆炸的主要性能參數(shù)定義：炸藥爆炸后氣體產物膨脹對周圍介質做功的能力。重要性：衡量炸藥爆炸特性的重要指標。爆熱越大、爆溫越高、爆生氣體體積越大，則炸藥的爆力越大（爆炸威力越大）。二、爆破的原理2.猛度（三）炸藥爆炸的主要性能參數(shù)定義：炸藥爆炸最初沖量的猛烈程度，是炸藥爆炸時對接觸介質沖擊粉碎的能力。猛度越大，對周圍介質的粉碎破壞程度越大。影響因素：炸藥的爆速。爆速越大,猛度越大。二、爆破的原理3.含水率（三）炸藥爆炸的主要性能參數(shù)重要性：硝酸銨類炸藥爆炸性能是否發(fā)生變化的內在根據。不得使用水分含量超過0.5%的銨梯炸藥。質量標準規(guī)定的容許含水率不大于0.3%二、爆破的原理4.密度（假比重）（三）炸藥爆炸的主要性能參數(shù)定義：單位體積(其中包括炸藥顆粒間的空隙）的炸藥質量。單位：g/cm3。重要性：影響炸藥的爆炸性能。爆速與密度的關系：單質炸藥，爆速隨密度的增大而增大混合炸藥，兩者關系復雜，在一定范圍內增大密度能提高爆破速度，但超過這個范圍繼續(xù)增大，會導致爆速下降,最終熄爆。二、爆破的原理5.炸藥爆炸的熱力學參數(shù)（三）炸藥爆炸的主要性能參數(shù)定義：炸藥在爆炸分解時釋放出的熱量。爆熱=炸藥的反應熱－爆炸產物生成熱；單位：千焦耳/千克（kJ／kg）工業(yè)炸藥的爆炸一般在3300KJ/～5900kJ/kg之間。計算方式：根據爆炸生成氣體的種類和數(shù)量計算量熱器直接測量影響因素：炸藥的組成和配方、裝藥條件。二、爆破的原理5.炸藥爆炸的熱力學參數(shù)（三）炸藥爆炸的主要性能參數(shù)（2）爆溫定義：炸藥釋放出的熱量將爆轟產物加熱到最高的溫度。即爆炸熱量尚未耗散、全部賦于存于爆炸產物時，爆炸產物所達到的最高溫度。常用工業(yè)火藥、炸藥的爆炸燭溫：2300~4300之間。二、爆破的原理5.炸藥爆炸的熱力學參數(shù)（三）炸藥爆炸的主要性能參數(shù)提高爆溫的途徑：增加爆熱減少爆炸產物的熱容降低爆溫的途徑與提高爆溫相反。安全炸藥降低爆溫，需加入消焰劑。食鹽（氯化鈉）二、爆破的原理5.炸藥爆炸的熱力學參數(shù)（三）炸藥爆炸的主要性能參數(shù)（3）爆壓定義：爆轟結束時，爆炸產物在炸藥初始體積內達到熱平衡后的流體靜壓值。工業(yè)炸藥的爆壓：（0.22~2.33)×104MPa之間。（4）爆容定義：單位質量的炸藥爆炸后生成的氣體產物在標準狀態(tài)下的體積。單位：L/kg。二、爆破的原理1.自由面和最小抵抗線（四）爆破的內部作用和外部作用（1）自由面的概念某種介質與空氣接觸的界面爆破時，位于藥包附近被爆破的巖(煤）體與空氣接觸的界面。（2）最小抵抗線的概念從裝藥重心到自由面的最短距離。二、爆破的原理1.自由面和最小抵抗線（四）爆破的內部作用和外部作用（3）自由面的作用爆破工作必要條件自由面越多，爆破效果越好，炸藥爆炸能量利用率高，炸藥消耗量越少（4）《煤礦安全規(guī)程》對最小抵抗線的規(guī)定工作面有2個或2個以上自由面時，在煤層中最小抵抗線不得小于0.5m；在巖層中最小抵抗線不得小于0.3m；淺眼裝藥爆破大巖塊時，最小抵抗線和封泥長度都不得小于0.3m。二、爆破的原理2.爆破的內部作用和外部作用表現(xiàn)形式（四）爆破的內部作用和外部作用爆破作用的表現(xiàn)形式與埋置藥量和深度有關。最小抵抗線：工程爆破中,巖石內藥包中心（或重心）至最近自由面的垂直距離，通常用W表示。爆炸的內部作用：若最小抵抗線W超過某一臨界值(稱為臨界抵抗線）時,可以認為藥包處在無限介質中。二、爆破的原理2.爆破的內部作用和外部作用表現(xiàn)形式（四）爆破的內部作用和外部作用爆破作用只發(fā)生在巖石內部，未能達到自由面藥包的這種作用，稱為爆破的內部作用。爆炸的外部作用：最小抵抗線W小于臨界抵抗線時,炸藥爆炸后除發(fā)生內部作用外，自由面附近也發(fā)生破壞。爆破作用不僅只發(fā)生在巖體內部，還可以達到自由面附近，引起自由面附近巖石的破壞,形成鼓包、片落或漏斗。二、爆破的原理3.爆破內部作用的形成（四）爆破的內部作用和外部作用爆破內部作用形成的區(qū)域壓縮區(qū)巖石受高壓作用，結構完全被破壞且被強烈粉碎,并產生較大的塑性變形。裂隙區(qū)形成輻射狀的徑向裂縫和環(huán)形裂縫交錯的區(qū)域振動區(qū)巖石沒有受到任何破壞，只發(fā)生震動，其強度隨距爆炸中心距離的增大而逐漸減弱爆破的常用術語PART

03三、爆破的常用術語1.爆破作用圈當具有一定質量的球形藥包在無限均質介質內部爆炸時，在爆炸作用下，距離藥包中心不同區(qū)域的介質，由于受到的作用力有所不同，因而產生不同程度的破壞或振動現(xiàn)象。整個被影響的范圍叫做爆破作用圈。這種現(xiàn)象隨著與藥包中心間的距離增大而逐漸消失。三、爆破的常用術語1.爆破作用圈圖1－1爆破影響范圍示意圖壓縮圈半徑介質直接承受藥包爆炸而產生極其巨大的作用力土壤：形成孔腔脆性巖石：粉碎壓縮圈、破碎圈(1)壓縮圈三、爆破的常用術語1.爆破作用圈（2）拋擲圈受到的爆破作用力雖較壓縮圈范圍內小，但介質原有的結構受到破壞，分裂成為各種尺寸和形狀的碎塊，而且爆破作用力尚有余力足以使這些碎塊獲得能量。圖1－1爆破影響范圍示意圖三、爆破的常用術語1.爆破作用圈（3）松動圈（破壞圈）爆破的作用力更弱，除了能使介質結構受到不同程度的破壞外，沒有余力可以使破壞了的碎塊產生拋擲運動，因而叫做破壞圈。把地帶被破碎成為獨立碎塊的部分叫松動圈，把只是形成裂縫、互相間仍然連成整塊的部分叫裂縫圈或破裂圈。圖1－1爆破影響范圍示意圖三、爆破的常用術語1.爆破作用圈（4）震動圈介質只能在應力波的作用下，產生振動現(xiàn)象。圖1－1爆破影響范圍示意圖三、爆破的常用術語定義：在有限介質中爆破，當藥包埋設較淺，爆破后將形成以藥包中心為頂點的倒圓錐型爆破坑。爆破漏斗形狀隨著巖土性質、炸藥的品種性能、藥包大小、藥包埋置深度等不同而變化。2.爆破漏斗3.最小抵抗線4.爆破漏斗半徑若r＝W，則r為標準拋擲漏斗半徑。三、爆破的常用術語5.爆破作用指數(shù)圖1-2爆破漏斗r—爆破漏斗半徑R－爆破作用半徑W－最小抵抗線h－漏斗可見深度三、爆破的常用術語爆破作用指數(shù)大小的作用：判斷爆破作用性質及巖石拋擲的遠近程度計算藥包量、決定漏斗大小和藥包距離5.爆破作用指數(shù)爆破類型（用n區(qū)分）

n=1標準拋擲爆破漏斗n>1加強拋擲爆破漏斗0.75<n<1減弱拋擲爆破漏斗0.33＜n≤0.75松動爆破漏斗n≤0.33裸露爆破漏斗三、爆破的常用術語經過爆破后所形成的溝槽深度。影響因素：爆破作用指數(shù)大小、炸藥的性質、藥包的排數(shù)、爆破介質的物理性質、地面坡度。6.可見漏斗深度h圖1-2爆破漏斗三、爆破的常用術語定義：被爆破介質與空氣或水的接觸面。同等條件下，臨空面越多炸藥用量越小，爆破效果越好。大塊巖石的二次破碎爆破。7.自由面（臨空面）8.二次爆破爆破巖石的塊度或塊度分布。9.破碎度三、爆破的常用術語爆破單位體積巖石的炸藥消耗量。10.單位耗藥量某炸藥的爆炸力F與標準炸藥爆炸力之比（目前以2＃巖石銨梯炸藥為標準炸藥）11.炸藥換算系數(shù)（e）藥包及其裝藥量計算PART

04四、藥包及其裝藥量計算定義：為了爆破某一物體而在其中放置一定數(shù)量的炸藥。（一）藥包（二）藥包的分類及使用分類名稱藥包形狀作用效果集中藥包長邊小于短邊4倍爆破效率高，省炸藥和減少鉆孔工作量，但破碎巖石塊度不夠均勻。多用于拋擲爆破延長藥包長邊超過短邊4倍。延長藥包又有連續(xù)藥包和間隔藥包兩種形式可均勻分布炸藥，破碎巖石塊度較均勻，一般用于松動爆破。四、藥包及其裝藥量計算炸藥用量與被破碎的介質體積成正比。被破碎的單位體積介質的炸藥用量，最基本的影響因素與介質的硬度有關。藥包藥量的基本計算公式：K――爆破單位體積巖石的耗藥量，簡稱單位耗藥量（kg/m3）注意：單位耗藥量K值的確定，應考慮多方面的因素，經綜合分析后定出。V――標準拋擲漏斗內的巖石體積（m3）（三）裝藥量計算（1-2）四、藥包及其裝藥量計算表1-2單位耗藥量K值巖石種類k（kg/m3）巖石種類k（kg/m3）粘土1.0～1.1礫巖1.4～1.8堅實粘土、黃土1.1～1.25片麻巖1.4～1.8泥灰?guī)r1.2～1.4花崗巖1.4～2.0頁巖、板巖、凝灰?guī)r1.2～1.5石英砂巖1.5～1.8石灰?guī)r1.2～1.7閃長巖1.5～2.1石英斑巖1.3～1.4輝長巖1.6～1.9砂巖1.3～1.6安山巖、玄武巖1.6～2.1流紋巖1.4～1.6輝綠巖1.7～1.9白云巖1.4～1.7石英巖1.7～2.0四、藥包及其裝藥量計算注：表中數(shù)據是以2＃巖石銨梯炸藥作為標準計算，若采用其它炸藥時，應乘以炸藥換算系數(shù)e（見表1-3）；表中數(shù)據，是在炮眼堵塞良好的情況下確定出來的，如果堵塞不良，則應乘以1～2的堵塞系數(shù)。對于黃色炸藥等烈性炸藥，其堵塞系數(shù)不宜大于1.7；表中K值是指一個自由面的情況。如果自由面超過1個，應按表1-4適當減少用藥量。四、藥包及其裝藥量計算表1-3