聚能爆破的應(yīng)用

1、第四節(jié)聚能爆破的應(yīng)用聚能爆破在工程爆破中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，下面介紹幾種有意義的用途。一、用于破碎大塊和礫石（）用于破碎大塊所謂大塊是指爆破后幾何尺寸不符合裝載和破碎設(shè)備要求的那部分巖塊。在土巖爆破中 由于地質(zhì)構(gòu)造的影響、爆破參數(shù)確定得不合理以及炸藥性能不良等原因，常常會產(chǎn)生一定 數(shù)量的大塊，這些大塊在裝載以前，必須進(jìn)行二次破碎。常用的二次破碎方法概括起來可分 為：機(jī)械破碎法從液壓劈裂法：a 固定式和移動式風(fēng)動或液壓錘破碎法；液壓霹靂法人工錘擊法爆破法：1，淺眼爆破法：a,普通爆破法b，水壓爆破法2，裸露藥包爆破法：a,普通藥包爆破法b聚能藥包爆破法聚能藥包破碎法特點(diǎn)是:不需要打眼，因而不需

2、要購買打眼設(shè)備和動力設(shè)備;施工簡 單，施工進(jìn)度比淺眼爆破法快安全性比普通淺眼爆破法和普通裸露藥包法好;勞動強(qiáng)度比淺眼 爆破法低。制造聚能藥包所采用的炸藥有:黑索金和梯恩梯混合熔鑄型;乳化油炸藥和黑索金混 裝型和二號巖石硝鉸炸藥壓制型。根據(jù)使用的結(jié)果證明，選用密度較大和爆速較高的炸藥制 造聚能藥包能獲得較好的破碎效果。聚能穴的形狀多采用半球形的，見圖7-10。這主要是由于它加工簡單和破碎能力較 大。在礦山由于二次破碎消耗的藥包較多，而且金屬藥型罩的加工費(fèi)工又費(fèi)材料，所以多不 采用藥型罩。國內(nèi)生產(chǎn)的一種用于破碎大塊的聚能藥包，它的規(guī)格和性能見表7-2。裝置聚能藥包時，要將藥包垂直裝在大塊的頂面上，

3、聚能穴朝下。藥包位置應(yīng)選在頂 面的幾何中心或附近較平整的地點(diǎn)。然后在上面覆蓋泥沙。近年來，貫州鋁廠石灰石礦和攀鋼蘭尖鐵礦推廣一種水封壓縮聚能藥包破碎法。這種 方法是在聚能藥包的模具內(nèi)將二號巖石硝鉸炸藥壓縮而成，壓縮后的藥包密度達(dá)到12 1 - 25g/mL。使用時，將藥包裝在大塊頂面的幾何中心處，然后在它的上面覆蓋，一個盛水的 塑料袋，塑料袋是用聚氯乙烯薄膜加工成八角形的袋子。塑料袋中注滿水，水的重量、水封 厚度和藥包重量的關(guān)系列于表7-3這種方法使用的結(jié)果證明，它進(jìn)一步降低了炸藥消耗量，抑制了巖塵和飛石。（二）用于砂礦鉆探中破碎礫石砂礦鉆探多采用班加鉆，班加鉆的原理是利用懸吊在一定高度上的重

4、錘自由下落，沖擊 在砂層中的中空鋼套管，套管的下端裝有一個中空環(huán)形鉆頭，鉆頭的端面嵌裝有合金片。套 管和鉆頭在重錘的沖擊下，被迫在砂層中鉆進(jìn)。然后，每隔一定進(jìn)尺用取樣器從套管中抽取砂樣。當(dāng)鉆頭在砂層中鉆進(jìn)時，若遇到粒級比鉆頭直徑大的礫石，鉆頭往往鉆不進(jìn)去。以往， 常常用人工方法用扁鑿來沖擊礫石。但當(dāng)探孔較深，礫石較硬和粒徑較大時，往往費(fèi)時費(fèi)工 而達(dá)不到目的，造成探孔報廢。若用爆破法破碎礫石從技術(shù)上說，雖然不是一個難題。但是 從砂鉆這種特殊條件來看，甩爆破法破碎孔底的礫石必須滿足以下一些苛刻要求。一是在孔 底爆破時不允許將套管和鉆頭提出孔外;二是在孔底爆破時，不允許破壞鉆頭和套管;三是孔 底爆破

5、時不允許降低采樣質(zhì)量。因此，長期以來砂鉆過礫石層成為國內(nèi)外鉆探申一個末解決 的技術(shù)難題L1987年北京科技大學(xué)工程爆破研究室經(jīng)過多次試驗研究，利用不藕合裝藥的抑 壓和聚能藥包的定向破碎原理，設(shè)計制造了一套爆破裝置，成功地解決了這一技術(shù)難圖7-11爆破裝置1-卸壓排氣管；2管接手；3圖7-11爆破裝置1-卸壓排氣管；2管接手；3套管;4保護(hù)筒；5破碎彈（聚能藥包）；6鉆頭;7密封蓋7-11。筒密封，防止水進(jìn)入保護(hù) 能后將電雷管腳線或?qū)П?出，接著將裝有聚能藥包 固定在下端。然后，將 從保護(hù)筒上端穿出的雷 管，管與管之間用螺紋連 保護(hù)筒之間也用螺紋連然后爆破員按照爆破規(guī)程中的有關(guān)規(guī)定，在離孔口一定

6、距離的安全地點(diǎn)，進(jìn)行聯(lián)線起爆。當(dāng) 采用電雷管起爆而使用的是汽車鉆時，要將汽車開離孔口一定距離，并關(guān)閉電源。二、用于穿孔（一）在土壤地層中穿孔在土壤地層中進(jìn)行挖坑埋樁（桿）的施工中，為了加快埋桿架線（如架設(shè)通訊線路）的進(jìn)度， 采用聚能藥包在地表穿孔常常能獲得令人滿意的結(jié)果。原鐵道工程兵科研所用聚能藥包在砂 粘土中進(jìn)行了大量的穿孔試驗，取得了寶貴的經(jīng)驗，現(xiàn)將試驗研究的部分結(jié)果介紹如下： 1 試驗條件:砂粘土，孔隙度36.5%47.9% （。）一裝藥量7kg;（&） 一裝藥量gkg藥包結(jié)構(gòu):藥包結(jié)構(gòu)見圖7-12。起爆裝置1，由壓制的特屈兒藥柱和8號雷管組成;隔板2, 采用表面涂蟲膠漆的紅木松;藥型罩

7、3,采用等壁厚的半球形和圓錐形的鑄鐵、鑄銅和鑄鋁的 金屬罩;支架4,由三根鐵管組成;炸藥5,用20片梯恩梯熔化后加入80黑索金混合塑裝而成; 外殼6，為厚1 5mm鋁皮焊接而成。試驗結(jié)果見圖7-13和表7-4,4試驗結(jié)果的分析（1）土壤中的空隙度是影響穿孔深度的主要因素，當(dāng)其它條件一樣時，穿孔深度隨著空隙度的 增加而增加。（2）在裝藥量相同時，采用不同材質(zhì)和不同壁厚的藥型罩時，其穿孔深度不一樣。從材質(zhì)來說， 鑄銅的效果最好，其次是鑄鐵，再次為鑄鋁。從壁厚來說，在達(dá)到最佳壁厚以前，穿孔深 度隨壁厚增加而增加。（二）在凍土層中穿孔在高原凍土層地帶修筑鐵路和公路而采用爆破法開挖路塹和橋梁基坑時，由于

8、采用機(jī)械 鉆孔占用人員多、費(fèi)用高而且在高原缺氧條件下消耗體力大，往往影響施工進(jìn)度。為了加快 施工速度，1975年在修建青藏鐵路時，原鐵道工程兵在西大灘和風(fēng)火山等處的凍土地帶，用 聚能藥包代替地質(zhì)鉆在凍土中穿孔，取得良好的效果。采用的藥包結(jié)構(gòu)見圖7-14，爆破后 的穿孔斷面見圖7-15.使用裝藥量26.gkg的聚能藥包，在凍土層中穿出深38m的孔，孔底呈藥壺形。在藥壺 中裝藥，由多個藥壺爆破 后形成一條溝槽，再用推土機(jī)將碎土推到設(shè)計路塹斷面以外。這種施工方法的特點(diǎn)是：1 用聚能藥包在凍土層中穿孔，穿孔的直徑、垂直度和孔壁的平整度能滿足施工要求，孔底 形成的壺形，有利采用集中藥包，對凍土層松動爆破

9、十分有利；2在凍土層中用聚能藥包穿孔，可按照設(shè)計的孔距和排距，同時在幾十個炮點(diǎn)上裝藥放炮。 大大加快施工進(jìn)度，在高原缺氧的凍土層中施工，具有非常重要的作用；3甩聚能藥包穿孔的成本比地質(zhì)鉆穿孔要低得多鼻也在高原缺氧的凍土層中用聚能藥包穿 孔，可大大減輕體力勞動。（三）用于高、平爐出鐵（鋼）口的穿孔高爐出鐵和平爐出鋼，一般都是采用人工、機(jī)械或氧氣噴槍的方法，沖開和燒開出鐵口 中的砌體。但是采用這種方法施工，既費(fèi)時費(fèi)工，又有灼傷工人的危險，同時也影響鐵（鋼） 水的成分和質(zhì)量。近年來國內(nèi)外采用聚能藥包開孔，獲得了良好的效果。它與常用的方法相 比，具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：1 出鐵（鋼）水時，操作人員位于安全地

10、點(diǎn)，避免了被灼傷和燒傷的事故；2聚能藥包穿孔，能保證達(dá)到所要求的孔徑，孔壁順直，鐵水暢流。能在所要求的時間 內(nèi)精確地放出一爐鐵（鋼）水。避免因拖延出鋼（鐵）時間，由于易揮發(fā)添加劑的損失而影響鋼 （鐵）的質(zhì)量，全速出鋼（鐵），減少了出鋼時間和避免了鋼包結(jié)瘤；減少了出鋼（鐵）口的維修。美國杜邦公司生產(chǎn)的十種爆破穿孔彈（圖7-16），它的直徑為58mm，高1llmm，裝藥量509， 用一種耐高溫的電雷管起爆，雷管的腳線包裹有雙層具有韌性、耐高溫的白色尼龍絕緣層，藥包裝在絕緣彈殼內(nèi)。組裝時將這個聚能彈裝在一根長2-4m的申空裝藥桿的一端， 電線從裝藥桿中穿出。使用時將裝有聚能彈的裝藥桿，插入出鐵（鋼）口內(nèi)，一直到彈的端面 觸到砌面為止，見圖7-17，然后在安全地點(diǎn)，聯(lián)線起爆。出鋼（鐵）時，砌面處的溫度高達(dá)1000C， 聚能彈插入出鋼孔中4分鐘，彈殼的溫度就上升到12OoC，5分鐘上升到15OqC，為了保證安 全，必須在4分鐘以內(nèi)起爆。三、用于切割金屬板材、管材和其它堅硬材料均可采用聚能藥包來進(jìn)行爆破切割。由于切割都是沿 著一個面切割出一條窄縫來。因此，多采用平面對稱型藥形罩。切割金屬板材時多采用平面 對稱長條線形藥型罩;切割金屬管材時則采用平面對稱圓環(huán)線形藥型罩。根據(jù)施工工藝不同， 圓環(huán)形聚能藥包又分為內(nèi)圓環(huán)和外圓環(huán)。內(nèi)圓環(huán)用于