第二章 爆破工程課件

第二章爆破工程第二章爆破工程爆破

利用炸藥爆炸的能量破壞介質的原有形態(tài)達到預定的工程目的第二章爆破工程爆破技術的應用廣泛應用于各種開挖施工巖石基礎開挖地下洞室開挖石料場開采建筑物拆除第二章爆破工程第一節(jié)爆破器材與起爆方法第二章爆破工程爆破器材炸藥起爆器材雷管、導火索是其中的兩種炸藥炸藥雷管導火索第二章爆破工程一、炸藥和起爆器材

(一)炸藥1.炸藥的性能指標(1)威力(2)敏感度(3)氧平衡(4)安定性(5)殉爆距離(6)最佳密度課后閱讀教材了解第二章爆破工程(5)殉爆距離藥包的爆炸引起相鄰藥包起爆的最大距離小于殉爆距離大于殉爆距離第二章爆破工程2.常用的工業(yè)炸藥(1)TNT(三硝基甲苯)(2)膠質炸藥(硝化甘油炸藥)(3)銨梯炸藥(4)銨油炸藥(5)漿狀炸藥(6)乳化炸藥課后閱讀教材了解第二章爆破工程水電工程中最常用的炸藥2號巖石銨梯炸藥我國藥量計算的標準炸藥爆力為320ml猛度為12mm殉爆距離5cm臨界直徑18-20mm直徑為32-35mm最佳密度時的藥卷爆速約3600m/s貯存有效期6個月第二章爆破工程(二)起爆器材1.火雷管2.導火索3.電雷管4.導爆索5.導爆管6.導爆雷管作用：引爆炸藥引爆器材間互相引爆傳遞爆轟波第二章爆破工程1.火雷管用什么引爆：導火索作用：引爆炸藥引爆導爆管引爆導爆索起爆方式即發(fā)聚能穴副起爆藥正起爆藥加強帽帽孔雷管外殼導火索第二章爆破工程2.導火索用什么引燃（起爆）：火花作用：引爆火雷管棉線纏繞黑火藥紙條瀝青防水層紙條第二章爆破工程3.電雷管用什么引爆電流作用引爆炸藥起爆方式即發(fā)起爆秒延遲毫秒延遲即發(fā)電雷管延時電雷管外殼腳線密封膠點火橋絲加強帽帽孔正起爆藥副起爆藥聚能穴緩燃劑+-即發(fā)電雷管起爆+-延時電雷管起爆第二章爆破工程4.導爆索用什么引爆各種雷管作用引爆炸藥--軟雷管傳遞爆轟波組成非電起爆網絡爆速大于6500m/s起爆方式即發(fā)起爆防水包裝防水層紙條黑索金雷管導火索導爆索膠布纏繞第二章爆破工程5.導爆管用什么引爆：各種雷管、導爆槍、導爆索作用：引爆導爆雷管傳遞爆轟波組成非電起爆網絡爆速大于1600～2000m/s3mm聚乙烯塑料軟管奧克托金或黑索金導爆槍導爆管導爆索雷管爆轟波傳遞1.4mm第二章爆破工程6.導爆雷管用什么引爆導爆管作用引爆炸藥起爆方式即發(fā)起爆毫秒延遲外殼延遲藥消爆室卡痕導爆管卡口塞聚能穴正起爆藥副起爆藥第二章爆破工程二、起爆方法和起爆網路1.起爆方法

電力起爆電雷管→炸藥非電起爆火花起爆導火索→火雷管→炸藥導爆管起爆導爆管→導爆雷管→炸藥導爆索起爆各種雷管→導爆索→炸藥齊發(fā)起爆導爆索炸藥綁扎第二章爆破工程2.起爆網路爆破時把起爆器材聯結在一起，形成的網路例外：火花起爆不成網路為什么需要起爆網路與節(jié)日放鞭炮類似工程爆破的藥包在空間上分散布置相互之間超過殉爆距離不允許多次點火起爆，只能一次點火全部起爆起爆順序和間隔時間有嚴格要求起爆網路的作用一次點火起爆所有藥包控制藥包的起爆順序和間隔時間達到預定的爆破效果，控制爆破震動第二章爆破工程起爆網路分類電力起爆網路齊發(fā)起爆網路延遲起爆網路非電起爆網路導爆索起爆網路導爆管起爆網路混合起爆網路齊發(fā)起爆網路延遲起爆網路其他起爆網路雙復式交叉起爆網路孔間微差順序起爆網路第二章爆破工程（1）電力起爆網路準爆性可以檢查用于準爆性要求高的場合沒有起爆后網路超前破壞電流同時到達所有雷管沒有爆轟波傳遞過程，非接力起爆可進行齊爆或延遲起爆（采用延遲雷管）容易受外電場的干擾需要起爆設備和布置起爆電力線路網路設計需要復雜的電路計算消耗有色金屬，成本高第二章爆破工程電力起爆網路的基本形式串連法并聯法串并聯法并串連法并串并聯法延遲起爆網路的主要組網方法起爆器網路干線藥包起爆器網路干線藥包起爆器網路干線藥包起爆器網路干線藥包起爆器網路干線藥包網路支線接通點源起爆第二章爆破工程(2)導爆管起爆網路從起爆網路連接和爆轟波傳遞路線來分1.簇并聯網路2.并并聯網路3.串并聯網路4.分段并串聯網路導爆管導爆雷管導爆管炮孔（導爆雷管＋藥包）激發(fā)源導爆管導爆雷管導爆管炮孔（導爆雷管＋藥包）激發(fā)源激發(fā)源激發(fā)第二章爆破工程爆轟波依次向前傳遞，到達所有藥包接力起爆不受外電場干擾，比較安全準爆性無法檢查靈活多樣，組網方便價格適中水電施工中最主要的起爆網路導爆管起爆網路特點

第二章爆破工程(3)導爆索起爆網路

雷管用量少，安全性高網路成本高準爆性無法檢查傳爆速度快，網路齊爆性好主要用于光面爆破和預裂爆破等齊爆性要求高的部位一般和導爆管網路結合組成混合網路藥卷起爆雷管主干索支索第二章爆破工程混合網路導爆管、導爆索混合使用導爆索用于光面爆破孔或預裂爆破孔導爆雷管導爆管網絡導爆索網絡第二章爆破工程非電起爆網路特點準爆性不可以檢查起爆后可能產生網路超前破壞接力起爆起爆過程是爆轟波傳遞過程網路超前破壞先爆炸的藥包破壞爆轟波尚未傳到的部分網路可進行齊爆或延遲起爆主要是進行延遲起爆利用導爆雷管的延遲特性分若干段，1段為即發(fā)，以后各段延遲不同的毫秒數參考具體生產廠家的產品參數或手冊第二章爆破工程(4)延遲起爆網路具備延遲起爆功能的導爆管網路或混合網路基本型式孔內延遲網路孔外延遲網路孔內外延遲網路第二章爆破工程1111111222333444導爆雷管段數1段即發(fā)2～5段延遲不同毫秒炮孔分組同組用同段雷管ⅣⅢⅡⅠ孔內延遲網路激發(fā)導爆管炮孔(導爆雷管＋藥包)導爆雷管第二章爆破工程1345111111111111孔外延遲網路激發(fā)第二章爆破工程2222555555555555孔內外延遲網路激發(fā)第二章爆破工程延遲起爆網路特點

起爆方式：炮孔分組起爆同組齊發(fā)起爆瞬間起爆藥量網路中同一時刻齊發(fā)起爆的所有藥包藥量總和組間延遲起爆延遲單位：毫秒目的按設計的分組、順序、間隔時間起爆藥包增強爆破效果控制震動強度第二章爆破工程(5)其他起爆網路

導爆管毫秒雷管雙復式交叉接力網路目的在于達到極高的準保率孔間微差順序起爆網路炮孔不分組，按排、列順序微差起爆深孔臺階爆破控制破碎塊度控制震動損傷范圍基礎保護層開挖導爆管導爆雷管炮孔(導爆雷管＋藥包)復式網路交叉網絡雙復式交叉網路臨空面臨空面12345678開挖作業(yè)面臨空面第二章爆破工程第二節(jié)爆破的基本原理及藥量計算第二章爆破工程一、爆破機理無限介質藥包r沖擊波粉碎周邊介質2~3r8~10r彈性振動區(qū)粉碎區(qū)超高溫超高壓爆生氣體應力波壓縮介質介質環(huán)向拉伸產生徑向裂隙尖劈作用擴展裂隙應力波通過應力釋放介質向內反彈，環(huán)向拉伸產生環(huán)向裂隙破碎區(qū)爆生氣體串通高壓爆生氣體充填產生爆炸沖擊波沖擊波衰減為應力波應力波衰減為地震波爆生氣體進入第二章爆破工程半無限介質二、爆破漏斗

半無限體表面，有臨空面爆破形成爆破漏斗藥包爆破作用指數：n=r/w臨空面rrw最小抵抗線漏斗底半徑第二章爆破工程爆破分類n=1 標準拋擲爆破n＞1 加強拋擲爆破0.75≤n＜1 減弱拋擲爆破n＜0.75 松動爆破Wrrn=1rrwn＞1rrw0.75≤n＜1rrwn≤

0.75水電工程爆破多為松動爆破第二章爆破工程三、藥包種類和裝藥量計算的基本方法藥包種類集中藥包延長藥包水電工程多為鉆孔爆破，為延長藥包aLL/a＞4延長藥包L/a≤4集中藥包La第二章爆破工程鉆孔爆破藥量計算Q＝qVV爆落的方量，m3q單位耗藥量，kg/m3一般給出標準炸藥值非標準炸藥需要進行換算參考教材和相關手冊第二章爆破工程第三節(jié)爆破的基本方法第二章爆破工程一、鉆孔爆破二、洞室爆破三、預裂爆破和光面爆破第二章爆破工程淺孔爆破孔徑小于75mm，孔深小于5m中小型規(guī)模的開挖深孔爆破孔徑大于75mm，孔深超過5m大規(guī)模、高強度開挖一、鉆孔爆破第二章爆破工程鉆孔爆破的工作面布置形成臺階式開挖作業(yè)面又稱：階梯式爆破或稱：梯段爆破階梯工作面+延遲網絡分段爆破階梯式開挖作業(yè)面臨空面炮孔先鋒槽本圖為利用岸坡地形布置階梯式工作面平面地形開先鋒槽創(chuàng)造階梯式工作面第二章爆破工程鉆孔機具小型潛孔鉆手風鉆鉆孔機具多以壓縮空氣（壓風）為動力（風動）為什么需要設固定式、移動式空壓機供風（一）淺孔爆破第二章爆破工程1.炮孔布置參數長度方向分段寬度方向布3～4排炮孔炮孔一般采用梅花型布置需要確定的參數：LHaaabW連續(xù)裝藥段炮孔堵塞段第二章爆破工程炮孔參數的確定(1)最小抵抗線 W＝KwdKw為巖質系數，一般取15~30，堅硬巖石取小值，松軟巖石取大值(2)臺階高度 H＝(1.2~2.0)W(3)炮孔深度 L＝(0.85~1.15)H(4)孔距和排距 a=(1.0~2.0)W b=(0.8~1.0)W(5)堵塞長度 L1≥0.5Lab排距bwL堵塞段連續(xù)裝藥dHL1剖面圖平面圖梅花形布孔第二章爆破工程2.裝藥量計算

單孔藥量Q＝qaWHq－淺孔臺階爆破單耗，0.2~0.6kg/m3a－炮孔間距W－最小抵抗線H－臺階高度aWH實際為單孔爆落巖石體積第二章爆破工程3.起爆網路123122334455一般采用導爆管起爆網路，進行微差延遲起爆梯段爆破常用的微差延遲起爆方法排間微差V形起爆炮孔數量很少，可采用火花起爆火花起爆是相同孔徑中爆破振動最小的起爆方式振動大小完全由炮孔直徑決定第二章爆破工程鉆孔機具大型自行式潛孔鉆多為風動，或以柴油為動力(二)深孔爆破第二章爆破工程鉆孔方式垂直孔傾斜孔傾斜孔優(yōu)點大于缺點，常用第二章爆破工程1.炮孔布置參數(1)臺階高度 H6~16m(2)鉆孔直徑 d主爆孔≤150mm,輪廓孔≤110mm

(3)底盤抵抗線 Wd=HDηd/150D巖石硬度影響系數，0.46～0.56η臺階高度影響系數，查表2-1確定(4)超鉆深度 △H＝(0.15～0.35)Wd(5)孔長 L＝（H+△H）/sinαα為鉆孔傾斜角(6）孔距a和排距b a=(1.0~2.0)Wd b=(0.8～1.0)Wd(7)堵塞長度L1 L1≥0.75Wd L1＝(20～30)d L1＝(0.2～0.4)LdL△HbL1WdHab第二章爆破工程HbWd2.裝藥量計算前排炮孔的單孔藥量Q＝qaWdH后排炮孔的單孔藥量Q＝qabHq深孔臺階爆破單耗軟巖 0.15~0.3kg/m3中硬巖 0.3~0.45kg/m3硬巖 0.45~0.6kg/m3ab第二章爆破工程對爆破效果的基本要求巖塊均勻，大塊率低臺階面平整，不留殘埂較高的鉆孔延米爆落量較低的炸藥單耗

第二章爆破工程3.改善深孔爆破效果的技術措施(1)合理利用或創(chuàng)造人工自由面(2)改善裝藥結構分段裝藥混合裝藥空氣間隔裝藥(3)優(yōu)化起爆網路(4)采用微差擠壓爆破爆破工作面前留有渣堆的微差爆破(5)保證堵塞長度和堵塞質量第二章爆破工程二、洞室爆破自行看書了解第二章爆破工程三、預裂爆破和光面爆破預裂爆破輪廓孔先爆形成預裂面再爆主炮孔光面爆破先爆主炮孔后爆輪廓孔形成光爆面預裂爆破和光面爆破齊爆性要求高所有預裂孔或光爆孔同一瞬時起爆一般采用導爆索網絡起爆預裂孔主炮孔預裂面光爆孔光爆面崩落孔主炮孔第二章爆破工程應用部位廣泛應用于壩基邊坡開挖地下洞室開挖第二章爆破工程(一)成縫機理耦合裝藥封堵不耦合裝藥封堵藥包藥包一般的炮孔預裂、光爆炮孔空氣隔層削減孔壁受到的爆炸壓力，不產生壓縮破壞但使炮孔四周產生徑向裂紋孔間的聚能作用，在連線上產生應力集中，初始裂紋進一步發(fā)展高壓爆生氣體產生氣刃劈裂作用，使孔間連線上的裂紋貫通成縫環(huán)狀空氣隔層第二章爆破工程(二)質量控制標準(1)開挖壁面巖石的完整性半孔率（炮孔痕跡總長與炮孔總長的百分比率）節(jié)理裂隙極發(fā)育的巖體 10%～50%節(jié)理裂隙中等發(fā)育 50%～80%節(jié)理裂隙不發(fā)育者 80%以上圍巖壁面不應有明顯的爆生裂隙(2)圍巖壁面不平整度（起伏差）允許值為±15cm(3)在臨空面上，預裂縫寬度一般不宜小于1cm質量控制的重點爆破參數鉆孔精度第二章爆破工程(三)參數設計1·預裂爆破參數(1)孔徑d明挖 70~105mm隧洞開挖 40~90mm大型地下廠房 50~110mm(2)孔距 a 7~12倍的孔徑d(3)裝藥不偶合系數d/r

2~5(4)線裝藥密度Qx經驗公式估算，參考有關手冊一般200一500g/m孔底段加大到2~5倍。孔徑d孔距a藥卷直徑r不耦合系數=r/d第二章爆破工程2.光面爆破參數(1)光爆層厚度W 10~20倍炮孔直徑(2)孔距a (0.75~0.90)W(3)鉆孔直徑 同預裂爆破(4)裝藥不偶合系數 同預裂爆破(4)線裝藥密度 Qx=qaW

q為松動爆破單耗，kg/m3awd崩落孔光爆孔藥卷直徑r不耦合系數=d/r第二章爆破工程要求藥卷置于炮孔中心中心定位器竹片綁扎（四）裝藥結構與起爆LLdL0L1L2導爆索封堵段藥卷炮孔L孔長L1堵塞長度L2裝藥長度L0均勻裝藥段長度Ld孔底加強段長度第二章爆破工程第四節(jié)水利水電工程中的巖石開挖爆破技術第二章爆破工程一、水工建筑物巖石基礎的開挖遵循自上而下分層開挖的原則廣泛運用深孔臺階爆破方法設計邊坡輪廓面采用預裂爆破或光面爆破在建基面以上一定范圍預留保護層原地面設計開挖輪廓岸坡開挖河床開挖水平建基面保護層開挖預裂爆破馬道第二章爆破工程1·基礎保護層以上的巖體開挖設計開挖邊坡基礎保護層以上巖體保護層岸坡開挖主要采用以毫秒爆破技術為主的深孔臺階爆破方法常用爆破方式齊發(fā)爆破微差爆破微差順序爆破微差擠壓爆破小抵抗線寬孔距爆破控制指標主體建筑物部位的鉆孔直徑≤110mm最大一段起爆藥量≤500kg建基面保護層河床開挖基礎保護層以上巖體第二章爆破工程2.水平建基面上保護層開挖

保護層厚度H由梯段爆破孔底以下的破壞深度爆破試驗確定類比法：25～40倍梯段炮孔底部裝藥直徑開挖規(guī)范規(guī)定分三層開挖第一層H~1.5m,d≤40mm,單響藥量≤300kg,炮孔不過層底線第二層1.5~0.5（軟弱巖石0.7）m,d≤32mm,炮孔傾角≤60。,單孔起爆,炮孔不過層底線第三層軟弱巖石0.7~0.2m,同第二層，留0.2m人工撬挖其他巖石0.5~0m,同第二層,炮孔不過層底線Hd炮孔Hd炮孔保護層開挖輪廓第一層第三層第二層第二章爆破工程水平建基面上保護層快速開挖方法保護層的一次爆除技術