爆破基礎知識

主講：何理

2015.10.17第一講緒論一、炸藥的發明爆破技術的根在中國——發明炸藥公元850年（唐朝）記述了中國人制造火藥的配方，實際應在此之前唐朝末（公元1000年以前）已經用于軍事歐洲最早記載火藥配方是1242年以后名叫羅杰.培根的英國修道士，這種東西被稱作爆破劑普遍認為黑火藥是從中國傳到印度、阿拉伯，然后從哪傳到西方黑火藥是硝酸鉀、硫黃、木炭三種固體粉末的物理混合物。化學反應方程式2KNO3+S+3C==N2↑+3CO2↑+K2S爆破是利用炸藥在爆炸瞬間釋放出的巨大能量，加快工程進度的一種技術。爆破也是一門比較復雜的邊緣學科。隨著科學技術的進步、國民經濟的發展的需求，爆破技術有了很大發展。二、什么是爆破爆破技術最主要的兩大應用：采礦業和戰爭，和平年代主要用于采礦爆破是采礦的主要工藝，決定了采礦的主要技術經濟指標，所以礦山特別重視爆破技術爆破不僅用于采礦，可以廣泛地應用于各類巖土工程、拆除爆破、加工和材料等領域。三、爆破技術的主要應用第二講起爆方法及器材概述這里所指的起爆技術是指工業炸藥的起爆技術。確定起爆方法、選用起爆器材和其它用品、敷設起爆網絡等合稱起爆技術。起爆技術直接關系到爆破的可知性、起爆效果、爆破質量和爆破作業的安全性。目前常用的起爆方法按所用起爆器材不同，分為火雷管起爆法、塑料導爆管起爆法、導爆索起爆法、電雷管起爆法和其它新型起爆方法。各種起爆方法可以獨立使用，也可以根據爆破工程的特定要求，充分利用各種起爆方法的優點，采用多種起爆方法的聯合起爆方法。一、火雷管起爆法1、簡介火雷管是利用火花（外能）點燃導火索，導火索將火花傳遞給火雷管，引起火雷管爆炸，再起爆炸藥的起爆方法。是一種造價最低的起爆方法。火雷管起爆法所用起爆器材有導火索、火雷管和點火器等。導火索（白線）火雷管：外殼有紙殼、金屬殼和塑料殼將導火索插入火雷管，用膠布纏牢，成為起爆雷管將起爆雷管插入藥卷，用膠布纏牢，成為起爆藥包雷管敏感，但威力不大；炸藥威力大，但不敏感一旦做成起爆藥包，就有較大危險性點火起爆：明火或導火索就可點燃專用的有點火筒、鐵皮三通、電點火頭2、起爆方法火雷管起爆法最簡單，成本最低用于簡單起爆，起爆要求不高的爆破，如民采小礦山、工程施工工地、二次爆破等缺點：必須在現場點火起爆，安全性差可控性差，不能實現微差起爆導火索燃燒時煙氣量大，污染環境現在正規爆破少用3、評價二、電雷管起爆法1、瞬發電雷管裝藥部分與火雷管類似藥頭式：也稱裝配式，由于有加強帽，所以同等藥量的起爆能力大直插式：與火雷管類似，只是導火索換成了點火頭，沒有加強帽，所以藥量要大些2、秒延期電雷管點火后不馬上起爆，在預定的延時后起爆，延時間隔以秒計延時藥是精制導火索為了釋放管內導火索燃燒時釋放出的煙氣，以免管內壓力升高影響延時，在管殼上設有排氣孔分整體管殼和兩段管殼兩種評價秒延期電雷管用得不多，相鄰炮孔間不能用秒延期電雷管，只有互無干擾的爆區或排孔間可以用段別少，不同段的雷管顏色不同，長短也不同，容易區別3、毫秒延期電雷管延期間隔時間以毫秒為單位，延期時間更精確延期藥是精制的燃料，比秒延期雷管的延期藥量少，燃燒時釋放出氣體少，管內壓力變化不大，延時精確，可達ms級是目前微差爆破的主要起爆器材評價毫秒電雷管是控制爆破的主要起爆器材，可以精確控制爆破延時曾經是微差爆破的主要器材，現在仍然大量應用由于容易受環境雜散電流的影響，其應用受到一定限制瞬發電雷管延期電雷管三、導爆索起爆法1、導爆索導爆索是一種傳爆器材，傳遞的是爆炸構造和外觀與導火索類似，導火索外觀是灰白色，導爆索為紅色，通稱紅線導爆索里面裝的是高威力的猛炸藥，如黑索金或泰安每米12~14g/m藥量爆速6700m/s左右導爆索可以直接起爆炸藥，其威力相當于雷管連接起來耐熱、耐冷、耐水導爆索2、評價導爆索是起爆能力最大，最可靠的起爆方法，尤其是深孔爆破，導爆索可以實現整孔起爆，不像雷管只在一點起爆導爆索起爆是礦山深孔爆破常用的起爆方法導爆索可以和其它雷管配合構成綜合起爆網導爆索不是獨立的起爆方法，需要用其它雷管來起爆導爆索四、導爆管起爆法1、導爆管由瑞典人發明外徑3mm，內徑1.5mm的塑料管內壁涂以黑索金（或奧克托金）與鋁粉的混合物，藥量15~20mg/m傳爆速度1600~2000m/s藥量是導爆索藥量的千分之一，這樣少的藥量裝在導爆索中是不能穩定傳爆的導爆索在傳爆過程中對周圍有強大的爆破作用，可以引爆炸藥導爆管在傳爆過程中對周圍沒有影響，握在手上都沒有感覺，在黑暗外只能看到一個亮點傳過，用過的導爆管外形沒有任何損壞導爆管內炸藥爆炸的能量僅夠維持一個微弱的沖擊波傳播，沖擊波可以引爆雷管內的起爆藥導爆管雷管的外形和參數與電雷管類似2、導爆管與導爆索的區別第三講控制爆破技術根據工程要求，采取一定技術措施，將爆破有害效應控制在規定范圍內的爆破技術。使爆破的聲響、震動、飛石、傾倒方向、破壞區域以及破碎物的散坍范圍在規定限度以內。控制爆破技術？1、預裂爆破概念露天礦邊幫的穩定性是露天礦安全的主要問題之一，特別是深凹露天礦，今年我國各地已經發生多起邊幫滑坡重大事故，滑坡事故往往是惡性事故影響因素：邊幫參數，如幫坡角，臺階高度，臺階坡面角巖體構造，如構造帶，巖體產狀爆破破壞，爆破震動對爆破的要求減少爆破對邊坡原巖的破壞減小對邊幫巖體的震動技術思路減少爆破藥量，地震效應減輕切斷爆破與被保護邊幫之間的聯系預裂爆破在邊幫與爆區間形成裂縫，使爆區與保護邊幫間的作用中斷先爆預裂孔，后爆破主爆孔預裂孔中裝藥量只夠形成裂縫，不會產生更多的破壞作用大量應用于大型露天礦和水利水電工程2、擠壓爆破也稱壓碴爆破思路前次爆破后的礦巖不全部清理，留下一些在邊幫上，下次爆破是在前面在碴堆的條件下進行，產生擠壓作用能改善爆破質量，塊度均勻參數碎石寬度10~20m每次爆破的排數4排以上炸藥的單耗要比正常爆破多15~30%在地采礦山也可以應用此技術礦巖爆破破碎后的體積是原體積的1.5~1.6倍，要讓其充分松散，必須提供這些額外空間不留夠補償空間，爆破下來的礦巖必然產生擠壓作用，二次破碎有利必須掌握好此參數，大了起不到作用，小了容易擠死，帶來更大麻煩擠壓爆破的炸藥量比正常爆破多擠壓爆破多用于多排孔爆破，單排孔爆破意義不大3、光面爆破要求爆破后的井巷周邊光滑，半孔率達80%以上特點是多打孔，少裝藥，只要使孔間貫通即可裝藥軸向不耦合，孔徑大，藥卷直徑小周邊孔在輔助孔之后起爆，和預裂爆破不同用于服役時間長的巷道用于巖體不穩定的礦巖條件掏槽孔輔助孔周邊孔掏槽孔輔助孔周邊孔掘進爆破的炮孔布置第四講爆破危害及安全控制基本內容爆破振動1爆破沖擊波2爆破噪音3爆破飛石4爆破毒氣和粉塵51、爆破振動由爆破引起的振動，常常會造成爆源附近的地面以及地面上的一切物體產生顛簸和搖晃，凡是由爆破所引起的這種現象及其后果，叫做爆破地震效應。當爆破振動達到一定的強度時，可以造成爆區周圍建筑物和構筑物的破壞，露天礦邊坡的滑落以及井下巷道的片幫和冒頂。1.1、爆破振動的破壞判據序號保護對象類別安全允許振速/cm/s<10Hz10~15Hz50~100Hz1土窯洞、土坯房、毛石房屋0.5~1.00.7~1.21.1~1.52一般磚房、非抗震的大型磚塊建筑物2.0~2.52.3~2.82.7~3.03鋼筋混凝土結構房屋3.0~4.03.5~4.54.2~5.04一般古建筑與古跡0.1~0.30.2~0.40.3~0.55水工隧道7~156交通隧道10~207礦山巷道15~308水電站及發電廠中心控制室設備0.59新澆大體積混凝土齡期：初凝~3天齡期：3~7天齡期：7~28天2.0~3.03.0~7.07.0~121采用低威力、低爆速炸藥2限制一次爆破的最大用藥量3采用微差爆破4采用預裂爆破或開挖減震溝槽1.2、爆破振動危害控制措施2、爆破沖擊波由于沖擊波具有較高的壓力和較大的流速，故不但可以引起爆破點附近一定范圍內建筑物的破壞，而且還會造成人畜的傷亡。沖擊波的破壞性是十分嚴重的。大量的實驗研究表明，其破壞作用遠遠超過爆炸地震波和飛石的作用。沖擊波是炸藥爆炸時的又一種外部作用效應。2.1、破沖擊波的破壞判據及安全距離《爆破安全規程》規定對人員，空氣沖擊波超壓的安全允許標準為0.02×105Pa。空氣沖擊波對暴露人員的損傷程度見下表。△P/105Pa傷害等級傷害情況0.2~0.3輕微輕微挫傷0.3~0.5中等聽覺器官損傷，中等挫傷，骨折0.5~1.0嚴重內臟嚴重挫傷，可能死亡>1.0極嚴重大部死亡2.2、降低爆破沖擊波的措施采用微差爆破技術，利用爆破沖擊波相互干擾衰減；保證合理的堵塞長度和填塞質量；盡量避免地面雷管或導爆索，否則覆蓋；設置阻波屏障3、爆破噪音在爆破作業中，當爆炸空氣沖擊波的超壓降至0.02MPa以下時，沖擊波蛻變為聲波，以波動形式繼續向外傳播，并伴隨著產生其聲響——爆破噪聲。爆破噪聲雖然短促，但由于是間歇性的脈沖噪聲，容易引起人們的精神緊張，產生不愉快的感覺，特別是在城鎮居民區，應避免由于爆破噪聲引發社會安定方面的問題及居民的訴訟。

降低爆破噪聲的措施：同爆破沖擊波控制；在人口密集區實施拆除爆破和其他爆破作業，做好“安民告示”也是十分必要的。使居民對爆破噪聲事先有一定的心理準備，可以有效地減少人們對爆破噪聲的訴訟。4、爆破飛石在工程爆破時，被爆介質中那些脫離主爆堆面而飛得較遠的碎石，稱為爆破飛石。危害：人員傷亡；毀壞廠房和住宅；打壞機器設備。最嚴重的潛在的事故因素之一。爆破飛石控制措施：盡量減小爆破作用的指數，并選用最佳的最小抵抗線；在淺眼爆破時，盡量少用或不用導爆索起爆系統；設計合理的起