爆破工程基本知識第1頁，課件共46頁，創作于2023年2月§2－1爆破的作用與概念

一、爆破的作用①隧道開挖；（公路、鐵路、引水等）②基礎處理與渠道開挖③石料開采④定向筑壩、截流、庫區清理等⑤松動爆破⑥拆除等控制爆破⑦水下爆破第2頁，課件共46頁，創作于2023年2月二、爆破的概念1．爆炸：爆炸是一個化學反應↗10萬分之1秒↗5－10萬個大氣壓炸藥→瞬時化學反應→高溫高壓氣體→沖擊波＋爆炸氣體CHON↑↘3000℃的CO2、CO、NO、NO2、H2O起爆能（撞擊、點火、高溫等）2、爆破：爆破是炸藥對周圍介質的作用

沖擊波通過介質產生應力波：拉應力>拉限＝產生裂縫壓應力>壓限＝粉碎或壓縮

爆炸氣體的氣刃作用＝產生擴縫作用

第3頁，課件共46頁，創作于2023年2月三、爆破的機理1．土巖爆破破壞的幾種假設第一種：爆炸產生壓縮應力場，引起質點徑向移動，產生徑向裂縫，爆炸氣體擴縫；第二種：自由面（臨空面）上應力波反射，產生環向裂縫；第三種：土巖破壞是上述兩種力共同作用的結果。一般地：土體介質更適用于第一種理論巖體介質更適用于第三種理論第4頁，課件共46頁，創作于2023年2月2、無限均勻介質中的爆破

理想狀態：少裝藥、埋深大、無裂隙節理等第5頁，課件共46頁，創作于2023年2月

①Ⅰ圈――R1粉碎圈或壓縮圈沖擊波產生的壓應力б壓遠遠大于介質的壓限[б壓]時，介質為塑性土體――壓縮成穴介質為脆性巖體――粉碎。②Ⅱ圈――R2破壞圈沖擊波呈同心球從藥包中心向外傳播，因介質的阻尼而衰減，至使該作用圈的б壓<[б壓]，但因介質的|[б拉]|<<|[б壓]|，所以A：環向張拉應力б拉>[б拉]，產生徑向裂縫。B：壓縮后的彈性恢復產生的反射拉應力б拉>[б拉]，產生環向裂縫或弧狀裂縫兩種裂縫在爆氣作用下，介質完全破壞。第6頁，課件共46頁，創作于2023年2月③Ⅲ圈――R3震動圈沖擊波繼續向外傳播擴散，直到消失。此時б壓<[б壓]且б拉<[б拉]，介質受到震動但不產生破壞。R1、R2、R3的大小與介質的種類、炸藥性能、裝藥多少等有關。

第7頁，課件共46頁，創作于2023年2月3、有限均勻介質中的爆破半理想狀態：多裝藥、埋深小、無裂隙節理等①

自由面（臨空面）的作用A――聚能作用（爆炸偶極子作用）舉例：應力集中？自由面可看作是無限大的空B――反射拉力波作用簡述反射拉力波的形成過程P54第8頁，課件共46頁，創作于2023年2月①

爆破漏斗：P54圖2－2R――爆破作用半徑W――最小抵抗線長度r—爆破漏斗底半徑P――可見深度P＝CW（2n-1）L――拋擲距離L＝5nWn――爆破作用指數n＝r／W當R到達臨空面，沖擊波從固體介質到氣體介質，越過臨空面產生的反射拉力波б拉－后期б壓>[б拉]時，產生的坑稱為爆破漏斗。臨空面是水平面時為倒錐坑。裂縫→飛逸→倒錐坑第9頁，課件共46頁，創作于2023年2月③、爆破作用指數n＝r／W

n＝1時標準拋擲爆破n>1時加強拋擲爆破1>n>0．75時減弱拋擲爆破0．75>n>0．33時松動爆破n＝0時隱藏式爆破第10頁，課件共46頁，創作于2023年2月§2－2爆破器具與爆破材料

一、鉆孔機具P70－72

鉆孔占爆破工時的50%，占爆破費用的70%

1、輕型手提風鉆：淺孔，垂直向下2、支架式重型風鉆：淺孔，向上或傾斜3、沖擊式鉆機：深孔，垂直向下4、回轉式鉆機5、潛孔鉆以上自習10分鐘：各機的工作原理？

第11頁，課件共46頁，創作于2023年2月二、炸藥

A――爆燃點：在規定時間內（5分鐘）使炸藥發生爆炸的最低溫度。TNT┈290－290℃；黑火藥┈290－310℃；雷貢┈175－180℃；硝化甘油┈200－205℃；黑索金┈225－205℃；硝銨類炸藥┈280－320℃B――發火性：對火焰的敏感程度。（有的能燃不會爆）1、炸藥的性能指標

①敏感度：在外界能量的作用下，發生爆炸的難易程度。第12頁，課件共46頁，創作于2023年2月C――撞擊敏感度：對機械作用的敏感程度。當10KG的錘，落高為25CM時，發生爆炸的百分率為：硝化甘油┈100%，TNT┈4－8%，黑火藥┈50%黑索金┈70－80%，硝銨類炸藥┈16－32%，泰安100%D――起爆敏感度：引起爆炸的極限藥量。TNT┈0.15克,2號巖石硝銨炸藥┈0.17-0.28克。E――殉爆距：能夠連續三次使該藥包出現殉爆現象的最大距離，CM。殉爆――由于一個藥包的爆炸引起與相距一定距離的另一藥包爆炸的現象。

第13頁，課件共46頁，創作于2023年2月上述炸藥的敏感度，常隨摻和物的不同而改變。例如：在炸藥中摻有棱角堅硬物（砂、玻璃、金屬屑等）時敏感度提高；當摻有水、石蠟、瀝青、油、凡士林等柔軟、熱容量大、發火點高的摻和物時，敏感度降低。

②炸藥的安定性：炸藥在長期貯存中，保持其原有物理、化學性能不變的能力。物理安定性：主要有吸濕、結塊、揮發、滲油、老化、凍結、耐水等性能。化學安定性：取決于炸藥的化學性能。例如：硝化甘油類炸藥在50℃時開始分解，如果熱量不能及時散發，可能引起自燃與爆炸第14頁，課件共46頁，創作于2023年2月③炸藥的爆炸穩定性：炸藥起爆后，若能以恒定不變的速度自始至終保持完整的爆炸反應，稱為穩定的爆炸。

在鉆孔爆破中影響爆炸穩定性的因素有：

A――藥包直徑d，d>d臨則穩定B――炸藥密度ρ，ρ太大太小都不行，ρ＝0.9-1.6g/cm3

④威力――炸藥的爆炸性能：是炸藥爆炸的作用能力，通常用爆力和猛度來表征。其大小主要反映在以下幾方面：

A――爆速：炸藥爆炸的分解速度，2000－7500M／S；

第15頁，課件共46頁，創作于2023年2月B――爆熱：以1Kg分解的熱量為準。千卡／KgC――爆溫：1Kg分解的熱量所能達到的最高濕度。D――爆氣量與爆壓：升／Kg，Kg／CM2或PaE――爆力e：炸藥爆炸破壞一定介質的能力。靜力威力。（與氣體量、熱量、溫度等有關）測定方法：一定量的炸藥放入鉛孔中，以爆破擴大體積來衡量。舉例：靜力威力與動力威力的區別、轉換等。E――氧平衡：零氧平衡：生成CO2、H2O等，產生Q；正氧平衡：生成NO2等，產生Q／2；負氧平衡：生成CO等，產生Q／6。舉例：TNT（負氧平衡＋硝酸銨（正氧平衡＝零氧平衡

第16頁，課件共46頁，創作于2023年2月2、炸藥的種類

①起爆炸藥：用于制造起爆器材的炸藥。

特點：A――敏感度高；B――爆速增加快，易由燃燒轉為爆轟C――安定性好，特別是化學安定性好；D――有很好的松散性和壓縮性。常用的起爆炸藥主要有：A――雷貢Hg（CNO）2，50℃開始分解，160℃爆炸對溫度敏感。B――氮化鉛Pb（N3）2，比雷貢遲鈍，不溶于水。第17頁，課件共46頁，創作于2023年2月C――二硝基重氮酚C6H2O5N4，安定性好，起爆能力強，相對安全，便宜，方便。D――三硝基甲苯硝銨……E――四硝化四醇……②

主炸藥：產生爆破作用的炸藥。特點：A――威力大，能被普通雷管引爆；B――成本低，來源廣，種類多（適用于各種條件）；C――安全，可靠。常用的主炸藥主要有：？

第18頁，課件共46頁，創作于2023年2月A――三硝基甲苯（TNC6H2（NO2）3CH3P62黃色或黃褐色晶體，熱安定性好，不溶于水，遇火能燃燒（特別條件下能轉為爆炸），機械敏感度低，爆速7000M／S，爆熱950千卡／Kg；爆炸呈負氧平衡，價格昂貴，常作為雷管加強藥。B――硝化甘油C3H5（ONO2）3P63無色油狀液體，不溶于水。有毒。敏感度高（不單獨使用）。威力大。價格昂貴,爆力500ML,猛度22-23MM,13.2℃凝固,凝固后極危險。為膠質硝化甘油類炸藥的主要成分。C――銨銻炸藥Ｐ６３。

第19頁，課件共46頁，創作于2023年2月硝酸銨＋ＴＮＴ（敏感劑）＋木粉（可燃劑）

淡黃色粉末、有毒但炸氣無毒、敏感度小、價格低、易潮濕結塊。國產銨梯炸藥品種有：露天銨銻炸藥1＃2＃3＃巖石銨銻炸藥1＃2＃安全銨銻炸藥:（爆氣C0含量<100升／Kg）（1升NO2＝6.5升CO）（1＃2＃3＃指各百分比不同）第20頁，課件共46頁，創作于2023年2月性能1＃巖2＃巖1＃巖2＃巖3＃巖炸力（毫升）350320300250230程度（毫米13121185殉距（cm）65432Ｐ（g/cm3）0.45-1.10.95-1.10.85-1.10.85-1.10.85-1.1主要性能指標如下：

第21頁，課件共46頁，創作于2023年2月D――銨油炸藥:硝酸銨+柴油+木粉(少許)92-4-4型:92:4:4(重量比)來源足、成本低、安全、可現場加工、敏感度低壓（起爆困難）、安定性差,只能儲存期＜7－15天92－4－4型e=280-310猛度9-13露天細粉型e=240-280猛度8-10F――漿狀炸藥P63G――乳化炸藥P63E――黑火藥：硝石+硫磺＋木炭60－75％10－15％15－25％制作簡單、成本低廉、易受潮、威力小，適用于炸破松軟巖石和做導火索

第22頁，課件共46頁，創作于2023年2月3．藥量計算

第一種情況：集中藥包、單自由面情況下:Ｑ=ＫＶ=1/3×K×πr2W=1/3×πn2W3K=ＫＷ３。f(n)式中：f(n)――炸破作用指數函數，據經驗：n＝1時：f(n)＝1n>1時：f(n)=0.4+0.6n31>n>0．75時：f(n)=()3松動爆破時：f(n)=n3＝0.33～0.55K――爆破單位體積土石的耗藥量（㎏／M3）P50表2－1表中數值為標準情況下的爆破（標準爆破）

第23頁，課件共46頁，創作于2023年2月標準爆破：①n＝1標準拋擲爆破；②標準炸藥，2＃巖石銨梯炸藥；③一個臨空面。其他情況的系數換算：①不是一個臨空面：有2個臨空面取0.83K有3個臨空面取0.67K②非標準炸藥：用爆力值e換算，eb＝320P50式2－5：

③非集中藥包（延長藥包）藥包長度L／藥包最短邊長a：大于4時為延長藥包

第24頁，課件共46頁，創作于2023年2月小于或等于4時為集中藥包或采用P50式2－3大于等于0.41時為集中藥包，否則為延長藥包。式中V――藥包的體積b――藥包中心至最遠邊點的距離。第二種情況：

對于非集中藥包，Q的計算分兩種情況，具體見P56式2－9和式2－11。第25頁，課件共46頁，創作于2023年2月三、起爆器材與起爆方法

1、火花起爆法及其器材

①火雷管：P64圖2－16管殼＋正起爆藥（敏感度極高）＋副起爆藥＋加強帽↘加強雷管威力，末端有聚能穴②導火線：導火索＋點燃材料1CM／S

100~125秒/m第26頁，課件共46頁，創作于2023年2月2、電起爆法及其器材

①電雷管：P64圖2－16即發雷管――有一電點火裝置，其余同火雷管。

延發雷管――加有一段緩燃劑，分為秒延期（加一段精制導火索）和毫秒延期（加一段特別炸藥）。②電源：220／380伏的照明電或動力電，也可用蓄電池、放炮器等。③特點：設備簡單、操作方便、成本低，一次燃爆的炮孔數目較少、安全性差，用于小規模爆破（淺孔、露天）

第27頁，課件共46頁，創作于2023年2月③導線：端線、聯接線、區域線、主線（可重復使用）等。④電爆網路的聯接方式與導通檢查

串聯――P65易操作、I小、電線少、易斷路拒爆；并聯――P64I大、電線多、難檢查，不易斷路拒爆混合聯――P66，導通檢查――測定電阻，準爆條件。⑤電爆網路的設計計算自習P66――67。⑥電起爆法與火花起爆法的比較：

電雷管法的優點：安全、能準確控制、可用儀器檢查；

缺點：工作量大、復雜、耗線、要電源；適用：大規模起爆。

第28頁，課件共46頁，創作于2023年2月3、傳爆線及傳爆管（導爆管）

①傳爆速度V＝6000～6500M／S，可直接引爆主炸藥，不過其本身有些要用雷管引爆，所以使用和運輸非常安全。其內用的是黑索金、泰安等單質炸藥，價格較高。聯結方式――打結。②繼爆管――用來達到延發目的的一種裝置，由不帶點火裝置的毫秒延發雷管＋消爆管＋導爆索組合而成

第29頁，課件共46頁，創作于2023年2月4、起爆方式

①即發――同時起爆，舉例：主爆區群孔起爆。②延發――延期起爆，分為秒延期和毫秒延期，舉例：定向爆破、擠壓爆破。第30頁，課件共46頁，創作于2023年2月§2－3爆破的基本方法

布孔――鉆孔――清孔――裝藥――搗實――堵氣――引爆一、淺孔爆破

定義：d<75MML<5M

特點：造孔設備簡單，操作方便，易于控制，勞動強度大，生產率低適用：各種地形條件（地下開挖、控制爆破、露天爆破、松動爆破）

第31頁，課件共46頁，創作于2023年2月1、炮孔布置

炮孔布置合理與否，直接決定爆破效果（重要因素）舉例：基礎開挖（見右圖）P51圖2－3先鋒槽的作用：①充分利用自由面、積極創造臨空面②出碴排碴③排水炮孔與巖石層面或節理面垂直，但不能穿過寬縫。第32頁，課件共46頁，創作于2023年2月2、參數計算P51

①抵抗線長度Wp＝Kw×d＝（15～30）d②階梯高度H＝KhWp＝（1.2～2.0）Wp③炮孔深度L＝KLHKL為系數：堅硬巖1.1～1.5；中堅巖1.0；松軟巖0.85～0.95。④炮孔間距a＝KaWp

Ka為系數：火花起爆1.0～1.5；電氣起爆1.2～2.0。⑤炮孔排距b＝（0.8～1.2）Wp⑥裝藥長度L藥＝（1／3～1／2）L第33頁，課件共46頁，創作于2023年2月二、深孔爆破習慣上定義：L>5md>75mm實際上定義：H＝10～20md＝150～225mm優點：爆破單位體積巖體所耗的鉆孔工作量和炸藥量少。缺點：控制性差，對保留巖體影響大，常用沖擊式、回轉式、潛孔鉆等造孔。適用：各大中型工程。第34頁，課件共46頁，創作于2023年2月1、深孔布置

平面上，采用梅花狀布置；垂直方向：第35頁，課件共46頁，創作于2023年2月傾斜孔的優點：①Wp全等，均勻；②堆碴的高和寬容易控制；③爆后坡面平整。傾斜孔的優點：技術復雜，裝藥也相對較難。2、參數計算①抵抗線長度Wp＝HDηd／150＝（15～30）dP51②階梯高度H＝（1.2～2.0）Wp③炮孔深度L＝KLHKL為巖性影響系數：堅硬巖1.1～1.15；中堅巖1.0；松軟巖0.85～0.95。第36頁，課件共46頁，創作于2023年2月④超鉆深度⊿Н＝L－H＝（0.12～0.3）Wp

超鉆是技術性的，超挖和欠挖則有一定的范圍控制。

⑤炮孔間距a＝KaWp＝（0.7～1.4）Wp⑥炮孔排距b＝0.87a⑦藥量Q＝0.33KHWpa＝K′HWp㎏K′為系數：堅硬巖0.54～0.6；中堅巖0.3～0.45；松軟巖0.15～0.3。⑧炮孔最小堵塞長度Lmin，淺孔大于0.5L，深孔大于Wp。相應地，炸藥有散裝和藥卷兩種。

第37頁，課件共46頁，創作于2023年2月3、提高深孔爆破效果的措施P54

①加大臺階高度，使用毫秒微差技術進行連續爆破；

②合理利用臨空面，積極創造臨空面；③改善裝藥結構：間隔裝藥――分段裝藥空隙裝藥（猛度――爆力）、混合裝藥、孔內微差爆破④保證堵塞長度與堵塞質量三、洞室爆破P52（自習為主）四、特殊爆破（另外一門課）介紹幾種特殊爆破的概念

第38頁，課件共46頁，創作于2023年2月§2－4爆破安全技術

一、安全距離

劃分爆破警戒范圍或保護范圍的依據

安全地帶與危險區的界線

安全的概念：人身安全設備財產安全基礎安全第39頁，課件共46頁，創作于2023年2月1、爆破地震振動安全距離

①爆破地震振動速度的確定

蘇聯公式：K為系數，巖石k=30----70,土質k=200,f(n)=0.4+0.6n3瑞典公式：mm/sK為系數（堅硬巖400）美國公式

英寸/s以上都是經驗公式，均與爆區總裝藥量Q和爆源至測點距離R有關。

第40頁，課件共46頁，創作于2023年2月②爆破振動破壞的判據

不同建筑物或構筑物允許的最大振動速度（臨界速度）是不同的，人根據經驗列成了一系列表格。

爆破振動破壞的判據是以地表某的振動速度V來衡量的，而與建筑