爆破工程第9章习题及参考答案

第9章习题及参考答案一、填空题1.岩石爆破破碎原理有（爆炸气体破坏）理论、(爆炸应力波破坏)理论、(爆炸气体和应力波共同作用)理论。2．当炸药在无限均质岩石中爆炸时，将形成以炸药为中心的由近及远的不同破坏区域，分别称为(粉碎区（压缩区）)、(裂隙区（破裂区）)及(弹性振动区)。二、判断题1.在工程实际中，只能靠正确地选择最小抵抗线和药量来控制爆破类型。（√）2.最小抵抗线只有一个，爆破自由面可能为1—6个。（×）3.最小抵抗线方向上的自由面对爆破效果影响最大。（√）4.爆破装药的计算多用体积公式，关键是合理选用单位炸药消耗量。（√）5.炮眼爆破法的装药系数和炮眼利用率一般均小于100%。（√）三、名词术语解释题1.爆破自由面——指对爆破作用有直接影响的岩石与空气、水或其它介质的分解面。通常指岩土介质与空气接触的交界面。自由面越大越多，爆破效果越好，炸药消耗量越少。2.最小抵抗线（W）——指装药中心到自由面的最短距离。W的大小规定了药包的爆破规模，W的方向为爆破作用的主要方向。3.底盘抵抗线（Wd）——指炮孔中心到台阶坡底线的水平距离。台阶爆破一般都用Wd代替W进行有关计算。4.爆破作用指数（n）——指爆破漏斗底圆半径r与最小抵抗线的W比值，n的大小决定了爆破类型，其值一般为0.75—3。5.装药不偶合系数——指在炮眼爆破法中，进行不偶合装药时，炮孔直径与装药直径之比，一般为1.2—2.5。6.炮眼利用率（y）——指炮眼有效长度与炮眼总长之比，在井巷掘进中y一般为80%左右。7.线状药密度（装药集中度）——指炮孔装药量与装药部分孔长之比，对浅孔爆破，其值一般为0.2—1.0kg/M。8.炮眼密集系数（邻近系数m）——指孔距与最小抵抗线之比。M一般为0.8—2.5。9.间隙效应——指当炮孔直径与药包（卷）直径之间的间隙在一定范围内时，造成长柱装药传爆中断的现象。10.爆破作用指数——爆破漏斗半径与最小抵抗线的比。11.炸药单耗——爆破13m实体岩石所需要的炸药量。12.Hopkison效应——压缩应力波传播到自由面，一部分或全部反射回来成为同传播方向正好相反的拉伸应力波，当拉伸应力波的峰值应力大于岩石的抗拉强度时，可使脆性岩石拉裂造成表面岩石与岩体分离，形成片落，这叫霍普金森效应。13.孔口距和孔底距——临近自由面的两相邻炮孔中心距离叫孔口距，另一端的两相邻炮孔中心距离叫孔底距。14.底盘抵抗线——台阶上，外排炮孔轴线至坡底线的水平距离。15.沟槽效应——就是当药卷与炮孔壁间存在着月牙形空间时，爆炸药柱所出现的抑制，能力逐渐衰减直至拒爆的现象。16.爆破的内部作用——当药包在岩体中的埋置深度很大，其爆破作用达不到自由面时的爆破作用。17.爆破的外部作用——当药包在岩体中埋置比较浅，爆破作用能到达自由面的爆破作用。18.耦合装药——药包直径与炮孔直径相同，药包与炮孔壁之间不留间隙的装药形式。19.不耦合装药——药包直径小于炮孔直径，药包与炮孔壁之间留有间隙的装药形式。20.间隙效应（管道效应）——混合炸药细长连续装药，在炮孔内，如果药柱与炮孔孔壁间存在间隙，常常会发生爆轰中断或爆轰转变为爆燃的现象，这种现象称为间隙效应或管道效应。四、图示理解画图说明爆破漏斗的构成要素，并理解爆破作用指数的概念及所代表的爆破类型。W-最小抵抗线；r-爆破漏斗底圆半径；R-爆破作用半径；D-爆破漏斗深度；h-爆破漏斗可见深度；θ-爆破漏斗张开角（1）爆破作用指数n的概念：是爆破漏斗底圆半径对最小抵抗线的比值，（2）标准抛掷爆破漏斗当r=W，即n=1时，爆破漏斗为标准抛掷爆破漏斗，漏斗的张开角θ＝900。（3）加强抛掷爆破漏斗。当r＞W，即n＞1时，爆破漏斗为加强抛掷爆破漏斗，漏斗的张开角θ＞900。（4）减弱抛掷爆破漏斗。当0.75＜n＜1时，爆破漏斗为减弱抛掷爆破漏斗，漏斗的张开角θ＜900。（5）松动爆破漏斗。当0＜n＜0.75时，爆破漏斗为松动爆破漏斗，这时只有岩石的破裂、破碎而没有向外抛掷的作用。五、简答题1.如何保证起爆药包的加工质量？答：为保证爆药包的加工质量应注意以下几点：（1）加工前首先检查起爆器材和炸药质量，对不抗水炸药要有可靠的防潮措施；（2）保证雷管全部埋入炸药（可用木、竹锥先在药卷上扎孔）；（3）保证雷管与炸药固定牢靠（可用细绳、电雷管脚线或胶布捆紧）；（4）保证药包密度和直径。2.什么是爆破自由面？它与爆破效果有什么关系？答：爆破自由面是指对爆破作用用直接影响的岩石与空气、水或其它介质的分界面，通常多指岩土介质与空气的交接面。自由面可改变岩石的应力状态及强度极限，自用面的存在使炸药爆炸破碎、抛掷岩石才有可能，否则只能是在岩石内部起作用。自由面越大、越多，爆破岩石越容易，爆破效果越好，单位炸药消耗量越低。3.在工程爆破中如何确定最小抵抗线的大小？答：最小抵抗线W是工程爆破中的重要参数，W的大小规定了药包的爆破规模，也影响凿岩量、爆破效果和有害效应的大小等。W值与爆破方法、爆破场所、爆破要求、岩性、炮孔参数等因素有关。对具体的爆破工程W值一般先按经验初步确定，再按装药条件最终确定。4.什么是爆破作用指数n？按照n值的不同，可将爆破作用分成哪几类？答：爆破作用指数n是指爆破漏斗底圆半径r和最小抵抗线w的比值。工程爆破中，根据爆破作用指数n植的不同，将爆破漏斗分为4类：（1）加强抛掷漏斗，1∠n∠3；（2）标准抛掷漏斗，n=1：（3）减弱抛掷漏斗，0.75∠n∠1；（4）松动爆破漏斗，n≈0.75。5.单位炸药消耗量受哪些因素的影响，一般如何确定？答：单位炸药消耗量的影响因素很多，主要有岩石性质、炸药性能、自由面情况、爆破类型、炮孔参数、装药结构、起爆方法、堵塞质量等。单位炸药消耗量的确定方法有查表法、类比法和直接试验法三种。确定步骤为：（1）经验初定；（2）试验修正；（3）调整确定。6.什么是不偶合装药？不偶合装药有何作用？答：不偶合装药是指炮孔直径大于药卷直径的一种装药形式，与之对应的是偶合装药。不偶合装药爆炸时，爆轰波通过空气介质传播到孔壁岩石中。空气间隙犹如气垫一样，可将爆轰初始阶段的气体产物能量部分储存起来，削弱了炮孔初始压力峰值。之后受压气垫有将大量储存的能量释放出来作功，延长了爆轰气体产物作用的时间，改善了爆破效果。不偶合装药结构广泛地用于光面爆破和预裂爆破。7.何谓正向、反向起爆？反向起爆有何优点？它在哪些情况下不能使用？答：正向起爆：起爆药包靠近眼口，炸药由外向内传爆；反向起爆：起爆药包靠近眼底，炸药由内外向外传爆。反向起爆的优点：（1）爆轰波的传播方向和爆破后破碎岩块的运动方向一致（均朝向自由面），利于岩石的破碎和移动；（2）延长爆生气体在炮孔中的存在和作用时间，提高爆破能量的利用率；（3）有利于反射拉伸波的破岩作用，有利于防止带炮及孔底残药；（4）反向起爆能提高炮眼利用率，岩石愈坚固，炸药的爆速愈低及炮眼愈深时，反向起爆效果愈好。但在普通导爆索起爆及机械化装药时的电力和导爆管起爆中，均不能进行反向起爆。8.岩石爆破破坏原因的几种学说的基本观点是什么？答：爆生气体膨胀作用理论：炸药爆炸引起岩石破坏，主要是高温高压气体产物对岩石膨胀做功的结果；爆炸应力波反射拉伸作用理论：岩石的破坏主要是由于岩石中爆炸应力波在自由面反射后形成反射拉伸波的作用，岩石中的拉应力大于其抗拉强度二产生的，岩石是被拉断的；爆生气体和应力波综合作用理论：实际爆破中，爆生气体膨胀和爆炸应力波都对岩石破坏起作用，不能绝对分开，而应该是两种作用综合的结果，因而加强了岩石破碎效果，比如冲击波对岩石的破碎，作用时间短，而爆生气体的作用时间长，爆生气体膨胀促进了裂隙的发展，同样，反射拉伸波也同样加强了径向裂隙的扩展。9.Livingston爆破漏斗理论的基本内容是什么？答：炸药在岩体中爆炸时，传给岩石能量的多少与速度取决于岩石性质、炸药性能、药包大小(重量)、药包埋置深度、位置和起爆方法等因素。在岩石性质一定的条件下，爆破能量的多少取决于炸药量的多少、炸药能量释放速度与炸药起爆的速度。理论基础：爆破漏斗实验，能量平衡准则药包放出的能量＝岩石吸收的能量临界平衡状态药包放出的能量＞岩石吸收的能量超饱和状态岩石位移、隆起、破坏、抛掷药包放出的能量＜岩石吸收的能量弹性变形状态10.什么是体积法则和体积公式？答：在一定的炸药和岩石条件下，爆落的土石方体积与所用的装药量成正比。体积公式：V=kQ11.试述影响爆破效果的因素有哪些？答：影响爆破效果的因素很多，但大体可归纳为以下四个方面：（1）炸药因素：主要是炸药与起爆器材的性能。如炸药的密度、爆热、爆速、炸药与岩石匹配情况、起爆器材的种类等。（2）岩石因素：主要是岩石性质和地质构造。如岩石的物理力学性质、岩体的层理、节理、裂隙、断层、褶曲等。（3）爆破条件与爆破工艺：如自由面情况、炮孔参数、堵塞质量、装药量、装药结构与起爆方法等。（4）操作技术水平与组织管理等。12.炮孔填塞的作用是什么？答：保证炸药充分反应，使之产生最大热量；防止炸药不完全爆轰；防止高温高压爆轰气体逸出；使爆炸能量更多地转换成破岩机械功；提高炸药能量利用率。六、计算题1.一埋置深度为4米的药包，爆破后得到直径是10米的爆破漏斗。求：（1）、爆破作用指数，指出属何种类型的爆破，如果炸药单耗为1.5Kg/m3，爆破药量为多少？（2）、如果漏斗直径不变，要求实现减弱抛掷爆破，其深度如何调整？解：（1）已知r=10/2=5米，W=4米所以爆破作用指数n=r/W=5/4=1.25因为n=1.251,故为加强抛掷爆破药量Q=q（0.4+0.6n3）W3=1.5×（0.4+0.6×1.253）×43=150.9（公斤）（2）要实现减弱抛掷爆破，爆破作用指数n必须满足：175.0n即175.0Wr即1575.0W解得：米米〈67.65W故在漏斗直径不变的情况下，要实现减弱抛掷爆破药包埋深应满足米米67.65W。