爆破基础知识

爆破基础知识主讲：何理2015.10.17第一讲绪论一、炸药的发明爆破技术的根在中国——发明炸药公元850年（唐朝）记述了中国人制造火药的配方，实际应在此之前唐朝末（公元1000年以前）已经用于军事欧洲最早记载火药配方是1242年以后名叫罗杰.培根的英国修道士，这种东西被称作爆破剂普遍认为黑火药是从中国传到印度、阿拉伯，然后从哪传到西方黑火药是硝酸钾、硫黄、木炭三种固体粉末的物理混合物。化学反应方程式2KNO3+S+3C==N2↑+3CO2↑+K2S爆破是利用炸药在爆炸瞬间释放出的巨大能量，加快工程进度的一种技术。爆破也是一门比较复杂的边缘学科。随着科学技术的进步、国民经济的发展的需求，爆破技术有了很大发展。二、什么是爆破爆破技术最主要的两大应用：采矿业和战争，和平年代主要用于采矿爆破是采矿的主要工艺，决定了采矿的主要技术经济指标，所以矿山特别重视爆破技术爆破不仅用于采矿，可以广泛地应用于各类岩土工程、拆除爆破、加工和材料等领域。三、爆破技术的主要应用第二讲起爆方法及器材概述这里所指的起爆技术是指工业炸药的起爆技术。确定起爆方法、选用起爆器材和其它用品、敷设起爆网络等合称起爆技术。起爆技术直接关系到爆破的可知性、起爆效果、爆破质量和爆破作业的安全性。目前常用的起爆方法按所用起爆器材不同，分为火雷管起爆法、塑料导爆管起爆法、导爆索起爆法、电雷管起爆法和其它新型起爆方法。各种起爆方法可以独立使用，也可以根据爆破工程的特定要求，充分利用各种起爆方法的优点，采用多种起爆方法的联合起爆方法。一、火雷管起爆法1、简介火雷管是利用火花（外能）点燃导火索，导火索将火花传递给火雷管，引起火雷管爆炸，再起爆炸药的起爆方法。是一种造价最低的起爆方法。火雷管起爆法所用起爆器材有导火索、火雷管和点火器等。导火索（白线）火雷管：外壳有纸壳、金属壳和塑料壳将导火索插入火雷管，用胶布缠牢，成为起爆雷管将起爆雷管插入药卷，用胶布缠牢，成为起爆药包雷管敏感，但威力不大；炸药威力大，但不敏感一旦做成起爆药包，就有较大危险性点火起爆：明火或导火索就可点燃专用的有点火筒、铁皮三通、电点火头2、起爆方法火雷管起爆法最简单，成本最低用于简单起爆，起爆要求不高的爆破，如民采小矿山、工程施工工地、二次爆破等缺点：必须在现场点火起爆，安全性差可控性差，不能实现微差起爆导火索燃烧时烟气量大，污染环境现在正规爆破少用3、评价二、电雷管起爆法1、瞬发电雷管装药部分与火雷管类似药头式：也称装配式，由于有加强帽，所以同等药量的起爆能力大直插式：与火雷管类似，只是导火索换成了点火头，没有加强帽，所以药量要大些2、秒延期电雷管点火后不马上起爆，在预定的延时后起爆，延时间隔以秒计延时药是精制导火索为了释放管内导火索燃烧时释放出的烟气，以免管内压力升高影响延时，在管壳上设有排气孔分整体管壳和两段管壳两种评价秒延期电雷管用得不多，相邻炮孔间不能用秒延期电雷管，只有互无干扰的爆区或排孔间可以用段别少，不同段的雷管颜色不同，长短也不同，容易区别3、毫秒延期电雷管延期间隔时间以毫秒为单位，延期时间更精确延期药是精制的燃料，比秒延期雷管的延期药量少，燃烧时释放出气体少，管内压力变化不大，延时精确，可达ms级是目前微差爆破的主要起爆器材评价毫秒电雷管是控制爆破的主要起爆器材，可以精确控制爆破延时曾经是微差爆破的主要器材，现在仍然大量应用由于容易受环境杂散电流的影响，其应用受到一定限制瞬发电雷管延期电雷管三、导爆索起爆法1、导爆索导爆索是一种传爆器材，传递的是爆炸构造和外观与导火索类似，导火索外观是灰白色，导爆索为红色，通称红线导爆索里面装的是高威力的猛炸药，如黑索金或泰安每米12~14g/m药量爆速6700m/s左右导爆索可以直接起爆炸药，其威力相当于雷管连接起来耐热、耐冷、耐水导爆索2、评价导爆索是起爆能力最大，最可靠的起爆方法，尤其是深孔爆破，导爆索可以实现整孔起爆，不像雷管只在一点起爆导爆索起爆是矿山深孔爆破常用的起爆方法导爆索可以和其它雷管配合构成综合起爆网导爆索不是独立的起爆方法，需要用其它雷管来起爆导爆索四、导爆管起爆法1、导爆管由瑞典人发明外径3mm，内径1.5mm的塑料管内壁涂以黑索金（或奥克托金）与铝粉的混合物，药量15~20mg/m传爆速度1600~2000m/s药量是导爆索药量的千分之一，这样少的药量装在导爆索中是不能稳定传爆的导爆索在传爆过程中对周围有强大的爆破作用，可以引爆炸药导爆管在传爆过程中对周围没有影响，握在手上都没有感觉，在黑暗外只能看到一个亮点传过，用过的导爆管外形没有任何损坏导爆管内炸药爆炸的能量仅够维持一个微弱的冲击波传播，冲击波可以引爆雷管内的起爆药导爆管雷管的外形和参数与电雷管类似2、导爆管与导爆索的区别第三讲控制爆破技术根据工程要求，采取一定技术措施，将爆破有害效应控制在规定范围内的爆破技术。使爆破的声响、震动、飞石、倾倒方向、破坏区域以及破碎物的散坍范围在规定限度以内。控制爆破技术？1、预裂爆破概念露天矿边帮的稳定性是露天矿安全的主要问题之一，特别是深凹露天矿，今年我国各地已经发生多起边帮滑坡重大事故，滑坡事故往往是恶性事故影响因素：边帮参数，如帮坡角，台阶高度，台阶坡面角岩体构造，如构造带，岩体产状爆破破坏，爆破震动对爆破的要求减少爆破对边坡原岩的破坏减小对边帮岩体的震动技术思路减少爆破药量，地震效应减轻切断爆破与被保护边帮之间的联系预裂爆破在边帮与爆区间形成裂缝，使爆区与保护边帮间的作用中断先爆预裂孔，后爆破主爆孔预裂孔中装药量只够形成裂缝，不会产生更多的破坏作用大量应用于大型露天矿和水利水电工程2、挤压爆破也称压碴爆破思路前次爆破后的矿岩不全部清理，留下一些在边帮上，下次爆破是在前面在碴堆的条件下进行，产生挤压作用能改善爆破质量，块度均匀参数碎石宽度10~20m每次爆破的排数4排以上炸药的单耗要比正常爆破多15~30%在地采矿山也可以应用此技术矿岩爆破破碎后的体积是原体积的1.5~1.6倍，要让其充分松散，必须提供这些额外空间不留够补偿空间，爆破下来的矿岩必然产生挤压作用，二次破碎有利必须掌握好此参数，大了起不到作用，小了容易挤死，带来更大麻烦挤压爆破的炸药量比正常爆破多挤压爆破多用于多排孔爆破，单排孔爆破意义不大3、光面爆破要求爆破后的井巷周边光滑，半孔率达80%以上特点是多打孔，少装药，只要使孔间贯通即可装药轴向不耦合，孔径大，药卷直径小周边孔在辅助孔之后起爆，和预裂爆破不同用于服役时间长的巷道用于岩体不稳定的矿岩条件掏槽孔辅助孔周边孔掏槽孔辅助孔周边孔掘进爆破的炮孔布置第四讲爆破危害及安全控制基本内容爆破振动1爆破冲击波2爆破噪音3爆破飞石4爆破毒气和粉尘51、爆破振动由爆破引起的振动，常常会造成爆源附近的地面以及地面上的一切物体产生颠簸和摇晃，凡是由爆破所引起的这种现象及其后果，叫做爆破地震效应。当爆破振动达到一定的强度时，可以造成爆区周围建筑物和构筑物的破坏，露天矿边坡的滑落以及井下巷道的片帮和冒顶。1.1、爆破振动的破坏判据序号保护对象类别安全允许振速/cm/s10Hz10~15Hz50~100Hz1土窑洞、土坯房、毛石房屋0.5~1.00.7~1.21.1~1.52一般砖房、非抗震的大型砖块建筑物2.0~2.52.3~2.82.7~3.03钢筋混凝土结构房屋3.0~4.03.5~4.54.2~5.04一般古建筑与古迹0.1~0.30.2~0.40.3~0.55水工隧道7~156交通隧道10~207矿山巷道15~308水电站及发电厂中心控制室设备0.59新浇大体积混凝土龄期：初凝~3天龄期：3~7天龄期：7~28天2.0~3.03.0~7.07.0~121采用低威力、低爆速炸药2限制一次爆破的最大用药量3采用微差爆破4采用预裂爆破或开挖减震沟槽1.2、爆破振动危害控制措施2、爆破冲击波由于冲击波具有较高的压力和较大的流速，故不但可以引起爆破点附近一定范围内建筑物的破坏，而且还会造成人畜的伤亡。冲击波的破坏性是十分严重的。大量的实验研究表明，其破坏作用远远超过爆炸地震波和飞石的作用。冲击波是炸药爆炸时的又一种外部作用效应。2.1、破冲击波的破坏判据及安全距离《爆破安全规程》规定对人员，空气冲击波超压的安全允许标准为0.02×105Pa。空气冲击波对暴露人员的损伤程度见下表。△P/105Pa伤害等级伤害情况0.2~0.3轻微轻微挫伤0.3~0.5中等听觉器官损伤，中等挫伤，骨折0.5~1.0严重内脏严重挫伤，可能死亡1.0极严重大部死亡2.2、降低爆破冲击波的措施采用微差爆破技术，利用爆破冲击波相互干扰衰减；保证合理的堵塞长度和填塞质量；尽量避免地面雷管或导爆索，否则覆盖；设置阻波屏障3、爆破噪音在爆破作业中，当爆炸空气冲击波的超压降至0.02MPa以下时，冲击波蜕变为声波，以波动形式继续向外传播，并伴随着产生其声响——爆破噪声。爆破噪声虽然短促，但由于是间歇性的脉冲噪声，容易引起人们的精神紧张，产生不愉快的感觉，特别是在城镇居民区，应避免由于爆破噪声引发社会安定方面的问题及居民的诉讼。降低爆破噪声的措施：同爆破冲击波控制；在人口密集区实施拆除爆破和其他爆破作业，做好“安民告示”也是十分必要的。使居民对爆破噪声事先有一定的心理准备，可以有效地减少人们对爆破噪声的诉讼。4、爆破飞石在工程爆破时，被爆介质中那些脱离主爆堆面而飞得较远的碎石，称为爆破飞石。危害：人员伤亡；毁坏厂房和住宅；打坏机器设备。最严重的潜在的事故因素之一。爆破飞石控制措施：尽量减小爆破作用的指数，并选用最佳的最小抵抗线；在浅眼爆破时，尽量少用或不用导爆索起爆系统；设计合理的起爆顺序和最佳的延期时间，以尽量减少爆破飞石；做好堵塞工作，严防堵塞物中夹杂碎石；在控制爆破中，对被爆体采取严密的覆盖。5、爆破毒气和粉尘爆破毒气也叫炮烟，是炸药爆炸或燃烧后所产生的有毒气体的总称。在凿岩、爆破和其它石方开挖生产工序中，产生一定细度的固体粒子集合体。爆破毒气和粉尘控制措施：提高炸药质量，达到理想爆轰状态，减少有害气体生成量；加强通风和洒水，净化风流；覆盖防护；爆破后过一段时间再进入爆破现场。