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隧道爆破讲课人：程贤红什么是光面爆破？光面爆破是通过正确确定爆破参数和施工方法，使爆破后的围岩断面轮廓整齐，并最大限度地减轻爆破时对围岩的震动和破坏，从而保持围岩原有的完整和稳定。光面爆破的意义它与传统的爆破法相比，最显著的优点是能有效地控制周边眼炸药的爆破作用，从而减少对围岩的扰动，保持围岩的稳定，确保施工安全，同时，又能减少超、欠挖，提高工程质量和进度。——有利于避免超欠挖，节约处理工时；——有利于经济效益的提高，降低火工品、混凝土、喷浆料等各种材料的消耗；——有利于确保预计的断面轮廓线，减少塌方危险。光爆效果光爆效果光爆效果主要内容爆破器材介绍隧道爆破设计基础知识起爆网络钻爆施工爆破安全相关知识爆破器材炸药起爆器材炸药工业炸药共分三类：煤矿许用炸药、岩石炸药、露天炸药。工程爆破中主要使用2号岩石乳化炸药。目前国产乳化炸药有很多系列，一般都是由硝酸盐水溶液通过乳化剂的乳化作用和敏化剂的敏化作用制成的油包水型乳脂状混合炸药，外观颜色有乳白色、淡黄色和银灰色等，它的主要成分有硝酸盐水溶液、油包水型乳化剂、油相材料、密度调整剂和添加剂等，加消焰剂可制成煤矿许用乳化炸药。乳化炸药国产乳化炸药具有良好的抗水性能和爆炸性能，其中2号岩石乳化炸药爆速不小于3200m／s，作功能力不小于260mL，猛度不小于12mm，殉爆距离不小于3cm，药卷密度为0.95～1.30g／cm3。自制造之日起，2号岩石乳化炸药的有效贮存期为6个月，煤矿许用乳化炸药为4个月。乳化炸药炸药化学变化炸药的三种化学变化：热分解、燃烧和爆炸。三种化学变化都是放热反应，因为炸药自身含有氧化剂和还原剂，不需要其他外界因素(如空气中的氧气)加入，炸药的化学反应也能持续不断地进行。热分解炸药在常温尤其是受热作用时，会发生缓慢的分解并放出热量，这就是热分解。热分解不会形成爆炸，但是温度升高，分解速度会加快；当温度持续升高时，热分解可能转化为爆炸。所以，库房在贮存炸药时，不宜堆得过密、过高和过多，要留有通道，保证通风良好，保持常温。燃烧绝大多数炸药都能燃烧，燃烧速度一般较慢。燃烧生成的气体或热量不能排放时，燃烧有可能转为爆炸。所以，炸药着火时，不要惊慌，有条件时可采取洒水降温和尽快疏散炸药的措施，切不可采用沙土覆盖法或用灭火器去灭火。爆炸有足够大的外界能量作用(如用1发合格的雷管引爆铵梯炸药)时，炸药将会发生最快最猛烈的化学反应，并生成大量的热和产生大量的气体，这就是爆炸。爆炸反应在炸药中稳定传播时，这样的化学反应叫爆轰，爆轰状态下炸药的化学反应最完全，能量释放最充分、最集中。炸药爆轰时，其前阵面是带有一定冲击波的化学反应区，该阵面称为爆轰波。当起爆炸药的能量不足或受其他因素影响时，炸药可能出现不稳定爆炸现象，造成半爆或息爆。影响稳定爆轰的主要因素有药卷直径和装药密度。药卷直径(或装药直径)小了将不能稳定传爆，只有药卷直径达到某个值时，炸药才能稳定爆轰，这一药卷直径称为炸药的临界直径。2号岩石铵梯炸药的临界直径为18～20mm，乳化炸药为16～18mm。一般工业用混合炸药，均存在一个最佳密度，该装药密度时爆速最大，装药密度小于最佳密度时，爆速随着装药密度的减小而降低；装药密度大于最佳密度时，爆速随着装药密度的增大而降低，装药密度过大，还会拒爆。炸药的感度炸药在外能的作用下发生爆炸的难易程度称为炸药的感度。炸药的感度可分为热感度、冲击感度、摩擦感度和爆轰感度。热感度热感度是指炸药在热能作用下发生爆炸的难易程度，一般用爆发点来表示。爆发点是指炸药在容器中加热发生爆炸时的温度，如某种系列乳化炸药的爆发点是330℃,2号岩石铵梯炸药的爆发点是186～230℃。冲击感度、摩擦感度、爆轰感度冲击感度是指炸药在撞击作用下发生爆炸的难易程度。摩擦感度是指炸药在摩擦作用下发生爆炸的难易程度。爆轰感度是指炸药在其他炸药或雷管爆炸作用下发生爆炸的难易程度。炸药的爆炸性能与爆破有关的炸药爆炸性能有：爆力猛度爆速殉爆爆力爆力是炸药的作功能力，是指爆炸产生的冲击波和爆轰气体作用于爆破对象内部，对爆破对象产生的整体压缩、破坏和抛移的作功能力。炸药的爆力越大，说明炸药爆炸释放出的能量越多，破坏力越强，破坏范围及体积也就越大。猛度炸药的猛度是指炸药爆轰对爆破对象的冲击、粉碎能力。一般来说，炸药爆速越高，猛度也就越大。（炸药的猛度大小与炸药爆炸时能量是否集中释放出来有关，炸药爆炸完成的时间愈短，则能量就能集中释放，对周围的冲击力量就愈大，破碎的作用也就愈大。炸药爆炸完成的时间长短，取决于炸药的爆速。由此可知，影响炸药猛度的主要是爆速）爆速爆速是指爆轰波在炸药中的传播速度，常用工业炸药的爆速在2500～7000m／s之间，爆速越高，炸药的爆炸冲击力越强。殉爆殉爆是指炸药爆炸时引起与其不相接触的邻近炸药爆炸的现象。炸药殉爆的能力用殉爆距离来表示。殉爆距离是指主发药卷引起被发药卷爆炸的最大距离。殉爆距离炸药爆炸产生的有毒有害气体炸药爆炸会产生大量的有毒有害气体。有毒有害气体的种类、数量和在空气中的浓度与炸药的性质、爆炸条件及介质、爆破环境和空间条件有关。当爆炸反应不完全时，将引起有毒气体含量增加。一般情况下，爆炸产生的有毒有害气体大部分是一氧化碳与氮氧化物。爆炸生成的产物有时与岩石(矿物)起化学反应，可能生成新的有毒有害气体，如在硫化矿石中爆破，有毒气体中往往有二氧化硫。炮烟中毒有毒有害气体进入人体呼吸系统后，可能引起中毒。通常所说的炮烟中毒，往往是指有毒有害气体综合作用的结果。所以，在爆破后通风不好的巷道内以及爆碴中遗散炮烟对人身体健康甚至生命安全会有一定的影响。起爆器材导火索雷管导爆索工业雷管目前工程爆破中常用的工业雷管有电雷管和非电雷管两大类。雷管属于起爆器材，是起爆炸药用的。雷管是高度危险的爆炸物品，其感度较高，生产、运输、贮存和使用时必须确保安全。电雷管电雷管分类按用途不同，分为普通电雷管和煤矿许用电雷管；按通电后爆炸延期时间不同，分为瞬发电雷管和延期电雷管两种，根据延期时间长短又分为秒延期电雷管、半秒延期电雷管、1／4秒延期电雷管和毫秒延期电雷管；按主装药量的不同，分为8号和6号电雷管。瞬发电雷管瞬发电雷管是一种通电立即爆炸的电雷管，所以又称它为即发电雷管。瞬发电雷管结构示意图a-直插式；b-引火头式1-脚线；2-管壳；3-密封塞；4-纸垫；5-线芯；6-桥丝(引火头)；7-加强帽；8-散装副装药；9-副装药；10-主装药瞬发电雷管根据电点火装置的不同，分为直插式和引火头式两种，直插式瞬发电雷管桥丝直接插进副装药，靠通电灼热的桥丝直接引燃副装药并使之爆轰，副装药是松散的，取消了加强帽；引火头式电雷管，桥丝周围涂有引火药，做成一个圆珠状的引火头。当桥丝通电灼热，引起引火头燃烧喷火，火焰穿过加强帽的中心孔引爆副装药。无论是直插式还是引火头式电雷管，加工雷管、起爆药包或处理盲炮时，均不能用力拉动电雷管脚线，否则可能造成雷管爆炸。秒延期电雷管秒延期电雷管是通电后延迟爆炸时间以秒、半秒、1／4秒为计量单位的迟发电雷管。秒延期电雷管与瞬发电雷管比较，仅仅是前者在引火头和加强帽之间多了一段起延时作用的精制导火索，并在雷管壳上加设了排气孔。起爆时，引火头点燃精制导火索，导火索燃烧完毕喷出火焰，传递给副装药引爆雷管。毫秒延期电雷管毫秒延期电雷管(又称微差电雷管)，通电后爆炸的延期时间以毫秒计。毫秒电雷管和秒延期电雷管的区别在于使用了不同的延时剂，秒延期电雷管靠精制导火索段延时，毫秒电雷管使用延期药延时，其延期药为硅铁和铅丹混合物，并掺入适量硫化锑以调节药剂的化学反应速度。通过改变延期药的成分、配比、压药密度、药量来控制延期时间。电雷管性能一)电阻电雷管电阻在出厂时都附有说明，但在爆破网路设计和施工中必须实测每一个电雷管的电阻。《爆破安全规程》规定：同一爆破网路，应使用同厂、同批、同型号的电雷管。因为不同厂家及不同批号用的桥丝材质和桥丝直径可能不一样，如果在同一爆破网路中，通以相同的电流，可能出现一种桥丝已经熔断而另一种桥丝尚未达到点火温度的现象，结果造成有的药包拒爆。二)安全电流安全电流是指雷管通过恒定的直流电5min也不会爆炸的最大电流，这是检验电雷管针对杂散电流或检测仪表工作电流的安全指标。现行国家标准规定电雷管的安全电流为0.18A。《爆破安全规程》规定，用来导通电雷管的仪表工作电流(或最大误操作电流)，不应超过30mA。非电雷管导爆管雷管(1)瞬发导爆管雷管(2)延期导爆管雷管按品种：毫秒导爆管雷管、半秒导爆管雷管、秒导爆管雷管号数：6号和8号类型：耐水型和普通型导爆管雷管外观与结构导爆管雷管管壳用的材料为铜、覆铜钢、铝合金、铁等，导爆管长度有3m、5m、15m等。毫秒导爆管雷管的结构如图所示。导爆管雷管是指靠导爆管的冲击波冲能激发的工业雷管，由导爆管、卡口塞、延期体和火雷管组成。它是实施矿山和工程爆破时，起爆系统中的一个元件，输出爆炸冲能，用以引爆其后的爆炸装药。虽然存在爆破网路不便检查的缺点，但由于它具有抗水，不受杂散电流及感应电流影响、爆破网路联接形式多样及实现炮孔间微差起爆方法灵活等优点，故发展十分迅速，品种、产量大幅上升，受到世界各国的普遍重视。导爆管塑料导爆管又称导爆管，是塑料管内壁附有一薄层炸药，起传爆作用的工业索类火工品。在导爆管雷管中导爆管取引火元件作用。起爆雷管时，导爆管在外界激发冲能（冲击波）作用下被起爆，输出冲击波，经卡口塞（含消爆空间）衰减后主要以火焰引燃雷管中的起爆药（或通过延期药“接力”后引燃起爆药），进而引爆雷管中的猛炸药，使雷管输出爆炸冲能导爆管使用注意事项1）不得在有瓦斯、煤尘等易燃易爆气体和粉尘的场合使用；2）连接导爆管网络时，导爆管簇被雷管激爆的根数应不超过20根，具体根数依相应雷管的起爆能力而定，网络连接前应做实验确定；3）导爆管簇被捆扎雷管激爆时，宜采用反向起爆，或者正向起爆时聚能穴上用胶布或炮泥堵上，以减少飞片对前方导爆管的损伤；数码电子雷管数码电子雷管又称为数码电子雷管控制器，它涉及对电子雷管控制器的改进。数码电子雷管利用集成电路技术，使普通雷管具有精确的延期起爆功能，可实现高质量的爆破作业。雷管的延期时间精度和可靠性极大提高，数码电子雷管的延期时间可精确到1ms以内。并可现场对爆破系统编程设定和检测。导爆索导爆索按其包缠结构分为两种：棉线导爆索和塑料导爆索。棉线导爆索是用黑索金或太安作为索芯，棉线、纸条为包缠物，沥青为防潮层的导爆索；塑料导爆索是用黑索金或太安作为索芯，化学纤维或棉线、麻线等为内包缠物，外层涂覆热塑性塑料的导爆索，塑料导爆索更适用于水下爆破作业。因为导爆索内有猛炸药，它不仅具备良好的传爆性能，本身还有一定的爆炸威力。经雷管引爆后，导爆索可直接引爆铵梯炸药或乳化炸药。隧道爆破设计的基本知识岩石隧道爆破特点：临空面少要求高地质条件复杂炮眼的种类及作用种类：掏槽眼辅助眼周边眼炮眼布置图掏槽眼针对隧道开挖爆破只有一个临空面的特点，为提高爆破效果，宜先在开挖断面的适当位置（一般在中央偏下部)布置几个装药量较多的炮眼,如图中的红色炮眼。其作用是先在开挖面上炸出一个槽腔，为后续炮眼的爆破创造新的临空面。辅助眼位于掏槽眼与周边眼之间的炮眼称为辅助眼。其作用是扩大掏槽眼炸出的槽腔，为周边眼爆破创造临空面。周边眼周边眼，沿隧道周边布置的炮眼称为周边眼。其作用是炸出较平整的隧道断面轮廓。按其所在位置的不同，又可分为帮眼、顶眼、底眼。最小抵抗线最小抵抗线是指爆破时岩石产生抵抗力(阻力)最小的方向。工程爆破中，通常将药包中心或重心到最近自由面的最短距离称为最小抵抗线，一般常用w表示。最小抵抗线代表了爆破时岩石阻力最小的方向，所以在此方向上岩石运动速度最高，爆破作用最集中。因此最小抵抗线是爆破作用的主导方向，也是岩石移动的主导方向。隧道爆破好坏主要决定于掏槽眼和周边眼的爆破。掏槽眼爆破直接影响着炮眼的利用率或循环