聚能爆破机理
弹药工程及爆炸技术工程爆破-教学大纲
《工程爆破》课程教学大纲课程代码：110142302课程英文名称： Blasting and explosion technology课程总学时：32 讲课：32 实验：0 上机：0适用专业：弹药工程与爆炸技术大纲编写（修订）时间：2017.11一、大纲使用说明（一）课程地位及教学目标本课程是弹药工程专业的专业主干课程，在本科教学中起着重要的作用，在弹药与爆破技术专业课程中发挥示范性、辐射性的引领作用。
通过本课程的学习，不仅让学生学习与掌握比较丰富的工程爆破的原理及其应用，而且让学生了解与把握爆破工程学科发展的现状与趋势，对于开阔学生视野，拓展专业知识，加深对爆破工程施工的认识具有重要意义。
（二）知识、能力及技能方面的要求1. 了解工程爆破技术的发展趋势和现状；2. 掌握爆破工程施工设计的基本理论；3. 掌握不同类型工程爆破的施工操作设计；4. 对简单的工程能够设计爆破施工方案。
（三）实施说明1.教学方法：本课程涉及多个学科类别，所涉及的技术门类和问题十分广泛和复杂，不同类型的爆破技术，在实际爆破中所遇到的问题也大不相同。
同时，爆破技术是在不断飞速发展，且工程性很强的技术。
为了适应爆破工程的这些特点，本课程在教学设计上，结合专业特点，精选教学内容；依据现代教学理念，探索新颖授课方式；丰富课外作业形式，延伸课程教学内容；加强实践教学环节，培养实践创新能力。
通过以上的教学方法，增加学生对本课程的兴趣。
2.教学手段：课程采取了课堂理论教学、现场工程爆破操作教学录像、多媒体教学，将来可增加实验环节等教学方式，充分调动了学生的积极性，提高了学生的创造性思维能力和自主性学习能力。
也充分利用网络课程资源和多媒体手段，不断充实课堂教学内容，实现了教学的现代化。
（四）对先修课的要求工程力学、岩体力学等。
（五）对习题课、实验环节的要求1.习题的要求：通过适量的复习题加强对所学内容的理解和掌握，使学生得到对爆破作业机理的深入理解，特别使学生对爆破工程设计基本原理、爆破参数的计算和选择、装药量计算、爆破网路设计等得到训练。
综采工作面采用聚能管预裂爆破提块研究
Ｉ ＮＣＲＥＭ ＥＮＴ ＢＬｏＣＫ ＡＤＶＡＮＣＥ ｏＮ ＣＡＶＩ ＮＧ ｏＲＫＦＡＣＥ Ｗ
Ｇｕ ｏ ｇ ｎ Ｙａ ｇ Ｒｅ ｓ ｕ Ｚ ｏ ｉｏ ｕ ｎ Ｓ ｎ Ｑｉｎ Ｍ ａ Ｘｉｍｉ Ｚ ａ ｇ ｂ ｏｄ ｎ ｍｉｇ ｎ ｎ ｈ ｈ ｕ ｘａ ｈ ａ ｕ ａ ｇ ｎ ｎ ｈ ｎ ｏ
ｗｏ ｋ ａ ｅ ａ ｄ ｅ ｒｃ ｅ ｈ ｌ ｓ ｈ ｏ ｙ ｒ ｆ ｃ ｎ ｎ ｉｈ ｓ ｔ ｅｂ ａ ｔｔ ｅ ｒ ．
ｄｃｔｄ ｔ ａ ｔ ｅｂｎ ｉｇｅ ｅｇ ｂ ｏ ｌ ｎ ａ ｃ ｅｂ ｃ ａｅ５ ｃ ｍｐ ｒ ｄｔ ｈ ｒ ｉａ ｂａ ｔ ｔ ｏ ， ｉ ｅ ｈ ｔ ｈ ｉ ｎ ｎ ｒ ｙｔ ｅ ｕｄｅ ｈ ｎ ｅ ｈ ｌ ｋｒ ｔ ％ ｏ ａ ｅ ｔ ｅ ｉ ｎ ｌ ｌｓ ｍｅｈ ｄ ａ ｄ ｕ ｃ ｔ ｏ ｏ ｏｇ
间 ，产量受影响 ，难 以充分发挥爆破提块 的优势作用 。本 文根据聚能管定 向控 制爆破机 理 ，首次提 出采
用聚能管对工作面煤层进行预裂爆破 ，形成长 的分 布裂缝 ，在割煤机 的扰动 下 ，以提高 开采的块 率 。试
验表明 ，聚能管能够 比原先爆破方法提 高块率 ５ ，可 为矿取得 良好 的经济效 益 ；同时 该技术 也是 首次 应用到综采工作面 ，丰富 了爆破理论 。 关键词 ： 条综采 工作 面 聚能管 预裂爆破 爆破提块
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第 １ 卷 第 ３期 ５ ２０ ０ ６年 ３月
．
中 国 矿 业
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综采 工作 面采 用 聚 能 管预 裂爆 破 提 块研 究 ＊
郭东明 杨仁树 周晓欢 孙 强 马鑫 民 张 博
爆破工程期末必考题
1．岩石爆破破坏原因的理论学说和破坏过程。
理论1“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；2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；3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。
过程1.炮孔周围岩石的压碎作用2.景象裂隙作用3。
卸载引起的岩石内部环状裂隙作用 4。
反射拉伸引起的“片落”和引起径向裂隙的延伸 5。
爆炸气体扩展应力波所产生的裂隙。
2。
巷道掘进爆破中炮眼形式：掏槽眼：用于爆出新自由面，为辅助眼/周边眼爆破创造有利条件,直接影响循环进尺，掘进效果；周边眼：控制爆破后的巷道断面形状、大小和轮廓，使之符合设计要求；（顶眼、底眼、周边眼）辅助眼:破碎岩石的主要炮眼，利用掏槽眼爆破后创造的平行于炮眼的自由面，爆破条件大大改善；3.中深孔爆破设计的基本内容：确定台阶高度,网孔参数，装药结构，装填长度,起爆方法，起爆顺序，炸药的单位消耗量4炸药爆炸与燃烧区别燃烧与爆炸传播速度截然不同，燃烧几毫米到几百米每秒，亚音速，爆炸通常几千米每秒1。
从传播连续进行的机理来看，燃烧的能量通过热传导,辐射和气体产物的扩散传到下一层炸药,激起未反应炸药产生化学反应，是燃烧连续进行,爆炸，能量以压缩波的形式提供给前沿冲击波,维持前沿冲击波的强度，然后前沿冲击波冲击压缩激起下一层炸药进行化学反应，是爆轰连续进行；2从反应产物的压力来看,燃烧产物压力很低,对外界显示不出力的作用,爆炸产物有强烈的力效应3从反应产物质点运动方向，燃烧产物质点运动方向与燃烧传播的方向相反，二爆炸产物质点运动方向与爆炸传播方向相同；4从炸药本身条件，燃烧随装药密度的增加，燃烧速度下降，而爆轰速度随密度增加而增加；5从外界条件，燃烧易受外界压力和初温影响，爆炸基本不受外界条件影响；5氧平衡：指炸药中所含的氧用以完全氧化其所含的可燃元素后氧的剩余情况的衡量指标。
定向断裂控制爆破技术的应用
定向断裂控制爆破技术的应用摘要：文中介绍了岩石定向断裂控制爆破技术的研究成果, 提出爆破参数的设计要点,及其操作要点关键词：爆破技术断裂裂纹中图分类号： p633.2文献标识码： a 文章编号：前言在爆破作用的前期控制微裂纹的数量和优势的发展方向, 在实际应用中还不能消除对巷道周边围岩的破坏, 仍存在一些较严重的超欠挖现象, 浪费大量爆破和喷浆材料, 影响掘进效率, 增加工程成本。
采用聚能管改变周边眼装药方式和方法的定向断裂控制爆破技术克服了以上不足。
( 1)传统的光面爆破对围岩有较大的破坏作用, 普遍存在巷道成形效果差, 围岩破坏严重, 严重影响岩巷掘进的循环进尺及岩巷掘进成本。
( 2)应用岩巷定向断裂控制爆破技术, 合理确定周边眼的眼距和装药量, 通过科学合理的施工组织, 可有效地控制巷道成形, 保护围岩, 并降低工程成本, 加快工程进度。
一、技术原理( 1)传统的光面爆破对围岩有较大的破坏作用, 普遍存在巷道成形效果差, 围岩破坏严重, 严重影响岩巷掘进的循环进尺及岩巷掘进成本。
( 2)应用岩巷定向断裂控制爆破技术, 合理确定周边眼的眼距和装药量, 通过科学合理的施工组织, 可有效地控制巷道成形, 保护围岩, 并降低工程成本, 加快工程进度。
在爆破作用的前期控制微裂纹的数量和优势的发展方向, 在实际应用中还不能消除对巷道周边围岩的破坏, 仍存在一些较严重的超欠挖现象, 浪费大量爆破和喷浆材料, 影响掘进效率, 增加工程成本。
采用聚能管改变周边眼装药方式和方法的定向断裂控制爆破技术克服了以上不足。
定向断裂控制爆破技术原理, 就是利用聚能管改变巷道周边眼装药方式及方法, 以获得好的爆破效果。
即在周边眼装药时, 将炸药放在利用abs 塑料制成的聚能管内, 对炮孔实行不耦合装药, 使聚能管本身对爆轰力产生瞬时抑制和导向作用, 并通过切缝提供瞬态卸压空间, 使爆轰压力在切缝处形成高能流, 集中在巷道轮廓线方向优先产生裂隙并定向扩展, 形成断裂面, 从而实现周边眼的控制爆破获得良好的爆破效果。
爆破工程--隧道爆破
炸药:是指在一定条件下，能够发生快速化学反应，放出巨大能量，生成大量气体产物，显示爆炸效应的化合物或混合物。
炸药爆炸的三要素：1、反应过程中释放大量的热能;2、反应过程必须高速进行；3、反应必须产生大量的气体.炸药的氧平衡及对爆生有毒气体的影响：炸药的氧平衡可分为如下三种情况：1、零氧平衡：炸药中的氧含量恰好能够使碳、氢元素完全氧化；2、正氧平衡：炸药中的含氧量使全部碳、氢元素完全氧化后还有剩余；3、负氧平衡：炸药中的含氧量不足以将碳、氢元素完全氧化.零氧平衡炸药中的碳氢含量与氧的含量恰好匹配，即碳、氢元素被完全氧化成二氧化碳和水，没有多余的氧，也没有多余的碳、氢;负氧平衡炸药的含氧量不足，将发生不完全氧化,爆炸中出现CO ，甚至产生固态碳;而正氧平衡炸药的含氧量过多，易出现NO 和NO2。
炸药的起爆:炸药在外能作用下发生爆炸上网过程称为起爆.感度：是指炸药在外能作用下发生爆炸的难易程度。
爆速：是爆轰波传播的速度爆热：炸药反应放出的热量V Q ，根据能量守恒定律有()()V Q V V P P e e +-+=-20020221爆温:爆轰产物温度t k k t 122+=,其中t 为爆温。
爆力:是表示炸药爆炸对周围介质整体的压缩、破坏和抛移等作用的能力。
猛度：是表示炸药爆炸对其邻近介质产生局部的压缩、粉碎或击穿作用的能力.殉爆:一个药包爆炸后，引起与它不相接触的邻近药包爆炸的现象。
殉爆距：主动药包引爆从动药包的最大距离.冲击波：是一种在介质中以超声速传播的并具有压力突然跃升，然后缓慢下降特征的一种高强度的压力波.爆轰波:是指在炸药中传播的、伴有化学反应区的特殊形式的冲击波。
两者的区别：1.、传播介质：爆轰波在一定量的炸药中传播，而冲击波一般不定；2、爆轰波有化学反应，而冲击波没有；3、爆轰波有能量补充，而冲击波没有;4、爆轰波状态参数恒定，而冲击波状态参数退。
分析影响炸药爆速的因素：1、药包直径。
线性聚能装药爆破在水下工程的应用
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中， 达到爆轰产物积聚和能量密度提高的 目的。 这种线性聚能装药相对于扁平状 药包 ， 有以下
从分析水 介质条 件下的炸药爆炸基本特性 出
收稿 日期 ：０ ５—１ ２ ． ２０ ２— ５ 作者简介 ： 陈维炎 （９ ０一） 男 ； 汉 ： １８ ， 武 武汉 大学水 资源 与水 电工程 科学 国家重点实验 室硕士生 ．
ｓｏ ａ ｅｓ ａ ｅ ｈ ｇ ｌｓｉｇ ｉ ｍｏｅ ｓ ｉ ｂ ｅｔａ ｏｍａ ｙ ａ ｔ ｎ ｕ ｄ ｒ ａｅ ｘ ｌｓｄ ｂａｔ ｇ Ｏｎ ｈ ｗ ｔ ｔｔ ｈ ｐ ｄ ｃ ａ ｅｂａ ｔ ｓ ｒ ｕｔ ｌ ｈ ｎ ｎ ｒ ｌｄ ｎ ｍｉｅｉ ｎ ｅ ｔｒｅ ｐｏｅ ｌｓｉ ． ｈ ｈ ｒ ｎ ａ ｗ ｎ ｅ
破 ， 出一套 利用线性聚能药 包进行水下裸露爆破 的设计方法 ， 提 并在海底 管槽 开挖施 工 中得到成 功应 用。 关键 词 ： 线性 聚能装药 ； 水 下裸 露爆破 ； 金属射 流
中圈分类号 ： Ｔ ３ Ｄ２ ５ 文献标识码 ： Ａ
Ｔｈｅ Ｐｅ ｅｒ ｔｏ ｅ ｈａ ｉｍ ｆＬｉ ｅ ｒ Ｓ ａ ｄ Ｃｈａ ｇ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ Ｍ ｃ ｎ ｓ ｏ ｎ ａ ｈ ｐｅ ｒｅ ａ ｄ ＩｓＡｐ ｉａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｔ ｐｌ ｔｏ ｎ Ｕｎｄ ｒ ｔｒ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｃ ｅ ｗａ ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ
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第２卷 ３
第１ 期
陈维炎
等 线性 聚能装药爆破在水下工 程的应用
爆破工程复习纲要完整解答
爆破工程复习纲要完整解答第一章炸药与爆炸基本理论1、广义爆炸？爆炸(从化学变化的角度如何定义)？爆破？广义爆炸：爆炸是物质急剧的能量释放过程，能量在瞬间急剧释放或转化的现象都可以称为爆炸。
爆炸化学角度：由化学变化引起的爆炸成为化学爆炸。
如，瓦斯煤尘爆炸，炸药爆炸。
工程爆破：指利用炸药能量对介质做功，以达到预定工程目标的作业。
.2、炸药发生化学变化三种基本形式，如何相互转化？1，缓慢分解，2，燃烧，3，爆炸，在一定的条件下，炸药的上述三种变化形式都是能够相互转化的；缓慢分解可因热量不能及时散失而发展为燃烧、爆炸；反之，爆炸也可以转化为燃烧、缓慢分解。
3、炸药爆炸三要素？1，放出热量，2生成气体产物，3反应的高速度4、炸药、单质炸药、混合炸药、起爆药、猛炸药概念。
炸药，是在一定的外界能量的作用下，由自身能量发生爆炸的物质。
单质炸药：由单一化合物组成的炸药，又称单体炸药或化合炸药。
混合炸药：由两种或两种以上的物质组成的炸药。
起爆药：指在较弱的初始冲能作用下即能发生爆炸，且爆炸速度变化大，易于由燃烧转爆轰的炸药。
猛炸药：指那些利用爆轰所释放的能量对介质做功的炸药。
5、氧平衡？通式，计算方法。
工业炸药一般应使其氧平衡接近于____氧平衡。
氧平衡：指炸药中所含的氧用以完全氧化其所含的可燃元素后，所多余或不足的氧量。
(1) 通式为CaHbOcNd(a,b,c,d分别表示一个炸药分子中碳，氢，氧，氮的原子个数)计算方法：单质炸药：OB=[c-(2a+0.5b)]*16/M混合炸药：OB=OB1m1+OB2m2+…+Obnmn，使其氧平衡接进于零的氧平衡6、爆热、爆温、爆容、爆炸压力？爆炸压力与爆轰压力有何不同？爆热：在规定条件下，单位质量炸药爆炸时放出的热量称为炸药的爆热爆温：炸药爆炸时放出的热量使爆炸产物定容加热所达到的最高温度爆容：指单位质量炸药爆炸时，生成的气体产物在标准状况下(0 ℃、1 个大气压) 所占的体积(L/kg)爆炸压力：炸药爆炸时生成的热气体所产生的压力称为爆炸压力7、冲击波？爆轰波及其与冲击波的关系。
第一部分爆破作用基本原理
• 燃烧：炸药在火焰或热作用下可能引起燃烧。燃
烧的速度一般比较慢，但当燃烧生成的气体或热 量不能及时排出时，可能导致爆炸。因此，当遇 到炸药燃烧时，切不可采用砂土覆盖去灭火。
1.1 炸药爆炸的基本要素
• 爆炸：当炸药受到足够大的外能作用时，会发生
猛烈的化学反应，引起炸药爆炸。爆炸反应传播 速度保持在稳定值时的化学反应称为爆轰。这时 炸药的能量释放最充分、最集中。
1.3 单个药包在介质中的爆破作用
特定形状药包：将炸药做成特定的药包，用以 达到特定的爆破作用。应用最广泛的是聚能爆 破法，把药包外壳的一端加工成圆锥形或抛物 面形的凹穴，使爆轰波按圆锥或抛物线形凹穴 的表面聚集在它的焦点或轴线上，形成高速射 流，击穿与它接触的介质的某一特定部位。这 种药包在军事上用做破甲弹以穿透坦克的外壳 或其他军事目标，在工程上用来切割金属板材、 大块的二次破碎以及在冻土中穿孔等。
1.3 单个药包在介质中的爆破作用
试验证明，在岩石性质、炸药品种和药包埋置深度均 相同的情况下，改变装药量Q的大小即可获得爆破作 用指数不同的爆破漏斗。此外，爆破单位体积炸药消 耗量随着爆破作用指数的不同而变化。因此，装药量 可视为爆破作用指数n的函数。故各种不爆破作用的 装药量的计算通式可表示为：Q=K标W3f（n），其中f （n）=0.4+0.6n3称为爆破作用指数；K为单位用药 量系数或称单耗等。K值在某种意义代表岩石的可爆 性，与岩石的物理力学性质、岩层结构、节理、风化 程度等有关。可通过爆破试验或经验确定。
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作用机理：利用聚能效应，将装药前段（即与致裂方向一致）做成空穴，将聚能穴衬以金属制成药型罩，则当爆轰波传至药型罩时，爆轰产物将改变由于方向，就会在装药轴线上汇集、碰撞，产生高压，使金属罩变成液体形成沿轴向方向向前射出的一股高速、高密度的细金属射流并穿透岩体，产生初始裂缝，通过爆生气作用体进一步将裂缝扩展贯通形成断裂面。
爆破优点：能量集中, 能将爆生气体的能量更多地转化成聚能射流的动能, 节省炸药; 在节理、层理发育和原岩应力复杂的情况下, 沿切缝延伸的裂缝与原有裂缝相遇时, 爆轰压力越高、射流速度越大, 切割效果越好; 有效控制断裂方向, 防止其他裂缝的形成和延伸, 降低不平整度, 提高成材率。
可用于大理石、花岗岩等材料的切割; 通过控制聚能流的方向, 大大减小了对围岩的冲击波、地震波影响; 增大预裂孔间距,减小钻孔费用和劳动强度, 提高了效率。