【采矿课件】爆破工程课程教学大纲

爆破工程课程教学大纲

课程名称：爆破工程

课程名称（英文）：Blasting Engineering

课程号：

课程类型：技术基础课

学时：36

适用对象：采矿工程专业本科

先修课程：材料力学，普XX学

一、课程的性质、目的与任务

本课程是采矿专业的技术基础课之一，本课程的教学目的是使学生了解和掌握矿用炸药的基本性能，掌握爆破的基本原理和方法，在矿山企事业能够从事爆破工作，指挥和组织矿山生产。

二、课程的内容（包括理论教学和实践教学）及学时分配

第一部分绪论1学时

【目的要求】了解爆破工程的发展概况。

【教学内容】爆破在国民经济发展中的地位；爆破理论及技术的发展概况；课程性质、内容及学习方法。

第二部分岩石的性质及分级3学时

【目的要求】了解岩石的物理力学性质，掌握岩石的普氏分级方法。

【教学内容】1．岩石的物理性质，矿物成分和组织特征，岩石构造对凿岩爆破的影响，孔隙度、容重、密度、碎胀性、波阻抗；2．岩石的力学性质，岩石的变形特征—弹、塑、脆性，岩石在冲击载荷作用下的表现，应力波的概念及分类，应力波的传播，应力波向不同介质交界面垂直入射时的反射与透射（应力能量），岩石的变形能，岩石的强度特征，岩石的硬度与磨蚀性；3．岩石的分级，按岩石坚固性的分级方法，其它分级方法简介。

第三部分浅眼冲击式凿岩2学时

【目的要求】了解冲击式凿岩机分类与凿岩原理，了解凿岩工具的组成。

【教学内容】冲击式凿岩原理与凿岩机分类；浅眼凿岩工具，钎子的分类与组成，钎头形状与构造参数，钎头材料，钎杆与钎尾；凿岩时岩石的破碎规律。

第四部分深孔凿岩2学时

【目的要求】了解各种凿岩的特点，掌握潜孔凿岩和牙轮钻进的原理。

【教学内容】接杆式凿岩的特点、钻具；潜孔式凿岩，潜孔钻机、凿岩原理、钻具；牙轮钻进，钻机、凿岩原理；凿岩效率，凿岩生产率、影响纯凿岩速度的因素、提高凿岩生产率的途径。

第五部分炸药及爆炸的基本理论6学时

【目的要求】了解炸药及爆炸的基本概念，炸药的化学反应形式，炸药的敏感度，冲击波与压缩波的基本概念，掌握爆炸的起爆机理，爆轰波的结构及参数计算，理想爆轰与稳定传爆，侧向扩散对反应区结构的影响，化学反应区机理，氧平稀计算，爆热计算，爆破力与

猛度的测定等。

【教学内容】1．基本概念：化学爆炸与物理爆炸、化学爆炸的三要素、炸药化学反应的形式、炸药的分类；2．起爆药与单体猛炸药简介；3．炸药的起爆，起爆与起爆能、热器爆机理（谢苗诺夫器爆机理简介）、机械器爆机理（热点学说）；4．炸药的敏感度概念，研究炸药感度的实际意义，常用感度的测定方法，影响感度的因素；5．冲击波与爆轰波，压缩波、稀疏波、冲击波、爆轰波的概念，爆轰波结构（Z-N-D模型）；6．爆轰波的C-J理论简介，基本方程的建立，参数的近似计算；7．炸药的爆速与爆炸稳定性；药包直径对爆速的影响——理想爆轰与稳定传爆。侧向扩散对反应区结构的影响，化学反应区反应机理，影响爆速与爆炸稳定性的因素分析，爆速测定；8．爆轰产物与氧平衡，爆轰产物、氧平衡的概念及计算，混合炸药的配比计算，有毒气体；9．爆热，爆炸反应方程式，爆热的计算，爆热测定；10．爆炸威力，爆炸功及提高炸药能量利用率，爆力与猛度的概念及测定。

第六部分矿用炸药3学时

【目的要求】了解常用的矿用炸药的性能及生产工艺，掌握硝铵类爆炸的分类及主要成份。

【教学内容】1．发展简史；工业炸药分类；2．硝铵类炸药的主要成分——硝酸铵；铵锑炸药的成份、分类及适用条件；铵油炸药的成分、生产工艺、主要优缺点；浆状炸药的组份及其作用、主要优缺点；乳化炸药的组分、性能；其它炸药简介，铵沥蜡、水胶、硝化甘油类炸药。

第七部分起爆方法与起爆3学时

【目的要求】了解各种起爆器材的组成，掌握火雷管、电雷管、导爆索和导爆管的结构、起爆方法。

【教学内容】1．火雷管起爆法，火雷管构造、导火索、起爆方法；2．电雷管起爆法，电雷管分类及构造，电雷管的灼热理论及主要参数，串联成组电雷管的准爆条件，导线、电源与测量仪表，电爆网路的联接与计算；3．导爆索起爆法，导爆索、继爆管、网路联接、起爆弹；4．导爆管起爆，导爆管的结构、组成，起爆系统、网路联接。

第八部分岩石爆破破碎机理4学时

【目的要求】了解岩石爆破机理，单个集中药包的爆破作用，霍金逊效应，得文斯顿爆破漏斗理论，掌握单个集中药包在无限岩体中爆炸的作用，装药量计算原理，影响爆破作用的因素，装药结构及堵塞的作用。

【教学内容】1．岩石爆破破坏原因的几种假说；2．单个集中药包在均值无限岩体中的爆破作用，压缩（粉碎）区与破坏（裂隙）区岩石破坏特点及形成，震动区，应力场；3．单个集中药包在单个自由面附近爆破，岩石的破坏特征—爆破漏斗（形状、几何要素、爆破作用指数及漏斗分类），霍金逊效应引起的岩石片落，镜象原理及反射拉伸波引起的径向裂隙延伸，自由面附近的爆炸应力场—伊藤一郎的研究成果简介，利文斯顿爆破漏斗理论；4．其它情况下的爆破多自由面爆破、成组药包爆破、非均质岩石中的爆破；5．装药量计算原理；6．影响爆破作用的因素；爆轰压力与爆炸压力，炸药与岩石的波阻抗匹配，装药结构，堵塞的作用，其它因素。

第九部分炮眼爆破和深孔爆破2学时

【目的要求】掌握井巷掘进爆破、井下深孔爆破和露天台阶爆破的炮孔布置、爆破参数确定，了解深孔爆破掘进天井的基本方案。

【教学内容】1．井巷掘进爆破，工作面炮眼布置（常用的掏槽方式），爆破参数，深孔爆破掘进天井（平行方孔方案与漏斗爆破方案）；2．井下采场浅眼崩矿爆破，炮眼布置、爆破参数；3．井下深孔崩矿爆破；深孔布置方式，爆破参数，爆破设计简介，方案确定，布孔原则，复杂网路的联接与计算；4．井下爆破的安全问题，早爆、迟爆与拒爆，杂散电流与静电；5．露天台阶深孔爆破，爆破参数，深孔布置方式与起爆顺序，大块孤石的爆破。

第十部分露天药室爆破4学时

【目的要求】掌握露天药室爆破的基本原理，了解药室布置的基本原则和方法，掌握施

工设计要点，能够确定安全距离。

【教学内容】1．适用条件与优缺点；2．控制抛掷作用的基本原理，最小概抗线原理，多向爆破作用的控制，抛体堆积的基本原理；3．布药设计基础资料，布药规划，参数确定与药量计算，山头处理爆破时药室的布置顺序及方法；4．施工设计要点，导峒设计，药室设计，装药结构，堵塞设计，起爆网路，施工组织；5．安全距离确定，爆破地震安全距离的计算，空气冲击波安全距离，个别飞石安全距离，其它爆破公害；6．爆堆尺寸估算。

第十一部分控制爆破2学时

【目的要求】了解微差爆破、挤压爆破、光面爆破和预裂爆破的基本原理和爆破参数的确定方法。

【教学内容】1．微差爆破原理，微差间隔时间确定，实现微差起爆的方法；2．挤压爆破原理，参数（地下及露天挤压爆破）；3．光面爆破特点，机理（粉碎区的消失与裂隙的控制），参数确定，施工方法；4．预裂爆破特点，参数确定。

三、教材及参考书

1．陶颂霖．凿岩爆破．：冶金工业

2．X殿中，杨仕春．爆破工程实用手册．：冶金工业，2003

3．(苏)库特乌佐夫(Кутузов，Б．Н．)等著．爆破工程师手册．：煤炭工业，1992．4 4．孟吉复，惠鸿斌．爆破测试技术．：冶金工业，1992．12

四、对教学大纲的说明及对各教学环节的基本要求

1．本课程安排4个学时的实验，主要内容有炸药爆炸性能测定，猛度、爆速、殉爆距离的测定，雷管穿孔实验等，炸药加工工业过程参观（尽量安排在认识实习过程中），随实验条件的改变，实验内容有所调整。

2．本课程的难点内容是炸药的基本理论和岩石爆破理论，讲授重点应放在实际应用方面，即炸药的基本理论对爆破工艺及装药参数影响，岩石的爆破机理与装药量的关系等。

3．通过本课程教学，应达到以下基本要求：

（1）基本知识：掌握常用的爆破器材的性能、用途及使用方法，掌握与凿岩、爆破有关的岩石物理、力学性质，对常用的凿岩设备、工具、方法有所了解。

（2）基本理论：重点为岩石的爆炸应力波，炸药的起爆与爆轰理论，岩石爆破破碎机理。对上述重点理论部分的教学，着眼点在于分析与解决实际问题能力培养，因而着重定性分析及应用，而不在于公式的罗列与推导。

（3）基本技能：要求掌握露天药室爆破（中等难度）的步药设计与施工设计，爆破公害的预防与安全距离确定，常用的炸药性能测定方法。要求了解井巷掘进、地下开采、露天开采中的浅眼及深孔爆破的设计与施工方法。

4．关于爆破安全技术和安全管理，安排在“特殊爆破”课程中讲授。

五、责任认定

1．大纲执笔人：X云鹏

2．大纲审定者：

3．大纲批准者：

4．大纲责任校对：

5．大纲批准日期：2005年9月15日

特殊爆破课程教学大纲

课程名称：特殊爆破

课程名称（英文）：Special Blasting

课程号：

课程类型：专业课

学时：28

适用对象：采矿工程专业本科

先修课程：爆破工程

一、课程的性质、目的与任务

本课程是在学完“爆破工程”课程后，为拓宽采矿专业学生的知识面，进一步培养学生分析与解决实践问题的能力而开设的选修课，主要目的是进一步使学生了解和掌握具体的爆破技术，加深对爆破基本理论的理解，为从事爆破工作打下坚实的基础。

二、课程的内容（包括理论教学和实践教学）及学时分配

第一部分总论2学时

【目的要求】了解特殊爆破的基本内容，掌握拆除爆破的基本原理。

【教学内容】特殊爆破的概念，拆除爆破的特点与要求，拆除爆破分类，拆除爆破的基本原理，其他特种爆破技术概述。

第二部分建筑结构2学时

【目的要求】了解混凝土结构、砌体结构的基本性质。

【教学内容】混凝土结构的概念，混凝土的力学性质，钢筋的力学性质，钢筋与混凝土的相互作用，钢筋混凝土爆破破坏特征；砌体结构的分类，砌体结构的强度等，砌体结构爆破破坏特征。

第三部分基础型构筑物拆除爆破2学时

【目的要求】掌握构筑物的分类和构筑物爆破的基本方法，药量确定。

【教学内容】构筑物的形状、材质、爆破拆除环境条件及爆破要求；块体与柱体的爆破解体、破碎与切割；薄壁结构炮眼爆破；特殊结构的爆破拆除；基础型构筑物拆除爆破工程实例。

第四部分高耸构筑物的爆破拆除4学时

【目的要求】了解烟囱、水塔等高耸构筑物的分类和结构，烟囱定向倾倒过程的运动规律，掌握烟囱爆破拆除的基本方案。

【教学内容】烟囱、水塔的构造及拆除方案分类；烟囱定向倾倒运动与内力分析；烟囱定向倾倒拆除设计，切口形状与尺寸，布孔设计，装药量计算；爆破施工与安全防护，倒塌方向定位，烟道处理，内衬处理，钢筋处理，安全防护措施，其他注意事项；工程实例。

第五部分建筑物爆破拆除4学时

【目的要求】了解和掌握建筑物爆破拆除的基本方案和设计内容。

【教学内容】拆除方案选择，定向倾倒方案，单向折叠方案，双向交替折叠坍塌方案，原地坍塌方案，内向折叠坍塌方案，水平向逐段解体方案；建筑物爆破拆除设计的基本理论，承重立柱的失稳条件及最小破坏高度，定向倾倒设计中的倾倒角和支座反力，单层钢筋混凝土结构倾倒与坍塌；破拆除技术设计，爆破参数的确定，炮也布置，单孔装药量计算；爆破施工与安全防护，准备工作，爆破施工，安全防护措施，组织工作；工程实例。

第六部分水压爆破6学时

【目的要求】掌握水压爆破的基本原理，药量计算，了解水压爆破的设计与施工的主要内容。

【教学内容】水压爆破原理，水介质、水中冲击波参数，水的传能作用，水的缓冲作用，“水楔作用”，炮孔水压爆破的等效药柱作用；水压爆破药量计算，考虑注水体积的药量计

算，考虑构筑物形状尺寸的药量计算，考虑构筑物截面面积的药量计算，冲量准则公式，简化的冲量准侧公式，能量准侧公式，体积公式；药包布置；水压爆破的飞石与震害；水压爆破设计与施工；水介质爆破在非容器形构筑物拆除等方面的应用及大型水压爆破实例分析；水压爆破拆除薄板结构；水压爆破拆除高耸建（构）筑物；炮孔水压爆破。

第七部分爆破安全技术与管理2学时

【目的要求】掌握爆破危害产生的原因及预防措施，了解常规的安全管理规定及安全管理组织程序。

【教学内容】早爆、迟爆事故的原因及预防，射频感应引起的早爆，杂散电流引起的早爆，迟爆及自爆；盲炮及其预防；爆破地震的特点，破坏判据及计算，爆破地震测试，防护措施；爆破飞石的危害、计算、产生过远飞石的原因及防止飞石措施；爆破空气冲击波的危害与计算，空气冲击波的爆炸相似律，超压计算公式，空气冲击波作用时间和比冲量，空气冲击波的破坏作用，安全距离计算；其它爆破公害；拆除爆破安全管理，安全管理的依据，拆除爆破分级，拆除爆破的实施条件，作业程序，组织指挥系统，爆破器材管理，爆破施工过程中的安全问题，起爆过程中的安全问题，爆破后检查。

第八部分爆破设计与施工组织管理2学时

【目的要求】了解和掌握爆破设计与爆破施工的主要内容、特点和施工技术。

【教学内容】爆破设计前的准备，设计内容，设计审查；拆除爆破施工的特点，施工管理的主要任务及内容，爆破施工前的准备工作，现场技术管理；爆破施工钻孔技术，装药与堵塞技术，防护技术与措施。

第九部分其他特种爆破技术2学时

【目的要求】了解聚能爆破、金属爆破炸加工、爆破压实、静态破碎等技术。

【教学内容】聚能爆破原理，射流的形成过程、影响聚能爆破威力的因素，聚能爆破的应用；爆炸成型，爆炸复合，爆炸硬化；金属爆破破碎和切割，爆破压实，高温下的爆破作业，静态破碎。

三、教材及参考书

1．X云鹏等．拆除爆破．：冶金工业，2002

2．龙维祺．特种爆破技术．：冶金工业，1993

3．杨人光，史家堉．建筑物爆破拆除．：，1985

四、对教学大纲的说明及对各教学环节的基本要求

本课程主要讲授的是拆除爆破方法和技术，重点掌握拆除爆破技术及安全防护技术，应结合实例进行教学，同时安排一定的时间观看拆爆破爆破的录相，以便加深感性认识。

五、责任认定

1．大纲执笔人：X云鹏

2．大纲审定者：

3．大纲批准者：

4．大纲责任校对：

5．大纲批准日期：2005年9月15日