申请高级作业级别的试题

第3章 申请高级作业级别的试题
1.岩石受到冲击荷载作用时，应变率如何表示？
答：应变率是岩石受载后单位时间内的因变量，数字表达式为：

ε=dε/dt
式中 dε— 因变量；
dt — 单位时间；
应变率的ε单位是S-1。
岩石在承受诸如凿岩、爆破、震动和碎矿这样的冲击荷载作用时，
从承受荷载开始到破坏的荷载周期仅有10-4～10-2 s，即使在这样短
暂的时间内，载荷仍然随时间而变化。因此，岩石单元体实际上是处
于随时间而变化的动态变化过程。
2.岩石受冲击动荷载作用与静载作用相比，有何特点？
答：（1）冲击动荷载作用下形成的应力场（应力分布及大小）与
岩石性质有关；静载作用于岩性无关。
（2）冲击动荷载是瞬时性的，一般为毫秒级，而静载则通常超
过10s。与前者相比，后者的变形和裂纹发展比较充分。
（3）保证荷载在传播过中，具有明显的波动特性，其质点除失
去原来的平衡位置而发生变形和位移外，尚在原位不断波动。因此，
岩石在动载作用下，其变形特征同静载变形有本质的区别。
（4）通常，岩石的冲击动载强度比静载强度高，高出的比例依
岩石性质和应变率不同而异。
3.岩石按其成分氛围三大类，简述这三类岩石的成因和特征，并
举例。
答：1）岩浆岩。岩浆岩是由埋藏在地壳深处的岩浆（主要成分
为硅酸盐）上升冷凝或喷出地表形成的。直接在地下凝结形成的称为
侵入岩；喷出地表形成的叫做火山岩。侵入岩的产状多为整体块状，
火山岩的整体性较差，常伴有气孔和碎屑。常见的岩浆岩有花岗岩、
闪长岩等。
2）沉积岩。沉积岩是地表母岩经风化剥离或溶解后，在经过搬
运和沉积，在常温常压下固结形成的岩石。沉积岩的特点是，其坚固
性除与矿物颗粒成分、粒度和形状有关外，还与胶结成分和颗粒间胶
结的强弱有关。从胶结成分看，以硅质成分最为坚固，铁质成分次之，
钙质成分和泥质成分最差。常见的沉积岩有石灰岩、砂岩、页岩、砾
岩等。
3）变质岩。变质岩是由已形成的岩浆岩，沉积石在高温、高压
或其他因素作用下，其矿物成分和排列经某种变质作用而形成的岩
石。一般来说，他的变质程度越高，矿物重新结晶越好、结构越紧密、
坚固性越好。常见的变质岩有大理石、石英岩等。
对三种不同成因的岩石而言，一般来说岩浆岩可爆性较差（对爆
破作业的抵抗能力最强），沉积岩和变质岩的可爆性较好。
4.何为岩体结构面？岩体结构面对爆破效果的影响是什么？
答：一个天然岩体，从宏观上来说，它是由节理或裂隙切割成一
块一块的，相互排列与咬合着的岩块所组成。由于节理或裂隙的存在，
造成了介质的不连续，因此，岩体内存在的各种各样的节理裂隙称之
为结构面。
结构面对爆破的影响归纳为六种作用：
1应力集中作用；
2应力波的反射增强作用；
3能量吸收作用；
4泄能作用；
5锲入作用；
6改变破裂线作用。
5.影响爆破效果的三要素是什么？为什么说这三要素中岩体性
质，特别是岩体结构面的影响最大？
答：影响爆破效果的三要素是：炸药性能、岩体性质、爆破工艺。
炸药爆炸时对岩石的破坏能量主要是爆炸冲击波和爆炸气体。由
于岩体中存在大量断层、节理、裂隙、孔隙等结构弱面，使得爆炸冲
击波在传播过程中急剧衰减，爆生气体大量外泄，造成能量损失和分
布不均匀。裂隙岩体的室内试验和爆破漏斗试验均证明了这一点。而
炸药性能的优良固然可以产生更多的破碎能量，若损失的能量太多，
有效能量则大量减少。至于爆破工艺的改进也只是在一定能量的前提
下进行的。
6.何为炸药爆速？分析影响爆速的因素有哪些？
答：爆轰波折炸药药柱中的传播速度称为爆轰速度，简称爆速，
通常以m/s或km/s表示之。必须指出，炸药的爆速与炸药的爆炸化
学反应速度是本质不同的两个概念，既爆速是爆轰波阵面一层一层地
沿炸药柱传播的速度，而爆炸化学反应速度是指单位时间内反应完成
的物质的质量，其度量单位是g/s。
影响爆速的因素：
1）药柱直径，随着药柱直径的增大，爆速也增大；
2）约束条件，实践证明，在药柱直径较小的情况下，增强药柱
的约束条件可以显著提高炸药的爆速，减少其临界直径值；
3）炸药密度，概括地说，当炸药组分配比和工艺条件控制一定
时，炸药的爆速随着密度的增加而增大；就工业炸药而言，当药柱直
径一定时，存在有使爆速达最大值的密度值，即最佳密度，再继续增
大密度，就会导致报数下降，当爆速下降至临界爆速时，爆轰波就不
能够稳定传播，最终导致熄爆；
4）炸药粒度，一般来说，减小炸药粒度能够提高炸药的反应速
度，减小反应时间和反应区厚度，从而减小临界直径提高爆速。
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91.油气井采用爆炸灭火时，应遵守哪些规定?
答:应遵守以下规定:

(1)编写爆破灭火设计，呈报上级机关批准并向公安部门备案；
(2)由企业主管生产的领导或主管工程师亲自指挥。
(3)地面装药作业地点应设在并口火源的上风侧，其距井口的水
平距离不应小于1OOm，并设安全警戒；
(4)安装炸药的木箱内、外，应用耐火材料包裹并用石棉绳紧密
缠绕；石棉绳应浸水(用干气井燃烧)或浸泡沫灭火剂(用于油井燃
烧)；
(5)全部高压灭火水龙头应配足水源，并聚集在药箱和火苗与喷
气界面处。爆破前，全部高压水龙头应固定在设计的位置。
92.处理油气井中爆炸装置的盲炮，应遵守哪些规定?
答: 对于不同类型的爆炸装置，应遵守相应的规定。
(1)处理电缆布弹的盲炮：经检查是起爆线路不通时，关闭引爆
开关，上提弹体(速度小于3000m/h)。提至井口时，关闭并场电源，
剪断引爆线。提出井口后拆出引爆体，确认造成盲炮的原囚后，再做
处理。
(2)处理撞击引爆的盲炮：先检查撞击棒是否卡住；投棒1h后未
引爆，用水泥泵加压，冲洗投送管柱，使投棒解卡；或用投棒打捞器
下井将投棒打捞上来，经洗井后再投棒，不应采用追加投棒处理法；
当撞击器失灵不能引爆时，应提升管柱，将弹体提升到距井口约两根
管柱长度时，由现场技术人员处理。已损坏的弹体应及时销毁。
(3)处理定时引爆的盲炮：应在井下放置观察24h，使定时器电
源耗尽后，再做处理。
93. 简述用石棉材料制作隔热药包的方法。
答:石棉是良好的耐温隔热材料。制作隔热药包时，应用石棉布
或石棉绳将药包和导火索严密包缠起来与热源隔开。石棉层的包缠厚
度一般为3～5mm，其外表再均匀涂上一层厚1～1.5mm的耐火泥浆或
黄泥浆，以增大隔热效果。
装药作业实施前，应做隔热药包的耐温性能试验。如果装人低于
200℃的高温炮孔中，5min内仍未自爆，则认为合格。否则应加厚石
棉层，再做试验，直到合格为止。