利用炸药爆炸时所产生的能量破坏其周围的介质,达到开挖或拆毁特定目标的手段。水利工程中爆破主要用于露天、地下和水下的土石方开挖,采集石料以及对已有建筑、构筑物的拆除等。常用的爆破技术有深孔爆破、浅孔爆破、洞室爆破、控制爆破、预裂爆破、光面爆破、定向爆破、岩塞爆破、水下爆破等。除将炸药包安放在介质表面的裸露爆破法外
利用炸药爆炸时所产生的能量破坏其周围的介质,达到开挖或拆毁特定目标的手段。水利工程中爆破主要用于露天、地下和水下的土石方开挖,采集石料以及对已有建筑、构筑物的拆除等。常用的爆破技术有深孔爆破、浅孔爆破、洞室爆破、控制爆破、预裂爆破、光面爆破、定向爆破、岩塞爆破、水下爆破等。除将炸药包安放在介质表面的裸露爆破法外,爆破的主要工序有:钻孔(见风钻、潜孔钻机、多臂钻车)、清孔、装药、堵塞起爆、安全检查等。
中国是世界上最早发明和使用火药的国家,黑火药是中国四大发明之一。现在工业炸药的品种很多,形态和性能各异。从性能良好、使用安全、毒性低、价格廉等方面考虑,水利工程目前主要使用岩石硝铵炸药、铵油炸药,也使用水胶炸药、胶质炸药和乳化油炸药。
炸药量的计算 炸药在起爆作用下能在瞬间完成化学变化,产生高温高压并放出大量气体。在冲击波和高压气体作用下,介质以药包为中心形成三个圈,即压缩圈(圈内介质被粉碎或压缩)、破坏圈(介质被破碎,产生径向、环向裂缝)和震动圈。破坏圈相应的半径称为破坏半径或爆破作用半径。当药包埋置较浅时,爆破作用半径能达到介质的自由表面,并能在自由表面形成一个以药包中心为顶点的倒圆锥体,称爆破漏斗(见图)。图中,w为最小抵抗线(米),即药包中心至自由表面的最短距离;γ为爆破漏斗半径(米),即漏斗在自由表面上的半径;P为漏斗可见深度(米),即坠落在漏斗内的介质表面到自由表面的最大距离;L为抛掷距离(米)。=n,称爆破作用指数。当n=1时,称为标准抛掷爆破;n>1时,称为加强抛掷爆破;n<1时,称为减弱抛掷爆破;n=0.75称为松动爆破。
爆破漏斗的几何参数
炸药量都是以产生的爆破漏斗体积成正比为条件计算的,其计算公式为:
Q=K·V
式中 Q为炸药量(千克);K为介质单位耗药量(千克/米3);V为爆破介质的体积(立方米)。
所用各种药包的炸药量可用经验公式进行计算,最准确的方法是通过现场爆破试验来确定炸药量。
起爆技术 一般先引爆雷管,后引爆起爆药包,再引爆炸药。雷管分为火雷管和电雷管,后者又分为即发和延发(秒、毫秒)雷管。引爆雷管的方式有:①火花起爆又称导火索起爆,即由点燃插入雷管壳的导火索来引爆火雷管。此法操作简便,且费用较低。但不能同时起爆群药包,逐个点爆危险性相对较大;②电力起爆,用电雷管的脚线、联结线将各药包采用串连、并联或串并混联方式接到主爆线上,通过携带式手摇起爆器或电容式起爆器发出的或从输电线专用开关引用的电流引爆电雷管。此法可远距离操作,安全可靠,可同时或分段起爆数量较大的药包群。但其技术要求严格,亦较复杂,在雷电天气和杂散电流较大地区不宜使用;③导爆索(传爆线)起爆,属非电起爆。其索芯用高级烈性炸药,如雷汞、黑索金(RPX)、泰安(PETN)等制成,外涂红色以与导火索相区别。可以串连、并联及混联方式组成爆破网路,并能直接起爆炸药包。其本身需要用雷管引爆,引爆后其爆速为6000~7000米/秒。它与继爆管连用可实现延期起爆,但网路不能用仪表检查。主要用于深孔爆破及群药包同时起爆;④非电起爆,即塑料导爆管起爆。它是由高压聚乙烯制成的外径3.0毫米,内径1.5毫米的软管。管内壁均匀涂着奥克托金、铝粉等高能混合炸药。当其被雷管或击发枪等专用工具引爆后,能以1600~2000米/秒速度稳定传播爆轰波,并在终端引爆起爆雷管。这种引爆方式的传爆性能良好,具有火花和电力起爆所不具备的优点,在地下开挖中尤为突出,现已广泛应用。另外还有无线起爆、气管起爆、激光起爆等。
爆破安全 目前的工程爆破只利用了炸药能量的一小部分,其余的一部分能量还会造成危害,主要是爆破破坏,爆破地震效应、爆破空气冲击波,个别飞石和爆破毒气等。对此,无论那种爆破技术都必须加以控制和防护。要精心进行爆破设计,严格控制爆破规模(单响起爆药量)。选取适宜的起爆方式和顺序,从爆破技术上保证安全。要严格钻孔工艺;装药后认真进行堵塞;起爆前人员均要撤到飞石、冲击波、有害气体影响范围之外的安全地带;地下工程尤其要做好爆后通风、排烟、防尘工作;爆后要作好安全检查,特别要慎重处理瞎炮。
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