露天矿线路工程第4章爆破作用原理.ppt
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1第第4 4章章 爆破作用原理爆破作用原理第一节第一节 爆炸应力波的基本知识爆炸应力波的基本知识爆炸应力波：爆炸应力波：炸药在岩石中爆炸，所激起的应力波爆炸源压缩波(弹性波)S声波(地震波)冲击波爆炸应力波在距爆炸点不同距离的表现：菜晓阿挫篡向呸诅壁堰唁妙乓辆替柄辖科挥珐组魔烯回巫荔爬下贮孪脐撑《露天矿线路工程》第4章 爆破作用原理《露天矿线路工程》第4章 爆破作用原理 2一、炸药爆炸产生的冲击载荷在岩体内引起的应力一、炸药爆炸产生的冲击载荷在岩体内引起的应力——应变和应变和 应力波应力波用P表示炸药包爆炸产生的冲击载荷；用σ表示岩体内产生的应力；用θ表示岩体内产生的变形1 1 若外载时,σ与θ呈线形关系,波形始终不变——弹性波2 2 若外载时,σ与θ呈非线形关系,波形出现双波结构——弹性波、塑性波3 3 若外载时,介质出现强化现象(压力增大,变形量减少),波形出现三波结构——弹性波、塑性波、不稳定冲击波4 4 若外载时,介质似同流体(破坏),波形出现稳定冲击波对岩体起破坏作用的主要是冲击波和弹性应力波对岩体起破坏作用的主要是冲击波和弹性应力波( (应力波应力波) )。
秋撤贺南伶刷盖笔桂怒蒋朗模辆册某态鸣驻疾馋领书墩栅瑰果鄙凛头冻羚《露天矿线路工程》第4章 爆破作用原理《露天矿线路工程》第4章 爆破作用原理 3 按传播途径,应力波又分为体积波体积波和表面波表面波体积波可以分为能引起介质产生拉、压变形的纵波纵波和产生剪切变形的横横波波表面波作用深度不大，衰减快,可忽略不计弹性应力波简称应力波二、应力波的反射和折射二、应力波的反射和折射 应力波在岩体中传播时,遇到界面(包括层理、节理、断层、其它自由面)都将发生发射和折射反射波折射波反射波与入射波叠加,对岩体起到加强破坏作用边距C小，破碎程度高边距C适中，破碎程度高边距C大， 破碎程度低，出现大块CCC刮花元脸怕采腾乡因郡岭骤肠穆绩彬免瓢莽深钎肤于填引炯衅忌庞膀签铀《露天矿线路工程》第4章 爆破作用原理《露天矿线路工程》第4章 爆破作用原理 4第二节第二节 岩石的动载特性岩石的动载特性一、岩石的物理力学性质一、岩石的物理力学性质不同岩石，体积压缩比不同孔隙度越小，承受压力越高，越难以压缩——易产生脆性破坏如大理岩、花岗岩等孔隙度越大，变形模量越大，在高压下越容易压缩变形如砂岩、石灰岩等。
对破碎弹脆性坚硬岩石，适合采用猛度大的炸药,如TNT等 对破碎弹塑性岩石，适合采用产气量较大的炸药，如硝铵类炸药等匠症臂红钢僚千姨结睦体波慨声碴剐舵柒抒系讨撤著烟试碰窃唾刁甚拙褪《露天矿线路工程》第4章 爆破作用原理《露天矿线路工程》第4章 爆破作用原理 5二、岩石在不同应变率作用下的应力应变二、岩石在不同应变率作用下的应力应变应变率应变率(ε)：：岩石在外载作用下的变形速度应变率不同，岩石的应力-应变关系不同1 1 低变形率低变形率(ε)时的岩石力学特性时的岩石力学特性四个阶段：四个阶段：① OA阶段,裂隙密合阶段,原生裂隙在压力作用下闭合σ -ε为非线性关系；② AB阶段,弹性变形阶段,岩石矿物颗粒由于压缩产生弹性变形；③ BC阶段,岩石压密段；④ CD阶段,岩石的破裂段应力)(应变率)进桂陌熊踊犬薯此槐貉咕遮胞脐蝉古熊樱烃招王敖召湛尾琼捕罚鬃颜龋啤《露天矿线路工程》第4章 爆破作用原理《露天矿线路工程》第4章 爆破作用原理 62 2 高变形率高变形率(ε)时的岩石力学特性时的岩石力学特性 岩石的抗压强度增大,变形率减小三、岩石破碎块度三、岩石破碎块度块度小,采掘设备生产能力提高,但炸药消耗量增加,成本高(炸药消耗量增加造成)；块度大,采掘设备生产能力降低,但炸药消耗量减少,成本高(采掘设备生产能力降低造成)。
所以，矿岩块度过大过小都会导致成本增加影响矿岩块度影响矿岩块度的的因素因素： 1 1 岩性：岩性：硬度、结理、脆性、裂隙； 2 2 炸药：炸药：猛度、爆力、装药量； 3 3 爆破方式：爆破方式：齐发爆破、微差爆破—微差爆破效果好； 自由面爆破、压碴爆破—压渣爆破效果好； 集中装药、分段装药—分段爆破效果好； 垂直孔，倾斜孔—倾斜孔爆破效果好花岗岩1Oσ(MPa)ε (S-1)21 2 石灰岩卜迹冤徒硅瘟架似岸棒磺截馏暴蹬愉健光击肋良羌吗堂帐拍班誊藻钎策讹《露天矿线路工程》第4章 爆破作用原理《露天矿线路工程》第4章 爆破作用原理 7第三节第三节 爆破作用爆破作用1 1 爆力作用爆力作用: :炸药爆炸引起岩石破坏，是由高温高压气体膨胀做功的结果压应力→剪应力→破坏2 2 应力波作用应力波作用: :炸药爆炸引起岩石破坏,是由冲击波和应力波作用的结果在爆炸点附近,由于冲击波作用,形成压碎区;在自由面由于应力波反射成拉伸波,产生片落效应3 3 爆炸产生气体和应力波综合作用爆炸产生气体和应力波综合作用。
致密、坚硬岩石(大理岩、花岗岩等),爆炸破坏作用主要是应力波作用造成； 塑性岩石(石灰岩、砂岩等),爆炸破坏作用主要是爆生气体膨胀作用造成自由面炸药裂隙区压碎区(冲击波)片落破坏区(应力波)姚凹魁氮崖痢绚地哆垛已踢稼显铰乳电疗讶柞际泡广序渠悠奶桌搅族纷瓮《露天矿线路工程》第4章 爆破作用原理《露天矿线路工程》第4章 爆破作用原理 8第四节第四节 爆破漏斗爆破漏斗 露天矿爆破工程都是在有自由面条件下进行的炸药爆炸后形成三个破碎区、裂隙区、片落区 如果药包埋置离自由面较近，则药包与自由面之间的岩石会破碎脱离岩体，最后形成爆破漏斗① ① 松动漏斗：松动漏斗：漏斗内破碎的岩石只向上隆起；② ② 抛掷漏斗：抛掷漏斗：部分破碎岩石抛出漏斗外 梧咬孺捂食咳支临削掷麓哼熄蚕恋捂狮釉焰厚汞途痴亢云趾墒籽莱挥使继《露天矿线路工程》第4章 爆破作用原理《露天矿线路工程》第4章 爆破作用原理 9( (一一) )爆破漏斗的几何要素爆破漏斗的几何要素R：爆破作用半径；—爆破作用指数,式中：—爆破漏斗半径；—最小抵抗线；—爆破漏斗可见深度凛昔遏桅湿晨铭堑岁扦刮炊沉弟铃服押沂邢储肾纫距蔡颧阳屎耕叛蓄苇萨《露天矿线路工程》第4章 爆破作用原理《露天矿线路工程》第4章 爆破作用原理 10( (二二) )装药量计算装药量计算式中： —装药量,Kg；—待爆岩体单位药耗量,Kg/m3；—待爆岩石体积,m3。
kg1 1 松动爆破漏斗(n<0.75) ——碎石堆在原处(电铲原地采装)；2 2 减弱抛掷爆破漏斗(0.75
强调个性、差异性、现场测定方法烦琐 (三三) )我国岩石分级我国岩石分级 主要采用普氏岩石分级适用于宏观情况(下表)及祷伶鉴周囤筐篷鸣叉邀厨掇迈渐拥菱孤矢赐适硷饱芜棱鲁寅郝吵措蝗泅《露天矿线路工程》第4章 爆破作用原理《露天矿线路工程》第4章 爆破作用原理 13等级坚固性程度典型的岩石f值Ⅰ最坚固最坚固、细致和有韧性的石英岩、玄武岩及其他各种特别坚固岩石20Ⅱ很坚固很坚固花岗岩、石英斑岩、硅质片岩、较坚固的石英岩．最坚固的砂岩和石灰岩15Ⅲ坚固致密花岗岩、很坚固砂岩和石灰岩、石英质矿脉、坚固的砾岩及坚固的铁矿石10Ⅲ*坚固坚固的石灰岩、砂岩、大理岩、不坚固的花岗岩、黄铁矿8Ⅳ较坚固一般的砂岩、铁矿6Ⅳ*较坚固砂质页岩、页岩质砂岩5Ⅴ中等坚固的土质岩石、不坚固的砂岩和石灰岩4Ⅴ*中等各种不坚固的页岩、致密的泥灰岩3Ⅵ较软弱软弱的页岩、破碎页岩、白垩、岩盐、石膏、冻土、无烟煤、普通泥灰岩、破碎砂岩、胶结砾岩、石质土镶2Ⅵ*较软弱碎石质土境、破碎页岩、凝结成块的砾石和碎石、坚固的煤、硬化黏土1.5Ⅶ软弱致密黏土、较弱的烟煤、坚固的冲积层、黏土质土壤1Ⅶ*软弱轻砂质黏土、黄土、砾石0.8Ⅷ土质岩石腐殖土、泥煤、轻砂质土壤、湿砂0.6Ⅸ松散性岩石砂、山麓堆积、细砾石、松土、采下的煤0.5Ⅹ流砂性岩石流沙、沼泽土壤、含水黄土及其他含水土壤0.3普氏系数岩石分级简表普氏系数岩石分级简表硒夺炔范奄撑煞蝇与密漆轿荔核稻范亚倡莹驳姆竟殷甜件游怔溅轻哄早匆《露天矿线路工程》第4章 爆破作用原理《露天矿线路工程》第4章 爆破作用原理 14二、岩石的可爆性二、岩石的可爆性1 1 岩石强度：岩石强度：以“普氏”系数为主要依据；2 2 炸药单耗：炸药单耗：待爆岩石单位药耗量为主要判据；3 3 弹性波速度：弹性波速度：以岩石的纵波速度和波阻抗为主要依据；4 4 工程地质条件：工程地质条件：以岩体的裂隙系数(如风化系数)为主要判断依据；5 5 能量准则：能量准则：以爆破漏斗的变形系数为主要判断依据。
礼哦惰鬼秃悼建扔度淡棱货并某欣荤碉癣轿苏唯芜孝托蹭菩塞翠戚董攻捌《露天矿线路工程》第4章 爆破作用原理《露天矿线路工程》第4章 爆破作用原理 。
