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岩石炸裂选药及爆破技术优化

时间:2023-06-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:在开挖岩石时要取得良好爆破效果,炸药的正确选型十分重要。根据炸药和岩石的波阻抗值匹配理论,炸药的波阻抗值与岩体的波阻抗值相等时,有利于炸药爆炸波能量传入岩体内,能量利用率最大,从而最大限度地破碎岩石,使爆破效果最佳。然而实际爆破中难以实现炸药和岩石波阻抗值的完全匹配,特别在硬岩爆破中更难实现。可以提高装药密度来提高炸药的波阻抗,尽量使炸药的波阻抗接近岩石波阻抗。

岩石炸裂选药及爆破技术优化

(1)炸药选型因素。在开挖岩石时要取得良好爆破效果,炸药的正确选型十分重要。根据炸药和岩石的波阻抗值匹配理论,炸药的波阻抗值(ρeve为炸药密度与爆速乘积)与岩体的波阻抗值(ργvγ为岩体密度与纵波速乘积)相等时,有利于炸药爆炸波能量传入岩体内,能量利用率最大,从而最大限度地破碎岩石,使爆破效果最佳。然而实际爆破中难以实现炸药和岩石波阻抗值的完全匹配,特别在硬岩爆破中更难实现。坚硬岩石一般波速高、密度大,如秦岭隧洞的混合花岗片麻岩,岩石密度达到2750kg/m3,波速为5500~6000m/s,则波阻抗值ργvγ>1.5×107kg/(m2·s)。而炸药的密度通常为1100~1300kg/m3,若要使炸药爆轰波阻抗与硬岩波阻抗完全匹配,炸药爆速要达到10000m/s以上,这显然不可能。常规炸药中爆速最高的胶质炸药也只能达到7000m/s,所以在炸药选型时不能过于强调波阻抗匹配系数,而应综合考虑多方面因素。

为此,提出以下几条硬岩爆破时炸药选择原则:①遵循炸药和岩石波阻抗匹配理论,在硬岩爆破时宜选择高爆速、高密度、高威力的炸药品种;②应考虑各种炸药的性能及价格比,选择优质价廉的炸药,较高的爆速和合理价格;③在长距离隧洞中采用独头通风时,因通风困难,宜选择爆破后炮烟少,有毒有害气体含量低的炸药。(www.xing528.com)

(2)炸药和岩石匹配。可以提高装药密度来提高炸药的波阻抗,尽量使炸药的波阻抗接近岩石波阻抗。同时,应充分利用应力波的作用和使爆破气体在岩石孔内作用时间延长,使爆破能量在岩石中有效、完全利用。衡量炸药和岩石的合理匹配方法是:①对于弹性模量高,泊松比小的致密坚硬岩石,选用爆速和爆压较高的炸药;②对于中等坚固性岩石,选用爆速和威力居中的炸药;由于围岩裂隙发育,围岩内部难以积蓄大量弹性能,爆破初始应力波不易起到破碎作用,这样宜选用爆压中等偏低的炸药;③对于软岩、塑性变形大的岩石,爆破应力波大部分消耗在空腔的形成,当围岩本身弹性模量低,这时宜选用爆压较低、爆热较高的铵油炸药。

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