第一章生与活
第一节 概 述
自然界存在着各种各样的爆炸现象。爆炸是某一物质系统在发生迅速的物理或化学变化时，本身的能量借助于气体的急剧膨胀而转化为对周围介质做机械功，同时伴随有强烈放热、发光和声响的效应。根据其产生的原因和特点，将爆炸分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸三类。 凡是形成化学爆炸必须具备下列4个条件，即：放热、高速、产生大量气体产物和自动迅速地进行传播。
1、爆炸变化过程放出大量的热能是产生化学爆炸的首要条件。热是爆炸做功的能源。 2、变化过程必须是高速的。只有高速的化学反应才能忽略能量转化过程中热传导和热辐射的损失，使所产生的高温高压气体迅速向四周膨胀而做功。
3、变化过程中应能生成大量的气体。这种气体是做功的功质。由于气体具有很大的可压缩性和膨胀系数，在爆炸的瞬间处于强烈的压缩状态而形成很高的势能，该势能在气体膨胀过程中，迅速转变为机械功。
4、变化过程能自动进行传播。
上述4个条件是相辅相成的，缺一不可。只有它的综合效果才能使化学反应变化过程具有爆炸性质。
爆炸是一种化学爆炸。
工程爆破是利用的化学爆炸对岩体或原结构物的爆炸作用来达到预期目的的爆破技术。它作为工程施工的一种手段，直接为国民经济服务。爆破的结果必须满足设计要求，同时必须保证周围人和物的安全。 工程爆破从大的空间领域可分为地面（露天）爆破、地下（隧道、洞室或采场）爆破和水下爆破。
工程爆破从具体操作方式分又有：（1）、集中药包法、延长药包法、平面药包法、形状药包法；（2）、药室法、药壶法、炮孔法、裸露法。
工程爆破技术主要有以下几种：（1）、微差爆破技术；（2）挤压爆破技术；（3）光面爆破技术；（4）预裂爆破技术；（5）定向爆破技术；（6）其他特殊条件下的爆破技术。
本书重点介绍微差爆破技术、光面爆破技术、预裂爆破技术。
一、爆破原理
岩石爆破是爆生气体压力与爆炸反射拉应力波共同作用的结果。即：在装药空间内爆炸产生强大膨胀压力作用而破坏岩石并将岩块沿最小抵抗线抛掷；同时，爆炸时产生
的爆轰波传播到炮孔壁引起强大压应力波，此波传播到自由面上转变成强大反射拉应力，致使岩石从自由面向药包方向层层拉断破坏。
二、爆破漏斗及相关爆破术语
1、爆破漏斗及自由面
若装药的最小抵抗线小于其临界抵抗线，即在自由面（自由面是被爆岩体与空气接触的岩石表面，又叫临空面。）附近爆破，爆炸后形成一个倒锥形凹坑，就是爆破漏斗。它是爆破破坏的基本形式。
自由面在工程爆破过程中具有重要意义。自由面愈多爆破效果愈好，爆破时岩石向自由面方向发生破裂、破碎和移动。
2、爆破漏斗构成要素
1）最小抵抗线W：从药包中心到自由面的最短距离叫最小抵抗线。爆破时，最小抵抗线方向的岩石最容易被破坏，它是爆破作用和岩石移动的主导方向。
2）爆破漏斗半径r：靠近自由面的药包爆破时通常在自由面处形成一个圆形缺口，底圆半径叫做爆破漏斗半径。
3）爆破作用半径R：又叫破碎半径，是指从药包中心到爆破漏斗底圆圆周上任一点的距离。
4）爆破漏斗深度D：自爆破漏斗尖顶至自由面的最短距离叫做爆破漏斗深度。
5）爆破漏斗可见深度h：自爆破漏斗碴堆表面最低点到自由面的最短距离叫做爆破漏斗可见深度。
视频直播服务器6）爆破漏斗张开角θ：爆破漏斗的顶角叫爆破漏斗张开角。
爆破漏斗参数详见图1-2-1。
3、爆破作用指数n
爆破作用指数n是爆破漏斗半径r与最小抵抗线w的比值。即：n=r/W
爆破作用指数n在爆破工程中是一个极为重要的参数。通常情况下，爆破作用愈强，爆破形成的爆破漏斗半径愈大，相应地，爆破漏斗内岩石的破碎和抛掷作用也随之增强。当n≈0.75时，爆破漏斗为松动抛掷爆破漏斗，这时唯有岩石的破裂、破碎而没有抛掷作用，没有明显的漏斗出现，它是控制爆破常用的形式。当n=1时，爆破漏斗称为标准抛掷爆破漏斗，此时θ=900；当n＞1时，爆破漏斗称为加强抛掷爆破漏斗，此时θ＞900；当0.75＜n＜1时，爆破漏斗称为减弱抛掷爆破漏斗，此时θ＜900；当1＜n＜3时，爆破漏斗称为加强抛掷爆破漏斗。n＞3已无实际意义。
三、装药量计算原理
计算装药量常采用体积法则。其内容是：在一定的和岩石等介质条件下，爆落的岩石等介质体积同所用的装药量成正比。即 Q＝qV
式中 Q――装药量
q――单位消耗量
V――爆破漏斗体积
a 适用于各种类型的抛掷爆破漏斗的装药量计算式为 Q抛＝ƒ(n)qW马王堆传奇3
纯粹网 式中 ƒ一切的一切(n)――爆破作用指数的函数
函数ƒ(n)的表达式有许多，其中目前应用较广的经验公式是
英国机构排出大学排名
ƒ(n)＝0.4＋0.6n3
故适用于各种类型的抛掷爆破漏斗的装药量计算式也表示为
Q抛＝（0.4＋0.6n3）qW3
b 对于松动爆破漏斗的装药量，更为适合的经验公式为
Q松＝（0.33～0.55）qW3
四、单位消耗量q
q是爆破工程中一个重要的技术经济指标，受许多因素的影响。确定q的方法很多，爆破工程中常采用的方法有：查表法、经验类比法、经验公式法和现场标准抛掷爆破漏斗试验法。通常，需对影响单位消耗量的诸因素进行综合分析，方能确定出爆破设计所需要的单位消耗量。
q值的具体确定可参照本书各有关章节。
第三节 爆破技术原理
一、微差爆破原理
微差爆破又叫毫秒爆破，它是一种延期爆破，延期间隔时间是毫秒量级（1秒＝1000毫秒）。由于相邻炮孔起爆间隔时间很短，致使各炮孔在爆破过程中的能量场相互发生影响而产生一系列良好效果。主要优点有：1.可使爆破地震效应和空气冲击波以及飞石作用降低。2.可增大一次爆破量，减少爆破次数，提高大型设备的利用率。3.爆下的岩块块度均匀，大块率低。4.爆堆形状整齐、集中，利于提高生产效率果。5.相应提高了能量的
利用率。
其主要作用原理是先爆孔为相邻的后爆孔增加了新的自由面。各炮孔间应力波的相互迭加作用和岩块之间的碰撞作用，使被爆岩体获得良好的破碎。以单孔顺序起爆方法分析其破岩过程如下：1、先行爆破的炮孔在爆破作用下形成单孔爆破漏斗，使这部分岩体破碎并与原岩分离，同时在漏斗体外相邻孔的岩体中产生应力场与微裂隙。2、后爆破的相邻炮孔，因先爆孔已为其增加了新的自由面，改善了爆破作用条件，从而得到良好的破碎。3、后爆孔是在先爆孔产生的预应力尚未消失之前起爆，将形成应力波的互相迭加，从而增强了爆破效果。4、相邻孔之间的岩体在破碎过程中存在着岩块间的互相碰撞，得到了进一步的破碎。
