爆破作用原理ppt.ppt
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1、第一节第一节 破岩原理破岩原理一)爆轰气体压力作用学说一)爆轰气体压力作用学说 这种学说从静力学观点出发,认为岩石的破碎主这种学说从静力学观点出发,认为岩石的破碎主要是由于爆轰气体(要是由于爆轰气体(explosion gasexplosion gas)的膨胀压力引)的膨胀压力引起的。起的。药包爆炸产生大量的高药包爆炸产生大量的高温高压气体,这些爆炸气体温高压气体,这些爆炸气体产物迅速膨胀并以极高的压产物迅速膨胀并以极高的压力作用于药包周围的岩壁上,力作用于药包周围的岩壁上,形成压应力场。当岩石的抗形成压应力场。当岩石的抗拉强度低于压应力在切向衍拉强度低于压应力在切向衍生的拉应力时,将产生径向
2、生的拉应力时,将产生径向裂隙裂隙。一一.爆破作用学说爆破作用学说二)应力波作用学说二)应力波作用学说 这种学说以爆炸动力学为基础,认为应力波是引这种学说以爆炸动力学为基础,认为应力波是引起岩石破碎的主要原因。起岩石破碎的主要原因。其其基本观点如下:基本观点如下:爆轰波冲击和压缩药包周围的岩壁,在岩壁中激爆轰波冲击和压缩药包周围的岩壁,在岩壁中激发形成冲击波并衰减为应力波。发形成冲击波并衰减为应力波。此应此应力波在周围岩体内形成力波在周围岩体内形成 裂隙裂隙的同时向前传播,的同时向前传播,当应当应力波传到自由面时,力波传到自由面时,产生反产生反射拉应力波。射拉应力波。应力波单独作用应力波单独作用
3、该如何研究呢该如何研究呢三)应力波和爆轰气体压力共同作用学说三)应力波和爆轰气体压力共同作用学说 这种学说认为,岩石的破坏是应力波和爆轰气体这种学说认为,岩石的破坏是应力波和爆轰气体共同作用的结果。其基本观点如下:共同作用的结果。其基本观点如下:爆轰波波阵面的压力和传播速度大大高于爆轰爆轰波波阵面的压力和传播速度大大高于爆轰气体产物的压力和传播速度。气体产物的压力和传播速度。爆轰波首先作用于药爆轰波首先作用于药包周围的岩壁上,在岩石中激发形成冲击波并很快包周围的岩壁上,在岩石中激发形成冲击波并很快衰减为应力波。冲击波在药包附近的岩石中产生衰减为应力波。冲击波在药包附近的岩石中产生“压碎压碎”现
4、象,应力波在压碎区域之外产生径向裂隙。现象,应力波在压碎区域之外产生径向裂隙。随后,爆轰气体产物继续压缩被冲击波压碎的岩随后,爆轰气体产物继续压缩被冲击波压碎的岩石,爆轰气体石,爆轰气体“楔入楔入”在应力波作用下产生的裂隙中,在应力波作用下产生的裂隙中,使之继续向前延伸和进一步张开。当爆轰气体的压力使之继续向前延伸和进一步张开。当爆轰气体的压力足够大时,爆轰气体将推动破碎岩块作径向抛掷运动。足够大时,爆轰气体将推动破碎岩块作径向抛掷运动。对于不同性质的岩石和炸药,应力波与爆轰气对于不同性质的岩石和炸药,应力波与爆轰气体的作用程度是不同的。体的作用程度是不同的。在坚硬岩石、高猛度炸药、偶合装药或
5、装药不在坚硬岩石、高猛度炸药、偶合装药或装药不偶合系数较小的条件下,应力波的破坏作用是主要偶合系数较小的条件下,应力波的破坏作用是主要的;的;在松软岩石、低猛度炸药、装药不偶合系数较在松软岩石、低猛度炸药、装药不偶合系数较大的条件下,爆轰气体的破坏作用是主要的。大的条件下,爆轰气体的破坏作用是主要的。一)单个药包的爆破作用一)单个药包的爆破作用自由面和最小抵抗线自由面和最小抵抗线如果将一个球形或立方体形炸药包如果将一个球形或立方体形炸药包(爆破上称之为集中爆破上称之为集中药包药包)埋入岩石中,岩石与空气接触的表面称为自由面。埋入岩石中,岩石与空气接触的表面称为自由面。最小抵抗线最小抵抗线:药包
6、中心到自由面的垂直距离药包中心到自由面的垂直距离W W。二二.爆破作用爆破作用 当药包在岩体中的埋置深度很大,爆破作用达不到自当药包在岩体中的埋置深度很大,爆破作用达不到自由面时,这种情况下的爆破作用叫作爆破的内部作用。由面时,这种情况下的爆破作用叫作爆破的内部作用。当单个药包在岩体中的埋置深度不大时,可以观察到当单个药包在岩体中的埋置深度不大时,可以观察到自由面上出现了岩体开裂、鼓起或抛掷现象。这种情自由面上出现了岩体开裂、鼓起或抛掷现象。这种情况下的爆破作用叫作爆破的外部作用,其特点是在自况下的爆破作用叫作爆破的外部作用,其特点是在自由面上形成了一个倒圆锥形爆坑,称为爆破漏斗。由面上形成了
7、一个倒圆锥形爆坑,称为爆破漏斗。爆破的内部作用爆破的内部作用爆破的外部作用爆破的外部作用粉碎区粉碎区 (压缩区)(压缩区)破裂区破裂区震动区震动区根据岩石的破坏特征,受爆炸影响的岩石可分为根据岩石的破坏特征,受爆炸影响的岩石可分为三个区域:三个区域:爆破漏斗爆破漏斗(一(一 )爆破漏斗的几何要素)爆破漏斗的几何要素 自由面自由面(临空面临空面)是指被爆破的介质与空气接触的面。是指被爆破的介质与空气接触的面。最小抵抗线是指药包中心距自由面的最短距离。爆最小抵抗线是指药包中心距自由面的最短距离。爆破时,最小抵抗线方向的岩石最容易破坏,它是爆破时,最小抵抗线方向的岩石最容易破坏,它是爆破作用和岩石抛
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