一、對(duì)工程爆破的基本要求

　　工程爆破應(yīng)滿足以下基本要求：

　　1．按設(shè)計(jì)要求爆落破碎巖石，既不欠挖也不超挖，又要保護(hù)圍巖或保留部分的巖體不受損傷或盡量少受損傷。

　　2．爆破塊度較均勻，大塊率低，塊度級(jí)配適宜，減少二次破碎工作量。

　　3．爆堆較集中，提高鏟裝效率。

　　4．提高炸藥能量利用率，炸藥單耗小，降低爆破成本。

　　5．保證爆破作業(yè)與環(huán)境安全，把爆破地震、空氣沖擊波、個(gè)別飛石、有毒有害氣體、噪聲和粉塵等爆破有害效應(yīng)，限制在允許范圍以內(nèi)。

　　總之，對(duì)于任何一項(xiàng)爆破工程來(lái)說(shuō)，做到技術(shù)可行、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理是最基本的要求。

　　二、影響爆破效果的主要因素

　　要想達(dá)到理想的爆破效果和改善爆破質(zhì)量，就必須正確分析影響爆破的各種因素，利用有利因素，避開(kāi)不利因素。這些因素是：炸藥性能和裝藥結(jié)構(gòu)、爆破方法、爆破參數(shù)與爆破工藝、巖石的性質(zhì)與構(gòu)造、自由面?zhèn)�數(shù)等。

　　(一)炸藥性能

　　影響爆破效果的炸藥性能參數(shù)主要有：炸藥爆速、爆炸氣體生成量及裝藥密度等。有關(guān)內(nèi)容見(jiàn)本書(shū)第二章。

　　(二)裝藥結(jié)構(gòu)

　　不同的裝藥結(jié)構(gòu)可改變炸藥的爆炸性能，從而引起爆炸作用的變化。

　　1．藥包幾何形狀，常用的藥包有集中藥包和延長(zhǎng)藥包兩類

　　當(dāng)藥包的長(zhǎng)度與它的橫截面的直徑(或方形截面的邊長(zhǎng))之比值大于某一值時(shí)，就叫做延長(zhǎng)藥包(比值一般大于或等于15～20)。

　　延長(zhǎng)藥包爆破時(shí)，由于它的幾何形狀特征，其沖擊能量主要集中在徑向上。而在軸向上能量分布較少，只有在藥包帶有集能穴時(shí)，才會(huì)有軸向聚能流。軸向能量分布復(fù)雜而不均勻。因此延長(zhǎng)藥包爆破時(shí)，巖石破碎的均勻程度不好，易出現(xiàn)大塊和破壞不足的現(xiàn)象。

　　集中藥包又稱球形藥包。其直徑與長(zhǎng)度的尺寸相差不大，一般不超過(guò)6倍。集中藥包爆炸時(shí)，其爆炸能量在各個(gè)方向上分布較均勻，可呈同心球狀多向傳播，這對(duì)于降低炸藥單耗、改善爆破塊度都是有利的。實(shí)驗(yàn)證明，球狀藥包特別適合于實(shí)施“漏斗爆破”，便于獲得較高的爆炸能量利用率和較均勻的破碎塊度。

　　因此，應(yīng)根據(jù)不同工程目的，采用不同幾何形狀的藥包，以達(dá)到最佳爆破效果。

　　2．空氣間隔裝藥

　　空氣間隔裝藥可以減弱爆破作用對(duì)孔壁的破壞，延長(zhǎng)爆破作用時(shí)間，對(duì)達(dá)到某些特殊爆破目的十分有利，并可以改善爆破效果。空氣間隔裝藥一般有軸向空氣間隔裝藥和環(huán)向空氣間隔裝藥兩種，如圖4—2所示。

圖4—2  空氣間隔裝藥示意圖

a—軸向空氣間隔裝藥；b—環(huán)向空氣間隔裝藥

1—炸藥；2—軸向空氣間隔；3—環(huán)向空氣間隔；4—導(dǎo)爆索；5—炮泥

　　(1)軸向空氣間隔裝藥  這種裝藥的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可使炮孔軸線方向上炸藥分布得比較均勻，爆破塊度均勻，因而可使炸藥單耗有所降低，這種裝藥結(jié)構(gòu)多用于深孔崩礦爆破。

　　(2)環(huán)向空氣間隔裝藥  這種裝藥結(jié)構(gòu)也叫不耦合裝藥，它能更均勻地降低炮孔壁所受到的爆破作用，有利于保護(hù)圍巖不受破壞，因此，在光面爆破、預(yù)裂爆破等爆破中常用到它。

　　在一定巖石條件下，在加強(qiáng)拋擲大爆破中，采用空腔裝藥結(jié)構(gòu)，對(duì)爆破效果也能有較好的改善。

　　3．起爆藥卷位置

　　起爆藥卷的位置對(duì)爆破效果的影響往往易被人們忽視，有人認(rèn)為，起爆藥卷應(yīng)放在炮孔的口部附近，也有人認(rèn)為應(yīng)放在裝藥的中部或底部，如圖4—3所示。

圖4—3  起爆藥卷在炮孔中的位置

a—孔口正向起爆；b—傳統(tǒng)做法；c—中部正向起爆；d—底部反向起爆

1—雷管；2—藥卷；3—炮泥

　　傳統(tǒng)的做法是把起爆藥卷放在孔口部位第二個(gè)藥卷的位置上，這樣操作方便，節(jié)省起爆器材。

　　起爆藥卷位置決定著炮孔中裝藥起爆后爆破作用的傳遞方向和炮孔中爆生氣體的作用時(shí)間，所以，它對(duì)爆破作用及其效果是有影響的。

　　試驗(yàn)表明，當(dāng)巖石性質(zhì)相同時(shí)，底部反向起爆效果最好，而孔口正向起爆效果最差。

　　孔底反向起爆能增強(qiáng)炮孔中爆炸氣體膨脹推力的作用，加強(qiáng)孔底爆炸氣體的作用力和作用時(shí)間。孔底反向起爆時(shí)，炸藥一旦起爆，孔底立即受到爆炸氣體的推力作用，孔口尚未爆炸的炸藥則起到類似炮泥的作用，加強(qiáng)阻止爆生氣體的過(guò)早擴(kuò)散，從而保證了作用力和作用時(shí)間。采用孔口正向起爆時(shí)，先爆的孔口爆生氣體擴(kuò)散的阻力最小，容易過(guò)早地沖掉炮泥而逸散，從而降低了作用壓力，減少了作用時(shí)間。

　　在軟巖和裂隙發(fā)育的巖石中進(jìn)行爆破時(shí)，孔底反向起爆可以避免相鄰炮孔間的“帶炮”及孔底剩留殘藥的現(xiàn)象。

　　孔底反向起爆效果本身也受到許多因素的影響。一般，所用炸藥的爆速愈低，炮孔堵塞質(zhì)量愈差時(shí)，孔底反向起爆改善爆破效果愈明顯。

　　孔底反向起爆消耗的起爆材料較多，施工操作比較麻煩。

　　(三)巖石性質(zhì)及地質(zhì)構(gòu)造

　　不同的巖石，其硬度是不同的，因此，爆破時(shí)應(yīng)選用不同的炸藥，以便獲得較好的爆破效果。一般來(lái)講，爆破中硬和堅(jiān)硬巖石時(shí)，應(yīng)選用爆速較高的炸藥；而爆破較松軟的巖石時(shí)，應(yīng)選用爆速較低的炸藥；進(jìn)行光面爆破和預(yù)裂爆破時(shí)，為了保護(hù)孔壁圍巖免遭破壞，通常應(yīng)采用低爆速的炸藥。

　　巖石的堅(jiān)固性，目前常用普氏系數(shù)來(lái)表示，其計(jì)算公式為：

式中： ——巖石的極限抗壓強(qiáng)度，kg／cm²；

　　  100——換算系數(shù)。

　　f值還可查表4—1，從表中可以看出，f值愈大，則巖石愈堅(jiān)固。

表4—1  普氏巖石分級(jí)表