论文部分内容阅读
天然岩体的各向异性及爆炸高温、高压的瞬态过程,导致对岩石爆破的研究困难重重,理论与实际间差距很大,爆破理论明显滞后于爆破技术与实践。针对炸药破岩的实际问题,研究炸药爆炸性能与破岩能力之间的关系,深入理解岩石中炸药爆炸作用过程,对丰富岩石爆破理论,正确使用炸药及选择合理的爆破参数具有重要的理论与实际意义。以考察炸药爆炸性能与破岩能力的关系为目的,预制抗压强度为45MPa和20MPa体积为1m3的立方体混凝土试块,用不同性能的炸药对其爆破,进行爆破破碎块度和爆破效果分析,同时对几种典型工业炸药的爆炸性能进行了实测,并将爆破效果与炸药爆炸性能参数(爆速、做功能力、猛度等)作对比,结果显示:(1)对炸药爆热Qv的理论计算结果如下:乳化炸药为3615kJ·kg-1,粉状乳化炸药3805kJ·kg-1,改性铵油炸药3741kJ·kg-1,二级煤矿水胶炸药3066kJ·kg-1,高威力三级煤矿水胶炸药2883kJ·kg-1。水下做功能力测得的炸药总能量Et与其爆热Qv的理论计算值基本一致:乳化炸药为3670kJ·kg-1,粉状乳化炸药为3685kJ·kg-1,改性铵油炸药为3654kJ·kg-1,二级煤矿水胶炸药为3086kJ·kg-1,高威力三级煤矿水胶炸药为2862kJ·kg-1。(2)在炮孔直径为20mm时,乳化炸药的爆速D最高为4944m·s-1,其次是粉状乳化炸药为3830m·s-1:改性铵油炸药、二级煤矿水胶炸药、高威力三级煤矿水胶炸药的爆速分别人:2809m·s-1、3122m·s-1、3125m·s-1。(3)抗压强度45MPa的混凝土试块的爆破效果分析中发现,乳化炸药的破岩能力明显占优,爆破后的块度大小分布如下:改性铵油炸药>高威力三级煤矿水胶炸药≥二级煤矿水胶炸药>粉状乳化炸药>乳化炸药。抗压强度20MPa的混凝土试块的爆破试验中,粉状乳化炸药的爆破效果较好,其余依次是改性铵油炸药、乳化炸药、二级煤矿水胶炸药、高威力三级煤矿水胶炸药。在冻土环境下的岩石爆破漏斗实验中,爆破漏斗半径大小排列如下:改性铵油炸药>粉状乳化炸药>二级煤矿水胶炸药>乳化炸药>高威力三级煤矿水胶炸药。通过对数据的分析表明:对于高弹性模量、小泊松比的致密硬岩,高爆速、高密度的炸药能保证相当数量的应力波传入岩石,产生初始裂缝,破岩效果较佳;在中硬岩中,炸药能量的改变对爆破效果的影响很大,同时炸药的爆速基本可以保证初始裂缝的产生,高爆速炸药反而会过早地冲击裂隙,使能量散失,不利于破碎裂隙网的发展;塑性变形较大的软岩中,应力波能绝大部分消耗在空腔的形成,而且岩石本身弹性模量低,宜用高能量、低爆速的炸药。