一、爆炸現(xiàn)象

炸藥在起爆作用 (熱、火花、撞擊、摩擦和振動) 下能在瞬間完成化學(xué)變化,產(chǎn)生大量的氣體和熱量,并伴隨高壓、高溫以及聲響,這種現(xiàn)象稱為爆炸。例如1kg 硝銨炸藥能在大約萬分之一秒的時間內(nèi)完成爆炸,產(chǎn)生560 ~930L 氣體和1880 ~4186KJ 熱量,并能在爆炸地點形成高達1000 ~1500MPa 的壓力和2000 ~3000 ℃的高溫?拷幇車膸r石幾乎同時受到?jīng)_擊波的壓力作用而被粉碎。由于巖石的極限抗拉強度比其極限抗壓強度要低很多倍,故由拉仲所引起的破碎作用比由壓縮所引起的破碎要大得多。在堅硬的巖石中,壓縮的直接作用很小,往往僅在藥包下留下一個殘眼,而拉伸則引起巖石很大的破壞,形成爆破漏斗。

二、爆破作用圈

藥包在土石內(nèi)爆炸時,使得周圍的土石受到各種不同程度的破壞。最靠近炸藥處的土石受到的壓力最大,反之壓力逐漸變小,由此而產(chǎn)生爆破作用圈為:壓縮圈、拋擲圈、松動圈和震動圈,見圖7 -1 。

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1.壓縮圈:緊靠藥包的土石,在爆破時受到的壓力最大,如果是土,便被壓縮成孔腔,如果是堅硬的巖石,便被壓得粉碎,這個被壓縮或壓碎的范圍,叫壓縮圈或破碎圈。

2.拋擲圈:在壓縮圈以外的巖石,受到的壓力比壓縮圈小,雖然不致被壓得粉碎,但巖石的結(jié)構(gòu)被破壞,分裂成碎塊,并隨爆破作用力使碎塊向四周運動,如果這個地帶的某一部分是臨空面,這些巖石碎塊便向阻力小的臨空面方向被拋擲出一定距離,這個區(qū)域稱為拋擲圈。

3.松動圈:比拋擲圈范圍更遠的巖石,在爆破壓力作用下,僅發(fā)生破裂而不能拋擲出去,這個范圍叫松動圈,又叫破壞圈。

4.震動圈:在松動圈范圍以外,爆破壓力已無力破壞巖石,僅能使巖石發(fā)生震動,這個范圍叫震動圈。由藥包中心向外,相應(yīng)各圈的半徑叫壓縮半徑R 1 、拋擲半徑R 2 松動半徑 R 3 、震動半徑R 4 。各圈半徑的大小與炸藥的特性、藥包結(jié)構(gòu)、爆破方式以及介質(zhì)的特性密切相關(guān)。也可用下面的經(jīng)驗公式估算:

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式中

R i ———爆破作用圈半徑 (m);

Q ———藥包重量 (kg);

K ———與地質(zhì)條件有關(guān)的常數(shù)。

各爆破作用圈的K 值范圍,可參考表7-1 。

事實上這種圈并無明顯的界限。

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三、爆破漏斗

埋置在地面下的藥包爆炸后,在介質(zhì)中形成漏斗形狀的爆破坑。雖然漏斗坑的實際形狀隨著巖石或土壤性質(zhì)的不同以及炸藥品種不同而有差別,但一般都屬于倒立圓錐體形。

圖7-2 所示的爆破坑稱為爆破漏斗。圖中O 為炸藥中心,ML 表示爆破的臨空面(又叫自由面),ON 為從炸藥中心到臨空面的垂直距離,叫做最小抵抗線,用 W 表示。表示倒立圓錐體的底部半徑,稱為爆破漏斗半徑。

在爆破工程中,爆破漏斗的分類是按爆破作用指數(shù)n 的大小而定的 (見表7-2)。所謂爆破作用指數(shù)n ,就是爆破漏斗半徑r 與最小抵抗線 W 的比值,即:

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