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【分享】炸药在岩石中爆破破坏过程

时间: 2024-01-31 09:29 分类: 爆破答疑 来源: [原创]

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炸药在岩石中爆破破坏过程(BPYDT)


一般认为从时间来说,将岩石爆破破坏过程分为三个阶段为大多数人所接受。这三个阶段的划分虽然是人为的,但一定程度上能够反映爆破破坏过程。三个阶段划分及其作用过程如下:


第一阶段为炸药爆炸后冲击波径向压缩阶段。


炸药起炸后,产生的高压粉碎了炮孔周围的岩石,通常说的粉碎圈。冲击波以3000~5000m/s的速度在岩石中引起切向拉应力,由此产生的径向裂隙向自由面方向发展,冲击波由炮孔向外扩展到径向裂隙的出现需要的时间是1~2ms,如下图(a)所示。


第二阶段为冲击波反射引起自由面处的岩石“片落”。


第一阶段冲击波压力为正值,当冲击波到达自由面后发生反射时,波的压力变为负值。(也有一部分冲击波穿过自由面变成了空气冲击波)。通过自由面反射回去的冲击波即由压缩应力波变为拉伸应力波。在反射拉伸应力的作用下,岩石被拉断,发生“片落”,(俗话说岩石不怕挤压,但怕拉扯)。如下图(b)所示。此阶段发生在起爆后10~20ms


第三阶段为爆炸气体的膨胀。


岩石受爆炸气体超高压力的影响,在拉伸应力和气楔的双重作用下,径向初始裂隙迅速扩大,如下图(c)所示。当炮孔前方的岩石被分离、推出时,岩石内产生的高应力卸载如同被压缩的弹簧突然松开一样。这种高应力的卸载作用,在岩体内引起极大的拉伸应力,继续了第二阶段开始的破坏过程。第二阶段形成的细小裂隙构成了薄弱带,为破碎的主要过程创造了条件。


应该指出的是:(1)第一阶段除产生径向裂隙外,还有环状裂隙的产生。(2)如果从能量观点出发,第一、二阶段均是由冲击波的作用而产生的,而第三阶段原生裂隙的扩大和碎石的抛出均是爆炸气体作用的结果。这三个阶段充分说明了爆破破坏就是强大的冲击波和高压高温气体的作用的结果。 

从上面的论述中,我们看到第一阶段的时间是1~2ms,第二阶段的时间是10~20ms。爆破一点通提醒大家思考下,这些时间是否能够作为爆破岩体时炮孔延期时间的参考?换句话说就是如何选择雷管延期时间让爆破效果更好,是否要考虑爆破岩体破碎时的时间?如何错峰降振?这些时间能不能作为依据?但是同样需要说明的是爆破破碎的岩体并非均匀性,复杂的岩石结构和地形地质条件,也是影响爆破破碎效果的。爆破一点通认为要想把爆破效果做好,还真的不是一件简单的事情。也正因为其复杂性,才有值得去实践和研究的必要。