| 单词 | 通用爆破方法 |
| 释义 | 【通用爆破方法】 拼译：current blast method 爆破原本是自然界积蓄高能的物质急速释放能量，使周围介质和环境产生剧烈变化的通称。尽管宇宙和地球也是这种变化产生的，但人类了解和掌握它还是从中国人发现黑火药之后才逐渐开始的。人们开始掌握黑火药的爆炸时，也只把它当作驱鬼、杀敌的手段。经过数百年后，直至18世纪才开始试用于采矿破石，在19世纪后期又相继发明了多种高威力的炸药、起爆器材和钻岩机具时，开始逐渐才形成爆破方法，并很快发展成为人类大规模攻坚杀敌、采矿掘岩的主要手段。到第二次世界大战后，各国又集中精力把它变成和平建设中的一种通用方法。目前已逐渐形成可按人们预想的控制爆破技术；小到用微量高级炸药安全破除人体内的结石，大到用氢弹或万吨炸药一次爆破上千万方的岩层；几秒钟就可使大厦安全倒塌，在坚硬的花岗岩中爆成一个数十米深的正方形立井。 外部施爆法 即将爆炸物置于被爆物外施行爆破的方法，最简单者为裸露药包和覆土药包爆破。由于其扩散到周围环境中的危害能量很大，有效爆破作用仅有六分之一初始爆炸波的入射冲击作用，视被爆物软硬(波阻抗)和覆土量多少，大约仅占爆炸总能重的几十至几万分之一，所以，目前只在紧急消险救灾、来不及或无法预打孔洞而又不怕爆炸危害作用的场合，如消除江河冰凌阻塞、紧急炸坝排障泄洪中才应用这种简易爆破方法，但因该法无需预打装药孔洞，所以，多年来也吸引很多人研究创造了若干种危害作用于较小的高效外部施爆新技术。诸如：(1)外置聚能药包爆破法。在炸药包底部或侧面做成聚能穴，用于破碎大块孤石、切断砼管道、清除溜井或漏斗卡堵，在墙板、冰层、冻土上打孔等，其炸药消耗量可比原始外部爆破法减少数倍，危害作用因而大大降低。(2)水体偶合冲压爆破法。又简称水压爆破或水偶合爆破法，将预制防水药包置于被爆体外的水体中以水与被爆体偶合，炸药爆炸后首先将能量转化为水体冲压能，然后再通过水体冲压，使被爆体破裂。由于水是不可压缩的流体，能与被爆体、药包壁紧密自适偶合，在足够深的水体中。炸药爆炸冲击波和爆生产物膨胀能绝大部份都可转化为水体向各方向的自适应刚性冲压能。如果各向都与被爆体偶合时(例如被爆体为密封罐)，水体所获得的刚性冲压能都可毫无保留地用于爆破周围的被爆体，而且抛飞力较弱，如果仅有一向或两向与被爆体偶合时，其有效爆能则主要决定于其他方向的约束反力或惯性力。所以，水压爆破最适于易燃区薄壁钢筋砼箱、罐、桶、管式建筑、结构物的拆除。1983年胡峰首创了偏作和聚能药包微差定向水压爆破技术、单面墙体沟槽式水压爆破技术和条形、弧形、圆形聚能药包水压爆破技术等。(3)表面外涂药包爆掘法。据称是美国80年代末的一项新发明，如快速喷涂起爆，即可达到快速破岩掘进的目的，如果确能推广应用；将是爆破技术的一个重大发展。浅眼施爆法 就是将炸药密封到预钻于被爆体中直径不大于50mm、深度不大于3m的浅眼内施行爆破的方法。这是人类最早创造的一种简易内爆法，但最初只能用手工机具打眼，从19世纪欧洲首创了以压缩空气或电作动力的风钻或电钻以及各种爆破器材后，才发展成为采掘矿岩的主要手段。现已可分别或同时达到采取资源(如采煤、采矿、采石)、掘造空间(如凿井、掘巷、开路、造河、挖坑、打洞、平场)、破除废障(如拆除各种废旧建筑物、结构物和障碍物，疏通流道、溜井、管路)、分裂大块(如破碎大块，分切料石和砼制品)等目的。为此，必须根据爆破难度和条件，采用若干个炮眼在时间和空间上互相配合爆破，因而使这种爆破方法变得五花八门，其中以围岩夹制力最大的井巷掘进爆破和安全要求最高的险区拆除爆破最复杂。(1)井巷掘进爆破。作为在各种矿岩中掘进立井、斜井、平巷、隧道、峒室、涵洞、防空洞等地下工程的首要工序，与出碴、支护、防水等工作配合，早已形成为“钻眼爆破掘进法”。其最大难点是：必须要在只有一个狭小自由面的洞头上，在不断以若干个炮眼联合爆破掏槽、扩槽、直至形成设计断面的同时，还要不断采取措施护好围岩并要防治地下水患。因此，虽从20世纪初开始，全世界的岩石井巷就几乎有95%以上是用该法掘出的，然而却一直未能解决爆破与支护间的固有矛盾和笨重体力劳动问题，直至70年代才开始产生较大的变化；胡峰在全面总结和吸取了当时国内外有关先进技术成就和经验的基础上，通过大量实践实验与理论研究，首先提出了以合理眼深和控制爆破为基础的全断面一次成型优化钻爆掘进法，它主要是由：全部炮眼都平行于井巷中轴线的直眼掏槽爆破；用普通炸药卷构成单段空气柱式装药结构的简易光面爆破；各圈炮眼起爆时差为100ms左右的分秒微差爆破；根据围岩稳定性设计的锚杆喷浆支护或短段砌壁支护；快速高效的机械装岩出碴；合理组织的正规循环作业等单项先进技措，综合而成的一次成巷(或成井)新技术，从1975年开始在全国普遍推广，迄今已大大革新了中国煤矿和各种地下施工面貌，并创造了平巷、斜井、立井月进尺的世界最高纪录。(2)安全拆除爆破。用爆破法破坏拆除各种建筑设施早已有之，但是在和平建设中用控制爆破法安全准确地拆除各种废旧建筑物、构筑物，还是从20世纪50年代才逐渐兴起的。胡峰在1956年就曾用浅眼爆破法安全拆除了两个煤矿井架的砼基础和数米报废的砼井壁。到80年代，国内外在工厂、城市、要区中用安全爆破法拆除的事例已举不胜举，并形成了一种令人惊服的成熟技术，例如：用切口爆破法可使80m高的烟囱倒塌方向准确到1°，用解体爆破法可使整体浇制的钢筋砼大楼一次全部解体为碎块，用分切爆破法可使整体浇制的两个高20m、直径3m的钢筋砼圆筒仓准确爆倒一个，用折叠爆破法可使几十层高的大厦原地坍塌，用水压爆破法可使无法打眼的薄壁容器类构筑物一炮解体。所有这些方法的实质，都是采用了准确控制爆破作用，严格限制爆破飞物、冲击、振动和噪声的定位、定时、定向松碎爆破技术。除水压控制爆破已如上述外，都是巧妙运用浅眼微量装药的合理时空布置和辅助外防护措施完成的，虽然被拆除对象的情况多种多样，但与掘进爆破相比，至少有以下有利条件可大大降低其施工难度：构件临空面都较多，大部分都没有夹制力；构件尺寸都较小，打眼深度一般都不超过1m；构件强度都较低，炸药消耗量一般都不超过0．4kg／m3；除地面基础外，都有一定的自重力作用，只需破开关键部位，即可自动塌落或分离；除实心建筑外，都有一定的自防护条件，先爆内部构件时外墙都可自动消防抛飞物、冲击波外传。因此，对于地面以上的建筑物，只需根据其结构动力学原理和预定倒塌方向或拆除方式，灵活运用浅眼微量装药，按照一定的时间空间顺序，准确爆开承重构件和刚性节点，造成较大的自重失稳力矩后即可很快自动安全坍倒，必要时可再外加一点防抛飞措施。对砼或岩石基础爆破，则常因欠缺上述有利条件，并受地面向上反射作用，反而比建筑物爆破困难，坚硬岩基爆破的飞石危害算是最难消防的。深孔施爆法 即把炸药封装到预钻于爆体中深度大于50mm、直径大于3～5m的深孔内施行爆破的方法，是在浅眼施爆法基础上发展起来的大型机械化采掘主体技术。由于钻孔深、大，必须采用较大功率的机械穿钻，由于装药长、大，爆轰反应比浅眼稳定、完全，既利于采用廉价炸药，又易于实行机械化装填，也易于改进装药结构、提高爆破效率，在体积和自由面较大的被爆体中，其生产率比浅眼施爆法约高数倍至数十倍，因此，该方法是现代采掘工业在发展高效机械化大生产中最受青睐的技术之一。从20世纪50年代末到60年代，在美国和加拿大创用多排深孔微差爆破、铵油和浆状炸药及其现场混装车，同时又研制应用了大型铲装机和自翻汽车，以及可以钻进大直径深孔的压气潜孔钻、牙轮钻、液压钻等以后，由露天采矿到地下采矿直至较大断面的立井、隧道与峒室，都相继发展应用了以深孔爆破为主的机械化高效施工方法，迄今实际上已使中、大规模的采掘工业和炸药爆破行业产生了一次大飞跃。其中以露天深孔梯段爆破最典型，立井深孔光面爆破最复杂。(1)露天深孔梯段爆破法。又称深孔台阶爆破法，它是主要利用台阶立面作为自由面，以同时产生侧向和上向松动或抛掷漏斗，达到采取矿物岩土或获得有用场地目的的爆破方法。为此，需用高效率的深孔钻机，在台阶平面上垂直向下或平行台阶外侧坡面，钻出若干排深度稍大于台阶高度的钻孔，然后再用装药车、混装车或人工，逐孔装入所选用的散装廉价炸药(或炸药包)及起爆系统后，再用泥砂封堵孔口，最后将各孔起爆线路统一连网拉到安全地点即可发爆。最初仅有单发起爆器材时，每次只能爆破一排深孔，如今因有多段毫秒延期雷管和继爆管等起爆器材，已可实行多至数十排单段装药和多段装药的立体微差爆破，大大提高了爆破效率，并抑制了危害作用，胡峰在80年代中期，曾以当时国产两种威力的炸药和导爆管多路复合微差起爆系统，在我国首次试成以微机设计的3～30排φ160～φ320深孔分段装药立体微差爆破技术，可一次爆破多种软硬差别很大的岩石数千至数十万方，使难装大块率由过去的8%左右降低到1%以下，地震波振幅也降低30%左右，目前在中国许多大中型露天矿已推广应用了这类先进技术。(2)立井深孔光面爆破法。是胡峰为充分运用大型凿井机械、提高成井速度，在20世纪70年代中领先发展的综合控制爆破凿井成套技术，它主要是由深孔分段或分阶掏槽爆破技术，与简易光面爆破技术、分秒微差起爆技术、全面超深封水爆破技术等综合而成，基本解决了爆破与砌壁的矛盾及中小涌水量的祸害问题，配合国产凿井机械设备，主要试成了以下两种凿井方法。其一，3～6m深孔光面爆破凿井法：采用50～60mm孔径，以多臂伞钻钻孔、长药卷整体装药和细砂堵塞、分秒(即50～150ms)电雷管或非电雷管起爆。只要以2～3个分段或分阶掏槽扩槽爆破，与整段光面爆破结合，即可一次爆成3～6m光面井筒，配合大型抓岩机抓岩和锚杆喷浆或短段砌壁支护混合作业，在国内外开凿直径6～8m、深度200～800m的煤矿立井中，各项技术经济效果都超过了过去通用的浅眼钻爆法和国外已有的普通深孔爆破法。其二，6～30m超深孔光面爆破凿井法：是在上述方法基础上又综合运用深孔预裂爆破和分段抛射爆破原理，于1975年5月在黄岛地下油库工程中首试成功的，仅用了一台可快速钻进Φ64～120mm的风动导轨式深孔钻机、普通2#岩石铵梯炸药和14段毫秒与秒延期电雷管，就在花岗岩石中一次爆成了4．2m×4．2m的正方形立井20多米。主要采用Φ64炮孔沿周边和中心十字线上布置36个，按光面预裂爆破原理全深度贯通装药，分3段起爆，将全断、全深度龟裂成4个正方柱。再用Φ102炮孔在中心对角线上布置5个，按中心抛槽爆破原理每隔3．5m吊装一个特制的钢壳定时定向炸弹，在十字线上龟裂孔起爆后，即分段抛出中心碎块。再同时用Φ64炮孔在4块中心布置4个，同样每3．5m以砂间隔装药一段，继中心每抛射一段也跟着抛射一段，最后即形成了井筒，该法已突破了传统的自由面爆破原理，刷新了掘进爆破的世界记录。峒穴施爆法 即采用比深孔直径还要大若干倍的预掘峒室施行爆破，由于每洞穴装药量和爆破量都较大，故又简称“大爆破法”。中国于1957年在甘肃白银厂铜矿就搞过一次装药量近万吨的世界最大爆破，掀开矿体上覆盖的几百万方岩石。1992年在珠海市三灶飞机场又进行了一次超过万吨的更大爆破，掀开了一个山体。从20世纪50年代起，前苏联和中国在开路和大量剥矿岩中就大量应用了以硝酸铵或铵油为主的扬弃大爆破，单个峒穴装药量由数百至数万千克，虽然打峒穴(断面小于2m2)很慢，大块石很多，地震波、冲击波、飞石等危害作用范围较大，但因成本低、工效高、所以在空旷地区尚属开挖大量深厚土石方的很有效方法，特别是在我国许多爆破学者总结吸取了50年代后期多次峒室爆破的经验教训后，从峒室布置、装药结构、起爆时序、爆破方向等方面也深入研究了控制理论与措施，致使峒室定向抛掷爆破筑坝和条形延长药包爆破开沟等技术达到了世界先进水平。定向抛掷爆破筑坝就是利用定向抛掷爆破的最小抵抗线指向原理，以多个合理布置的峒室装药，按一定的时间顺序起爆，使每个峒室爆破的抛掷合力都一直指向需要筑坝的方位。为提高有效抛掷距离和方量，必须首先充分利用先后爆破药室在动态变化中形成的反向和侧向约束反力，再根据这个反力的大小，合理加大抛掷装药量，也就是说要在多药包先后爆破中既要自生弹道抛射力，又要不断自造像散弹炮一样的内弹道。对于每个抛掷药室则应采用定向不偶合装药结构，其不偶合系数为2左右时抛掷力最大。目前该项技术应用已经较多，但当两岸为低矮平坡地形时，或要求筑坝较高(大于100m)较长时，或要求抛堆石块有一定级配块度时，还存在相当困难，以不相同作用的条形药包和深孔装药配合爆破，可能大有希望。【参考文献】：1 王文龙，编著．钻眼爆破．北京：煤炭工业出版社，19802 冯叔瑜，等编著．爆破工程．北京：铁道出版社，19843 胡峰，著．井巷快速光爆的初步研究与试验．0171#科学技术成果报告，北京：科技文献出版社，19804 胡峰，著．采掘控制爆破理论与体系的研究(论文集)5 边克信，等著．露天大爆破．北京：冶金工业出版社，1979(山东矿业学院胡峰教授撰) |
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