分集药包爆破效果的试验研究.pdf

第 “ 卷第 期 ““ 年 月 爆破 “6/,/0-10.6/ ;1-0-.48, “ -7,6-, 6 2,-A6’’B ’ C,7D76B，C,7D76B “““/， EA76； C,7D76B F*GH C;76B E’9I， C,7D76B “““/， EA76） 70-102A, ,I9;, -’6-,6;9;7’6 -9;97B, A J,,6 K L, 9,I,;,6-47,I9;, -’6-,6;9;7’6 -9;97B,；J;76B ,,-;78,6,；,MI,97O,6; ;L 收稿日期 ““ . “ . “/ 作者简介 高荫桐 （PQ . ） ， 男； 北京 北京科技大学博士生 分集药包及其作用 随着硐室爆破技术的发展， 爆破工程技术人员 在实践的基础上， 对布置药包的形态， 经历了从集中 药包到条形药包， 再到混合药包的过程。为了处理 一些特殊的地形地质构造， 又发明了分集药包。当 前硐室爆破工程， 采用集中药包、 条形药包和分集药 包的混合布药形式为多 ［ R 3］ 。 我国使用分集药包已有几十年的历史。江西永 平铜矿火烧岗大爆破中， 断层两侧布置了对称药包 （见火烧见岗大爆破设计书） ； 在金堆城东木子沟铁 路路堤定向爆破中， 将一个位于破碎带当中的主药 包分为 个对称药包， 分别布置在破碎带两侧 ［］ ； 在 金厂峪金矿申家沟尾矿坝定向爆破筑坝工程中， 右 岸为一突出山咀， 无法按正常间距布置 个同排同 层的集中药包， 人为地把药包间距缩到正常间距的 二分之一左右， 并按实际爆破方量酌减了 个近距 布置的集中药包的药量 （每个药包装药量大约是按 单药包计算药量的三分之二） ［］ 。 分集药包较之集中药包， 具有减小压缩半径、 降 低爆破震动、 保护边坡稳定； 提高填塞质量、 改善破 碎效果以及处理一些特殊的地形地质构造之功效。 试验的目的与意义 分集药包可以减震护坡、 提高堵塞质量、 处理特 殊地质构造等作用已经为理论与实践所证明。至于 对爆破漏斗及抛掷堆积方面的影响， 不少爆破工程 师主张， 在定向爆破工程中应当布置分集药包， 以求 得到增加纵向 （药包最小抵抗线方向） 抛距， 缩减横 向堆积宽度， 但如何控制 “药包间距” 这个度， 才能取 得预想的爆破效果。本试验研究试图在这方面有所 万方数据 突破， 为分集药包的工程设计提供进一步参考。 试验条件 试验是在红色粘土砂岩的碎渣中进行， 药包间 距控制在 ““、 ““、 “、 “ 和 “ 之间变 化。 此系列试验共进行了 “ 组， 不同地点、 不同时间 的各组试验差异较大， 分析认为是由于介质级配不 同、 含水率不同造成的， 有的结果无法比较 （也有个 别试验， 分析认为是炸药没有全爆） 。 本研究仅将可 比的试验数据进行比较， 舍弃了部分试验资料， 见表 “。 表 不同药包间距试验数据表 序号 日期 ’ “ “ “ ’ * * * * （） ,爆 ,抛 - 备注 “““,“““,,-“.--..,/ ,/ “/“,“““.,.“.“,.. .,, “/“,“,,,..- ,// ,“00 ,““.,.-.“. ,“-. /00“““-.““-“-,, “ 大雨转小雨， 最 远抛 , ./00““,““,/,./-//- 大雨转小雨， 怀 疑未全爆 -/“00,““/“,- ,.. //“,,,“/,.“ ../ 最远抛“ ， // 日地点抛 的都远 ///“,“,/““-““.. -/. 最远抛 “/ ， 1 /.2有误 “//00“““.“..-... ,- 最远抛 - ， 与本日其它试 验误差大 下午 “ ““//00““-,“““.,“. “//00““,-“,“ “,.“. 最远 “ ， 下 午 “ “ “/..,.“““..,,“ ./最远 ““ “,/./““.“,..-“. “,最远 “/“““,“““/“,“.., .最远 , “./“““,“““,“-““-,/,- -, “-/..“..““/.““- -“.“最远抛 “ “/.““//““,,-/ ..,最远抛 ,试验数据比较与分析 实测资料数据列入 “不同药包间距试验数据表 “” ， 符号意义分别为 爆堆长度 *、 爆堆宽度 *3、 爆 破方量 ,爆、 抛掷方量 ,抛、 最小抵抗线 “、 药包间距 、 漏斗纵向宽度 “、 漏斗横向宽度 、 漏斗可见深 度 ’、 抛掷率。 将表中的数据， 舍去第 . 号试验数据， 舍去 / 月 /日、 /月日的 * 、 * 3数据 （因介质原因偏大） ， 将 “ 与 “ “、 “、 ’ “、 * “、 *3 “、 ,爆 “ 、 ,抛 “、 的关系整理成图 “ . 图 。 通过对试验数据的整理、 对比与分析， 由表 “ 和 ,爆破 年 “ 月 万方数据 图 “ 图 可以看出分集药包对爆破漏斗及抛掷堆 积的影响 ） “ 由 变到 ， 爆破漏斗 （“ 、 “ ） 相差不大， 爆破方量有逐减趋势， 抛掷方量亦有递减 趋势， 抛掷率也有递减趋势 （图 、 图 、 图 ’、 图 、 图 ） 。 ） “ 时， ’“ 较大， 且 ’*“ 较小， 是 利于作定向抛掷设计的间距， “ 时产生抛 散， “ 时抛距明显下降， “ 时侧 向抛散较为严重 （图 ， 图 ） 。 ,） 爆破漏斗可见深度随着 “ 的增大有减小 趋势 （图 ,） 。 ,第 卷第 期高荫桐等分集药包爆破效果的试验研究 万方数据 试验体会与结论 “试验再一次证明分集药包具有如下优点 ） 减小压缩圈半径 把单个集中药包分解为若干个小的分集药包， 从形态上改变了集中药包的装药结构， 这样分集药 包爆破作用于围岩的冲击能量比集中药包小很多， 所以压缩圈半径相应缩小。 集中药包的压缩圈半径为 “ ’ “ （） 式中 为压缩圈半径 ； 为集中药包装药量， *； “为装药密度 *， 为由岩石性质决定的压缩系 数。 若分集药包的个数为 ， 依据相似原理， 分集药 包的压缩圈半径为 “ ’ “ （’） 经过 计 算 知 道，当 “ ’ 时， “ ,- “； 当 “ , 时， ’“ - “。 大量试验的结果， 证明了上述理论计算的正确。 同时，和 ’的结果还说明， 分集药包可以降低对 边坡的破坏程度， 有利于边坡的稳定。 ’） 降低爆破震动 对于埋在地下的药包爆炸时引起的地表质点峰 值振动速度， 采用萨道夫斯基的公式计算 ’ “ （ ） （） 式中 ’ 为测点或被保护物地面质点振动速度， ./； 为测点到爆破中心的距离， ； 为地形地质 有关的系数。 ’分“ （ ） （ ） （,） 比较式 （） 与式 （,） 可知， 采用分集药包爆破时， 其震动作用小于集中药包。现场多次爆破震动测试 结果也验证这一结论。 ） 改善爆破效果 大量的试验发现， 分集药包微差爆破的爆破漏 斗的破裂半径， 略小于同等药量的集中药包的破裂 半径， 但 相差不大。分析认为是由于分散药量的能 量， 均匀并充分地作用于破碎岩石， 减少了爆破震 动、 冲击、 噪音和抛掷的能量。 “’本次试验对定向爆破筑坝的启示 在定向爆破筑坝设计中， 可以采用分集药包改 善抛掷堆积效果， 在按经验公式计算药量不变的前 提下， 药包间距 * “ 抛掷堆积效果会 有所改善。 参考文献 ［］ 刘殿中“工程爆破实用手册 ［0］ “ 北京 冶金工业出版 社， ---“ ［’］ 边克信“金堆城东木子沟路堤爆破施工说明书 ［1］ “北 京 北京有色冶金设计研究总院， -2“ ［］ 刘殿中“青海赛什塘铜矿尾矿坝定向爆破设计说明书 ［1］ “北京 北京恩菲爆破公司， ’’“ ［,］ 田国强“分集药包在硐室爆破中的应用 ［3］ “工程爆破， ’，（） ’ 4 ’2“ ［］ 高荫桐“集中药包与条形药包爆破漏斗有及抛掷堆积 的试验研究 ［3］ “爆破， ’， ’ （增刊） 4 ,“ （上接第 , 页） 但是， 也应注意到 556 方法把节理岩体当作一个完 全不连续的块体系统， 模拟实际岩体仍具有一定的 局限， 同时现有 556 模型的计算结果对迭代时步间 隔的依赖很大， 对迭代时步间隔的选取又有很大的 随机性， 这常常造成计算结果的偏差， 这些不足都有 待进一步改进使其分析更符合工程实际。 参考文献 ［］ 石根华“数值流形方法与非连续变形分析 ［0］ “裴觉民 译“北京 清华大学出版社， --7“ ［’］ 裴觉民， 石根华“岩石滑坡体的块体动态稳定和非连续 变形分析 ［3］ “水利学报， -- （） ’2 4 ,“ ［］ 杨善元“岩石爆破动力学基础 ［0］ “ 北京 煤炭工业出 版社， --“ ［,］ 周少怀， 杨家岭“556 数值方法及工程应用研究 ［3］ “岩 土力学， ’， ’ （’） 4 “ ［］ 戴晨， 朱传云， 舒大强等“556 及其在爆破过程仿真 模拟中的应用 ［3］ “爆破， ’， 2 （增刊） , 4 “ ,,爆破’ 年 ’ 月 万方数据