传源苑珠境 11-72-20
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炸药性能指标对岩石爆破效果的
理论分析及实际运用
陈银良
（福建省民爆化工股份有限公司福安分公司
福建福安
355001）
摘要以组抗匹配为理论依据对炸药性能及岩石性质进行分析，结合实残经验提出选用标准，在实际运用中将爆破危害控制在最低范图内，达到了预期的爆破效果，具有良好的经济效益和社会效益用。
爆破危害。
关键调阻抗匹配岩石性质炸药性能
中图分类号：TD235.21
文献标识码：B
由于爆破对象一土岩介质的复杂多变，使得爆破工作者很难用一种统一的定式来对土着爆破进行设计和施工，而且爆炸过程也极其复杂，稍有不慎，就会给国家和人民的生命财产带来损害。为确保安全，高效、经济，在爆破工程中可利用阻抗匹配为理论依据对炸药和岩石进行匹配，以期达到最优的爆破效果。
炸药和岩石匹配理论分析[2)及实际运用要求
炸药与岩石匹配，即对于不同的岩石采用与之对应的炸药，以达到最好的燥皱效果。炸药与岩石的匹配可考虑阻抗匹配、全过程匹配和能量匹配。
1.1
阻抗匹配
岩石的密度同纵波在岩石中传播速度的乘积，称为该岩
石的波阻抗，它表征岩石对应力波传播的阻尼作用。实验表明，波阻抗值的大小除与岩石性质有关外，还与作用于岩石界面的介质性质有关，如钎杆的材料种类和粗细以及炸药的种类和性能等。岩石的波阻抗值同凿岩煤皱能在岩体中的传递效率有直接关系。当钎杆或炸药的波阻抗值同岩石波阻抗值匹配愈好(数值相近)时，传给岩石的能量就愈多，在岩石中所引起的应变值也愈大。
炸药的物理化学性能和爆炸性能直接影响爆破作用和爆破效果。当炸药在岩体的炮孔中爆炸，炸药的密度、爆速和爆热决定着激起爆炸应力波的峰值压力、应力波对岩石的作用时间、热化学的压力、传给岩石的比冲能和比能。对炸药的密度和爆热而言，提高单位炸药的能量密度，可提高爆热，但感度降低。对于用化合单质炸药作敏感剂的工业炸药，爆热提高2倍，炸药成本要提高10倍；炸药的爆热低，将导致能量密度的减小，相应地会增大钻孔工作量和钻孔成本。工业炸药的密度和爆热有一个极限值，超过此值，炸药就不能很好地稳定爆轰。所以提高爆破效果的有效途径是提高炸药能量的有效利用。
对爆速而言，炸药爆速提高，可增大应力波压力峰值，相作者简介：陈银良，男，大学本科，工程师。
文章编号：1672-9064(2011)04-0160-02
应地减少作用时间。岩石爆破裂隙的扩展不仅取决于应力波峰值，还与压力作用时间有关。所以，爆速的增大对岩石裂隙扩展有利。当作用时间相间时，应力波的比冲盘决定于应力波波形。对高阻抗的岩石，因其强度高，为使裂隙扩展宽，应力波应具有较高压力峰值；对中等阻抗的岩石，应力波峰值不宜过高，而应增大应力波作用时间；对低阻抗的软岩，主要靠气体静压形成破坏，应力波峰值应尽量给予削弱。基于这种认识，为提高炸药能量传递效率，从经济和爆破效果考虑，炸药的阻抗尽可能与岩石的波阻抗相匹配，2者阻抗越接近，效果越好。阻抗匹配比较简单，但要使炸药和岩石的阻抗相等却不容易办到。具体的匹配如表1所示。
表1炸药与岩石阻抗匹配
岩石特征
波阻抗，抗压强度
/MN ·s-2.,-1 160 200 140 ~160 100 ~140 80 ~100 40 ~80 20 ~40
/MPa 140~200 90 ~140 50~90 05-0F 10 ~30 5~10
全过程匹配 1.2
密度/t ·m-1.2~1.4 1.2 ~1.4 1.0~1.2 1.0~1.2 1.0 ~1.2 0.8~1.0
炸药性能
爆压/MPa 20000 16500 12500 8500 4800 2000
爆速
潜能
/m + s-1 /kJ · kg-1
6300 5600 4800 4000 3000 2500
500~550 475 ~500 420 ~475 350 ~420 300 ~350 280 ~300
炸药在岩体的炮孔中爆炸，产生冲击波和爆生气体，向孔壁及其裂敏扩展并传逆给署石，利用应力波作用和爆生气体作用全过程的能量有效利用率来衡量炸药和岩石的合理匹配。
全过程匹配的基本原理是爆破破碎过程的能量分配取决于炸药和岩石的综合特征。炸药爆速和爆压高、者石强度商、弹性模量大，则孔壁平衡压力大，应力波能所占的比例相对减少；若岩石软弱、膨胀空腔大，孔壁平衡压力就小，气体能所占的比重相对减小。所以，动平衡压力不应与爆破压力
2011.NO.4.
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