爆破药量计算建管一班.docx
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爆破药量计算建管一班
分类
名称
图示
一般特性
按形状分类
集中药包
高度不超过直径4倍的圆柱形或长边不超过短边4倍的直角六面体
延长药包
高度超过直径4倍的圆柱形或长边超过短边4倍的直角六面体
分集药包
将集中药包按一定的距离和药量分成两个子药包
按爆破作用分类
内部作用药包
药包在被爆破体内部,爆破作用形成药壶,如破坏范围刚好达到临空面,称最大内部作用药包
松动药包
爆破后,介质不会被抛出,权使介质表面隆起,当n=1时,为标准松动药包,即爆破作用使破碎部分成直角倒正圆锥体
抛掷药包
药包在被爆破体内部,爆破时,在土石表面形成漏斗形破坏坑,当n=1时,为标准抛掷爆破药包;当n<1时,为减弱抛掷药包;当n>1时,为加强抛掷爆破药包
裸露药包
药包放置在爆破体表面或裂隙部位或浅穴处
土的分类
土的级别
土的名称
坚实系数(f)
密度(kg/m3)
开挖方法及工具
一类土(松软土)
1
砂;砂质粉土;冲击沙土层;种植土;淤泥
能用锹.锄头挖掘
二类土(普通土)
2
粉质粘土;潮湿的黄土;夹有碎石.卵石的砂;种植土;填筑土及砂质粉土
用锹.锄头挖掘,少许同镐翻松
三类土(坚土)
3
软及中等密实粘土;重粉质粘土;粗砾石;干黄土及含碎石.卵石的黄土.粉质粘土;压实的填筑土
主要用镐,少许用锹.锄头挖掘,部分用撬棍
四类土(沙砾坚土)
4
重粘土及含碎石.卵石的粘土;粗卵石;密实的黄土;天然级配砂石;软泥灰岩及蛋白石
整个用镐.撬棍,然后用锹挖掘,部分用锲子及大锤
五类土(软石)
5
硬石炭纪粘土;中等密实的页岩.泥灰岩;白垩土;胶结不紧的砾岩;软的石灰岩
用镐或撬棍.大锤挖掘,部分使用爆破方法
六类土(次坚土)
6
泥岩;砂岩;砾岩;坚实的页岩;密实的石灰岩;风化的花岗岩.片麻岩
2200-2900
用爆破方法开挖,部分用风镐
七类土(坚石)
7
大理岩;辉绿岩;玢岩;粗.中粒花岗岩;坚实的白云岩.砂岩.片麻岩.石灰岩;风化痕迹的安山岩.玄武岩
10-18
2300-3100
用爆破方法开挖
八类土(特坚石)
8
安山岩;玄武岩;花岗片麻岩;坚实的细花岗岩.闪长岩.石英岩.辉长岩.辉绿岩.玢岩
18-25以上
2700-3300
用爆破方法开挖
1.4药包用量计算
各类爆破药包量计算公式(表3-4)
药包名称
计算公式
符号意义
标准抛掷炸药包
Q----药包重量,kg
e---与炸药性质有关的换算系数,见表3-5
q——爆破岩土单位体积的炸药消耗量,kg/m^3,与岩土的性质及炸药的种类有关,见表3—-6
爆破药包抛掷爆破药包与抛掷
W---药包的最小抵抗线,m;
F(E)---抛掷略函数,抛掷爆破中,F(E)=1;
抛掷爆破中当a=0~30度时
E-----抛掷略(%)
F(a)-----抛塌系数,随自然地面坡度a而变化;
当a=31~90度时
a----自然地面坡度,(度)
f(a)=26/a
抛坍爆破中(a>30度)
f(a)=26/a(3-6)
松动爆破药包
水平地形拉朝路堑中
斜坡地形或阶梯式地形
内部作用爆破药包
炸药换算系数e值(表3-5)
炸药名称
型号
换算系数
炸药名称
型号
换算系数
岩石硝铵
1号
胶质炸药
普通
岩石硝铵
2号
1
混合胶质炸药
普通
1
露天硝铵
2号,3号
梯恩梯
胶质炸药
普通
铵油炸药
胶质炸药
耐冻
黑火药
炸药单位消耗量q值(表3-6)
土的类别
一
二
三
四
五
六
七
八
Q(kg/m^3)
注;1、本表以2号岩石硝铵炸药为准,当用其他炸药时需乘以换算系数e值
2、表中所列q值唯一个自由面情况,若为两个自由面应乘以;三个自由面乘以;四个自由面乘以;;五个自由面乘以;六个自由面乘以;
3、表中土的工程分类见表3-7;
4、表中值是在药孔堵塞良好,即堵塞系数为1时定出。
若堵塞不良好,则应乘以相应堵塞系数d,见表3-8。
土的工程分类
注:
1土的级别相当于一样16级土石分类级别;表3-7
2坚实系数f相当于普氏岩石强度系数.
堵塞系数d的取值表3-8
实际堵塞长度B’与计算长度B的比值
0
对土
烈性炸药
黑火药
1
2
4
6
12
对岩石和混凝土
烈性炸药
黑火药
1
2
4
6
--
抛掷率E与爆破作用指数n
抛掷率E与爆破作用指数n计算表
地
型
条件
平坦地形
土的最佳抛掷率
E=80%—95%
岩石的最佳抛掷率
E=70%—85%
斜坡地形多面临空地形
最佳抛掷率
E=60%—70%
斜坡地形半路堑
最佳抛掷率
E=(a-30)(a-30)+48
抛掷率E与爆破作用指数n关系式
N=(E/55+(水平地形)(3-12b)
药包间距计算
类型
计算公式
符号意义
同层药包
抛掷爆破
A=+Wf(a)(3-13)
A----药包间距
W,E----分别为相邻两药包的最小抵抗线抛掷率的平均值
F(a)-----抛坍系数;
b-----分层药包的间距,m;
w下------倾斜地形布置上下层药包,下层药包的最小抵抗线;
n------相邻两层药包爆破作用指数的平均值;
C-----子药包间距,m;
抛坍,松动爆破
A=(3-14)
分层药包
一般情况
B≦2W(3-15)
加大药包抛距
B=n×W(3-16)
分集药包
子药包间距
C=(3-17)
分集药包间距
横向分集药包间距
A1=a2(3-20)
分集药包与集中药包间距
A1=(a1+a2)/2(3-21)
例3-1斜坡地形一路堑如图,已知岩石为砂岩,p=2500kg/mmm,经药包布置知:
W=5m,a=45度,拟采纳2号岩石火药,工地要求抛掷率E=60%,求正常堵塞情形下药包质量。
假设a=0度(水平地形)那么其他条件相同情形下药包质量又为多少?
解
(1)由表3-7知砂岩为七类土,参考表3-6取q=mmm,
采纳2号岩石火药,故e=,正常堵塞d=
(2)由E=60%,a=45度可得
F(E)=×10=,f(a)=26/a=26/45=
(3)将q、W、F(E)、f(a)代入药包用量计算公式(3-3)中有:
Q=eq·W³·F(E)·f(a)
=×5³××=
(4)假设为水平地形(a=0°),那么现在f(a)=1,而F(E)不变,仍为,因此在水平地形情形下,药包用量为:
Q=eqW³F(E,a)=×5³×=
说明达到相同的抛掷率,水平地形比斜坡地形需要更多的火药量,可见斜坡地形对爆破是很有利的。
例3-2在密实的石灰岩上开一深、直径42m的炮孔,采纳2号岩石硝铵火药(装药密度为cm³)进行松动爆破,求在堵塞良好情形下的药包重量。
解由表3-7查得密实的石灰岩为六类土,参考表3-6取q=m³,采纳2号岩石硝铵火药e=1,炮孔装药长度L一样为炮孔深度的1/3—1/2,现假定药包长L=h/2=1600/2=800
mm,那么堵塞物长L=。
由公式(3-8)得:
Q=·W³=×1×׳=
800mm长药包重为[(π׳)/4]×80×=997g=,与假定相符,堵塞长度有800mm已充沛,故所需药量定为1kg。
例3-3在软的石灰岩上打一个深的炮孔,孔径35mm,采纳62%胶质火药(装药密度为cm³)进行松动爆破,求堵塞良好情形下的药包重量。
解由表3-7查得软石灰岩属五类土,参考表3-6取q=m³,因采纳62%胶质火药,由表3-5知e=。
计算时先假定药包长度L=800mm,那么W=。
有公式(3-8)得:
Q=·W³=××׳=
800mm长药包重量为×׳×80×=777g=与计算假定相符,堵塞长度800mm已足够,因此所需药量为。
2浅孔爆破计算
浅孔爆破用药量计算表3-11
项目
特点、计算方法及公式
符号意义
爆破特征
浅孔爆破是指直径为25—75mm以下,孔深在5m以下,利用延长药包进行爆破的方法。
多用于建筑物、构筑物基坑及碎石骨料场开挖,多采用台阶式布置
h——炮孔深度,m;
W——最小抵抗线,m;
a——炮孔间距,m;
b——炮孔排距,m;
Q——每个炮孔爆破用药量kg,可
查表3-12;
q——炸药单位消耗量;查表3-6;
e——炸药换算系数;查表3-5;
H——阶梯高度
计算简图
项目
特点、计算方法及公式
符号意义
计
算
参
数
深孔爆破常用公式为:
孔径大于75mm,一般为100~200mm,阶梯高度H一般为5~15m;阶梯倾角应大于55º,一般以60º~75º为宜;砖根长度h对于岩石取(~)w,对土取(~)w,岩石较硬时取上限;炮孔深l=H+h;堵塞长度l1应大于最小抵抗线长度w,炮孔间距a=~w;排距b=,多采用多排或等边三角形布孔。
深孔爆破最小抵抗线长度w,一般按下式计算:
q—炸药单位消耗量,kg/m³,查表3-6;
m—炮孔密度系数,一般为~;
τ—每一深孔药包所爆破的岩石体积,m³;
Q—每一炮孔的装药量,kg
爆
破
用
药
量
每一炮孔的用药量按下式计算:
抛掷爆破:
Q=e·q·v=e·q·a·H·w(3-25)
松动爆破:
Q=·e·q·v=·e·q·a·H·w(3-26)
例3-5高边坡场地平整,拟采纳直径D=175mm的垂直深孔松动爆破,台阶高H=13m,岩层为泥灰浆,用2号岩石硝铵火药,求每孔用药量。
解假定钻根长h=,估量炮孔深度l=13+=,取△=900kg/m³,τ=,m=1,e=1,泥灰岩为六类土,参考表3-6,q取m³,那么由公式(3-24)得:
钻根长:
h==×≈
炮孔深:
l=13+=,与计算假设相符
炮孔间距:
a=W=
由式(3-26)可得:
Q=·e·q·a·H·W=×1×××13×=
故每孔需用药量。
4药壶爆破计算
药壶爆破用量计算表3-14
项目
特点、计算方法及公式
符号意义
爆
破
特
点
药壶爆破是在爆孔底部放入少量炸药,经过一次或多次爆破扩大成圆球的形状,将炸药集中装入药壶中而进行爆破的一种方法。
多用于硬土及软土爆破,爆破层高度不大于10~12m,孔深不小于~,炮孔可采用直孔、平孔和斜孔形式
B—药壶与欲开边坡之间距离,m;
d—炮孔至台阶边缘距离,m;
Sc—坡比系数,可查表3-15采用;
L—炮孔垂直深度,m;
Sp—坡比;
Q—药壶爆破用药量,kg;
Qk—炸药壶所需药量,kg
计
算
简
图
项目
计算方法及公式
符号意义
炮眼
直径
炮眼直径应是在相同条件下,掘进速度快,爆破质量好的孔径,同时需考虑经济因素,在施工中可由实验而得,目前38mm及40mm孔径钻孔的效率较高,采用较多
炮眼装药量
每一循环计算爆破装药量Q为:
Q=q·V(3-57)
周边眼装药量可根据表3-28的装药中度q进行计算
注:
①计算出的炮眼数量,必需均匀散布于隧道开挖面上;
②掏槽眼的深度应比掘进眼深15~20cm,掘进眼底部应在同一平面上;
③在断面各拐角处,因受较大的岩石夹制作用,故必需布置一个周边眼;
④周边眼一样应以(大于3m深的炮眼)~(小于3m深的炮眼)的斜率外插打眼,以保证钻机眼所必需的必要空间。
眼深超过时,应使内圈眼与周边眼有相同的斜率倾角。
普氏岩石牢固性系数分类表表3-34
围岩类别
坚硬程度
地层
fkp
r(t/m^3)
φ(度)
Ⅰ
极度坚硬
最坚硬,致密的石英和玄武岩,在强度方面为其他岩层所不及者
20
~
87
Ⅱ
很硬
很坚硬的花岗岩,石英质斑岩,很硬的花岗岩。
灰质片岩比上述石英略弱的石英,最硬的砂岩及石灰岩
15
~
85
Ⅲ
坚硬
致密的花岗岩,很硬的砂岩和石灰岩,石英质矿脉,硬的朔岩,很硬的铁矿
10
~
Ⅲa
坚硬
坚硬的石灰岩,稍硬的花岗岩,硬的砂岩,硬大理石,黄铁矿,白云石
8
80
Ⅳ
相当坚硬
普通砂岩,铁矿
6
75
Ⅳa
相当坚硬
砂质页岩,砂岩
5
Ⅴ
普通
硬的粘土质页岩,不硬的砂岩和石灰岩,软的砾石
4
~
70
Ⅴa
普通
各种页岩,致密的泥灰岩
3
~
70
Ⅵ
相当软
软页岩,软石灰岩,白垩,岩盐,石膏,冻结土,无烟煤,普通的石灰岩,破碎的砂岩,胶结的卵石和沙砾,掺石土
2
~
65
Ⅵa
相当软
碎石土,破碎的页岩松散的卵石和碎石,硬煤
(f=~),硬化粘土
~
60
Ⅶ
软地层
粘土(致密的),普通煤(f=~),硬冲积土,粘土质土壤
1
~
60
Ⅶa
软地层
略带砂性粘土,黄土,沙砾,软煤(f=~1)
~
40
Ⅷ
土质地层
种植土,泥炭,略带砂性沃土,湿砂
散粒地层
沙,漂砾,小沙砾,松散土,开采出的煤
流沙地层
流砂,沼泽土,含水黄土和其他含水土壤(f=~
~
9
6光面爆破和预裂爆破计算
光面爆破和预裂爆破计算
表3—17
项目
特点、计算方法及公式
符号意义
爆
光面爆破是在开挖限界的周边,适当排列一定间隔的炮孔,在有侧向
a----炮孔间隔,m;
破
临空面情况下,用控制抵抗线和药量的方法进行爆破,使之形成一个光
W---最小抵抗线,m
特
滑平整的边坡;
d---炮孔直径,m;
点
预制爆破是指在开挖限界处,适当间隔排列炮孔,在无侧向临空面情
K---每米深炮孔装药
况下,用控制药量方法预先炸出一条裂缝,以保护开挖限界以外山体不
量,kg/m
受破坏
计
炮孔应保持在同一平面内,光面爆破孔间距a≤;或a=16d;最小
算
抵抗线W=;预裂爆破孔距a=(8~12)d;
参
光面爆破在主药包爆破后起爆,预制爆破是在主药包爆破前起爆,间
数
隔时间25~50ms,同一排炮孔光面爆破和预裂爆破需同时起爆
药量
光面爆破和预裂爆破每米孔深装药量:
计算
K=9Vd*d(kg/m)(3-32)
光面爆破和预裂爆破参数
表3-18
炮孔直径d(mm)
光面爆破
预裂爆破孔距
装药量K(kg/m)
孔径a(m)
抵抗线W(m)
a(m)
50
~
62
1
~
75
~
87
~
100
~
125
2
~
150
~
2
200
3
4
~
3
7定向爆破计算
项目
特点、计算方法及公式
符号意义
爆破
定向爆破是一种加强抛掷爆破,它是人为利用辅助药包先
Q——药包用量,kg;
特点
爆,造成定向坑,隔2~3s后再起爆主药包。
道路工程中,采用
e——与炸药性质有关的换算
定向爆破可用于以借为填或移挖作填
系数,见表3-5
药
定向爆破用药量计算;
q——爆破岩土单位体积炸药
当W<25m时,Q=(+*n*n)e*q*W*W*W(3-33)
消耗量,见表3-6,kg/m
量
当W>25m时,考虑重力修正系数
W——药包最小抵抗线,m
a——自然地面坡度,(°)
计
n——爆破作用指数,当抛掷
率为60﹪时,不同a情况
算
下,可查表3-20采用,
对于其他抛掷率,可按
前述公式(3-12)计算
n值
自然坡度a与n值的关系(E=60%)
a值
20——30
30——50
45——70
>70
n值
例3--6某山坡开挖路堑,采纳定向增强抛掷爆破,山坡自然坡度a=45,土质为软石,最小抗击线长度W=,用2号岩石硝铵火药,求抛掷率为60%时的药包重量.假设抛掷率为67%,药包重量又是多少?
3
解采纳2号岩石硝铵火药e=1,软石属五类土,取q=m,爆破作用指数由表3—20得.
由式(3—35)得:
抛掷率为60%时的药包重量为703。
4kg
假设抛掷率为67%,现在爆破作用指数按式(3—12)计算:
由式(3—35)可得用药量:
8微差爆破计算
爆破地震效应计算
爆破地震效应计算表3--21
项目
特点,计算及公式
符意义
爆破地震效应及强度
爆破地震效应指爆破对建筑物的影响程度,工程上估算爆破地震效应的危害范围,常用建筑物离爆破源的安全距离Rd进行验算.我国现行爆破安全规程规定对建筑物的Rd应大于下式计算值:
在爆破地震时,表示地震强度的我主要参数有速度峰值,加速度峰值,位移峰值以及频谱和震动持续时间等,它与爆破药量,爆源距离,爆破方式,炸药性能,岩石特性及传播介质,地形条件等因素有关.一般都以震速峰值来衡量爆破地震强度,并作为划分破坏程度的指标,常用以下公式计算:
其爆破震速控制限值和允许界限参见表3—153--16
Rd---爆破点距建筑物的距离
Kc---依所保护的建筑物地基土而定的系数,见表3—22;
a—依爆破作用而定的系数.当n≤时为;n=1时为;n=2时为;n≥3时为;
Q—一次起爆的炸药总重量,kg;
v---建筑物质点垂直震动速度,mm/s;
Q0—炸药重量,kg,齐发爆破按总装药量计算;分段爆破按最大一段药量计算;
K—与岩石性质,地势高低,爆破方法和爆破条件有关的系数,岩石取300700,土取1500200;
R—自爆源到被保护建筑物或构筑物的距离,m.爆破中心一般按药量分布几何中心计算.如果被保护建筑物与各爆源点的距离大于药量分布几何中心至被保护建筑物距离的10%时,则R值按下式计算:
式中:
r1,r2,r3…,rn---被保护建筑物或构筑物距各爆源点的距离,
m;n---药包总数
Kc值表3-22
被保护的建筑物地基土
Kc值
坚硬致密的岩石
坚硬有裂隙的岩石
砾石,碎石土
砂土
黏土
回填土
注:
药包布置在水中或含水土中时,Kc值应增加—倍。
微差爆破计算
表3—23
项目
特点,计算方法及公式
爆破
特点
微差爆破是一种应用特制的毫秒延期雷管,豪秒继爆管或微差起
爆器,以毫秒级时差顺序起爆各药
包的爆破技术。
它能有效的控制冲击波,震动和躁声在最小限度
内
△t—最佳微差间隔时间ms
W—最小抵抗线,m
K1——由岩石特性决定的系
数对
坚硬岩石K1=3;对松软岩石
K1=6
Cp—岩石纵坡速度,m/s
—岩石密度,kg/m^3
N—微差爆破的段数;
Q1—允许齐发爆破的最大药
量,当已知爆源距Rd和场
地系数Kc时,Q1=Q可由
式(3-37)计算
微差间隔时间是微差爆破成败的关键因素。
微差爆破最佳间隔时间
通常用下式计算:
△t=K1W(3-39)
在实际应用中,当岩层变化较大时,可用以下公式计算确定最佳微
差间隔时间:
△t=(3-40)
根据地震波干扰降震理论计算表明,微差爆破降震效果最佳时间间隔应为
岩石自震
周期值T的一半,即:
△t=T/2(3-41)
一般微差间隔时间为25—75ms
最小
用药量
微差爆破最大允许药量Qm可用下式计算:
Qm=(3-42)
例3-7某岩石挖方边坡,拟采用微差爆破,分5段进行,已知最小抵抗线W=,岩石为最坚硬`
岩石,K1=Kc=3,要求离建筑物的安全距离Rd=60m,试计算最佳允许微差间隔时间和爆破允许最大用药量。
解:
(1)计算最佳微差间隔时间
已知K1=3,W=,由公式(3-39)可得:
△t=K1*W=3*=
(2)计算爆破允许最大用药量
已知Kc=3,Rd=60m,取a=,由公式(3-37)得:
Q1=△t
由公式(3-42)得:
Qm==×5×=
9控制爆破计算
控制爆破
控制爆破计算表3-24
项目
特点、计算方式及公式
符号意义
爆破特点
控制爆破是指通过一定的技术措施,合理地确定炮孔位置、距离,严格控制爆炸能量和爆破现场(亦即一次起爆的最大装药量),使爆破的声响、振动、破坏区域以及破碎物的散落范围、倾倒方向,控制在规定限度以内。
它的基本点就是转孔较多、较密,装药较少,群炮齐爆,使爆破体达到“破散不抛”、“就近坍落”,爆破时的声响减弱到允许的程度,爆破后的大块率在10%以下。
W-最小低抗线,m;a-炮孔间距,m;b-炮孔排距,m;L-炮孔深度,m;H-爆破部分的高度或厚度,m;K-临空系数,查表3-25求得; P-爆破系数,与最小抵抗线W、材质有关.当W为0.1-0.2m时,P值为0.3;W为0.3-0.4m时,P值为0.4;W为0.5-时,P为0.6-0.7;W为0.7-0.8m时,P为0.9-1.2;W为1.0m时,P为1.8.P值可视材质好坏作10%左右的增减; Q-一次爆破控制炸药量,kg;R-自
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