本書內(nèi)容共分10章,系統(tǒng)介紹了炸藥爆炸基本理論、工業(yè)炸藥、起爆器材與起爆方法、爆破工程地質(zhì)、巖石爆破理論、預(yù)裂爆破與光面爆破、井巷掘進爆破、一般巖土爆破、硐室爆破、爆破危害控制與安全。
本書可作為采礦工程、資源工程專業(yè)的本科教材,也可作為土木工程、交通土建工程、水電工程、城市地下工程的本科生教材,或研究生參考書。同時,可供相關(guān)工程技術(shù)人員作為培訓(xùn)教材和應(yīng)用參考書。
本書以滿足采礦工程或資源工程專業(yè)本科教學(xué)為出發(fā)點,同時兼顧土木工程、交通土建、水電工程等專業(yè)教學(xué)的需要,亦能為相關(guān)工程技術(shù)人員作為培訓(xùn)教材和應(yīng)用參考書。
本書系統(tǒng)地介紹了炸藥爆炸基本理論和巖石爆破理論,注重了基本概念和定義的準確性,專業(yè)術(shù)語和專業(yè)設(shè)計的規(guī)范性。將各種裝藥量計算理論和法則融入到能量平衡原理中,把單位巖石炸藥消耗量、最小抵抗線原理、毫秒爆破作用理論歸整到巖石破碎理論章節(jié),使讀者學(xué)習(xí)起來更系統(tǒng)完整;把近年爆破工程的科學(xué)研究和技術(shù)進展中出現(xiàn)的新工藝、新設(shè)備、新成果、新知識編進了教材,使學(xué)生有更扎實的基礎(chǔ)和更前瞻的知識面。
為了滿足教學(xué)的需要,作者根據(jù)二十多年的教學(xué)、科研和工程實踐經(jīng)驗,編寫了本書。本書以滿足采礦工程或資源工程專業(yè)本科教學(xué)為出發(fā)點,同時兼顧土木工程、交通土建、水電工程等專業(yè)教學(xué)的需要,亦能為相關(guān)工程技術(shù)人員作為培訓(xùn)教材和應(yīng)用參考書。
本書在以下幾個方面體現(xiàn)創(chuàng)新特色:
1.基本概念明確,理論基礎(chǔ)充實。本書系統(tǒng)地介紹了炸藥爆炸基本理論和巖石爆破理論,注重了基本概念和定義的準確性,專業(yè)術(shù)語和專業(yè)設(shè)計的規(guī)范性。
2.歸整更新內(nèi)容,改革教學(xué)思路。本書將各種裝藥量計算理論和法則融人到能量平衡原理中,把單位巖石炸藥消耗量、最小抵抗線原理、毫秒爆破作用理論歸整到巖石破碎理論章節(jié),使讀者學(xué)習(xí)起來更系統(tǒng)完整;把近年爆破工程的科學(xué)研究和技術(shù)進展中出現(xiàn)的新工藝、新設(shè)備、新成果、新知識編進了教材,使學(xué)生有更扎實的基礎(chǔ)和更前瞻的知識面.
3.側(cè)重實驗、實踐知識,加強工程和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。本書在后4章重點介紹了各類爆破工程技術(shù)以及設(shè)計、施工和安全技術(shù),旨在讓學(xué)生在前面章節(jié)理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,結(jié)合實驗教學(xué)和實踐教學(xué),學(xué)習(xí)并掌握爆破工程設(shè)計與施工的基本技能,也使本書能成為相關(guān)工程技術(shù)人員的培訓(xùn)教材和應(yīng)用參考書。
4.本書內(nèi)容豐富,明了易懂.使用者可根據(jù)各教學(xué)大綱的具體情況選講或安排學(xué)生自學(xué)。
本書編寫過程中,陳寶心教授對《炸藥爆轟理論》一節(jié)提出了重要的修改意見。書中所附的《常用爆破術(shù)語漢英對照》由美國紐約科學(xué)院院士、博士生導(dǎo)師龔文琪教授和《武漢理工大學(xué)學(xué)報》(英文版)陳銀洲執(zhí)行主編共同審校。在讀研究生黃棟、李本偉、陶明、任少峰、曲燕、胡東濤為本書的資料查閱收集、文稿打印校對付出了辛勤的勞動,在此表示感謝。
《爆破》雜志主編、博士生導(dǎo)師梁開水教授對本書進行了全面審閱,就內(nèi)容的取舍和編排,以及名詞、文字、圖表等的規(guī)范,都提出了許多寶貴意見,在此深表感謝。
武漢理工大學(xué)爆破工程專業(yè)課程自1959年開設(shè)以來已有近50年歷史,歷經(jīng)了幾代人的傳承和發(fā)展。本書的編寫和出版凝聚了前輩們的辛勤勞動、研究成果和教學(xué)成果。
本書編寫過程中參閱和引用了大量的圖書專著、教材和學(xué)術(shù)期刊文章,僅將主要參考文獻附后。在此謹向文獻作者一并致謝。
由于水平有限,書中難免存在缺點和不妥之處,歡迎讀者。尤其是主講教師們批評指正。
1 炸藥爆炸基本理論
1.1 基本概念
1.1.1 爆炸及其分類
1.1.2 化學(xué)爆炸三要素
1.2 炸藥化學(xué)反應(yīng)基本形式
1.2.1 緩慢分解
1.2.2 燃燒與爆燃
1.2.3 爆炸與爆轟
1.2.4 爆炸與緩慢分解和燃燒之間的關(guān)系
1.2.5 炸藥不同化學(xué)反應(yīng)形式轉(zhuǎn)化
1.3 炸藥氧平衡與反應(yīng)產(chǎn)物
1.3.1 炸藥氧平衡
1.3.2 炸藥爆炸反應(yīng)方程式
1.3.3 爆轟產(chǎn)物與有毒氣體
1.4 炸藥熱化學(xué)參數(shù)
1.4.1 爆容
1.4.2 爆熱
1.4.3 爆溫
1.4.4 爆炸壓力
1.5 炸藥感度
1.5.1 炸藥感度一般概念
1.5.2 炸藥熱感度
1.5.3 炸藥機械感度
1.5.4 起爆感度與殉爆距離
1.5.5 炸藥物理狀態(tài)和裝藥條件對感度影響
1.6 炸藥起爆
1.6.1 熱點起爆理論
1.6.2 爆炸物直接作用于炸藥起爆機理
1.7 炸藥爆轟理論
1.7.1 介質(zhì)中的波與沖擊波
1.7.2 炸藥爆轟
1.8 炸藥爆炸性能
1.8.1 爆速
1.8.2 威力
1.8.3 猛度
1.8.4 聚能效應(yīng)
本章小結(jié)
復(fù)習(xí)題
2 工業(yè)炸藥
2.1 基本概念
2.1.1 按炸藥組成分類
2.1.2 按炸藥作用特性分類
2.1.3 按工業(yè)炸藥主要化學(xué)成分分類
2.1.4 按工業(yè)炸藥使用條件分類
2.1.5 按聯(lián)合國危險物品運輸規(guī)定分類
2.1.6 炸藥的安定性
2.1.7 工程爆破對工業(yè)炸藥的基本要求
2.2 單質(zhì)起爆藥與猛炸藥
2.2.1 單質(zhì)起爆藥,
2.2.2 單質(zhì)猛炸藥
2.3 硝銨類炸藥
2.3.1 硝酸銨
2.3.2 銨梯炸藥
2.3.3 銨油炸藥
2.3.4 乳化炸藥等含水炸藥
2.4 煤礦許用炸藥
2.4.1 煤礦瓦斯、煤塵爆炸機理
2.4.2 煤礦許用炸藥特點
2.4.3 煤礦許用炸藥品種、分級與檢驗方法
2.5 其他工業(yè)炸藥
2.5.1 黑火藥
2.5.2 膠質(zhì)炸藥
2.5.3 液體炸藥
2.5.4 低爆速炸藥
2.6 爆破器材銷毀方法簡介
本章小結(jié)
復(fù)習(xí)題
3 起爆器材與起爆方法
3.1 基本概念
3.1.1 起爆器材種類與工業(yè)雷管
3.1.2 起爆方法分類
3.2 火雷管起爆法
3.2.1 火雷管
3.2.2 導(dǎo)火索
3.2.3 點火材料
3.2.4 火雷管起爆法施工工藝
3.2.5 火雷管起爆法適用范圍
3.3 導(dǎo)爆索起爆法
3.3.1 導(dǎo)爆索
3.3.2 繼爆管
3.3.3 導(dǎo)爆索起爆網(wǎng)路
3.3.4 導(dǎo)爆索起爆網(wǎng)路施工技術(shù)
3.3.5 導(dǎo)爆索起爆網(wǎng)路應(yīng)用
3.4 導(dǎo)爆管雷管起爆法
3.4.1 塑料導(dǎo)爆管
3.4.2 導(dǎo)爆管雷管
3.4.3 導(dǎo)爆管連接元件
3.4.4 導(dǎo)爆管擊發(fā)元件
3.4.5 導(dǎo)爆管起爆法網(wǎng)路連接形式
3.4.6 導(dǎo)爆管毫秒爆破網(wǎng)路
3.4.7 導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路施工技術(shù)
3.5 電力起爆法
3.5.1 電雷管及其性能參數(shù)
3.5.2 導(dǎo)線
3.5.3 起爆電源
3.5.4 電爆網(wǎng)路檢測及儀器
3.5.5 電爆網(wǎng)路及計算
3.5.6 電爆網(wǎng)路施工技術(shù)
3.5.7 電力起爆中早爆事故及預(yù)防
本章小結(jié)
復(fù)習(xí)題
4 爆破工程地質(zhì)
4.1 巖石基本性質(zhì)
4.1.1 巖石主要物理性質(zhì)
4.1.2 巖石主要力學(xué)性質(zhì)
4.2 巖石中應(yīng)力波
4.2.1 沖擊載荷和波
4.z.2 波動方程
4.2.3 應(yīng)力波疊加
4.2.4 莊力波反射和透射
4.2.5 表面波和地震波
4.2.6 巖石動力學(xué)特性
4.3 巖石分級
4.3.1 土壤及巖石分類
4.3.2 巖石可鉆性分級
4.3.3 巖石可爆性分級
4.4 地質(zhì)條件對爆破影響
4.4.1 結(jié)構(gòu)面對爆破影響
4.4.2 地形對爆破影響
4.4.3 特殊地質(zhì)條件對爆破影響
4.5 爆破對工程地質(zhì)條件影響
4.5.1 爆破對保留巖體破壞
4.5.2 爆破對邊坡穩(wěn)定性影響
4.5.3 爆破對水文地質(zhì)條件影響
4.6 爆破工程地質(zhì)勘察
4.6.1 爆破對工程地質(zhì)勘察基本要求
4.6.2 勘測工作內(nèi)容及方法
4.6.3 編寫工程地質(zhì)報告書
本章小結(jié)
復(fù)習(xí)題
5 石爆破理論
5.1 巖石爆破破壞基本理論
5.2 單個藥包爆破作用
5.2.1 內(nèi)部作用
5.2.2 外部作用
5.2.3 炸藥在巖石中爆破破壞過程與破壞模式
5.2.4 爆破漏斗
5.3 延長裝藥爆破作用
5.4 成組藥包爆破時巖石破壞特征
5.4.1 單排成組藥包齊發(fā)爆破
5.4.2 多排成組藥包齊發(fā)爆破
5.5 能量平衡原理與裝藥量計算
5.5.1 相似法則
5.5.2 體積法則
5.5.3 利文斯頓爆破漏斗理論
5.5.4 裝藥量計算
5.5.5 單位巖石炸藥消耗量
5.5.6 最,卜抵抗線原理
5.5.7 毫秒爆破作用理論
5.6 影響爆破作用的主要因素
5.6.1 炸藥性能影響
……
6 預(yù)裂爆破與光面爆破
7 井巷掘進爆破
8 一般巖土爆破
9 硐室爆破
10 爆破危害控制與安全
參考文獻
常用爆破術(shù)語漢英對照
1 炸藥爆炸基本理論
1.1 基本概念
1.1.1 爆炸及其分類
自然界有各種各樣的爆炸現(xiàn)象,如自行車爆胎、燃放鞭炮、鍋爐爆炸、原子彈爆炸等。爆炸時,往往伴有強烈的發(fā)光、聲響和破壞效應(yīng)。從廣義的角度來看,爆炸是指物質(zhì)的物理形態(tài)或化學(xué)性質(zhì)發(fā)生急劇變化,在變化過程中伴隨有能量的快速轉(zhuǎn)化,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械壓縮能,且使原來的物質(zhì)或其變化產(chǎn)物及周圍介質(zhì)產(chǎn)生運動,進而產(chǎn)生巨大的機械破壞效應(yīng)。
按引起爆炸的原因不同,可將爆炸區(qū)分為物理爆炸、核爆炸和化學(xué)爆炸三類。
。1)物理爆炸
這是由物理原因造成的爆炸,爆炸不發(fā)生化學(xué)變化。例如鍋爐爆炸、氧氣瓶爆炸、輪胎爆胎等都是物理爆炸。在實際生產(chǎn)中,除了煤礦利用內(nèi)裝壓縮空氣或二氧化碳的爆破筒落煤外,很少應(yīng)用物理爆炸。
(2)核爆炸
這是由核裂變或核聚變引起的爆炸。核爆炸放出的能量極大,相當(dāng)于數(shù)萬噸至數(shù)千萬噸三硝基甲苯(TNT,俗稱“梯恩梯”)爆炸釋放的能量,爆炸中心區(qū)溫度可達數(shù)百萬至數(shù)千萬攝氏度,壓力可達數(shù)十萬兆帕以上,并輻射出各種很強的射線。目前,在巖石工程中,核爆炸的應(yīng)用范圍和條件仍十分有限。
。3)化學(xué)爆炸
這是由化學(xué)變化造成的爆炸。炸藥爆炸、井下瓦斯或煤塵與空氣混合物的爆炸、汽油與空氣混合物的爆炸以及其他混合爆鳴氣體的爆炸等,都是化學(xué)爆炸。與物理爆炸不同,化學(xué)爆炸后有新的物質(zhì)生成。巖石的爆破過程是炸藥發(fā)生化學(xué)爆炸做機械功、破壞巖石的過程。因此,化學(xué)爆炸將是我們研究的重點。