爆破工程之二爆破工程地質(zhì)

第二章爆破工程地質(zhì)第二節(jié)地質(zhì)條件對爆破作用的影響

一、巖石的物理力學(xué)性能對爆破的影響巖石的三度(硬度、密度與強度)和三性(脆性、韌性和彈性)。巖石性質(zhì)是影響爆破作用的主要因素之一。爆破的單位炸藥消耗量、孔網(wǎng)參數(shù)、爆破松散系數(shù)、爆破地震強度計算系數(shù)等很多爆破設(shè)計參數(shù)和安全計算系數(shù)均與巖性有關(guān)

二、巖體的地質(zhì)構(gòu)造對爆破的作用

巖體由結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體兩個要素組合形成，決定了巖體的爆破工程地質(zhì)特性，影響巖體的爆破效果。結(jié)構(gòu)面是指發(fā)育于巖體中，具有一定方向和延伸性以及一定厚度的各種地質(zhì)界面，如斷層、節(jié)理、層理及不整合面等；結(jié)構(gòu)體是指被結(jié)構(gòu)面切割成的巖石塊體

巖體受到各種地質(zhì)作用(包括外力和內(nèi)力地作用)，留下各種地質(zhì)痕跡，包括斷層、節(jié)理、裂隙和溶洞等。由于結(jié)構(gòu)面的存在使巖體強度低于巖石強度。結(jié)構(gòu)面是巖體的弱面；分原生結(jié)構(gòu)面(在成巖過程中形成的巖體界面)、構(gòu)造結(jié)構(gòu)面(在構(gòu)造運動過程中形成的破裂面)、次生結(jié)構(gòu)面(在外應(yīng)力作用下產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)面)按是否夾有軟弱充填物可分為軟弱面(不夾軟弱介質(zhì))和軟弱帶(夾有一定厚度的軟弱物質(zhì))。1．應(yīng)力集中作用軟弱面使巖體的連續(xù)性遭到破壞。在爆破應(yīng)力作用下的破壞是脆性破壞，在爆破應(yīng)力作用下，巖體就從軟弱面處首先開裂。在巖體結(jié)構(gòu)面較發(fā)育的地區(qū)，爆破的單位耗藥量較低

2．應(yīng)力波反射拉伸作用當(dāng)爆破壓應(yīng)力波傳播到軟弱帶時便產(chǎn)生反射拉伸波。當(dāng)反射拉伸波達(dá)到巖石的抗拉強度時，便在張開裂隙或軟弱帶的迎波一側(cè)巖石中產(chǎn)生裂隙，造成巖石破碎

3、能量隔離或吸收作用

爆破應(yīng)力波通過張開裂隙或軟弱帶時，由于界面引起應(yīng)力波反射以及軟弱帶內(nèi)的介質(zhì)產(chǎn)生壓縮變形，爆破能量受到一定的隔離或吸收，削弱了對背波面巖石的破壞作用

當(dāng)軟弱帶或軟弱面穿過爆源并通向附近的臨空面時，形成“沖炮”或其他形式向臨空面泄出，爆破效果明顯降低。爆破作用范圍內(nèi)有溶洞，同樣會發(fā)生爆破能量泄露

4、能量泄露5、高壓氣楔作用

炸藥爆炸產(chǎn)生的高溫、高壓氣體侵入巖體結(jié)構(gòu)面時，會對巖體產(chǎn)生氣楔劈裂破壞作用。

三、巖體地質(zhì)結(jié)構(gòu)對爆破的具體影響

1．?dāng)鄬訑鄬酉喈?dāng)于一個完整的自由面，對爆破能量產(chǎn)生隔離、吸收和泄露作用。當(dāng)爆破漏斗范圍內(nèi)存在斷層、大的裂縫或?qū)用鏁r，將影響爆破漏斗的形狀和大小，改變爆破方量和拋擲方向

圖2—l斷層通過爆破漏斗斷面示意圖(a)爆方減少；(b)爆方增多；(c)爆方減少

2．層理

圖2—2層理對爆破漏斗形成的影響平面示意圖(a)走向與最小抵抗線正交；(b)走向與最小抵抗線平行；(c)走向與最小抵抗線斜交①最小抵抗線；②計算破裂半徑；③實際破裂漏斗邊線

3、節(jié)理的影響

圖2—3X交割節(jié)理對爆破效果的影響圖2—4溶洞改變抵抗線方向圖2—5溶蝕縫引起沖炮

4、結(jié)構(gòu)面對破碎塊度的影響

巖體強度受巖石強度和結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度的控制。爆破碎塊的表面大多數(shù)（80~90%），是沿巖體內(nèi)部結(jié)構(gòu)面形成的原生裂隙面（呈風(fēng)化狀態(tài)）；爆破作用形成的新鮮破裂面（次生破裂面）的數(shù)量僅占10~20%。結(jié)構(gòu)面的發(fā)育程度對破碎塊度分布有決定性影響，原生裂隙面的比例越大，塊度越大。要進(jìn)行破碎塊度預(yù)報，必須進(jìn)行詳細(xì)的工程地質(zhì)勘察和節(jié)理裂隙統(tǒng)計5、溶洞對爆破效果的影響

石灰?guī)r地區(qū)的溶洞比較發(fā)育，溶洞和裂縫引起的爆破能量泄露、改變抵抗線方向，影響破碎范圍和爆破方量，甚至形成沖炮，影響爆破效果。綜上所述，在爆破方案選擇、設(shè)計藥包位置和確定爆破參數(shù)時，應(yīng)查明工程地質(zhì)情況，利用巖體結(jié)構(gòu)的有利因素，避開其不利因素，力求達(dá)到滿意的爆破效果。四、地形對爆破效果的影響

臨空面的形狀和數(shù)目、爆破巖體的高度和坡度等地形條件是影響爆破效果和經(jīng)濟效益的重要匿素，在爆破設(shè)計中應(yīng)充分利用有利的地形條件。在臨空面的數(shù)目多且面積大，山高坡陡的地方爆破，可以用較小的炸藥量獲得較大的爆破方量或拋擲方量

五、三地下三水對三爆破三的影三響地下三水對三硐室三開挖三、裝三藥堵三塞、三起爆三網(wǎng)路三敷設(shè)三、爆三破效三果等三均有三直接三的影三響。地下三水會三降低三炸藥三的感三度和三威力三，甚三至使三炸藥三失效三而產(chǎn)三生拒三爆；使堵三塞不三緊而三產(chǎn)生三沖炮三；還有三：使雷三管受三潮或三電爆三網(wǎng)路三短路三，影三響網(wǎng)三路的三質(zhì)量三。在有三水的三地方三爆破三，應(yīng)三采取三嚴(yán)密三的防三水措三施，三否則三將造三成瞎三炮或三影響三爆破三效果三；地下三水發(fā)三育的三地方三，要三采取三排水三措施三并采三用防三水炸三藥第三三節(jié)三爆破三引起三的工三程地三質(zhì)三問題一、三爆破三對保三留巖三體的三破壞根據(jù)三爆破三作用三基本三原理三，在三有臨三空面三條件三下的三爆破三，從三藥包三中心三向外三可分三為：三壓縮三區(qū)、三爆破三漏斗三區(qū)、三破裂三區(qū)和三振動三區(qū)。一般三壓縮三區(qū)和三爆破三漏斗三區(qū)是三需挖三運的三爆破三范圍三，破裂三區(qū)和三振動三區(qū)則三是爆三破可三能引三起工三程地三質(zhì)問三題的三區(qū)域三。通常三爆區(qū)三后緣三地表三破壞三范圍三比深三層破三壞范三圍大三，地三表破三壞與三深層三基巖三破壞三有不三同的三特點(一三)后三緣地三表破三壞后緣三地表三破壞三是由三后沖三和反三射拉三伸波三作用三形成三，裂縫三常沿三平行三臨空三面方三向延三展，三且距三爆破三區(qū)越三近就三越寬三、越三密；地表三裂縫三寬度三和延三展長三度與三爆破三規(guī)模三、爆三破夾三制作三用、三爆破三方法三和地三形地三質(zhì)條三件有三關(guān)。爆破三規(guī)模三大、三夾制三作用三強，三地表三裂縫三破壞三程度三大（二三）爆三破對三深層三基巖三的破三壞一般三開山三采石三不需三要考三慮基三巖破三壞；路塹三開挖三爆破三僅考三慮藥三包周三圍壓三縮圈三產(chǎn)生三的破三壞范三圍（三一般三情況三下需三給路三基和三邊坡三預(yù)留三保護三層，三保護三層厚三度為三壓縮三圈半三徑）但是三：在水三工壩三基開三挖中三，即三使在三爆破三作用三下產(chǎn)三生微三小的三裂縫三也被三視為三對基三巖的三破壞三，一般三上層三采用三深孔三爆破三，下三層采三用淺三孔爆三破，最底三層采三用人三工鑿三除的三辦法三，或三采用三水平三炮孔三預(yù)裂三爆破三，形三成水三平預(yù)三裂面三，以三阻止三上層三爆破三裂縫三向下三層擴三展二、三爆破三對邊三坡穩(wěn)三定性三影響爆破三產(chǎn)生三的邊三坡失三穩(wěn)分三為兩三類：一類三為爆三破振三動引三起的三自然三高邊三坡失三穩(wěn)；另一三類為三爆破三開挖三使工三程邊三坡遭三受破三壞，三日后三風(fēng)化三作用三引發(fā)三不斷三的塌三方失三穩(wěn)。一般三情況三下，硐室三爆破三對邊三坡穩(wěn)三定性三影響三最大三，深孔三爆破三次之三，淺孔三爆破三最小三。所以三在硐三室爆三破設(shè)三計中三應(yīng)對三邊坡三穩(wěn)定三性影三響有三足夠三重視(一三)爆三破對三自然三邊坡三穩(wěn)定三性的三影響兩個三因素三：爆破三震動三強度三；坡體三自身三的地三形、三地質(zhì)三條件三。爆破三震動三作用三下，三坡角三越大三、巖三體強三度越三低，三越容三易失三穩(wěn)；四種三容易三失穩(wěn)三的情三形：(1三)爆三區(qū)附三近的三坡體三內(nèi)存三在貫三通滑三動面三或古三滑坡(2三)坡三體內(nèi)三有傾三向坡三體外三的節(jié)三理裂三隙(3三)巖三體內(nèi)三垂直三柱狀三節(jié)理三十分三發(fā)育三，且三邊坡三高陡(4三)坡三緣處三原有三搖搖三欲墜三的危三石(二三)爆三破對三保留三邊坡三隱定三性的三影響一般三的爆三破都三會對三保留三邊坡三的內(nèi)三部巖三體產(chǎn)三生破三壞，三受破三壞的三程度三主要三與如三下因三素有三關(guān)：(1三)爆三破藥三量(2三)最三小抵三抗線(3三)工三程地三質(zhì)條三件（三三）邊三坡開三挖的三爆破三安全三注意三事項(1三)選三擇合三理的三爆破三方案硐室三爆破三對邊三坡破三壞作三用強三，所三以預(yù)三留保三護層三較厚三；鉆孔三爆破三可預(yù)三留光三面層三，使三邊坡三得到三最大三限度三的保三護。預(yù)裂三鉆孔三爆破三和硐三室爆三破相三結(jié)合三的爆三破技三術(shù)得三到發(fā)三展既能三很好三地保三護殘三留邊三坡，三又能三實現(xiàn)三快速三、經(jīng)三濟和三大規(guī)三模的三土石三方爆三破(2三)進(jìn)三行合三理的三爆破三設(shè)計根據(jù)三巖性三和地三質(zhì)構(gòu)三造進(jìn)三行爆三破設(shè)三計，特別三是硐三室爆三破的三設(shè)計三應(yīng)根三據(jù)地三質(zhì)構(gòu)三造的三特點三來布三置藥三包，三確定三各項三參數(shù)(3三)提三高爆三破施三工質(zhì)三量避免三因爆三破施三工不三當(dāng)(三如產(chǎn)三生盲三炮、三堵塞三不嚴(yán)三等原三因使三爆破三不徹三底)三，清方三刷坡三不徹三底，護坡三防護三不到三位等引起三邊坡三變形三失穩(wěn)三、三地下三爆破三工程三引起三的工三程地三質(zhì)問三題(1三)爆三破引三起的三塌方三、冒三頂由于三不利三的節(jié)三理裂三隙組三合、三斷層三、軟三弱帶三影響三，激發(fā)三因素三往往三是由三于爆三破不三當(dāng)。地下三開挖三通過三不良三地層三時，三要采三取控三制爆三破和三加強三支護三的措三施，例如三控制三單響三藥量三，周邊三進(jìn)行三光面三爆破三，放三完炮三馬上三進(jìn)行三支護三，等三措施三。如果三發(fā)生三了塌三方、三冒頂三，則三需要三進(jìn)行三加強三密集三支護三通過三不良三地質(zhì)三段(2三)地三下采三掘工三程造三成地三面塌三陷，三形成三地表三塌陷三區(qū)。塌陷三區(qū)的三范圍三是可三以預(yù)三先劃三定的三，在三該區(qū)三范圍三內(nèi)不三得設(shè)三置任三何地三下工三程(三豎井三、平三巷)三，地表三不得三設(shè)置三道路三和建三筑物三，也三不能三設(shè)置三工業(yè)三設(shè)施(3三)地三應(yīng)力三變化三引起三的地三質(zhì)問三題。在深三層開三挖隧三道工三程時三，因三地壓三作用三使隧三道變?nèi)?，三甚至三將隧三道摧三垮。有些三地段三，在三開挖三斷面三處發(fā)三生巖三爆。更有三甚者三，在三大地三活動三構(gòu)造三帶附三近進(jìn)三行大三面積三長時三間采三掘作三業(yè)，三在構(gòu)三造帶三形成三地應(yīng)三力。地應(yīng)三力增三大到三一定三程度三時發(fā)三生應(yīng)三力釋三放，三引起三構(gòu)造三帶活三動從三而形三成地三震(4三)爆三破引三起的三地下三水及三瓦斯三突出三事故發(fā)生三過許三多爆三破引三起地三下水三、瓦三斯突三出事三故，三造成三礦區(qū)三的毀三滅。預(yù)防三這類三事故三的可三靠措三施是三在滑三動地三段打三超前三孔，隨時三進(jìn)行三地下三水、三瓦斯三濃度三監(jiān)測第四三節(jié)三爆三破工三程地三質(zhì)勘三察一、三爆破三對工三程地三質(zhì)勘三察基三本要三求根據(jù)三爆破三工程三的特三性，三查明三爆區(qū)三(包三括爆三破影三響區(qū)三)的三地形三、地三質(zhì)構(gòu)三造、三巖性三和地三下水三情況三，從三工程三地質(zhì)三的角三度論三證或三解決三如下三問題三：(1三)論三證采三用爆三破施三工的三必要三性、三合理三性和三可靠三性(2三)查三明爆三區(qū)以三及爆三破影三響區(qū)三的地三形地三物及三各種三地質(zhì)三構(gòu)造三，論三證爆三破對三地物三及地三質(zhì)構(gòu)三造的三破壞三和影三響，三以便三確定三合理三的爆三破方三案（三硐室三、深三孔、三淺孔三）及三規(guī)模三；調(diào)查三巖石三性質(zhì)三，為三爆破三設(shè)計三提供三合理三的炸三藥單三耗和三各項三參數(shù)(3三)根三據(jù)整三體工三程對三爆破三的要三求，三分析三爆破三前后三的地三質(zhì)條三件變?nèi)?，三預(yù)計三可能三出現(xiàn)三的邊三坡失三穩(wěn)、三地基三沉陷三、滑三坡、三繞壩三滲流三等工三程地三質(zhì)問三題（三或災(zāi)三害）三，以三及預(yù)三防措三施和三善后三處理三辦法二、三爆破三工程三地質(zhì)三勘察三的內(nèi)三容和三方法(一三)一三般巖三土爆三破工三程(1三)地三形條三件三地表三的形三狀、三坡度三、高三度，三山體三厚度三，臨三空面三條件三等。(2三)地三層巖三性三巖石三名稱三、類三別、三物理三力學(xué)三性能三、巖三層(三特別三是軟三弱夾三層)三產(chǎn)狀三、覆三蓋層三(坡三積層三)和三風(fēng)化三層厚三度(3三)地三質(zhì)構(gòu)三造三斷三層、三層理三、破三碎帶三等的三分布三和產(chǎn)三狀，三以及三溶洞三和裂三隙發(fā)三育程三度。(4三)水三文地三質(zhì)三地三下水三位線三、裂三隙水三、巖三溶水三、暗三河、三泉水三、地三下積三水等三的分三布情三況和三地下三水位三線。(5三)災(zāi)三害問三題三掘三進(jìn)爆三破時三應(yīng)查三明有三無危三險性三物質(zhì)三，如放三射性三物質(zhì)三，瓦三斯和三可燃三、可三爆性三粉塵三、高三溫礦三物的三可燃三性及三溫度三等(二三)大三爆破三工程三：三分階三段1．三可行三性研三究階三段任務(wù)三是論三證爆三破工三程的三可行三性，三提出三可供三選擇三的爆三破方三案，三進(jìn)行三方案三比較三，論三證所三選方三案的三合理三性、三可靠三性。需要三在爆三區(qū)范三圍內(nèi)三測繪三1：三10三00三地形三地質(zhì)三圖。三測繪三要求三與—三般測三繪相三同。三可配三合地三質(zhì)勘三探工三作進(jìn)三行爆三破試三驗，三使爆三破設(shè)三計方三案建三立在三可靠三的勘三測和三試驗三數(shù)據(jù)三的基三礎(chǔ)上2.三技術(shù)三設(shè)計三階段著重三分析三各種三布藥三方案三，并三優(yōu)選三最佳三方案三。為三此需三要測三繪l：三20三0或l：三50三0地形三地質(zhì)三圖；詳細(xì)三劃分三巖層三，明三確巖三層分三布位三置，三正確三標(biāo)明三不同三位置三巖層三的產(chǎn)三狀和三變化三，分三析各三巖層三的巖三石性三質(zhì)。通過三鉆