控制爆破技術(shù)發(fā)展及其現(xiàn)代應(yīng)用

郭小菱

摘 要：本文簡(jiǎn)要介紹了控制爆破技術(shù)的發(fā)展歷程，著重探討了幾種典型控制爆破技術(shù)的基本原理以及在城市建設(shè)中的應(yīng)用。控制爆破技術(shù)是傳統(tǒng)爆破技術(shù)在專業(yè)性和安全性上大幅提高后的產(chǎn)物，近年來(lái)發(fā)展迅速并帶來(lái)巨大效益?？刂票频膽?yīng)用體現(xiàn)了科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，今后應(yīng)加大對(duì)新型爆破技術(shù)的開(kāi)發(fā)研析，為國(guó)家工程建設(shè)領(lǐng)域技術(shù)先進(jìn)性獲得發(fā)展增添力量。

關(guān)鍵詞：控制爆破；發(fā)展歷程；現(xiàn)代應(yīng)用

在傳統(tǒng)爆破法破碎巖石過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)工程費(fèi)用高、邊坡穩(wěn)定性差，大塊率高，震動(dòng)、空氣沖擊波、土石灰危害嚴(yán)重等問(wèn)題。于是，控制爆破技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

控制爆破，是指通過(guò)一定的技術(shù)措施嚴(yán)格控制爆炸能量和爆破規(guī)模，使爆破的聲響、震動(dòng)、飛石、傾倒方向、破壞區(qū)域以及破碎物的散坍范圍在規(guī)定限度以內(nèi)的爆破方法。

目前，控制爆破在工程項(xiàng)目施工中的應(yīng)用主要有：定向爆破、預(yù)裂爆破、光面爆破、巖塞爆破、微差控制爆破、拆除爆破、靜態(tài)爆破、拋填爆破、弱松動(dòng)爆破、燃燒劑爆破等?？刂票埔缶雀撸斐晌：^傳統(tǒng)爆破小，現(xiàn)多用于城市以及人口稠密、建筑物密集的地區(qū)，在各類建筑物的拆除中可以有效減小爆破對(duì)被保護(hù)對(duì)象的危害。

1 發(fā)展情況

控制爆破在國(guó)內(nèi)外是一項(xiàng)新型爆破技術(shù)， 從本世紀(jì)五十年代產(chǎn)生，六十年代以來(lái)才迅速發(fā)展起來(lái).60年代以來(lái)，控制爆破技術(shù)有了很大的提高。美、日、瑞典等國(guó)已將控制爆破技術(shù)應(yīng)用于城市較高的建筑物的拆除工程中，并在市政道路、水利工程、鐵路、隧道、礦山等方面也得到了很好的運(yùn)用。到了70年代對(duì)爆破機(jī)理、施工技術(shù)、爆破器材等方面的研究都有了很大的發(fā)展。一些爆破工作者已能熟練地將爆破技術(shù)應(yīng)用到高層建筑物的拆除中。如1976年，我國(guó)爆破工作者在北京市天安門(mén)廣場(chǎng)兩側(cè)，成功地動(dòng)用了拆除爆破技術(shù)，將總面積達(dá)2000m2的北京郵局大樓一次爆倒，未對(duì)四周建筑物造成任何危害。自80年代以來(lái)，科技工作者運(yùn)用爆炸力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、斷裂力學(xué)、巖體力學(xué)以及工程結(jié)構(gòu)學(xué)等多種學(xué)科理論，結(jié)合現(xiàn)代測(cè)量手段，振動(dòng)測(cè)試儀器，并借助于計(jì)算機(jī)，獲得了炸藥爆炸對(duì)介質(zhì)破壞的作用機(jī)理，取得了較為理想的數(shù)學(xué)模型，為控制爆破設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。[1]

2 現(xiàn)代應(yīng)用

1.拋松控制爆破

隨著采礦工業(yè)的發(fā)展，露天礦基建剝離和生產(chǎn)過(guò)程中，一側(cè)拋擲而另一側(cè)松動(dòng)（成加強(qiáng)松動(dòng)）的拋松控制爆破正在擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。因此，研究拋松控制爆破的理論和實(shí)踐，對(duì)加速我國(guó)采礦工業(yè)的發(fā)展和提高控制爆破的技術(shù)水平，均具有現(xiàn)實(shí)的意義。

拋松控制爆破是利用單藥包或群藥包的爆炸能量拋擲（破碎與拋出）爆區(qū)的一側(cè)巖土，同時(shí)還必須使另一側(cè)巖土松動(dòng)（破碎）或加強(qiáng)松動(dòng)，利用拋松兩側(cè)最小抵抗線的不等性參閱圖，即Wp

2. 微差擠壓爆破技術(shù)

微差擠壓爆破技術(shù)一種延期爆破，延遲時(shí)間為幾毫秒到幾十毫秒，通過(guò)延時(shí)網(wǎng)路的微差作用來(lái)控制一次起爆藥量，形成新的自由面，能量場(chǎng)相互影響，實(shí)現(xiàn)應(yīng)力波的疊加、巖石碰撞擠壓的二次破碎，從而達(dá)到增大一次爆破量和減少爆破次數(shù)，提高破碎質(zhì)量，降低爆破震動(dòng)的效果。羅開(kāi)軍[3]研究認(rèn)為微差爆破中合理的排間微差和孔間微差間隔時(shí)間由以下半經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。

t0=[S20+2（V22-V21）H0/g]12-S0V1+V2

t=kQ13+10.2γeCdγrCr-

1.78Q13+SV（1）

式中，t0為排間微差間隔時(shí)間，t為孔間微差間隔時(shí)間，S0為前后排距，H0為下落高度，V1為堵塞段飛行速度，V2為中部巖塊飛行速度，V為巖塊平均移動(dòng)速度，Q為炮孔平均裝藥量，γe、γr為炸藥和巖石的容重，Cd、Cr為孔內(nèi)炸藥爆速和巖石縱波波速，S為巖石移動(dòng)距離。

3.間隔裝藥爆破技術(shù)

間隔裝藥爆破也稱為軸向不耦合裝藥爆破，通常指在裝藥之間或裝藥與炮泥之間填充空氣或水，爆炸沖擊波在通過(guò)填充介質(zhì)時(shí)強(qiáng)度將大幅降低，使炮孔內(nèi)的能量分配更加合理，巖體的過(guò)破碎情況減少。目前，根據(jù)裝藥結(jié)構(gòu)的不同分為：連續(xù)不耦合裝藥、連續(xù)耦合裝藥、分段不耦合裝藥和分段耦合裝藥。

水間隔裝藥爆破技術(shù)是當(dāng)前重點(diǎn)推廣的爆破技術(shù)之一。由于水具有近似的不可壓縮性和不膨脹性，水耦合爆破時(shí)孔壁所受初始沖擊壓力以及隨后因氣體膨脹而產(chǎn)生的準(zhǔn)靜態(tài)應(yīng)力都大于空氣耦合爆破，水的流動(dòng)性使應(yīng)力場(chǎng)分布更加規(guī)律。

近年來(lái)，關(guān)于孔底間隔裝藥爆破技術(shù)的報(bào)道增多，該技術(shù)是一種在炮孔底部放置一定高度空氣層或水層后進(jìn)行裝藥填塞的爆破方法，爆轟波通過(guò)空氣（水）層傳播到達(dá)孔底后絕大部分發(fā)生反射，反射回來(lái)的沖擊波使空氣（水）層內(nèi)的準(zhǔn)靜態(tài)壓力迅速升高，從而使巖石破碎更加充分，炮眼利用率提高，大塊、根底減少，地震效應(yīng)減弱。[4]

4.光面、預(yù)裂爆破技術(shù)

光面（預(yù)裂）爆破技術(shù)從20世紀(jì)50年代在瑞典興起、60年代中期引入國(guó)內(nèi)后發(fā)展非常迅速，已廣泛應(yīng)用到露天開(kāi)挖、隧道、地下工程等領(lǐng)域，為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)巨大的效益。光面爆破沿設(shè)計(jì)開(kāi)挖邊界布設(shè)密集炮孔，通過(guò)徑向不耦合裝藥及藥量的控制，減弱在通過(guò)藥包與孔壁間空氣層時(shí)產(chǎn)生的主要爆炸壓力，孔壁而只產(chǎn)生裂紋，形成平穩(wěn)輪廓面。預(yù)裂爆破由光面爆破演變而來(lái)，作用機(jī)理與光面爆破相同，也稱為預(yù)裂光面爆破。兩者的主要差別在于：光面爆破的主爆破炮眼先于控制開(kāi)挖輪廓面的光面炮眼起爆；而預(yù)裂爆破的主爆破炮眼在控制開(kāi)挖輪廓面的預(yù)裂炮眼之后起爆。前者的運(yùn)用可保護(hù)圍巖的穩(wěn)定性，形成平整的光爆面；后者可顯著降低爆炸震動(dòng)沖擊對(duì)邊坡、圍巖的破壞。[4]

5.定向斷裂爆破技術(shù)

定向斷裂爆破是20世紀(jì)60年代在光面（預(yù)裂）爆破的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種控制爆破技術(shù)，以巖石斷裂力學(xué)為基本原理，相對(duì)普通光面（預(yù)裂）爆破，定向斷裂爆破采用了不耦合裝藥和同時(shí)起爆，應(yīng)力波幅值較低，其裂紋沿炮孔孔心間連心線方向或沿預(yù)定方向起裂并穩(wěn)定擴(kuò)展，減小了爆破對(duì)保留巖體的毀壞，最大程度上保持了巖壁平整。在預(yù)定方向上優(yōu)先形成裂縫是該技術(shù)的關(guān)鍵，導(dǎo)向形式、地質(zhì)條件、炸藥性質(zhì)、炮孔參數(shù)等是影響成縫效果的主要因素。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著控制爆破技術(shù)日益科學(xué)化、合理化，技術(shù)水平的不斷提升和漸趨成熟，爆破施工過(guò)程將逐漸在效率和質(zhì)量上取得提高，控制爆破每一步技術(shù)上取得的突破都將對(duì)爆破技術(shù)的安全性和穩(wěn)定性的增強(qiáng)產(chǎn)生重大的積極促進(jìn)作用。接下去，尋找更加有效的控制爆破手段和改進(jìn)已有的控制爆破技術(shù)是我們要為之努力的方向，未來(lái)我們會(huì)看到更加經(jīng)濟(jì)、安全、高效的爆破手段，期待不久的將來(lái)我國(guó)的爆破技術(shù)會(huì)發(fā)展到一個(gè)嶄新的高度。

參考文獻(xiàn)

[1]高欣寶，易建政.控制爆破的應(yīng)用與安全管理.安全[J].1996年第2期.

[2]劉清榮.論拋松控制爆破[J].南方冶金學(xué)院學(xué)報(bào) .1980 .

[3]羅開(kāi)軍.孔內(nèi)孔間微差爆破間隔時(shí)間的合理選擇[J].金屬礦山，2006，（4）：4 ～6.

[4]周志強(qiáng)，易建政，王波，汪金軍.控制爆破技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J].礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā)，2010，03：103-108.