集中药包爆破漏斗理论和美国利文斯顿球形药包爆破漏斗理论比较.docVIP

两种爆破漏斗理论的分析比较 ?集中药包爆破漏斗理论 把一定质量的集中炸药包埋在某种土岩介质中进行爆炸，按照药包在不同深度W爆破时生成漏斗的变化及爆破作用指数n的不同情况，分成以下几类(图1)： (1)?最大内部作用药包：当药包置深为临界深度时，炸药的爆炸作用刚好达到临空面,最大内部作用药包的药量可由式(1)，式(2)计算： 对工业炸药 Q=0.187KW3 (1) 对烈性炸药 Q=0.125KW3 (2) 式中 Q — 药量，kg； K — 标准抛掷爆破单位体积用药量，kg／m3； W— 埋深，m。 (2)松动爆破药包：爆破作用指数n0.75，介质表面出现鼓包，但是没有抛掷作用，地面一般也不形成可见的爆破漏斗。 (3)减弱抛掷(加强松动)爆破药包：爆破作用指数0.75n1.0，地面出现了可见爆破漏斗，有小部分已破碎的介质被抛掷刭漏斗边缘，大部分破碎介质则回落到漏斗内。 图1 药包在同一介质中、不同深度条件下爆破时的爆破漏斗分类 a—最大内部爆破作用； b—松动爆破漏斗； c—减弱抛掷爆破漏斗； d—标准抛掷爆破漏斗； e—加强抛掷爆破漏斗 (4)标准抛掷爆破药包：n=r/w=1，形成标准抛掷爆破漏斗。 (5)加强抛掷爆破药包：n1.0，这时大部分介质被抛掷出漏斗以外，生成加强抛掷爆破漏斗。 爆破漏斗药量计算的鲍列斯科夫公式为： Q = (0.4 + 0.6n3)KW3 (3) 式中 Q—— 药量，kg； W—— 埋深，最小抵抗线，m； K—— 标准抛掷爆破单位体积用药量，kg/m3; n—— 爆破作用指数。 3 利文斯顿爆破漏斗理论 利文斯顿在同一介质、不同深度埋置一定药量的炸药包进行爆破漏斗的试验，得到了以下主要成果： (1)药包由深入浅变化过程中得到如图2的四个岩石破坏分区： 1)变形能区(the strain energy range)。当药包埋置在地下深处爆破，爆炸能全部消耗在岩石的内部变形上，如果地表刚好出现飞片或隆起，这时的埋深称为临界深度，即为变形能区的上限。 ? 图2利氏岩石破坏分区 通过试验，得到了临界深度与药量之间的关系： Le =EQ1/3 (4) 式中 Le ——临界深度，与炸药、岩石有关，m； E ——变形能量系数，与炸药、岩石有关，“m/kg1/3； Q ——炸药药量，kg。 2)冲击破坏区(the shock range)。药包超过临界深度Le上移，岩石产生破坏，破碎的岩石在爆破作用下出现抛掷，并形成爆破漏斗。随着药包上移，漏斗体积逐渐增大，达到最大值，即为冲击破坏区的上限，这时爆炸能量得到充分的利用，此时的埋深形．，称为最佳深度(the optimum depth)，引入最佳深度比△j=形Wj / Le。 3)破碎区(the fragmentation range)。药包由临界深度上移，上部岩石阻力减弱，漏斗体积减小，爆炸能量部分用于破碎和抛掷，部分消耗于空气冲击波，当消耗于空气冲击波的能量大到与岩石破碎能量相当时，这时深度形Wp就是该区的上限，称为转变深度(the transition depth)。 4)空爆区(the air blast range)。当药包上移超过转变深度后，爆炸能量大部分消耗于空气冲击波。 (2)药包埋深变化过程中，存在一个最佳深度Wj，得到爆破漏斗体积最大值： 利氏把爆破漏斗随埋深变化的过程，用漏斗曲线V / Q～△=W/Le表示，如图3所示，曲线横坐标为深度比△=W/Le，纵坐标为单位药量爆破的方量V/Q,那么在任意埋深W和药量Q的关系式就可以用式(5)表达： W=△Le=△EQ1/3 (5) 在曲线上可以找到在最佳深度比△j=Wj / Le时，V/Q有最大值(V/Q)max 。根据式(5)，可以求出最佳深度为： Wj = △j Le = △jEQ 1/3 (6) 式中