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第十章 特种爆破技术 第一节 聚能爆炸切割技术 第二节 定向断裂控制爆破技术 第三节 石材开采爆破技术 第四节 爆破疏通技术 第五节 爆炸加工 第六节 地基爆破处理技术 第七节 静态破碎法 第八节 压缩爆破 第九节微型爆破技术 第一节 聚能爆炸切割技术 1 炸药爆炸的聚能原理 1)实验 2)爆炸产物的聚能过程 3)聚能气流中的能量组成 4)爆炸产物的聚能过程分析 2 影响聚能爆破威力的因素 1)炸药的性能 2)药型罩 3)炸高 4)隔板 3 聚能效应（现象）的应用 1 炸药爆炸的聚能原理 聚能药包爆炸后，为什么爆炸释放出来的能量能在某一局部的地点集中呢？ 1)实验——基本条件：药包的几何尺寸是一样的，但装药结构不一样；将所有的药包装置在厚度相同的同一种材质的钢板上。 不同装药结构爆破的一组实验的结果 实验结果分析： （ a）种药包在板上仅炸出一个很浅的凹坑。 （ b）种药包虽然它的装药重量比（ a）药包少；但由于在下端有一个锥形孔穴，爆炸后在板上炸出了一个深几毫米的坑。 （ c）种药包是在锥形孔穴表面嵌装一个金属锥形衬套（叫做药型罩），这种药包爆炸后在钢板上炸出一个深达几十毫米 的孔。 2)爆炸产物的聚能过程 药包的一端有了锥形孔穴后，为什么能产生聚能现象呢？为了解释这种现象，我们先来研究一个完整的圆柱形药包爆炸后，爆炸产物的飞散过程。当这种药包爆炸后，爆炸产物沿近似垂直于药柱表面的方向，向四周飞散。作用在钢板表面上的仅仅是从药柱一端飞散出的爆炸产物，它的作用面积等于药柱一端的端面面积。 3)聚能气流中的能量组成 由两部分组成的：一部分为气流的位能，另一部分为动能。位能占总能量的3/4，动能占总能量的1/4。 (3)提高动能的办法 是在锥形孔穴的表面嵌装一个形状相同的铜罩（见图c）。 这样爆炸产物在推动罩壁向轴线运动过程中将能量传递给铜罩。由于铜的可压缩性很小，因此内能增加很少，能量的极大部分表现为动能形式，这样就可避免由于高压膨胀引起的能量分散而使能量更加集中，形成一股速度和动能比气体射流更高的金属射能。 (4)铜罩在聚能爆破中作用——形成金属射流 下面二个因素对提高射流的穿透作用起着有利的作用。 a) 罩壁在轴线外汇聚碰撞时，发生能量重新分配。罩内表面铜层的速度比闭合时的速度高1至2倍，使能量密度进一步提高，形成金属射流，罩的其余部分则形成速度较低的杆。 b) 金属射流各部分的速度是不同的，端部速度高，尾部速度低，因此射流在向前运动过程中将被拉长。当然，金属射流在延伸拉长过程中不会像聚能气流那样膨胀分散，仍保持着原来的能量密度。 (5)金属射流形成过程 根据用脉冲x光照相技术对聚能药包爆炸过程的照片分析将聚能药包的药型罩分成1，2，3，4 四个微元部分。当炸药爆轰后，爆炸产物先后依次作用在药型罩的各段微元上，迫使微元作轴对称运动。。图b表示爆轰波阵面到达药形罩微元2的末端，它正在向轴线作闭合运动，微元3 有一部分正在轴线处碰撞，徽元4 则已经在轴线处碰撞完毕。微元4 碰撞后，分成射流和杆两部分，由于两部分的运动速度相差很 大（相差达10 倍），很快就要分离开来，但此时微元 3正好接踵而来，填补了微元4 空出来的位置，而且在那里发生碰撞。这样就出现了药型罩的不断闭合，不断碰撞、不断形成射流和杆的连续过程。图c表示药型罩的变形过程已经完成。这时药型罩变成射流和杆的两大部分，各微元的排列的次序，就杆来说，和爆炸前罩微元的排列次序是一致的，对射流而言，次序则倒过来了。 金属射流形成过程脉冲x光照片 图中1，2，3，4为药型罩的四个微元 2 影响聚能爆破威力的因素 1)炸药的性能按照流体力学理论； 炸药的爆轰压力是爆速和装药密度的函数， 2)药型罩： (1)材料——材料的可压缩性要小；密度要大；塑性和延展性要好；和在形成射流过程中不会产生汽化。根据大量试验的结果证明，选用紫铜制作药型罩的效果最好，其次是铸铁、钢和陶瓷。 (2)形状——轴对称型；面对称型（这类罩有直线形聚能罩和环形线形聚能罩。前者炸药爆炸时能产生一长条形聚能射流，多用于切割金属板材；后者能产生一圆环形线形聚能射流，多用于切断金属管材， (3)锥角——常用的锥角为550~600左右 (4)壁厚——采用顶部薄、底部厚的变壁厚药型罩能提高穿孔深度的原因，主要在于增加了金属射流头部的速度，降低射流尾部速度，从而增加了射流的速度梯度，使射流拉长。 4)隔板 隔板是装在药型罩