本书内容共分10章,系统介绍了炸药爆炸基本理论、工业炸药、起爆器材与起爆方法、爆破工程地质、岩石爆破理论、预裂爆破与光面爆破、井巷掘进爆破、一般岩土爆破、硐室爆破、爆破危害控制与安全。
本书可作为采矿工程、资源工程专业的本科教材,也可作为土木工程、交通土建工程、水电工程、城市地下工程的本科生教材,或研究生参考书。同时,可供相关工程技术人员作为培训教材和应用参考书。
本书以满足采矿工程或资源工程专业本科教学为出发点,同时兼顾土木工程、交通土建、水电工程等专业教学的需要,亦能为相关工程技术人员作为培训教材和应用参考书。
本书系统地介绍了炸药爆炸基本理论和岩石爆破理论,注重了基本概念和定义的准确性,专业术语和专业设计的规范性。将各种装药量计算理论和法则融入到能量平衡原理中,把单位岩石炸药消耗量、最小抵抗线原理、毫秒爆破作用理论归整到岩石破碎理论章节,使读者学习起来更系统完整;把近年爆破工程的科学研究和技术进展中出现的新工艺、新设备、新成果、新知识编进了教材,使学生有更扎实的基础和更前瞻的知识面。
为了满足教学的需要,作者根据二十多年的教学、科研和工程实践经验,编写了本书。本书以满足采矿工程或资源工程专业本科教学为出发点,同时兼顾土木工程、交通土建、水电工程等专业教学的需要,亦能为相关工程技术人员作为培训教材和应用参考书。
本书在以下几个方面体现创新特色:
1.基本概念明确,理论基础充实。本书系统地介绍了炸药爆炸基本理论和岩石爆破理论,注重了基本概念和定义的准确性,专业术语和专业设计的规范性。
2.归整更新内容,改革教学思路。本书将各种装药量计算理论和法则融人到能量平衡原理中,把单位岩石炸药消耗量、最小抵抗线原理、毫秒爆破作用理论归整到岩石破碎理论章节,使读者学习起来更系统完整;把近年爆破工程的科学研究和技术进展中出现的新工艺、新设备、新成果、新知识编进了教材,使学生有更扎实的基础和更前瞻的知识面.
3.侧重实验、实践知识,加强工程和创新能力的培养。本书在后4章重点介绍了各类爆破工程技术以及设计、施工和安全技术,旨在让学生在前面章节理论学习的基础上,结合实验教学和实践教学,学习并掌握爆破工程设计与施工的基本技能,也使本书能成为相关工程技术人员的培训教材和应用参考书。
4.本书内容丰富,明了易懂.使用者可根据各教学大纲的具体情况选讲或安排学生自学。
本书编写过程中,陈宝心教授对《炸药爆轰理论》一节提出了重要的修改意见。书中所附的《常用爆破术语汉英对照》由美国纽约科学院院士、博士生导师龚文琪教授和《武汉理工大学学报》(英文版)陈银洲执行主编共同审校。在读研究生黄栋、李本伟、陶明、任少峰、曲燕、胡东涛为本书的资料查阅收集、文稿打印校对付出了辛勤的劳动,在此表示感谢。
《爆破》杂志主编、博士生导师梁开水教授对本书进行了全面审阅,就内容的取舍和编排,以及名词、文字、图表等的规范,都提出了许多宝贵意见,在此深表感谢。
武汉理工大学爆破工程专业课程自1959年开设以来已有近50年历史,历经了几代人的传承和发展。本书的编写和出版凝聚了前辈们的辛勤劳动、研究成果和教学成果。
本书编写过程中参阅和引用了大量的图书专著、教材和学术期刊文章,仅将主要参考文献附后。在此谨向文献作者一并致谢。
由于水平有限,书中难免存在缺点和不妥之处,欢迎读者。尤其是主讲教师们批评指正。
1 炸药爆炸基本理论
1.1 基本概念
1.1.1 爆炸及其分类
1.1.2 化学爆炸三要素
1.2 炸药化学反应基本形式
1.2.1 缓慢分解
1.2.2 燃烧与爆燃
1.2.3 爆炸与爆轰
1.2.4 爆炸与缓慢分解和燃烧之间的关系
1.2.5 炸药不同化学反应形式转化
1.3 炸药氧平衡与反应产物
1.3.1 炸药氧平衡
1.3.2 炸药爆炸反应方程式
1.3.3 爆轰产物与有毒气体
1.4 炸药热化学参数
1.4.1 爆容
1.4.2 爆热
1.4.3 爆温
1.4.4 爆炸压力
1.5 炸药感度
1.5.1 炸药感度一般概念
1.5.2 炸药热感度
1.5.3 炸药机械感度
1.5.4 起爆感度与殉爆距离
1.5.5 炸药物理状态和装药条件对感度影响
1.6 炸药起爆
1.6.1 热点起爆理论
1.6.2 爆炸物直接作用于炸药起爆机理
1.7 炸药爆轰理论
1.7.1 介质中的波与冲击波
1.7.2 炸药爆轰
1.8 炸药爆炸性能
1.8.1 爆速
1.8.2 威力
1.8.3 猛度
1.8.4 聚能效应
本章小结
复习题
2 工业炸药
2.1 基本概念
2.1.1 按炸药组成分类
2.1.2 按炸药作用特性分类
2.1.3 按工业炸药主要化学成分分类
2.1.4 按工业炸药使用条件分类
2.1.5 按联合国危险物品运输规定分类
2.1.6 炸药的安定性
2.1.7 工程爆破对工业炸药的基本要求
2.2 单质起爆药与猛炸药
2.2.1 单质起爆药,
2.2.2 单质猛炸药
2.3 硝铵类炸药
2.3.1 硝酸铵
2.3.2 铵梯炸药
2.3.3 铵油炸药
2.3.4 乳化炸药等含水炸药
2.4 煤矿许用炸药
2.4.1 煤矿瓦斯、煤尘爆炸机理
2.4.2 煤矿许用炸药特点
2.4.3 煤矿许用炸药品种、分级与检验方法
2.5 其他工业炸药
2.5.1 黑火药
2.5.2 胶质炸药
2.5.3 液体炸药
2.5.4 低爆速炸药
2.6 爆破器材销毁方法简介
本章小结
复习题
3 起爆器材与起爆方法
3.1 基本概念
3.1.1 起爆器材种类与工业雷管
3.1.2 起爆方法分类
3.2 火雷管起爆法
3.2.1 火雷管
3.2.2 导火索
3.2.3 点火材料
3.2.4 火雷管起爆法施工工艺
3.2.5 火雷管起爆法适用范围
3.3 导爆索起爆法
3.3.1 导爆索
3.3.2 继爆管
3.3.3 导爆索起爆网路
3.3.4 导爆索起爆网路施工技术
3.3.5 导爆索起爆网路应用
3.4 导爆管雷管起爆法
3.4.1 塑料导爆管
3.4.2 导爆管雷管
3.4.3 导爆管连接元件
3.4.4 导爆管击发元件
3.4.5 导爆管起爆法网路连接形式
3.4.6 导爆管毫秒爆破网路
3.4.7 导爆管起爆网路施工技术
3.5 电力起爆法
3.5.1 电雷管及其性能参数
3.5.2 导线
3.5.3 起爆电源
3.5.4 电爆网路检测及仪器
3.5.5 电爆网路及计算
3.5.6 电爆网路施工技术
3.5.7 电力起爆中早爆事故及预防
本章小结
复习题
4 爆破工程地质
4.1 岩石基本性质
4.1.1 岩石主要物理性质
4.1.2 岩石主要力学性质
4.2 岩石中应力波
4.2.1 冲击载荷和波
4.z.2 波动方程
4.2.3 应力波叠加
4.2.4 庄力波反射和透射
4.2.5 表面波和地震波
4.2.6 岩石动力学特性
4.3 岩石分级
4.3.1 土壤及岩石分类
4.3.2 岩石可钻性分级
4.3.3 岩石可爆性分级
4.4 地质条件对爆破影响
4.4.1 结构面对爆破影响
4.4.2 地形对爆破影响
4.4.3 特殊地质条件对爆破影响
4.5 爆破对工程地质条件影响
4.5.1 爆破对保留岩体破坏
4.5.2 爆破对边坡稳定性影响
4.5.3 爆破对水文地质条件影响
4.6 爆破工程地质勘察
4.6.1 爆破对工程地质勘察基本要求
4.6.2 勘测工作內容及方法
4.6.3 编写工程地质报告书
本章小结
复习题
5 石爆破理论
5.1 岩石爆破破坏基本理论
5.2 单个药包爆破作用
5.2.1 內部作用
5.2.2 外部作用
5.2.3 炸药在岩石中爆破破坏过程与破坏模式
5.2.4 爆破漏斗
5.3 延长装药爆破作用
5.4 成组药包爆破时岩石破坏特征
5.4.1 单排成组药包齐发爆破
5.4.2 多排成组药包齐发爆破
5.5 能量平衡原理与装药量计算
5.5.1 相似法則
5.5.2 体积法则
5.5.3 利文斯顿爆破漏斗理论
5.5.4 装药量计算
5.5.5 单位岩石炸药消耗量
5.5.6 最,卜抵抗线原理
5.5.7 毫秒爆破作用理论
5.6 影响爆破作用的主要因素
5.6.1 炸药性能影响
……
6 预裂爆破与光面爆破
7 井巷掘进爆破
8 一般岩土爆破
9 硐室爆破
10 爆破危害控制与安全
参考文献
常用爆破术语汉英对照
1 炸药爆炸基本理论
1.1 基本概念
1.1.1 爆炸及其分类
自然界有各种各样的爆炸现象,如自行车爆胎、燃放鞭炮、锅炉爆炸、原子弹爆炸等。爆炸时,往往伴有强烈的发光、声响和破坏效应。从广义的角度来看,爆炸是指物质的物理形态或化学性质发生急剧变化,在变化过程中伴随有能量的快速转化,内能转化为机械压缩能,且使原来的物质或其变化产物及周围介质产生运动,进而产生巨大的机械破坏效应。
按引起爆炸的原因不同,可将爆炸区分为物理爆炸、核爆炸和化学爆炸三类。
(1)物理爆炸
这是由物理原因造成的爆炸,爆炸不发生化学变化。例如锅炉爆炸、氧气瓶爆炸、轮胎爆胎等都是物理爆炸。在实际生产中,除了煤矿利用内装压缩空气或二氧化碳的爆破筒落煤外,很少应用物理爆炸。
(2)核爆炸
这是由核裂变或核聚变引起的爆炸。核爆炸放出的能量极大,相当于数万吨至数千万吨三硝基甲苯(TNT,俗称“梯恩梯”)爆炸释放的能量,爆炸中心区温度可达数百万至数千万摄氏度,压力可达数十万兆帕以上,并辐射出各种很强的射线。目前,在岩石工程中,核爆炸的应用范围和条件仍十分有限。
(3)化学爆炸
这是由化学变化造成的爆炸。炸药爆炸、井下瓦斯或煤尘与空气混合物的爆炸、汽油与空气混合物的爆炸以及其他混合爆鸣气体的爆炸等,都是化学爆炸。与物理爆炸不同,化学爆炸后有新的物质生成。岩石的爆破过程是炸药发生化学爆炸做机械功、破坏岩石的过程。因此,化学爆炸将是我们研究的重点。