全国工程爆破技术人员统一培训内容.ppt

全国工程爆破技术人员统一培训内容中国工程爆破协会 编汪旭光 主编冶金工业出版社（2011）爆 破 设 计 与 施 工（12下）1第十二章 特种爆破12.1 爆炸加工12.2 聚能爆破12.3 油气井燃烧爆破技术12.4 地震勘探爆破12.5 高温凝结物解体爆破12.6 金属破碎切割爆破12.7 冰体爆破12.8 农林爆破212.5 高温凝结物解体爆破一、概述 高温凝结物是指在冶金、熔炼企业中，经过长时间冶炼后，由于各种原因在炉体中形成的金属、非金属熔融物残留体，如高炉炉瘤、铜铁、合金、硅铁、电石和冰铜等热凝物。通常在停炉后可采用爆破法将其解体，恢复原有容积后才能继续生产。1、高温凝结物爆破的特点2、高温凝结物爆破要求3二、爆破设计施工要点 1、钻孔与炮孔布置 2、装药量计算 水冷爆破筒 3、隔热药包制作 石棉布黄泥隔热药包 石棉橡胶胶板隔热药包 4、爆破器材选择 5、安全注意事项 4三、工程应用实例 炽热体的清除爆破 有爆破方法清除炼铁高炉中的炉瘤等残积物，可以缩短高炉的维修周期。1、炉瘤爆破 所谓炉瘤，是指在冶炼过程中，残留在高炉中的贴附于炉壁上的焦炭、矿石和金属等凝聚在一起的固态物质。炉瘤通常产生在距炉腰以上13 m处，有环状、半环状和单侧的（图12-36）。炉瘤的厚度一般在11.5m之间，停火后的炉瘤温度高达8001000。爆破时，不能损坏与炉瘤紧贴的耐火砖衬砌。5图12-36 炉瘤形状示意图a环状炉瘤；b半环状炉瘤；c单侧炉瘤a6 炉瘤爆破的施工步骤是，首先用气焊把爆破部位的高炉铁皮护壁烧穿，然后用凿岩机在炉身和炉瘤中钻孔。钻孔直径为5060 mm，在炉瘤中的炮眼深度为炉瘤厚度a的2/3，见图12-37。炮眼间距为炉瘤厚度的一倍左右。炉瘤中炮孔底部温度超过200时，禁止往炮孔内装药。温度低于200时，装入炮孔中的药包应进行隔热处理，确保药包的温度不超过80。最常用的方法是用石棉将药包及导爆索或导火索全部包裹起来，装入炮孔中。同时装药的孔数不得超过5个，总的装药时间不得超过5 mm。填塞炮孔必须使用经良好筛分并凉干的砂土作炮泥。7图12-37 炉瘤爆破药包布置示意图1炉瘤；2残渣；3铁皮护壁；4保温层；5炉身衬砌；6炮孔；7药包；8水冷爆破筒；9输水软管；10雷管脚线8 另一种方法是在炮眼中插入一端封闭的导管，把一根特别制作的水冷爆破筒插进导管中，往水冷爆破筒中通水冷却，然后起爆。不冷爆破筒的组成部件和组装图，如图12-38所示。防水炸药装入药筒后，把药筒送入内筒中，用销钉把药筒固定好，使它与内筒出水口端部和内壁之间留有一定空隙，便于水流通过。内筒套上有筒帽，以便把雷管脚线从小孔中引出，筒帽与内筒也用销钉固定，然后插上输水软管。把外筒插入炮孔中，再把装好的水冷爆破筒送入外筒中。往内筒中不断输入冷水，水流通过内筒与药包之间的孔隙，从底部的出水口输入外筒，沿内外筒之间的间隙流到外面。通过这样不断持续的输水，可以避免因药包温度升高而出现的早爆事故。9图12-38 水冷爆破筒示意图a外筒：导管，一端封口不漏水，44mm；b内筒：镀锌铁皮制作，两端出入水，39mm；c药筒：镀锌铁皮制作，35mm；d药包组装图1筒帽；2销钉；3销钉孔；4留出1/3作出水口；5输水软管；6脚线小孔；7出水；8进水；9脚线；10药包102、炉底爆破 为了清除炉底残渣，应先把炉底外壁的铁板切割掉，其切割的范围按爆破的要求确定。然后在炉底砌体中钻眼爆破，炸出一个能使履带挖掘机或其它机械进出作业的缺口。图12-40是炉底炮眼平面布置图，图12-41是炮眼立面布置图。如同炉瘤爆破一样，为避免高温引爆炸药，也应采用石棉包裹药包或水冷爆破筒的方法爆破。11图12-40 炉底炮孔平面布置图1炉底；2火口；3铁皮护壁；4炉瘤；5炮孔；6残渣12图12-41 炉底炮眼立面布置图13式中 Q炸药用量，kg；q单位耗药量，取 ；a炮孔间距，m；L为炮孔长度，m；W最小抵抗线，m。炉底爆破药量，按下式计算：1412.6 金属破碎切割爆破一、概 述 废物回收利用是人类节约天然资源的重要途径。将废物重新加工制成产品或材料，和将原材料加工制成产品或材料相比，不仅能大量节约原材料，而且在加工过程中能降低能量消耗和减轻污染。例如，冶炼一吨钢，用废钢比用纯铁水的原材料消耗要降低，能耗降低90%，烟尘减少86%，采矿废物减少97%。近年来，炼钢使用废钢的消耗量逐年增加，根据1980年的统计，美国炼一吨粗钢要消耗废钢558kg；英国596kg;加拿大为529kg。我国冶金工业部规定炼钢用废钢的配比为35%。这些废金属在重熔再生以前要经过破碎，才能入炉。此外，铁块和钢锭在重炼以前也需要经过破碎，使它达到入炉所要求的块度。15 金属破碎和切割的方法，归纳起来有以下几种：人工劈开破碎法；普通爆破破碎法；线型聚能药包爆炸切割法；氧气喷枪火焰切割法；控制爆破切割法。爆破破碎金属与破碎其它介质比较，它具有密度大、波阻抗大和抗拉强度高的特点。因此，为了提高它的爆破效果，必需尽量选用密度比较大、爆速比较高的炸药。16二、普通爆破破碎法 普通爆破破碎法分为裸露药包爆破切割法和炮眼爆破破碎法两种。前者多用于厚度小于15cm的金属板、金属管和各种型钢（如工字钢和槽钢等）。后者多用于破碎厚度大于 15cm的铸铁块、钢块和钢锭等。（一）裸露药包爆破切割法 这种方法是沿着要切割的钢板、钢管和型钢的切割部位敷贴条形药包或者在切割部位缠绕几圈导爆索，利用炸药爆炸产生强大的冲击力，使直接受冲击作用的部位与邻接部位之间产生强大的剪切作用，将金属材料切割破裂。17 爆破切割所需的装药量一般用试验的方法来确定，也可采用类似爆破作业的经验数据或者用经验公式来计算，根据不同的条件，经验公式分为：钢板爆炸切割装药量的计算：18 当整个钢板是由数块薄钢板用铆钉组合，而装药又必须装置在铆钉上时，钢板厚度应等于一个铆钉头的高度与整个钢板厚度之和，组合钢板中空隙厚度也应包括在内。19 2.钢梁爆炸切断的装药量：当钢梁的腹板或翼板厚度小于2.5cm时20 将上式计算出来的装药量分成两个等量的两个药包，捆扎在钢索（圆钢）切口两侧相对剪切的位置，同时起爆。21表 装药系数K 上述公式是采用TNT炸药切割铸铁管时的装药量计算，如果改用导爆索时，需将TNT炸药换算成导爆索的长度，其换算公式见教材：22 6.锅炉爆破切割装药量计算：锅炉爆破切割一般采用长条药包，并将药包放在铆钉排上，能得到很好的爆破效果。装药按下式计算：当用裸露药包爆炸切割金属时，药包一定要紧贴金属面，在药包上面要覆盖厚度不小于2530cm的粘土，在厂内爆炸时，每个药包的重量不要超过2.0kg。23（二）炮眼爆破破碎法 当爆破破碎厚度大于15cm的金属块或废金属铊时，宜采用炮眼爆破法，用钻眼机钻凿炮眼或者用氧气喷枪的火焰烧成炮眼。下面针对不同条件分别介绍装药量的计算和爆破参数的选取。三、控制爆破切割法 这种方法是沿着切割面布置一排炮眼，采用少装药，密打眼和同时起爆的措施，使爆破后各炮眼所产生的裂隙，都沿着炮眼的联心线方向发育，而形成一个完整的切割面，这个切割面将金属分割成两段或数段。24v控制爆破切割实例 爆破钢管炸断钢管，药包布置如图12-42所示，围绕钢管的2/33/4周安放药块爆破。图12-42 炸断钢管的药包布置1钢管；2药块25 图12-43是采用炮眼切割法解体铸铁块的方法。炮眼直径约38 mm，眼深为铸铁块厚度的2/3左右，装药长度为眼深的一半。在横断面上布置了一排五个炮眼，在其长度方向布置了4排炮眼，欲把它切成5块。实际爆破结果列于下表。图12-43 铸铁块切断面的形状和炮眼布置图26表 铸铁块的爆破破碎效果炮孔断面积设计参数爆破效果切断面积F（m2）炮孔个数炮孔直径（mm）（m2）断面装药量Q（kg）Q/F（kg/m2）（kg/m2）效果0.5735380.0541.081.882.07切断0.5615380.0541.081.922.12切断0.5385380.0541.001.862.07切断0.5085380.0541.001.972.20切断27 用炮眼爆破法破碎和切割金属时，在施工时一定要注意几个问题：1.如果用氧气喷枪喷烧成炮眼时，必需等到眼内温度降低到40以下，并将眼内金属屑清除干净以后，方可装药爆破；2.爆破必需在专用的爆破坑、爆炸装置和爆炸场中进行。爆破坑的深度不小于2.0cm，四周和底部采用厚1.0m的防护钢筋混凝土墙，并内衬厚1520cm的装甲板。坑体对角线方向设置两个进出口，为了防止碎片飞散，顶盖采用重40t活动泄压的金属盖板。3.如果采用电雷管起爆时，必须使导线与金属体之间保持良好绝缘。4.每次放炮以后，必须等待到坑内的有毒气体排完后，方准人员进入坑内。5.在爆破坑中爆破破碎金属体时，个别飞散金属片对人员的安全距离不得小于150m。在空旷的爆炸场中爆破时，安全距离不得小于1500m，在距爆破地点100m 外，应设操作人员的避炮所。如必须在厂房内爆炸切割金属部件时，必须采取有效的覆盖措施。2812.7 冰体爆破1、破碎流冰 冰河开冻时，开裂的冰块将随水下流形成流冰。它们常常会损坏下游的水工建筑物，或阻断水流造成水灾。为此，用爆破法破冰是一种行之有效的将灾害防患于未然的方法。常用的破碎流冰的方法有两种。（1）裸露药包法它是直接把药包投掷到冰面上的爆破方法，一般应在水工建筑物上游3 km处进行。下表是裸露药包破冰的爆破参数。（2）冰下药包法流冰面积较大且受阻滞流时，可在冰上作业进行冰下爆破。通常在冰上采用冰穿、铁铤、钢钎穿孔，或用小包炸药连续爆破开挖吊放炸药包的冰洞。29表 裸露药包破碎流冰的参数流冰厚度（m）药包重量（kg）药包间距（m）0.31.270.41.690.52.0120.62.4150.73.3170.83.7190.94.5221.05.02330 放在冰层下面进行破冰的药包，需作好防水措施，并系在绳索或木杆上，通过冰洞放入冰层下一定深度进行爆破（图12-44）。下表是历年黄河破冰的统计资料。图12-44 冰下药包破冰法1-横梁；2小圆洞；3绳索；4药包；5木杆；6冰；7水31表 黄河破冰资料药包重量（kg）流冰厚度（m）药包离冰底面距离（m）爆破效果破坏直径（m）龟裂直径（m）0.81.520.01.98.01.01.80.03.015.01.01.02.06.019.02.01.01.98.027.63.01.11.910.0263.51.61.910.5304.51.82.810.0188.01.52.812.534.53212.7 农林爆破一、深耕松土 在没有开垦过的平原荒地或已耕种多年表层变得十分贫脊的土地上，可用爆破法深耕松土。经爆破疏松的土壤，有利于农作物的根系向深处发展以吸收更多的养分。同时还便于地下透水层的水份渗入松土层中。药包埋深1.0m左右，药包间排距取埋深的1.53.0倍，方形或梅花形布孔，按下式计算药量33 一般要求在干燥季节进行，土壤中含水量大时，用药少则容易板结，用药多则造成抛掷。在采砂场用这种方法疏松土壤，平均单耗 0.10.2kg/m3，可大大提高装载效率。二、种树挖坑 开挖树坑可以用爆破法，其优点是土壤的松动破碎范围较大，有利于树根的自由发展。地表和地下裂缝延伸较远，为承受自然降雨和吸收地下水创造条件。爆破植树的炮眼深度，应根据土壤类型、土层特性以及树木的特点确定，一般0.81.4m左右，装药量为0.20.6kg，也可用松动爆破的公式计算药包重量。34三、果树及园林古木根旁松土 对已经成长的果树或园林古木，可在根系周围进行松动爆破，以便于施肥灌溉，使老树复壮。单独的树木，可以在树的四周按正方形布置炮眼，成排的树林，则在树的两棵树的中间钻眼爆破。最有利的炮眼位置，应在根系边缘。太近了易伤害树的主根，太远了则达不到松土效果。一般把炮眼布在枝叶最外围部分之下。炮眼深度0.61.0m，装药量按下式计算35四、伐树爆破 烈性炸药能够又容易、又迅速地切断树木。在荒野清理场地时，爆破伐树是一种节约时间，节约人力的好方法。具体工艺有：（1）导爆索捆绕法：用于伐小树。直径在1020cm之间的树木，可用导爆索在树干上缠12圈，进行爆破伐树。（2）裸露药包法，直径较大的树林，则在树干一侧或两侧捆扎上裸露药包后进行爆破，药量可按下式计算：36 （3）炮眼法。在树干上打眼，眼深为直径的2/33/4，装药量为裸露爆破的五分之一。五、树桩爆破 树桩爆破要考虑树桩直径，树的品种和树龄，树桩下土壤性质及允许飞散距离。最简单的办法是在树桩中心下面0.5m处埋一个药包（图 12-45），药包重由树桩直径、土壤性质及树种类决定，对松软土壤中的新鲜树，药量每10cm树桩直径用0.20.3kg炸药计算，硬土、药量可减半，对橡树，山毛棒树桩，药量要加倍。装药洞可用小药卷爆炸扩出，炮孔要填塞。要求一次炸开，否则下部会形成一个大坑。这种方法的缺点是树桩抛散范围不好估计。37 在靠近居民区的地方炸树桩时，比较稳妥的办法是在树桩和主根上钻孔，装少许炸药将之炸碎（图12-46），爆破必须覆盖防护，同时要注意空气冲击波的影响，因为木质对药包的约束条件比土岩差。图12-45 下卧药包的树桩爆破图12-46 钻孔装药的树桩爆破38