劈裂光爆新技术.doc

1.1.1.1. 劈裂光爆新技术
光面爆破一般通过采用不耦合装药技术来完成，因药包位于炮孔中间，药包与炮孔之间存在着径向间隙，药包爆破时，炮孔的孔壁处于“等压”状态，准静态压力起着主导使用。由于岩石是各项异性体，在不同的方向上存在着不同的劈裂性能，岩石总趋向于往“流面”或“涩面”方向裂开。另外，岩体内部含有一些随机分布的细小裂纹，如果炮孔内爆生气体压力达到一定强度，这些细小裂纹将扩展，使岩石不一定按预想的方向裂开，从而影响光爆效果。劈裂法是一种隧道光面爆破施工新方法，可取得较好的光爆效果。
1.1.1.1.1. 劈裂法的作用机理
所谓劈裂法就是通过采用高效能的控制爆破劈裂管来调整光爆时炮孔内不同方向的压力状态，从而达到理想的爆破效果的爆破方法。高效能控制爆破劈裂管结构见图4-19-1。劈裂管主要作用如下。
1.1.1.1.1.1. 采用PZY材料
传统光爆方法多采用不耦合装药，利用空气的缓冲作用，使孔壁免受爆炸冲击波的过度破碎，以此达到光面效果。

图4-19-1 劈裂管结构图
PZY材料是通过数百次试验寻找出的一种缓冲削压效果优于空气的材料，它属无机材料，与炸药不发生化学反应，并有减振功能。在装药量、缓冲层厚度、岩石条件相同的情况下，PZY材料的保护性能优于空气，爆破后炮孔壁较完整，无明显爆生裂隙。高效能控制爆破劈裂管中预留岩体侧就采用了PZY材料作保护层，能起到比传统光爆更有效的保护作用，而两侧预裂方向设有聚能结构，落岩方向上提高了爆破能量，加强了爆破切割效果和破碎效果。
1.1.1.1.1.2. 采用聚能结构
沿劈裂管的轴向设有聚能结构，当炸药爆炸时，在炮孔的连线方向两侧产生射流，射流与孔壁碰撞后形成生驻点压力，在孔壁上形成切割裂缝，紧接着爆生气体产生的准静态压力作用于切割裂缝，使裂缝进一步扩展，直到炮孔间贯通。同时此结构还起到了控制裂缝方向的作用。
在实际应用中，采用聚能药包可使炮孔孔距大为增加，是传统光爆技术的1.6～2.0倍。传统光爆技术的炮孔密集系数m=0.8～1.0，是产生大块岩石的原因之一，光爆劈裂管爆破技术，炮孔密集系数为1.2～2.0，消除了产生大块岩石的因素，在传统光爆技术的基础上有所突破。
1.1.1.1.2. 光爆劈裂管的安装
光爆劈裂管具有方向性，每发产品两端各有插口元件，往炮孔装药时，可以一管接一管连续装药，准确定位。
装劈裂管时，将PZY材料的结构面对准预留岩体或围岩，插座圆孔或插头对准轮廓线切割方向，有炸药的结构面对准岩体爆破方向，见图4-19-2。

图4-19-2 劈裂光爆装药结构图
1.1.1.1.3. 劈裂光爆优点：
4.19.3.2.3.1.可使炮孔间距扩大到原间距的1.6～2.0倍，减少钻孔工作量，缩短施工循环，加快施工进度。
4.19.3.2.3.2.高效能控制劈裂管使用方便。
4.19.3.2.3.3.对光爆面内侧岩石进行爆破，对外侧影响较小，减少危石，有利于围岩的稳定。
4.19.3.2.3.4.光爆眼半孔保留率在90%以上。
4.19.3.2.3.5.降低工程成本，提高经济效益。