摘 要：結(jié)合筆者對(duì)爆破技術(shù)的研究，對(duì)近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外較為先進(jìn)的巖石爆破技術(shù)的理論及控制爆破技術(shù)方面進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹，隨著巖石爆破技術(shù)的不斷發(fā)展，爆破工程機(jī)械化程度的提高，人們對(duì)工程爆破作業(yè)有害效應(yīng)更加的專注。巖石爆破技術(shù)的發(fā)展對(duì)爆破施工發(fā)揮起到了重要的作用。
關(guān)鍵詞：巖石爆破技術(shù)；爆破理論；現(xiàn)狀；發(fā)展
在破巖的過(guò)程中采用最為普遍也是效果最好的手段就是爆破。巖石爆破技術(shù)的發(fā)展不僅僅取決機(jī)械設(shè)備、測(cè)量工具等硬件設(shè)備的發(fā)展，而且還需要依托爆破理論學(xué)、巖石力學(xué)等方面的理論成果。隨著巖石爆破技術(shù)的不斷發(fā)展以及爆破力學(xué)的不斷深入，以及測(cè)量設(shè)備的不斷改進(jìn)、計(jì)算機(jī)技術(shù)在爆破中的普及應(yīng)用，推動(dòng)了我國(guó)爆破技術(shù)向著機(jī)械化、智能化方面發(fā)展，其只要體現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：一是巖石爆破中使用的各種機(jī)械設(shè)備逐漸的完善，爆破施工的機(jī)械化水平快速發(fā)展；二是在對(duì)巖石等相關(guān)材質(zhì)的分析上廣泛的采用了全新的掃描技術(shù)和分析處理技術(shù)，根據(jù)分析出的巖石的性質(zhì)來(lái)選擇與之相符的爆破方案；三是爆破的規(guī)模在不斷的擴(kuò)大，爆破的工藝也在不斷的更新；四是在爆破的過(guò)程中更多的考慮到了環(huán)境保護(hù)，采用各種控制爆破技術(shù)，盡可能的降低巖石爆破對(duì)環(huán)境及生態(tài)造成的影響。五是在巖石爆破過(guò)程中開始普遍的應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助爆破，或者進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬爆破，特別是將計(jì)算機(jī)與GPS定位系統(tǒng)結(jié)合之后發(fā)展了數(shù)字鉆爆系統(tǒng)。這些方面的特點(diǎn)都對(duì)我國(guó)巖石爆破技術(shù)的發(fā)展起到深遠(yuǎn)的影響。
1 巖石爆破理論
所謂的巖石爆破就是利用炸藥在爆炸的過(guò)程中產(chǎn)生的能量來(lái)破碎巖石的方法。巖石爆破理論可以系統(tǒng)的分為兩個(gè)部分來(lái)進(jìn)行概述：一是巖體中的爆破應(yīng)力波，巖土在炸藥爆炸的過(guò)程中，巖體會(huì)收到?jīng)_擊和擾動(dòng)，而在巖體中傳播的波，在波的影響下巖體的內(nèi)在狀態(tài)會(huì)隨之發(fā)生變化，因此我們將在固定中傳播的擾動(dòng)波稱之為應(yīng)力波；二是巖石爆破破碎機(jī)理，爆破機(jī)理的研究是一個(gè)較為復(fù)雜的課題，由于巖石爆破是也在一個(gè)高壓、高溫、高速的三高環(huán)境下發(fā)生的，在現(xiàn)有的科技條件下是無(wú)法進(jìn)行測(cè)試的，而巖石的狀態(tài)又是不定的，目前也找不到一個(gè)合適的狀態(tài)方程來(lái)對(duì)巖石的變化進(jìn)行科學(xué)合理的描述，因此，對(duì)巖石爆破作用機(jī)理的研究還僅僅停留在定性的階段，現(xiàn)在實(shí)際采用的都是多年積累的經(jīng)驗(yàn)，并沒(méi)有科學(xué)的根據(jù)。雖然這個(gè)兩種不通的機(jī)理，但是在實(shí)際的爆破過(guò)程中這兩者都發(fā)揮著作用，只是在不通巖石材質(zhì)下兩者發(fā)揮的作用程度不一樣。
巖石得以破壞是因?yàn)樵诒频倪^(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力超過(guò)了巖石本身多能夠承受的最大限度，巖石的破壞與爆炸時(shí)產(chǎn)生的能量大小和巖石的力學(xué)特性有著緊密的聯(lián)系。也就是說(shuō)，要想對(duì)巖石進(jìn)行破壞，在假定裝藥的型號(hào)、形式及自由面相同的條件下，藥包裝藥的多少只要是由巖石的力學(xué)特性決定的。在巖石爆破技術(shù)的研究過(guò)程中，巖石的力學(xué)特性與爆破破碎的關(guān)系一直都是研究的一個(gè)重點(diǎn)。在一定程度上巖石的力學(xué)特性決定了這次巖石爆破的難易程度，它主要表現(xiàn)在巖石的抗壓、抗拉、抗剪等方面。炸藥的單耗與巖石的這些特性是成正比關(guān)系的，對(duì)于大多數(shù)的巖石來(lái)說(shuō)，抗壓和抗拉的強(qiáng)度是成正比的關(guān)系。在實(shí)際的巖石爆破過(guò)程中，爆破的效果并不是由巖石的抗壓強(qiáng)度決定的，而是由巖石的抗拉強(qiáng)度決定的，并且與巖石自身內(nèi)部的密度有著直接的關(guān)系，密度大巖石的爆破效果會(huì)好。
2 控制爆破技術(shù)
2.1 周邊控制爆破技術(shù)
隨著炸藥品種、機(jī)械設(shè)備的更新和廣泛應(yīng)用，光面爆破從上世紀(jì)60年代開始應(yīng)用以來(lái)，就成為了巖石爆破中維護(hù)周邊巖層穩(wěn)定性的重要方法。光面爆破在80年代中期時(shí)在我國(guó)開始推廣，目前已經(jīng)在隧道開挖、路塹工程施工上得到了廣泛的應(yīng)用。試用爆破技術(shù)對(duì)巷道掘進(jìn)的過(guò)程中要求不得損壞巷道周邊的墻壁巖石，而在炮眼連心面上進(jìn)行破壞，這使得爆破的效果差強(qiáng)人意，常常會(huì)出現(xiàn)欠挖、超挖的情況。為了保證光面爆破的效果，現(xiàn)在在國(guó)內(nèi)外普遍采用的都是巖石定向斷裂周邊控制爆破技術(shù)。這種方法的實(shí)時(shí)途徑主要有：（1）將炮孔用切糟鉆頭切成糟；（2）對(duì)炸藥的能源方向加以控制；（3）改變炸藥的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)巖石裂縫擴(kuò)展定向控制。目前前兩種方法已經(jīng)開始在巖石爆破工程中加以使用，并取得了較好的成效。
2.2 預(yù)裂爆破技術(shù)
預(yù)裂爆破技術(shù)是臨近邊坡控制爆破過(guò)程中的一種方法。預(yù)裂爆破是在爆破開挖過(guò)程中，沿設(shè)計(jì)開挖輪廓線打密集孔裝少量炸藥預(yù)先爆炸成縫，以防止爆破區(qū)炮孔爆破引起爆區(qū)外保留巖體或其他建筑物破壞的一種技術(shù)。由于在開挖區(qū)和保留區(qū)之間預(yù)先形成一條裂縫，使主爆區(qū)爆破的應(yīng)力波傳到預(yù)裂縫時(shí)被反射掉一部分，透射到保留巖體中的應(yīng)力波強(qiáng)度減少，從而達(dá)到減震的目的。另一方面，預(yù)裂縫切斷爆區(qū)傳來(lái)的裂縫，避免其伸入保留巖陣內(nèi)，達(dá)到保護(hù)巖體不被破壞。此外，采用預(yù)裂爆破開挖的巖面平整美觀，超欠挖量少，可以減少混凝土的回填量，使其得以廣泛推廣應(yīng)用。
3 深孔控制爆破技術(shù)
3.1 小抵抗線大孔距爆破技術(shù)
在爆破的過(guò)程中增強(qiáng)對(duì)單孔的裝藥量，增大孔距，從而有利的改善巖石破碎的效果。通過(guò)對(duì)小抵抗線大孔距爆破技術(shù)進(jìn)行的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究表面，在爆破的過(guò)程總減少抵抗線，能夠使反射拉伸波對(duì)巖石的破壞程度增強(qiáng)，小抵抗線下增大孔距，能夠消弱其對(duì)裂縫形成的抑制作用，使得巖石破碎的質(zhì)量得到一定的改善。
3.2 空氣間縫裝藥爆破技術(shù)。
空氣間隔裝藥結(jié)構(gòu)，就是在孔中進(jìn)行分段間隔裝藥，各段之間形成空氣間隔，由于空氣可以改善爆破能量傳遞過(guò)程的匹配關(guān)系降低爆轟產(chǎn)物對(duì)孔壁的初始?jí)毫Γ{(diào)節(jié)爆破的脈沖系數(shù)，即降低爆破的脈沖初始峰值延長(zhǎng)爆破脈沖持續(xù)時(shí)間，提高能量的利用率；另一方面，當(dāng)裝藥爆炸后，首先在空氣柱內(nèi)激起相向傳播的空氣沖擊波，并在空氣柱中心發(fā)生碰撞，使壓力增高，同時(shí)產(chǎn)生反射沖擊波于相反方向傳播，其后又發(fā)生反射和碰撞，炮眼內(nèi)空氣沖擊波往返傳播，發(fā)生多次碰撞，增加了沖擊壓力及其激起的應(yīng)力波作用時(shí)間，從而，提高了應(yīng)力波在爆破中的破碎作用，提高了炸藥能量的有效利用率，降低了炸藥消耗量。空氣間縫裝藥爆破能夠提高爆破的安全性，還能夠有效的降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度節(jié)省大量的人力資源，提高炸藥的有效利用率。
3.3 高臺(tái)階爆破技術(shù)
采用高臺(tái)進(jìn)行爆破，這樣能夠增加礦山的開采強(qiáng)度，這是增強(qiáng)礦石產(chǎn)量的重要途徑。采用高臺(tái)階進(jìn)行爆破，能夠使炸藥均勻的分布；巖石從高臺(tái)階上跌落下來(lái)還能夠提高巖石破碎的程度；爆炸氣體產(chǎn)物從深孔中飛逸受阻而穿透石頭的裂縫使巖石破碎，并理所應(yīng)當(dāng)停留在巖體上。
4 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，可以看出，新型炸藥和設(shè)備的研制應(yīng)用，極大的促進(jìn)了巖石爆破技術(shù)的進(jìn)步；國(guó)家對(duì)爆破技術(shù)方面的管理以及爆破對(duì)環(huán)境的保護(hù)作出了明確的規(guī)定，這促進(jìn)了爆破控制技術(shù)的發(fā)展；計(jì)算機(jī)技術(shù)在爆破過(guò)程中的應(yīng)用，推動(dòng)了爆破模擬理論研究和爆破數(shù)值化智能化的發(fā)展�？梢灶A(yù)測(cè)，隨著巖石爆破技術(shù)不斷改革和發(fā)展，計(jì)算機(jī)在爆破過(guò)程中的普及，巖石爆破技術(shù)將取得較快的發(fā)展，爆破技術(shù)的管理水平也將得到極大的提升。
參考文獻(xiàn)
[1]宋錦泉.中國(guó)工程爆破發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].銅業(yè)工程，2002.
[2]張強(qiáng).巖體爆破性分級(jí)研究進(jìn)展[J].工程爆破，1998.
關(guān)鍵詞：巖石爆破技術(shù)；爆破理論；現(xiàn)狀；發(fā)展
在破巖的過(guò)程中采用最為普遍也是效果最好的手段就是爆破。巖石爆破技術(shù)的發(fā)展不僅僅取決機(jī)械設(shè)備、測(cè)量工具等硬件設(shè)備的發(fā)展，而且還需要依托爆破理論學(xué)、巖石力學(xué)等方面的理論成果。隨著巖石爆破技術(shù)的不斷發(fā)展以及爆破力學(xué)的不斷深入，以及測(cè)量設(shè)備的不斷改進(jìn)、計(jì)算機(jī)技術(shù)在爆破中的普及應(yīng)用，推動(dòng)了我國(guó)爆破技術(shù)向著機(jī)械化、智能化方面發(fā)展，其只要體現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：一是巖石爆破中使用的各種機(jī)械設(shè)備逐漸的完善，爆破施工的機(jī)械化水平快速發(fā)展；二是在對(duì)巖石等相關(guān)材質(zhì)的分析上廣泛的采用了全新的掃描技術(shù)和分析處理技術(shù)，根據(jù)分析出的巖石的性質(zhì)來(lái)選擇與之相符的爆破方案；三是爆破的規(guī)模在不斷的擴(kuò)大，爆破的工藝也在不斷的更新；四是在爆破的過(guò)程中更多的考慮到了環(huán)境保護(hù)，采用各種控制爆破技術(shù)，盡可能的降低巖石爆破對(duì)環(huán)境及生態(tài)造成的影響。五是在巖石爆破過(guò)程中開始普遍的應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助爆破，或者進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬爆破，特別是將計(jì)算機(jī)與GPS定位系統(tǒng)結(jié)合之后發(fā)展了數(shù)字鉆爆系統(tǒng)。這些方面的特點(diǎn)都對(duì)我國(guó)巖石爆破技術(shù)的發(fā)展起到深遠(yuǎn)的影響。
1 巖石爆破理論
所謂的巖石爆破就是利用炸藥在爆炸的過(guò)程中產(chǎn)生的能量來(lái)破碎巖石的方法。巖石爆破理論可以系統(tǒng)的分為兩個(gè)部分來(lái)進(jìn)行概述：一是巖體中的爆破應(yīng)力波，巖土在炸藥爆炸的過(guò)程中，巖體會(huì)收到?jīng)_擊和擾動(dòng)，而在巖體中傳播的波，在波的影響下巖體的內(nèi)在狀態(tài)會(huì)隨之發(fā)生變化，因此我們將在固定中傳播的擾動(dòng)波稱之為應(yīng)力波；二是巖石爆破破碎機(jī)理，爆破機(jī)理的研究是一個(gè)較為復(fù)雜的課題，由于巖石爆破是也在一個(gè)高壓、高溫、高速的三高環(huán)境下發(fā)生的，在現(xiàn)有的科技條件下是無(wú)法進(jìn)行測(cè)試的，而巖石的狀態(tài)又是不定的，目前也找不到一個(gè)合適的狀態(tài)方程來(lái)對(duì)巖石的變化進(jìn)行科學(xué)合理的描述，因此，對(duì)巖石爆破作用機(jī)理的研究還僅僅停留在定性的階段，現(xiàn)在實(shí)際采用的都是多年積累的經(jīng)驗(yàn)，并沒(méi)有科學(xué)的根據(jù)。雖然這個(gè)兩種不通的機(jī)理，但是在實(shí)際的爆破過(guò)程中這兩者都發(fā)揮著作用，只是在不通巖石材質(zhì)下兩者發(fā)揮的作用程度不一樣。
巖石得以破壞是因?yàn)樵诒频倪^(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力超過(guò)了巖石本身多能夠承受的最大限度，巖石的破壞與爆炸時(shí)產(chǎn)生的能量大小和巖石的力學(xué)特性有著緊密的聯(lián)系。也就是說(shuō)，要想對(duì)巖石進(jìn)行破壞，在假定裝藥的型號(hào)、形式及自由面相同的條件下，藥包裝藥的多少只要是由巖石的力學(xué)特性決定的。在巖石爆破技術(shù)的研究過(guò)程中，巖石的力學(xué)特性與爆破破碎的關(guān)系一直都是研究的一個(gè)重點(diǎn)。在一定程度上巖石的力學(xué)特性決定了這次巖石爆破的難易程度，它主要表現(xiàn)在巖石的抗壓、抗拉、抗剪等方面。炸藥的單耗與巖石的這些特性是成正比關(guān)系的，對(duì)于大多數(shù)的巖石來(lái)說(shuō)，抗壓和抗拉的強(qiáng)度是成正比的關(guān)系。在實(shí)際的巖石爆破過(guò)程中，爆破的效果并不是由巖石的抗壓強(qiáng)度決定的，而是由巖石的抗拉強(qiáng)度決定的，并且與巖石自身內(nèi)部的密度有著直接的關(guān)系，密度大巖石的爆破效果會(huì)好。
2 控制爆破技術(shù)
2.1 周邊控制爆破技術(shù)
隨著炸藥品種、機(jī)械設(shè)備的更新和廣泛應(yīng)用，光面爆破從上世紀(jì)60年代開始應(yīng)用以來(lái)，就成為了巖石爆破中維護(hù)周邊巖層穩(wěn)定性的重要方法。光面爆破在80年代中期時(shí)在我國(guó)開始推廣，目前已經(jīng)在隧道開挖、路塹工程施工上得到了廣泛的應(yīng)用。試用爆破技術(shù)對(duì)巷道掘進(jìn)的過(guò)程中要求不得損壞巷道周邊的墻壁巖石，而在炮眼連心面上進(jìn)行破壞，這使得爆破的效果差強(qiáng)人意，常常會(huì)出現(xiàn)欠挖、超挖的情況。為了保證光面爆破的效果，現(xiàn)在在國(guó)內(nèi)外普遍采用的都是巖石定向斷裂周邊控制爆破技術(shù)。這種方法的實(shí)時(shí)途徑主要有：（1）將炮孔用切糟鉆頭切成糟；（2）對(duì)炸藥的能源方向加以控制；（3）改變炸藥的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)巖石裂縫擴(kuò)展定向控制。目前前兩種方法已經(jīng)開始在巖石爆破工程中加以使用，并取得了較好的成效。
2.2 預(yù)裂爆破技術(shù)
預(yù)裂爆破技術(shù)是臨近邊坡控制爆破過(guò)程中的一種方法。預(yù)裂爆破是在爆破開挖過(guò)程中，沿設(shè)計(jì)開挖輪廓線打密集孔裝少量炸藥預(yù)先爆炸成縫，以防止爆破區(qū)炮孔爆破引起爆區(qū)外保留巖體或其他建筑物破壞的一種技術(shù)。由于在開挖區(qū)和保留區(qū)之間預(yù)先形成一條裂縫，使主爆區(qū)爆破的應(yīng)力波傳到預(yù)裂縫時(shí)被反射掉一部分，透射到保留巖體中的應(yīng)力波強(qiáng)度減少，從而達(dá)到減震的目的。另一方面，預(yù)裂縫切斷爆區(qū)傳來(lái)的裂縫，避免其伸入保留巖陣內(nèi)，達(dá)到保護(hù)巖體不被破壞。此外，采用預(yù)裂爆破開挖的巖面平整美觀，超欠挖量少，可以減少混凝土的回填量，使其得以廣泛推廣應(yīng)用。
3 深孔控制爆破技術(shù)
3.1 小抵抗線大孔距爆破技術(shù)
在爆破的過(guò)程中增強(qiáng)對(duì)單孔的裝藥量，增大孔距，從而有利的改善巖石破碎的效果。通過(guò)對(duì)小抵抗線大孔距爆破技術(shù)進(jìn)行的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究表面，在爆破的過(guò)程總減少抵抗線，能夠使反射拉伸波對(duì)巖石的破壞程度增強(qiáng)，小抵抗線下增大孔距，能夠消弱其對(duì)裂縫形成的抑制作用，使得巖石破碎的質(zhì)量得到一定的改善。
3.2 空氣間縫裝藥爆破技術(shù)。
空氣間隔裝藥結(jié)構(gòu)，就是在孔中進(jìn)行分段間隔裝藥，各段之間形成空氣間隔，由于空氣可以改善爆破能量傳遞過(guò)程的匹配關(guān)系降低爆轟產(chǎn)物對(duì)孔壁的初始?jí)毫Γ{(diào)節(jié)爆破的脈沖系數(shù)，即降低爆破的脈沖初始峰值延長(zhǎng)爆破脈沖持續(xù)時(shí)間，提高能量的利用率；另一方面，當(dāng)裝藥爆炸后，首先在空氣柱內(nèi)激起相向傳播的空氣沖擊波，并在空氣柱中心發(fā)生碰撞，使壓力增高，同時(shí)產(chǎn)生反射沖擊波于相反方向傳播，其后又發(fā)生反射和碰撞，炮眼內(nèi)空氣沖擊波往返傳播，發(fā)生多次碰撞，增加了沖擊壓力及其激起的應(yīng)力波作用時(shí)間，從而，提高了應(yīng)力波在爆破中的破碎作用，提高了炸藥能量的有效利用率，降低了炸藥消耗量。空氣間縫裝藥爆破能夠提高爆破的安全性，還能夠有效的降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度節(jié)省大量的人力資源，提高炸藥的有效利用率。
3.3 高臺(tái)階爆破技術(shù)
采用高臺(tái)進(jìn)行爆破，這樣能夠增加礦山的開采強(qiáng)度，這是增強(qiáng)礦石產(chǎn)量的重要途徑。采用高臺(tái)階進(jìn)行爆破，能夠使炸藥均勻的分布；巖石從高臺(tái)階上跌落下來(lái)還能夠提高巖石破碎的程度；爆炸氣體產(chǎn)物從深孔中飛逸受阻而穿透石頭的裂縫使巖石破碎，并理所應(yīng)當(dāng)停留在巖體上。
4 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，可以看出，新型炸藥和設(shè)備的研制應(yīng)用，極大的促進(jìn)了巖石爆破技術(shù)的進(jìn)步；國(guó)家對(duì)爆破技術(shù)方面的管理以及爆破對(duì)環(huán)境的保護(hù)作出了明確的規(guī)定，這促進(jìn)了爆破控制技術(shù)的發(fā)展；計(jì)算機(jī)技術(shù)在爆破過(guò)程中的應(yīng)用，推動(dòng)了爆破模擬理論研究和爆破數(shù)值化智能化的發(fā)展�？梢灶A(yù)測(cè)，隨著巖石爆破技術(shù)不斷改革和發(fā)展，計(jì)算機(jī)在爆破過(guò)程中的普及，巖石爆破技術(shù)將取得較快的發(fā)展，爆破技術(shù)的管理水平也將得到極大的提升。
參考文獻(xiàn)
[1]宋錦泉.中國(guó)工程爆破發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].銅業(yè)工程，2002.
[2]張強(qiáng).巖體爆破性分級(jí)研究進(jìn)展[J].工程爆破，1998.
