礦山爆破技術(shù)論文(2)
礦山爆破技術(shù)論文篇二
淺談礦山爆破技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展
摘要: 爆破技術(shù)在我國礦山生產(chǎn)中有著舉足輕重的作用，再一定程度上推動了經(jīng)濟的快速發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，爆破已成為發(fā)展速度最快的學(xué)科之一。本文簡要分析了礦山爆破技術(shù)的現(xiàn)狀以及發(fā)展前景，以供探討。
關(guān)鍵詞：礦山爆破技術(shù)現(xiàn)狀發(fā)展趨勢
中圖分類號：TD21 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：
一、我國礦山爆破技術(shù)的現(xiàn)狀
我國的爆破技術(shù)自50年代起雖然不斷改進，但仍有很多不完善之處，安全隱患問題仍然存在，安全措施還有很多不到位之處，比起西方發(fā)達國家在很多方面還有很大的差距，因此以后要對我國的爆破器材，爆破方法，乃至爆破原理上都要不斷改進，切實做到爆破中應(yīng)有的安全措施得以實現(xiàn)，減少我國礦山爆破中事故的發(fā)展生，使我國的礦山工作更加安全有效。
(一)礦山爆破爆炸基本理論
礦山爆破采用的是工業(yè)炸藥，使其爆炸以破碎、壓實、疏松被爆物體，屬化學(xué)爆炸。形成化學(xué)爆炸必須同時具備四個條件：爆炸反映過程必須放出大量的熱能;化學(xué)反應(yīng)過程必須是高速的;化學(xué)反應(yīng)過程應(yīng)能生成大量的氣體產(chǎn)物;反應(yīng)能自行傳播。炸藥化學(xué)反應(yīng)有熱分解、燃燒、爆炸、爆轟等4種基本形式。
(二)礦山爆破常用炸藥
炸藥是在一定條件下，能夠發(fā)生快速化學(xué)反應(yīng)，釋放大量熱量，產(chǎn)生大量氣體，因而對周圍介質(zhì)產(chǎn)生強烈的機械作用，呈現(xiàn)所謂爆炸效應(yīng)的化合物或混合物。炸藥按照其組成結(jié)構(gòu)，可分為單體炸藥和混合炸藥兩類;按照用途及其特性，可分為起爆藥、猛炸藥、火藥以及煙火劑等幾類。我國礦山用炸藥有硝銨類炸藥、硝化甘油炸藥以及乳化油炸藥等。硝銨類炸藥是以硝酸銨為主要成分的混合炸藥。常用的硝銨類混合炸藥有銨梯炸藥、銨油炸藥、銨松蠟炸藥以及含水硝銨類炸藥。
(三)礦山爆破起爆器材及起爆方法
爆破起爆是指通過起爆器材的引爆能引起炸藥的爆炸。根據(jù)使用的起爆器材的種類，相應(yīng)的起爆方法有火雷管起爆法、電雷管起爆法、導(dǎo)爆索起爆法和導(dǎo)爆管起爆法。
1、起爆器材
常用的起爆器材有雷管(火雷管、電雷管)、導(dǎo)爆索及導(dǎo)爆管。雷管是主要的起爆器材，可用來起爆炸藥和導(dǎo)爆索及導(dǎo)爆管。按照點火方式，又有火雷管和電雷管之分。火雷管是工業(yè)雷管中最基本的一個品種，有火焰直接引爆。電雷管分為瞬發(fā)電雷管及延期電雷管，延期電雷管又分為秒或半秒延期電雷管與毫秒延期電雷管。
2、起爆方法
炸藥的起爆方法有如下幾種：火雷管起爆，就是利用導(dǎo)火索傳遞火焰引爆雷管，進而引爆炸藥。這種起爆方法的操作過程，包括加工起爆雷管，加工起爆藥包，裝藥，點火起爆;電雷管起爆法，在裝完藥后進行聯(lián)線，并用導(dǎo)通儀檢驗網(wǎng)路是否導(dǎo)通。使用的電雷管應(yīng)事先用導(dǎo)通儀檢測，電阻誤差過大者不能使用;導(dǎo)爆索起爆法，又叫無雷管起爆法，導(dǎo)爆索分普通導(dǎo)爆索和低能導(dǎo)爆索兩種，非煤礦山使用最多的是普通導(dǎo)爆索;導(dǎo)爆管起爆法，是用起爆槍或雷管起爆導(dǎo)爆管，引爆起爆藥包中的非電毫秒雷管，進而引爆炸藥。
二、礦山爆破技術(shù)的發(fā)展趨勢
近年來，通過吸收計算機科學(xué)、相關(guān)的邊緣學(xué)科、現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法等其它相關(guān)學(xué)科的最新成果對爆破理論的研究，以及大量采用先進的測量和監(jiān)測儀器，加之新型爆破器材、先進的起爆系統(tǒng)和新型的施工機具的出現(xiàn)與應(yīng)用，使爆破技術(shù)逐步脫離純經(jīng)驗性的積累，開始以爆破理論為指導(dǎo)，對爆破參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計，對爆破過程進行可靠控制，對爆破效果以及效應(yīng)進行模擬預(yù)報等方向發(fā)展，開始由定性描述向定量分析過渡。其發(fā)展趨勢如下：
(一)爆破理論的研究實用化、計算機化和科學(xué)化
1、許多新思想、新方法引入到爆破理論研究中
例如把爆破過程視為一復(fù)雜的系統(tǒng)工程,在研究方法上，運用60年代發(fā)展起來的系統(tǒng)工程、信息論、控制論和70年代發(fā)展起來的耗散結(jié)構(gòu)論、突變論及非線性理論等以及80年代發(fā)展起來的數(shù)值方法和中國留美學(xué)者石根華博士提出的非連續(xù)變形分析法，同時引入概率論與數(shù)理統(tǒng)計、模糊數(shù)學(xué)、灰色系統(tǒng)、分形幾何等不確定性模型理論，以及最優(yōu)化方法、有限元法、蒙特卡羅方法和多變量線性回歸方法等現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法，使爆破理論的研究更加科學(xué)化。
2、計算機化
運用計算機防真、模擬、CAD系統(tǒng)、專家系統(tǒng)等計算機科學(xué)描述爆破裂隙的產(chǎn)生和擴展，預(yù)測爆破塊度和爆堆形態(tài)，模擬爆破過程，使爆破理論的研究和爆破設(shè)計更加計算機化。
3、科學(xué)化
大量采用先進的量測技術(shù)，如高速攝影技術(shù)、圖象分析技術(shù)、動光彈三維激光全息成像技術(shù)等，進一步揭示了爆破的本質(zhì)。運用相擬理論對各種爆破模擬試驗進行探索，以及從巖石、混凝土等材料的本構(gòu)關(guān)系方面進行研究，為定量分析研究爆破作用的破壞機理奠定了基礎(chǔ)。
(二)爆破過程的計算機模擬發(fā)展迅速
1、原有模型不斷完善
自60年代以來出現(xiàn)的一些爆破數(shù)學(xué)模型，到目前為止，已作了多次改進，有些仍在不斷完善中。例如美國桑地亞試驗室開發(fā)的“CAROM計算機模擬程序”，可以預(yù)測巖石的運動規(guī)律和爆堆形態(tài)，現(xiàn)經(jīng)改進后的模型與實際吻合良好，其模擬結(jié)果的誤差率，對爆堆形態(tài)為10%，對爆破快度為10%-20%。
2、新模型大量涌現(xiàn)
近年來，各種新模型相繼問世。例如，美國NOR-ANDAN科技中心的三維軟件BLASTCAD，中國馬鞍山礦院的BMMC模型及后來開發(fā)的露天臺階爆破三維數(shù)模，中國的峒室拋擲爆破SC3-BOPE工具軟件，中國工程兵工程學(xué)院的峒室爆破CAD，精確爆破服務(wù)隊為爆破設(shè)計和振動控制編制的約20個不同軟件，都可以十分迅速和精確地用于爆破設(shè)計。
(三)爆破效果和危害效應(yīng)可有效控制
科學(xué)技術(shù)促進了爆破技術(shù)的發(fā)展，各種新技術(shù)、新方法不斷涌現(xiàn)。新型施工機具、新炸藥品種、先進起爆器材和起爆方法、精確監(jiān)測儀器等運用到爆破工程中，使爆破水平有了很大提高，爆破效果有了保證，爆破危害效應(yīng)可有效控制。爆破方案確定、參數(shù)優(yōu)化設(shè)計等實現(xiàn)了計算機化。
(四)監(jiān)測儀器向自動化、微型化方向發(fā)展
爆破安全監(jiān)測范圍應(yīng)包括：爆破震動、爆破沖擊波、爆破飛石、爆破噪音等。目前爆破振動的數(shù)據(jù)采集與頻譜分析技術(shù)以達到了很高的水平，監(jiān)測儀器向著自動化、微型化和準(zhǔn)確化方向發(fā)展。
(五)爆破技術(shù)向著更加科學(xué)的方向發(fā)展
新型爆破器材和先進的起爆系統(tǒng)及新型施工機具的面世，改變了傳統(tǒng)意義上的起爆方式及爆破方式。新型炸藥的出現(xiàn)，不僅在性能上有所改觀，而且其物理狀態(tài)有了變化，為研制新型起爆器材奠定了物質(zhì)基礎(chǔ);近幾年出現(xiàn)的新型起爆器材和起爆系統(tǒng)，正朝著使用安全、延時準(zhǔn)確、起爆可靠、微差多段及操作可遙控等方向發(fā)展;起爆網(wǎng)路系統(tǒng)的可靠性，目前已能按照可靠性數(shù)學(xué)進行定量分析，改變了過去完全靠經(jīng)驗定性評估的落后狀況;新型施工機具的不斷面世，不僅極大的提高了爆破效率，更重要的是促進了爆破技術(shù)向著更加科學(xué)的方向發(fā)展，使爆破的應(yīng)用范圍和爆破的規(guī)模擴大，安全性更有保障。
總結(jié)：
在科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的今天，對礦山爆破技術(shù)也提出了新的要求，我們必須引用一些新的技術(shù)是爆破水平得到提高。 從爆破能量的利用上來看，提高爆破安全和提高爆破效率實質(zhì)上是一個問題的兩個方面，爆破的有效性和爆破的危害性都是爆破威力造成的。綜合分析各種爆破事故，除了因爆破器材新能不良或管理不善發(fā)生的意外爆破事故外，大部分都是因爆破技術(shù)不佳，操作使用不當(dāng)造成的。因此如何改善爆破器材性能和爆破技術(shù)工藝、提高爆破效率和爆破安全則是我們目前最根本的任務(wù)。
參考文獻：
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[3]于亞倫《工程爆破理論與技術(shù)》[M].北京：冶金工業(yè)出版社2004》
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