控制爆破技术研究现状及发展建议

控制爆破技术研究现状及发展建议

普忠福

关键词：控制爆破；现状；发展

1控制爆破概述

针对于不同的爆破对象，所要求的爆破目的以及所需要采取的爆破方法往往是不同的。目前对于控制爆破技术的定义为：根据爆破工程实际的爆破需求，通过精心地设计并采取有效的防护措施，对于爆破过程中所释放的能量以及爆破过程中所产生的碎石、爆破之后所涉及到的范围进行严格控制。不仅要使得工程爆破之后达到相应的爆破目标和效果，同时还需要保证工程爆破之后的倒塌方向、塌方范围以及倒塌之后所造成的影响控制在相应的范围内。对于这种既能完成爆破任务，又能将爆破过程中所产生的危害降到最低的方式叫做控制爆破。目前控制爆破技术已经被广泛地应用于各个工程领域中，不仅在岩土开挖的过程中可以采用控制爆破技术，在大型土石方工程以及建筑的拆除改造等过程中都有应用。

2现代应用

2.1抛松控制爆破

随着大型土石方工程的发展，在剥离、场平生产过程中，一侧抛掷而另一侧松动（成加强松动）的抛松控制爆破正在扩大其应用范围。因此，研究抛松控制爆破的理论和实践，对加速我国大型土石方工程的发展和提高控制爆破的技术水平，均具有现实的意义。

抛松控制爆破是利用单药包或群药包的爆炸能量抛掷（破碎与抛出）爆区的一侧岩土，同时还必须使另一侧岩土松动（破碎）或加强松动，利用抛松两侧最小抵抗线的不等性，使炸药的爆炸能量按设计所需来分配，达到爆破作用的不等性：抛掷侧单位体积内分配的爆炸能量多，介质破碎后尚有多余能量用于抛掷；松动侧单位体积内分部的爆炸能量少，故只能使介质破碎（即加强松动），塌落于原地，不产生抛掷现象。在进行抛松控制爆破设计中，应根据爆区的地形地质条件，结合被保护物的分布状况和对爆破的具体要求，进行综合分析。

2.2微差挤压爆破技术

微差挤压爆破技术一种延期爆破，延迟时间为几毫秒到几十毫秒，通过延时网路的微差作用来控制一次起爆药量，形成新的自由面，能量场相互影响，实现应力波的叠加、岩石碰撞挤压的二次破碎，从而达到增大一次爆破量和减少爆破次数，提高破碎质量，降低爆破震动的效果。罗开军[3]研究认为微差爆破中合理的排间微差和孔间微差间隔时间由以下半经验公式计算。

t0=[S20+2（V22-V21）H0/g]12-S0V1+V2

t=kQ13+10.2γeCdγrCr-

1.78Q13+SV（1）

式中，t0为排间微差间隔时间，t为孔间微差间隔时间，S0为前后排距，H0为下落高度，V1为堵塞段飞行速度，V2为中部岩块飞行速度，V为岩块平均移动速度，Q为炮孔平均装药量，γe、γr为炸药和岩石的容重，Cd、Cr为孔内炸药爆速和岩石纵波波速，S为岩石移动距离。

2.3间隔装药爆破技术

间隔装药爆破也称为轴向不耦合装药爆破，通常指在装药之间或装药与炮泥之间填充空气或水，爆炸冲击波在通过填充介质时强度将大幅降低，使炮孔内的能量分配更加合理，岩体的过破碎情况减少。目前，根据装药结构的不同分为：连续不耦合装药、连续耦合装药、分段不耦合装药和分段耦合装药。

水间隔装药爆破技术是当前重点推广的爆破技术之一。由于水具有近似的不可压缩性和不膨胀性，水耦合爆破时孔壁所受初始冲击压力以及随后因气体膨胀而产生的准静态应力都大于空气耦合爆破，水的流动性使应力场分布更加规律。

近年来，关于孔底间隔装药爆破技术的报道增多，该技术是一种在炮孔底部放置一定高度空气层或水层后进行装药填塞的爆破方法，爆轰波通过空气（水）层传播到达孔底后绝大部分发生反射，反射回来的冲击波使空气（水）层内的准静态压力迅速升高，从而使岩石破碎更加充分，炮眼利用率提高，大块、根底减少，地震效应减弱。[4]

2.4光面、预裂爆破技术

光面（预裂）爆破技术从20世纪50年代在瑞典兴起、60年代中期引入国内后发展非常迅速，已广泛应用到露天开挖、隧道、地下工程等领域，为社会和经济发展带来巨大的效益。光面爆破沿设计开挖边界布设密集炮孔，通过径向不耦合装药及药量的控制，减弱在通过药包与孔壁间空气层时产生的主要爆炸压力，孔壁而只产生裂纹，形成平稳轮廓面。预裂爆破由光面爆破演变而来，作用机理与光面爆破相同，也称为预裂光面爆破。两者的主要差别在于：光面爆破的主爆破炮眼先于控制开挖轮廓面的光面炮眼起爆；而预裂爆破的主爆破炮眼在控制开挖轮廓面的预裂炮眼之后起爆。前者的运用可保护围岩的稳定性，形成平整的光爆面；后者可显著降低爆炸震动冲击对边坡、围岩的破坏。[4]

2.5定向断裂爆破技术

定向断裂爆破是20世纪60年代在光面（预裂）爆破的基础上发展起来的一种控制爆破技术，以岩石断裂力学为基本原理，相对普通光面（预裂）爆破，定向断裂爆破采用了不耦合装药和同时起爆，应力波幅值较低，其裂纹沿炮孔孔心间连心线方向或沿预定方向起裂并稳定扩展，减小了爆破对保留岩体的毁坏，最大程度上保持了岩壁平整。在预定方向上优先形成裂缝是该技术的关键，导向形式、地质条件、炸药性质、炮孔参数等是影响成缝效果的主要因素。

3控制爆破技术的发展建议

3.1加大新型控制爆破技术的推广

为了不断适应时代发展的潮流，除了需要对已经应用的控制爆破技术加大研究力度之外，还需要不断研发新型的控制爆破技术，一方面是为了起到更好地控制爆破效果，另一方面是为了保证控制爆破技术跟不上社会发展的需求。例如对于加大定向断裂爆破和护壁爆破之间的技术融合，不仅能够解决爆破过程中爆炸能量不足的情况，同时还能对爆破岩体进行有效地保护，以免对周围的人和物造成伤害。

3.2加快基础技术与新型技术的融合

众所周知，在实施爆破操作的时候，爆破效果会受到多种因素的影响，并且对于复杂的工程，仅仅只采用一种爆破技术是很难达到相应的爆破效果的。因此为了促进控制爆破技术的进一步发展，除了需要加大对基础爆破技术和新型爆破技术的研究之外，还需要对基础爆破技术与新型的爆破技术之间进行更好地融合，这样能够不断满足日益复杂的爆破工程，在完成爆破任务的时候，确保将爆破施工中的危害降至最低。

4特殊控制爆破的发展

随着经济的快速发展，人们的生活水平得到大幅提高，因此对办事的效率、方法有了进一步的要求，在如此情况下，控制爆破满足了一些人们用机械化没法满足的方便。在未来，控制爆破将会在一定条件下得到大力发展，将控制爆破技术进一步发展，结合现代化软件，利用数值模拟等技术，更加精准化，现在的科研发展，为控制爆破未来的发展开拓空间。

结束语：

综上所述，控制爆破技术的应用能够更好地为人们服务，因此在将来会有更加广阔的应用前景。作为相关的技术研究人员，需要在做好现阶段的控制爆破施工的同时，准确地掌握其将来的发展趋势，从而使得控制爆破技术的发展能够紧跟时代发展的步伐，以更好地应用于各项工程的爆破施工中。

参考文献：

[1]袁绍国.控制爆破理论与实践[M].天津：天津大学出版社，2007.

[2]陈华腾.控制爆破技术[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，1984.

[3]冯叔瑜，等.城市控制爆破[M].北京：中国铁道出版社，1985.

[4]丁小华.露天矿安全高效爆破智能化动态设计系统的研究与应用[D].中国矿业大学，2014：10-11.