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(guó)礦山生產(chǎn)中有著舉足輕重的作用，再一定程度上推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，爆破已成為發(fā)展速度最快的學(xué)科之一。本文簡(jiǎn)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(shì)
中圖分類(lèi)號(hào)：TD21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一、我國(guó)礦山爆破技術(shù)的現(xiàn)狀
我國(guó)的爆破技術(shù)自50年代起雖然不斷改進(jìn)，但仍有很多不完善之處，安全隱患問(wèn)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(dá)國(guó)家在很多方面還有很大的差距，因此以后要對(duì)我國(guó)的爆破器材，爆破方法，乃至爆破原理上都要不斷改進(jìn)，切實(shí)做到爆破中應(yīng)有的安全措施得以實(shí)現(xiàn)，減少我國(guó)礦山爆破中事故的發(fā)展生，使我國(guó)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(shí)、疏松被爆物體，屬化學(xué)爆炸。形成化學(xué)爆炸必須同時(shí)具備四個(gè)條件：爆炸反映過(guò)程必須放出大量的熱能;化學(xué)反應(yīng)過(guò)程必須是高速的;化學(xué)反應(yīng)過(guò)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(duì)周?chē)橘|(zhì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的機(jī)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(lèi);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(lèi)。我國(guó)礦山用炸藥有硝銨類(lèi)炸藥、硝化甘油炸藥以及乳化油炸藥等。硝銨類(lèi)炸藥是以硝酸銨為主要成分的混合炸藥。常用的硝銨類(lèi)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(lèi)炸藥。
(三)礦山爆破起爆器材及起爆方法
爆破起爆是指通過(guò)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(lèi)，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(lái)起爆炸藥和導(dǎo)爆索及導(dǎo)爆管。按照點(diǎn)火方式，又有火雷管和電雷管之分?；鹄坠苁枪I(yè)雷管中最基本的一個(gè)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(jìn)而引爆炸藥。這種起爆方法的操作過(guò)程，包括加工起爆雷管，加工起爆藥包，裝藥，點(diǎn)火起爆;電雷管起爆法，在裝完藥后進(jìn)行聯(lián)線，并用導(dǎo)通儀檢驗(yàn)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(cè)，電阻誤差過(guò)大者不能使用;導(dǎo)爆索起爆法，又叫無(wú)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(jìn)而引爆炸藥。
二、礦山爆破技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
近年來(lái)，通過(guò)吸收計(jì)算機(jī)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(duì)爆破理論的研究，以及大量采用先進(jìn)的測(cè)量和監(jiān)測(cè)儀器，加之新型爆破器材、先進(jìn)的起爆系統(tǒng)和新型的施工機(jī)具的出現(xiàn)與應(yīng)用，使爆破技術(shù)逐步脫離純經(jīng)驗(yàn)性的積累，開(kāi)始以爆破理論為指導(dǎo)，對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)爆破過(guò)程進(jìn)行可靠控制，對(duì)爆破效果以及效應(yīng)進(jìn)行模擬預(yù)報(bào)等方向發(fā)展，開(kāi)始由定性描述向定量分析過(guò)渡。其發(fā)展趨勢(shì)如下：
(一)爆破理論的研究實(shí)用化、計(jì)算機(jī)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(guò)程視為一復(fù)雜的系統(tǒng)工程,在研究方法上，運(yùn)用60年代發(fā)展起來(lái)的系統(tǒng)工程、信息論、控制論和70年代發(fā)展起來(lái)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(lái)的數(shù)值方法和中國(guó)留美學(xué)者石根華博士提出的非連續(xù)變形分析法，同時(shí)引入概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、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(jì)算機(jī)化
運(yùn)用計(jì)算機(jī)防真、模擬、CAD系統(tǒng)、專(zhuān)家系統(tǒng)等計(jì)算機(jī)科學(xué)描述爆破裂隙的產(chǎn)生和擴(kuò)展，預(yù)測(cè)爆破塊度和爆堆形態(tài)，模擬爆破過(guò)程，使爆破理論的研究和爆破設(shè)計(jì)更加計(jì)算機(jī)化。
3、科學(xué)化
大量采用先進(jìn)的量測(cè)技術(shù)，如高速攝影技術(shù)、圖象分析技術(shù)、動(dòng)光彈三維激光全息成像技術(shù)等，進(jìn)一步揭示了爆破的本質(zhì)。運(yùn)用相擬理論對(duì)各種爆破模擬試驗(yàn)進(jìn)行探索，以及從巖石、混凝土等材料的本構(gòu)關(guān)系方面進(jìn)行研究，為定量分析研究爆破作用的破壞機(jī)理奠定了基礎(chǔ)。
(二)爆破過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬發(fā)展迅速
1、原有模型不斷完善
自60年代以來(lái)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(jìn)，有些仍在不斷完善中。例如美國(guó)桑地亞試驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的“CAROM計(jì)算機(jī)模擬程序”，可以預(yù)測(cè)巖石的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和爆堆形態(tài)，現(xiàn)經(jīng)改進(jìn)后的模型與實(shí)際吻合良好，其模擬結(jié)果的誤差率，對(duì)爆堆形態(tài)為10%，對(duì)爆破快度為10%-20%。
2、新模型大量涌現(xiàn)
近年來(lái)，各種新模型相繼問(wèn)世。例如，美國(guó)NOR-ANDAN科技中心的三維軟件BLASTCAD，中國(guó)馬鞍山礦院的BMMC模型及后來(lái)開(kāi)發(fā)的露天臺(tái)階爆破三維數(shù)模，中國(guó)的峒室拋擲爆破SC3-BOPE工具軟件，中國(guó)工程兵工程學(xué)院的峒室爆破CAD，精確爆破服務(wù)隊(duì)為爆破設(shè)計(jì)和振動(dòng)控制編制的約20個(gè)不同軟件，都可以十分迅速和精確地用于爆破設(shè)計(jì)。
(三)爆破效果和危害效應(yīng)可有效控制
科學(xué)技術(shù)促進(jìn)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(jī)具、新炸藥品種、先進(jìn)起爆器材和起爆方法、精確監(jiān)測(cè)儀器等運(yùn)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(jì)等實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)化。
(四)監(jiān)測(cè)儀器向自動(dòng)化、微型化方向發(fā)展
爆破安全監(jiān)測(cè)范圍應(yīng)包括：爆破震動(dòng)、爆破沖擊波、爆破飛石、爆破噪音等。目前爆破振動(dòng)的數(shù)據(jù)采集與頻譜分析技術(shù)以達(dá)到了很高的水平，監(jiān)測(cè)儀器向著自動(dòng)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(jìn)的起爆系統(tǒng)及新型施工機(jī)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(shí)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(jìn)行定量分析，改變了過(guò)去完全靠經(jīng)驗(yàn)定性評(píng)估的落后狀況;新型施工機(jī)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(jìn)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(kuò)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(duì)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(lái)看，提高爆破安全和提高爆破效率實(shí)質(zhì)上是一個(gè)問(wèn)題的兩個(gè)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(xiàn)：
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