CN87102234A

CN87102234A - 间接能爆破技术

Info

Publication number: CN87102234A
Application number: CN 87102234
Authority: CN
Inventors: 许宁
Original assignee: NO 2 ENGINEERING BUREAU RAILWAY MINISTRY
Current assignee: NO 2 ENGINEERING BUREAU RAILWAY MINISTRY
Priority date: 1987-03-25
Filing date: 1987-03-25
Publication date: 1987-08-19

Abstract

一种破碎岩石或拆除建筑物的间接能爆破技术，它利用外加剂进行炸药改性，外加剂掺入量是炸药重量的5—30％，并用化学液体介质替代空气传递爆轰波。该化学液体介质是3—12％的氯盐，15—30％的其他无机盐，2—4％的悬浮剂，0.1—0.3％的毒气吸收剂和水的混合溶液。这种爆破技术成本低、振动小、低粉尘、无飞石。

Description

本发明涉及一种破碎岩石或拆除建筑物的间接能爆破技术。它适宜于城市及野外复杂环境下进行近距离爆破作业的低成本、低振动、低粉尘、无飞石爆破技术。

公知的微量装药的控制爆破，采用普通工业炸药，炸药的比能f与爆轰波压力p存在着大致的比例关系，爆速高的炸药其相应的气体发生量也越多，爆破物在高压气体的推动下导致飞石和噪声的产生。实践中经常出现装药量稍少效果不好、稍多就产生飞石的现象。再以70年代出现的以金属和金属氧化物进行氧化还原反应产生的气体热膨胀作用破坏物体的方法，当膨胀气体一旦从破坏物裂缝洩出则气体压力急剧降低，而无更大力量将碎块推移过远，以上方法的优点是爆破震动音响小，在药量的增减上，不像炸药那样对飞石特别敏感，缺点是破坏物必须完整无缝，否则容易漏气失效。

日本公开专利说明书特开昭55-160300采用比重为0.6-0.9的低比重浆状炸药，装药不偶合系数为1.0-1.5以空气作爆轰波传递介质，其爆破性能仍属一般的控制爆破装药范畴。

本发明的主要目的是提供一种效能高、成本低、公害少、无飞石的间接能爆破技术，它要求炸药爆破能量的大部份能有效地消耗于破坏物的剪断，劈裂並减小噪声、粉尘、飞石和有毒气体;对于爆轰波传递介质的要求，要克服空气密度低受到迅速衰减，传播距离相应缩短的问题，因此有必要把有适合于炸药爆轰波特性、音响阻抗大的物质用来减低衰减，从而采用了音响阻抗大于1400米/秒的化学溶液作为改性炸药的爆轰波传播介质。

本发明是这样实现的：用高标号水泥（cm）、滑石粉（SP）、矽藻土（SM）等外加剂进行改性的塑性防水炸药，如乳胶炸药、钝感的塑性防水炸药或其他装入防水套内的高爆速粉状炸药（TNT、RDXHMX），外加剂掺入重量是炸药重量的5-30%。並用化学液体介质替代空气传递爆轰波，该化学液体介质系由3-12%的氯盐、15-30%的其他无机盐、2-4%的悬浮剂、0.1-0.3%的毒气吸收剂组成。这种化学液体介质所具有的不可压缩性，使爆破能量均衡分布在垂直于钻孔轴方向上，冲击波呈圆柱形，岩石的破坏方向沿着垂直于钻孔轴的方向推移。化学液体介质的音响阻抗大于1400米/秒，使爆轰波的传递速度较空气介质提高五倍以上，而且能量损失少。药筒的制作包括能在现场加工的盛装改性防水炸药和化学溶液的聚乙烯塑料药筒及其底盖与套管的热粘合工艺，或直接采用软木塞底盖，以及留有导爆管插入孔的软木塞顶盖，药筒加热部件为一根两端与低压变压器联结，工作电压为20-30伏的合金电热片。粘合温度与粘合时间可以由变更电阻阻抗值，以能使聚乙烯塑料恰好融化、粘牢为准，底盖与套管的套接长度应≮20m/m。

现结合爆破试验进一步叙述本发明与控制爆破技术的对比：

选用国营南岭化工厂生产的爆速3900-4200米/秒的RJ-2型乳胶炸药，以不同配合比525标号波特兰水泥（cm）与之混合，分别装入直径42m/m，孔深240m/m，最小抵抗线150m/m的30×30×30cm³的200级混凝土试块，药筒顶至孔口部份的空间，用砂粘土堵塞紧密，用8号电雷管起爆，试验中发现掺有cm的RJ-2型乳胶炸药在一定配合比范围内，经试验证实掺入量30%以内不会影响炸药的起爆感度，超过这一数值则感度大大降低，甚至不能用雷管起爆;试验同时证实这种新的改性炸药与化学液体介质共同使用时，爆破的混凝土碎块飞散距离与cm的掺入量成反比，即cm掺入量越多，碎块的飞散距离越近，爆破气体发生量有明显降低，这是因为硅酸盐水泥与乳胶炸药内的硝酸铵饱和水溶液产生化学反应释放出氨气所致。

一般炸药爆破和控制爆破的药卷与炮孔孔壁之间均存在不同程度的空气间隙，炸药爆破时爆轰波（冲击波）通过空气介质传播，因空气密度低受到迅速衰减，其传播距离也相应缩短，为了不致使以上经过改性炸药的爆轰压力受到削弱，使爆轰波能有效地利用于破坏，根据爆轰波在不同介质中的传播速度不同这一特性，可以把有适合于炸药爆轰波特性，音响阻抗大的物质用来减低衰减，从而采用了音响阻抗大于1400米/秒的化学溶液作为改性炸药的爆轰波传播介质，经试验观测相同药重条件下其他炸药爆破和间接能爆破的碎块飞散距离及声响大小的影响，经过优选后的结果如表1

表1 其他炸药爆破和间接能爆破的飞石距离声响大小对比表

从表1可见，水泥掺入量为5-30%的改性炸药与化学液体介质结合使用，其爆破飞散距离和声响大小远远低于其他炸药。

采用化学溶液作为爆轰波的传播介质，除了将爆轰波压力有效地利用于破坏外，还能起到降低爆破噪声、减少震动和粉尘，吸收有毒气体的作用;此外由于溶液的不可压缩性，能将爆破能量均衡分布至垂直于孔轴的方向上，爆轰波呈圆柱形而不是一般炸药爆破的球面形，岩石的破坏方向系沿着垂直于孔轴的方向推移，不出现一般炸药爆破时的抛射，使得爆破物飞散方向明确，易于用炸药量来控制推移距离。

现场试验证实本发明具有无飞石、低震动、低噪音、低粉尘等特点。

图1：改性炸药的加工示意图

图2：塑料药管制作工艺示意图

图3：装填于炮孔内的间接能药管示意图

现结合附图和装药、点火、联线实例进一步叙述本发明：

如图1：将炸药改性的方法可以分为外裹与内部混合两种，图1A：外裹是将乳胶炸药1的表面裹一层水泥（cm）2，然后再包裹一层聚乙烯薄膜3，这种做法加工简单，但氨的释放量较低。图1B：内部混合法是将炸药与水泥（cm）按照一定比例混合的混合物4的外层再包裹一层聚乙烯薄膜3。这种方法氨的释放量大，但操作麻烦，手工混合期间放出的氨气对人眼有刺激，需要配备防护用品，可结合现场条件适当选用。

可用来配制音响阻抗大于1400米/秒的化学液体介质的化学药物有氯化镁（CXM），氯化钙（CXC），氯化钠（CXN），氯化铵（CXA）和水泥（cm）等，掺入量一般为水溶液的3-12%，另加15-30%的水泥（cm），2-4%的甲基纤维素（CMC）或其他类似性能的悬浮剂，0.1-0.3%毒气吸收剂，如高锰酸钾（KM）。

如图2：间接能爆破使用的塑料套管5、可采用塑料厂用吹塑法生产的聚乙烯圆筒，壁厚0.24m/m，外径D₁应较钻头直径小6m/m，底盖7的外径D₂较塑料套管大1m/m，长度L₁≮100m/m，底盖7（可按要求规格在塑料厂用专用模具加工）与套管5采用热融法粘合，加热部件为一根联结于低压变压器两端的工作电压为20-30伏的长600m/m，宽2.45m/m，厚0.83m/m的合金电热片6，需要粘合温度及粘合时间是通过变更电阻阻值，使聚乙烯塑料恰好融化粘结牢固。具体粘合步骤是：在塑料园筒5内首先穿入一根长1400m/m作衬垫用的硬园木棒8，再套上底盖7，两者的套接长度L₂≮20m/m，用合金电热片6，沿L₂的部位紧绕3圈，通电加热即可迅速粘牢，最后抽出木棒，往筒内注水检查粘合质量，不漏水就算合格。

如图3：将装有改性炸药和化学液体介质的塑料药管17直接放入爆破钻孔7内，药管长度L₃，一般为爆破钻孔深度L₄的4/5-1/2。装药步骤为：将插有雷管11和导爆管12的改性炸药卷13轻轻放进塑料药管17，然后倒入前述的化学液体介质混合溶液14，盖上软木塞15，用＃22铁丝捆扎，要注意在软木塞底面，溶液液面，导爆管和软木塞中心孔的壁面不能遗留空气间隙，否则会影响爆破效果，塑料药管17顶面以上至孔口部份应用粘土16堵塞紧密。点火方式根据材料供应条件和工程需要灵活掌握。采用非电毫秒点火系统，微差间隔一般为25-75毫秒。

现结合现场应用实例进一步叙述本发明的实用性：

实例1：衡广复线某段石英砂岩路堑需加宽，岩石节理不甚发育，已成路堑坡脚距钢轨内侧约2M，坡顶高于路基面23M，坡顶外侧3M有一排密集的通讯线路，既有线每日有53对列车通过。为了保证不中断行车，决定采用“间接能爆破”台阶开挖方案，台阶高1.8m，宽3.5-4.0m，长2.4m，爆破钻孔孔深1.8米，孔网按孔距（E）100cm，抵抗线（W）80cm布置，超钻0.2m，改性炸药配合比RJ-2∶水泥（cm）＝95%∶5%，化学液体介质配合比（KM0.15‰，CXC3%，CM15%，CMC3%），单孔爆破钻孔装药230克改性炸药，每立方米单耗190克。采用6段间隔50-75毫秒的多排非电微差遥控引爆，爆破震动小、声响小、烟尘少，爆破后的岩石碎块坍落在坡脚侧沟内，无飞石侵入道床。

实例2：

深圳亚洲大酒店，系高层建筑，楼高33层，采用250级钢筋混凝土桩基础，桩头直径120cm，间距350mm，拆除桩头采用间接能爆破技术，水平孔孔距E＝80cm，抵抗线W＝60cm，孔深84cm，改性炸药配合重量比为RJ-2型乳胶炸药∶水泥（cm）＝95∶5，化学液体介质配合比为：KM0.2‰，CXC3%，cm15%，CMC3%，单孔爆破钻孔装药量102g，采用微差间隔50毫秒非电遥控引爆，振动小、声响小、烟尘少、爆破的混凝土碎石仅坍落至桩头附近3米范围内。

Claims

1、一种破碎岩石或拆除建筑物的间接能爆破技术，其特征是：

A、用高标号水泥(cm)、滑石粉(SP)、矽藻土(SM)等外加剂进行改性的塑性防水炸药，如乳胶炸药、钝感的塑性防水炸药或其他装入防水套内的高爆速粉状炸药(TNT、RDX、HMX、)，外加剂掺入重量是炸药重量的5-30%；

B、用化学液体介质替代空气传递爆轰波，该化学液体介质由3-12%的氯盐，15-30%的其他无机盐，2-4%的悬浮剂，0.1-0.3%的毒气吸收剂和水组成；

2、按权利要求1的间接能爆破技术，其特征是：利用化学液体介质所具有的不可压缩性，使爆破能量均衡分布在垂直于钻孔轴的方向上，冲击波呈园柱形，岩石的破坏方向沿着垂直于钻孔轴的方向推移;

3、按权利要求1或2的间接能爆破技术，其特征是：化学液体介质的音响阻抗大于1400米/秒，使爆轰波的传递速度较空气介质提高五倍以上，而且能量损失少，粉尘小和减轻炸药毒气生成量;

4、按权利要求1的间接能爆破技术，其特征是：包括能在现场加工的盛装改性防水炸药和化学溶液的聚乙烯塑料药筒及其底盖与套管的热粘合工艺，或直接采用的软木塞底盖，以及留有导爆管插入孔的软木塞顶盖;

5、按权利要求1或4的间接能爆破技术，其特征是：加热部件为一根两端与低压变压器联结，工作电压为20-30伏的合金电热片，粘合温度与粘合时间可以由变更电阻阻抗值，以能使聚乙烯塑料恰好融化，粘牢为准;底盖与套管的套接长度应≮20m/m;

6、按权利要求1的间接能爆破技术，其特征是：塑料药管放入爆破钻孔中的长度L₃一般为爆破钻孔深度L₄的4/5- 1/2 ;

7、按权利要求1的间接能爆破技术，其特征是：爆破钻孔中装填炸药卷时，使软木塞底面、化学溶液液面、导爆管和软木塞中心孔的壁面没有空隙，塑料药管顶面以上至孔口部份用粘土堵塞紧密;