[發明專利]一種創造高密度深覆蓋下巖塞爆破自由面的爆破空腔方法

有效

• 申請號: 201910583844.6
• 申請日: 2019-06-30
• 公開（公告）號: CN110207554B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 蘇加林;高垠;徐巖
• 申請（專利權）人: 中水東北勘測設計研究有限責任公司
• 主分類號: F42D1/00
• 分類號: F42D1/00;F42D3/04
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

1.一種創造高密度深覆蓋下巖塞爆破自由面的爆破空腔方法，其特征在于，包括下列步驟：

(1)確定水深和淤積厚度有關指標：

通過勘測資料或現場測試，取得工程部位的水深H_水、淤積覆蓋層厚度H_w及淤積覆蓋層密度ρ_w；

(2)確定炸藥有關指標：

通過廠家或炸藥的性能試驗取得炸藥的爆熱Q_c和爆熱指數γ；

(3)確定爆破空腔范圍：

依據用于爆破形成巖塞上開口的巖塞藥包B的抵抗線W，來確定所需要的爆破成腔范圍，爆破所形成的、在巖塞坡面上空腔范圍應不小于標準拋擲爆破漏斗范圍，即爆破空腔在巖塞坡面上的最小范圍，不小于以巖塞軸線與巖塞坡面交點為中心，以r＝W為半徑的圓面積，r為爆破空腔的半徑；

(4)爆破空腔可由布置在靠近巖塞坡面部位的淤積覆蓋層中的一個空腔藥包A或N個空腔藥包A形成；

(5)爆破空腔形體及體積：

由于巖石不可壓縮，爆破空腔主要在淤積覆蓋層中形成，單個空腔的形體可看作是半球體，其幾何形體體積為：

式中：R為半球體的空腔半徑，單位m，

(6)爆破空腔藥包A藥量：

1)處在淤積覆蓋中的藥包爆炸后，當爆破空腔內的壓力降至藥包處的靜水壓力時，單個空腔的體積為：

式中：V_s為降至靜水壓力時空腔體積，單位m³；P₀為空腔內初始壓力，單位Pa；V₀為藥包體積，單位m³；γ為爆熱指數；P_s為藥包處的靜水壓力，單位Pa，按巖塞上開口中心位置的靜水壓力計算；

2)空腔內的初始壓力P₀為：

式中：Q_c—爆熱，單位J/kg；Q—炸藥質量，單位kg；

3)由式(2)和(3)得藥量計算式：

在靠近巖塞坡面淤積覆蓋中的爆破空腔，其形體可看作是半球體，即V_s＝V_半球，從而由式(4)計算出單個爆破空腔藥包的藥量；

(7)巖塞藥包B起爆時間的確定：

巖塞藥包B的起爆時間是由爆破空腔的形成過程決定的，爆破空腔的形成過程是一個復雜的脈沖過程，要歷經多次的膨脹與收縮，再膨脹、再收縮的過程，巖塞藥包B起爆時間應在爆破空腔運動到其內部的壓力達到靜水壓力后至爆破空腔回縮破滅前起爆，由于淤積中的空腔回縮時間較緩慢，達到秒級以上，因此，對巖塞藥包B最遲起爆時間不做要求，巖塞藥包B起爆時間應大于由下式估算的時間：

式中：T為估算的巖塞起爆時間，單位s；H_水為淤積覆蓋層以上水深，單位m；ρ_水為水的密度，單位kg/m³；H_w為藥包上覆淤積厚度，單位m；ρ_w為淤積介質密度，單位kg/m³；ρ_e為炸藥密度，單位kg/m³；r₀為空腔藥包A半徑，單位m。

2.根據權利要求1所述的一種創造高密度深覆蓋下巖塞爆破自由面的爆破空腔方法，其特征在于，所述步驟(5)中，當布置一個空腔藥包A時，R＝r；當布置N個空腔藥包A時，由NπR²＝πr²，得：