昆明理工大学《凿岩爆破》实验指导书国土资源工程学院资源开发工程系编制说明爆破课程实验是教学的重要环节,为了提高学生对教学内容的感性认识和提高学生的动手能力,目前对采矿工程专业本科生根据实验室和实验基地安宁化工厂现有条件,陆续开出指导书范围的实验,随着实验室条件的完善,我们将根据教学大纲要求完善其实验。
本指导书是根据实验室目前情况和按教学大纲要求,参考有关教材和资料编写而成的。
爆破实验虽多为演示性实验,但它对学好爆破课程有重要作用。
通过实验教学使学生加深对爆破工程、采矿工程和工艺理论教学的理解,增进学生对爆破工艺参数选取与设计、爆破网路设计、毫秒微差爆破新技术、炸药参数测定的感性认识,启发学生对爆破工程的学习兴趣和探索渴求,提高学生的理论联系实际的能力和创新意识。
爆破实验操作是一项具有危险性的工作,爆破试验的过程一直贯穿安全的过程。
按照“安全第一、预防为主”的方针,要求每位同学仔细阅读《爆破安全规程》(GB6722-2003)的有关要求,并在实验中能严格执行,还应按“爆破实验规则”要求以确保实验质量及人身安全。
爆破实验规则1、不准携带烟火或其它发火物品进入实验室及实验场地。
2、实验场地禁止打闹、开玩笑或做与实验无关的活动。
3、领取炸药、雷管等爆炸物品应分开单独存放,在空地中相距不得小于2米,木箱中要有隔离。
4、露天临时存放炸药、雷管等应覆盖好,以防日晒变质影响爆破效果。
5、对炸药、雷管等爆炸物品。
严禁撞击、抛掷、拖拉、脚踩及滚动,要轻拿轻放,勿接触电、火及导电金属等,并防止静电产生引起早爆。
6、测量雷管时,把脚线放开并设置屏障,雷管在屏障后才进行测量。
7、加工药包或其它引爆装置.只准使用竹、木或塑料棍棒装制。
8、动用测试仪表应先熟悉说明书,然后按要求操作,要轻拿轻放。
注意爱护。
9、联接爆炸物一端的母线,应接2米以上脚线再联接雷管脚线,炸断以后应及时接上新脚线,以保证母线的使用长度。
10、起爆前应设置警戒,并用明确的信号,如声、光、旗等通知附近人员;警戒圈半径应按一次起爆的最大药量和条件计算。
11、起爆药卷上严禁覆盖土、石或其它杂物。
12.、发爆器钥匙由专人负责。
人员撤离到安全地点后,发出信号,再通电起爆。
13、起爆后立即取下发爆器钥匙,把母线短路。
14、起爆后5分钟后,再去爆炸地点观察效果。
15、发现拒爆的雷管、炸药,应单独存放,集中交回。
严禁个人私自带走,遇有特殊问题及时报告指导教师处理。
16、爆破网路中每个雷管(或发火头)间距不小于10 厘米。
17、实验完毕,检查清点设备材料,防止丢失及损坏;对实验场地要检查有无丢失的爆炸品。
18、对违犯实验规则,不听劝阻者,立即停止实验,交领导处理。
目录实验一炸药猛度测试(霍氏试验法)实验二炸药爆速测试(电测法)实验三炸药殉爆距离测试实验一炸药猛度测试(霍氏试验法)一、实验目的通过实验掌握“铅柱压缩法”测试炸药猛度的方法,并进一步理解炸药猛度的概念。
二、实验学时2学时(必做)三、实验原理猛度指炸药对邻近(接能)介质坏能力,它是该炸药炸轰波压力、爆生气体的量和运动速度以爆热的综合示性数,用它表征炸药的作劝功率(冲量)和爆炸在介质中产生的冲击波和应力波的强度,是衡量炸药爆炸特性及其爆炸作用的重要指标之一。
猛度的测试方法有多种,其原理都是测定与爆炸冲量(主要是冲量曲线的头部)有关的某一参量值作为炸药猛度的相对指标。
采用较并的方法有铅桂压缩法和弹道摆法,本实验是采用前种方法。
四、实验用器材被测炸药50g,200×200×20mm钢垫板一块,直径40mm高60mm铅柱一个,直径41.5mm厚10mm钢片一个,内径40mm装药纸筒—个,8号电雷管一发,线绳1m,外卡尺1把,天平一台(称量200g,精度0.5g),发爆器一台,起爆线30m以上。
五、实验步骤1、按图所示,将铅柱置于钢垫板(钢)中央,被测炸药50g放入装药纸筒内,密度控制在1g/cm3,在药卷中心插入雷管,深度为15mm将园钢片放在铅柱上面并对准中心,再将装好的雷管的药卷放在钢片上部中央,用线绳绷紧进行定位。
(a)(b)炸药猛度试验a—试验装置:b—压缩后的铅柱1—钢砧;2—铅柱;3—钢片;4—受试炸药;5—雷管2、实验进行在空旷场地将上面的实验装置放平,学生分组详细观查实验装置,实验人员讲解并询问学生实验装置有关情况及测试原理,学生撤至安全距离以外的发爆器位置处,实验人员拿发爆器钥匙,布起爆线并与雷管脚线相接。
实验人员回到发爆器位置后用导通表对电爆网路进行导通,正常后发出起爆号令即可进行起爆。
爆炸后到爆炸位置回收铅柱,钢圆片和钢垫板。
爆炸后铅柱被压缩成蘑菇状,测量压缩后的高度值,压缩前高度为已知,用高度差表示该炸药的猛度值。
六、实验结果记录及数据处理爆炸前后的铅柱高度,从铅柱的四个对称位置上用游标卡尺依次进行测量,精确到0.1㎜,取四个测量结果的平均值进行计算。
猛度X以mm计,按下式计算:X = H - H1式中:H——爆炸前的铅柱高度,mmH1——爆炸后的铅柱高度,mm按照WJ302-65标准规定:每份试样平行两个测定,取其平均值到0.1mm,平行测定误差不超过1.0mm,若平行测定超差,允许重新取样,平行作三个测定进行复验。
测高猛度炸药时,允许将试样用量减半或钢片厚度加倍,但在报告结果时应予以说明更后的试验条件。
实验记录表如下:猛度测定记录表1、将测试结果与教材上给出的同种炸药猛度值进行对比,如存在较大误差,解释产生误差的原田。
2、说明猛度的概念。
3、绘图并说明测试炸药猛度的“铅柱压缩法”七、安全守则1、雷管插入药卷前要先进行一次导通,以防拒爆或进行反工装配。
2、发爆器钥匙必须由操作者携带。
3、操作过程中直到连接起爆线前雷管脚线要一直短接。
4、雷管与起爆线连接前除操作者外,其他人员均得撒到安全距离以外。
实验二炸药爆速测试(电测法)一、实验目的通过实验掌握电测法测定炸药爆速的原理和方法,并直观的了解导爆索的传爆性质和使用方法。
二、实验学时2学时三、仪器及器材待测爆速炸药1卷、电雷管1发、发爆器1台、起爆线30米以上、爆速测定仪BBS-1型。
四、实验原理炸药的爆炸一种化学—流体动力学过程。
即靠炸药中传播的爆轰波激起下一层炸药的化学反应,在化学反应过程中放出能量和大量气体产物。
这种化学反应是高速度进行的,反应放出的能量补充爆轰波传播损失的能量。
使它以恒定的速度在炸药中传播,爆轰波在炸药中传播的速度即是爆速。
爆速值的大小除与炸药种类有关池还与炸药密度、装药直径、炸药中的添加物及外壳等有关。
测定爆速的方法可以分为两类:直接测时法和高速摄影法,直接测时法分为导爆索比较法和电测法。
高速摄影法价格高昂,操作复杂,不适合此次试验。
电测法具有操作简单,准确率高,重现性好,故本次实验拟采用电测法测试炸药爆速。
本次实验原理为利用频率计或爆速测定仪直接记录爆轰波在药柱两点间的传爆时间间隔,根据记录的时间和两点间的距离可算出两点间的平均爆速。
具体试验方法如下所示:图1 爆速测定仪测定爆速的工作原理图基本工作原理如图1所示,在药卷A、B两点,各插入一对电离探针,爆轰产物铟高温高压而电离,爆轰波传经A点时,导通第一对探针,形成启动信号。
信号经倒相整形后使控制器翻转而输出高电位,将计数门开启,于是10MHz晶体振荡信号就通过计数门进入计算器,开始计时。
当爆轰波传到B点,同样是第二探针导通,形成停止信号,信号经倒相整形后,使控制器再翻转过来而输出低电位,将计数门关闭,于是振荡信号不再进入,计时停止。
计数器显示出的数字,即为爆轰波传经药卷L(m)长度的时间间隔t(s)。
故爆速为:式中:D-被测炸药的爆速,m/s;L-爆轰波传经药卷长度,m;t-时间间隔,s;五、实验结果次数D爆速(cm/s) L长度(cm) T(s)六、实验要求1、说明爆速的概念及其影响因素。
2、说明本实验的原理并绘图推导测定爆速的计算公式。
实验三炸药殉爆距离测试一、实验目的掌握常用的炸药爆炸冲能感度测定方法即殉爆距离的测定。
二、实验学时2学时(必做)三、实验原理殉爆现象指主发装药爆炸后引爆与其不接触的邻近被发装药发生爆炸的现象。
能发生殉爆的两装药问的最大距离称为殉爆距离。
可知殉爆距离不仅与炸药种类有关,还与装药量、炸药密度、装药几何形状及装药简介质的性质等有关。
进行炮孔爆破时、相邻药卷中的炸药不是紧密接触的、中间有一定间隙。
间隙中为包装材料、空气或水,当炮孔中有水时,在这种情况下药卷间的传爆就是靠殉爆进行的。
在设计炸药生产厂房及炸药库房的距离时。
要根据炸药种类及炸药量等计算安全距离,以防万一有一处爆炸后不致引起另一处爆炸,把损失控制在最低限度。
炸药库房间设置土堰就是因为土介质作为殉爆中间介质时,炸药的殉爆距离较空气中大的多,或者说,土对殉爆不利。
主爆药卷和从爆药卷被置于直径略大于药卷直径的半圆槽中,主爆药卷爆炸时产生的强烈空气冲击波在一定距离内可以激起从爆药卷爆炸。
测出了使从爆药卷距离的药卷间最大距离就是该炸药的殉爆距离,通1、用与被测药卷直径相当的圆木棒,将实验地点的土地压成大于两个药卷长度的半圆沟。
2、把被测药卷放置在半圆沟中,主爆药卷的前端插入一个8号雷管,深度为雷管长度的2/3,从爆药卷的前端与主爆药卷的后端响对应,药卷间不得有杂物阻挡,见图7。
3、测出药卷间的最短距离L。
4、进行起爆。
5、起爆后,根据放置从爆药卷的地方,有无未爆炸的残药,或是否产土爆坑来判断从爆药是否殉爆。
如果起爆后,两药卷都爆炸了说明从爆药卷已殉爆。
再加大两药卷的间距进行实验,连续二次殉爆的最大距离作为该炸药的殉爆距离(以厘米为单位)。
如果起爆后,从爆药卷还残留有未爆炸的残药。
说明药卷间距过大必须缩短距离,再作试验,直至找到连续发生三次殉爆的最大距离为止。
按五机部WJ300-65标准:1、测定的试样从每批炸药任意抽样,不准重新改制。
2、结块药卷在起爆前允许将插雷管的一端搓揉松。
3、测定殉爆时,一次只准许试验一对药卷。
4、散装炸药按规定的密度制成直径32mm重100g的药卷后进行试验。
六、试验结果殉爆距离测定记录表。