[发明专利]一种最优炸药量计算及最优装药结构布置的方法

说明书

本发明提供一种最优炸药量计算及最优装药结构布置的方法，所述最优炸药量计算方法包括如下步骤：(1)先对现场岩石进行爆破漏斗试验，测定出该种岩石的标准抛掷爆破炸药单耗值；(2)根据最优炸药单耗原理计算出该种岩石的最优炸药单耗值；(3)计算整个爆区和每个炮孔的最优炸药量；所述最优装药结构布置的方法，采用主、辅药包布置方案，并包括如下步骤：主、辅药包的总药量计算；主、辅药包相关系数的选取；辅助药包最小抵抗线、药量的计算；主药包最小抵抗线、药量的计算；主、辅药包间隔长度计算。本发明提供的最优炸药量计算及最优装药结构布置的方法用最少量的炸药爆破产生最大量的破碎岩石，实现了最大程度的爆破有用效应。

技术领域

本发明属于岩石爆破的技术领域，特别涉及一种最优炸药量计算及最优装药结构布置的方法。

背景技术

当前最优炸药量的计算主要是根据利文斯顿爆破漏斗理论进行计算，但是这个计算结果与实际用量存在较大差距，因此在工程实际中根据利文斯顿爆破漏斗理论计算的值仅仅作为参考，更多的还是根据经验公式进行计算。但是经验公式计算结果往往是一个较大的范围，不是一个明确的计算值，因此可以说现有理论及技术还没有真正解决最优炸药量的计算问题。

现有技术中对于最优装药结构的安排问题现有理论也没有一个明确的结论，原因在于现有理论还没有彻底解决岩石破碎的机理问题，因为这个问题涉及到爆破漏斗区域内爆炸能量的计算问题、爆炸能量的分配问题、岩石如何破碎的决定性因素问题以及岩石在单药包作用下实现最佳破碎的条件等问题。

发明内容

本发明提供一种最优炸药量计算及最优装药结构布置的方法，目的在于用最少量的炸药爆破产生最大量的破碎岩石；即在产生最小爆破危害效应的情况下实现最大程度的爆破有用效应。

本发明一方面提供一种最优炸药量计算方法，包括如下步骤：

(1)先对现场岩石进行爆破漏斗试验，测定出该种岩石的标准抛掷爆破炸药单耗值(即K_标)；

(2)计算出该种岩石的最优炸药单耗值(即q_优)；

q_优＝K_标k_自f(n)＝0.475k_自K_标

式中：K_标—标准抛掷爆破炸药单耗；q_优—不同自由面情况下的最优炸药单耗；k_自—自由面影响系数；f(n)—与爆破作用指数n相关的函数；

f(n)＝0.4+0.6n³，n＝0.5，f(n)＝0.475；

(3)根据现有理论的体积公式计算整个爆区和每个炮孔的最优炸药量：

Q＝q_优V

式中：V—整个爆区或每个炮孔所爆破岩石的体积；

所述最优炸药单耗值根据最优炸药单耗原理计算，所述最优炸药单耗原理为：在多药包的爆区爆破中，炸药单耗过高则爆炸能量转变为飞石和空气冲击波的比例增加，而炸药单耗过低则爆炸能量转变为爆破震动的比例增加，那么对于整个爆区炸药单耗取何值时炸药的有用能量利用率最高呢？理论和实践证明当单药包爆破漏斗实验时爆破作用指数n＝0.5时炸药的有用能量利用率最高(即爆炸能量用于破碎的能量最高)，此时的炸药单耗就是最优炸药单耗。

原理证明：

对于单个球形药包来说，我们把整个爆炸能量分成水平能量和垂直能量两部分，每部分再分成有用能量和无用能量两部分，我们再求当两部分有用能量乘积取最大值时的爆破作用指数n值，则结论即可得到证明。