[科普中国]-毫秒爆破法

利用毫秒雷管或其他毫秒延期引爆装置，实现装药按顺序起爆的方法称为毫秒爆破法。国际上惯称为毫秒爆破法或毫秒微差爆破法，是指在爆破施工中采用一种特制的毫秒延期雷管，以毫秒级时差顺序起爆各个(组)药包的爆破技术。1

毫秒爆破的概念及其优点爆破时都是采用许多的炮孔，而且要求这些炮孑L必须按一定顺序起爆，否则会降低爆破效果。选择起爆顺序的原则是，后期起爆的装药能充分利用先期起爆装药形成的自由面。一次起爆装药的数目愈少或起爆段数愈多，除能充分利用自由面外，还能减小装药爆炸产生的振动、空气冲击波的强度和爆炸噪声。

利用秒延期雷管实现装药按顺序起爆的爆破方法称为秒延期爆鞍。这种爆破方法能达到较高的炮孔利用率，减小岩石抛掷及其造成的破坏作用，但岩石破碎块度较大，个别炮孔产生拒爆的可能性也较大。此外，由于延期时间较长，不能在有瓦斯或煤尘爆炸危险的工作面内使用。

利用毫秒雷管或其他毫秒延期引爆装置，实现装药按顺序起爆的方法称为毫秒爆破。这种爆破方法除具有秒延期爆破的优点外，还能克服其缺点。所以，在有瓦斯或煤尘爆炸危险的工作面内，可采用毫秒爆破。

归纳起来，毫秒爆破有以下主要优点：

1)增强破碎作用，能够减小岩石爆破块度，或扩大爆破参数，降低单位体积耗药量。

2)减小抛掷作用和抛掷距离，能防止爆破对周围设备的损坏，而且爆堆集中，能提高装岩效率。

3)能降低爆破产生的振动作用，防止对周围岩体或地面建筑造成破坏。

4)可以在地下有瓦斯的工作面内使用(放炮前，沼气浓度不超过1%，总延期时间不超过130ms)，实现全断面一次爆破，缩短爆破作业时间，提高掘进速度，并有利于工人健康。2

毫秒爆破的破岩机理为使毫秒爆破获得较好的爆破效果，必须合理确定炮孔间距、起爆顺序和起爆问隔时间。这些问题的解决，依赖于对毫秒爆破破岩机理的了解。

(1)应力波相互干涉假说已经知道，若相邻两装药同时爆炸，由于应力波的相互干涉，在两装药中间岩体某区域内将形成无应办或应力降低区，从而容易产生大块。但若使相邻的两装药间隔一定时间爆炸，比如当先期爆炸装药在岩体内激起压缩波从自由面反射成拉伸波后，再引爆后期爆炸的装药，不仅能消除无应力区，而且能增大该区内的拉应力。

试验表明：在深孔毫秒爆破中，后起爆药包较先起爆药包滞后十至几十毫秒起爆，两组深孔爆破产生的应力波叠加，可以改善破碎效果。

(2)自由面假说该假说认为，毫秒爆破能够改善岩石的破碎质量，是由于先期爆炸装药在岩体内已造成了某种程度的破坏，形成了一定宽度的裂隙和附加自由面，为后期装药爆炸创造了有利的破岩条件。

在先爆破炮孔形成漏斗后，对后起爆炮孔来说，相当于增加了新的自由面，后起爆炮孔的最小抵抗线和爆破作用方向都有所改变，增加了入射压缩波与反射拉伸波在自由面方向的破岩作用，并减少夹制作用。此外，由于先期爆炸产生的新自由面改变了后期爆炸装药的作用方向(不再垂直原有自由面)，故能减小岩石的抛掷距离和爆堆宽度，并为运动岩块相互碰撞、利用动能使之发生二次破碎创造了条件。

按这种假说，在毫秒爆破的各种形式中，以台阶爆破的炮孔间隔起爆或波浪行毫秒爆破的爆破效果最好。

(3)剩余应力假说该假说的主要内容包括：

1)先期爆炸激起的爆炸应力波在岩体内形成动态应力场并产生一系列裂缝。

2)其后，岩体承受高压爆炸气体的作用，使裂缝进一步扩展，但随着爆炸气体的膨胀，压力不断降低。

3)后期爆炸装药应在先期爆炸装药产生的静态应力场尚未消失前起爆，利用先期爆炸装药在岩体产生的剩余应力来改善岩石的破碎质量。

(4)岩块碰撞假说该假说认为，在毫秒爆破过程中，从岩体内破碎下的运动岩块能够发生相互碰撞，利用动能使其再次发生破碎，同时，减小了岩石的抛掷距离和爆堆宽度。按这种假说，毫秒爆破最好的起爆方式和起爆间隔时间应能为岩块发生碰撞创造条件。2

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学