摘要
近年来,随着中国“一带一路”政策的提出,使得高原项目建设逐步增多,而高寒缺氧、自然环境恶劣、道路运输困难、机械利用率低等独特的客观条件使得高原施工有着不同于其他项目施工的显著特点和规律。从爆破施工的角度上出发,在“温度变化快、含氧低、气压低”的高原环境下保证炸药在这种特定环境下仍能稳定爆轰,不仅可以保障爆破质量,也可以提高爆破人员的健康与生命安全。为了研究高原环境下炸药爆炸性能的变化规律,本文通过在自行研制的大型5kgTNT当量球形爆炸容器中进行的不同压力、温度条件下的炸药爆炸性能测试实验,初步获得了其爆炸参数(爆速、猛度、超压),并通过实地调研,获得高原爆破的相关资料,得到以下主要结论:(1)压力的减小对乳化炸药的爆炸性能有一定的影响。随着环境压力的不断减小,塑膜装乳化炸药的爆速表现为先上升后下降再上升,总体上升6.59%,趋势并不明显;当装药外壳为PVC材质时,乳化炸药表现为先上升后下降,总体下降12.63%;乳化炸药的猛度表现为先下降再上升,总体压缩量上升20.4%。乳化炸药的性能变化原因可能为压力的变化导致炸药内部热点气泡膨胀,产生更多的有效气泡或气泡破裂,从而数量上发生增多或减少;随着压力的减少,乳化炸药的物理形态发生改变,密度随之减小。 (2)温度的降低对乳化炸药的爆炸性能有一定的影响。随着温度的不断降低,化学敏化的乳化炸药随着温度的不断减少,乳化炸药的爆速表现为下降,最终下降了16.52%;乳化炸药的猛度表现为下降,最终下降了26.25%。乳化炸药的爆速与猛度变化主要是因为低温改变了气泡表面自由能和气泡内外压力差,同时在低温的条件下,硝酸铵的溶解度随温度的降低而降低,导致氧化剂在水相溶液中析晶。炸药界面膜的空洞还会因为低温从而变得越来越大,使乳化炸药产生破乳、析晶等现象。 (3)海拔的提升会对乳化炸药的爆炸性能和冲击波参数产生一定的影响。随着海拔的不断提升,化学敏化的乳化炸药的爆速表现为下降,到4500m处时,下降了11.95%;化学敏化的乳化炸药冲击波超压数值表现为下降,到4500m处时,下降了17.94%,呈现一定的规律性且很好地符合了低温和低压环境下炸药爆炸冲击波超压的理论计算公式。 (4)通过对西藏玉龙铜矿的现场实践记录,以二卓玛氧化矿爆破工程为例,对爆破相关参数进行分析,并总结出高原爆破出现的一些问题,如拒爆问题,炸药爆炸性能问题,炸药密度问题,冻土问题,大块率问题等。