爆破工程地质

目录

第一节  爆破工程地质的基本知识

第二节  地质条件对爆破的影响

第三节  爆破引起的工程地质问题

第四节  爆破工程地质勘查

土石方爆破工程是直接在岩土中进行的，所以爆破与地质关系密切。因此，在爆破过程中，必须一方面要考虑到地质条件对爆破作用的影响，另一方面也要考虑到爆破作用对爆破区的地质条件所带来的深远影响。与爆破关系密切的地质条件有①地形；②岩性；③地质构造；④水文地质；⑤特殊地质。

在工程爆破工作中，通常是用凿岩设备在岩体内进行穿孔并装入炸药爆破的方法来破碎岩石或矿石。要有效地开展工程爆破工作，必须先了解岩矿石、岩体的基本性质，主要是与工程爆破有关的物理性质和力学性质。

岩矿爆破是爆破公司目前施工的主要对象，我们的矿山采剥、采石工程、土石方平场、基坑开挖等都与岩石爆破密不可分。作为爆破公司的工程技术人员都必须了解岩矿石，熟悉岩石。下面就岩石的分类、性质、分级及其对爆破的影响作一些简单的介绍：

1.2.1 岩石的分类
1.2.1.1 什么叫岩石？

岩石是由一种或多种矿物聚集而成的集合体。按其成因分为岩浆岩（火成岩）、沉积岩（水成岩）和变质岩。

岩石分布在地球表层的岩石圈中，其厚度一般为20～30km，岩石由于风化作用，表面大部分被第四系的风化残积、坡积、河积等土、砾层覆盖；地壳只占地球体积0.5%，如果把地球比作一只鸡蛋，那地幔就是蛋清，地核就是蛋黄，地壳就是蛋壳了。而这个蛋壳的厚度是不一样的，最厚的青藏高原达60~80km，有的地方很薄，如大西洋海盆厚度仅有5～6km，太平洋海盆厚度约8km，海陆地壳平均厚度约33km。

地壳（岩石圈）平均20~30km，仅占地球体积的0.5%

1.2.1.2岩石的分类

岩浆岩

岩浆 冷凝 岩浆岩。

岩浆喷出地表成（火山岩），如海南岛、雷州半岛、江浙地区等沿海地区。

部分岩浆侵入地层深部称为深成岩。

部分岩浆在地层的表面形成称为浅成岩。

岩石分布

深成岩（以花岗岩为主），主要分布在沿海地区，地质图上一般标注为红色。如海南采石场、青岛采石场、以及广东各大地区的采石场。

浅成岩（以花岗斑岩为主），与成矿有一定的关系，如比鲁甘干钼矿、广东园珠顶铜钼矿等。

喷出岩，如雷州半岛的玄武岩、海南洋浦玄武岩、辽宁新城的安山岩。

野外鉴别方法：特点、结构、表面情况等。

火成岩岩浆流出地面

花岗岩岩心柱

细粒花岗岩

玄武岩

花岗闪长岩

正长花岗岩

红色花岗岩

辉长岩

花岗岩地貌

沉积岩

地表附近的原有矿物，在外力作用下经压实、胶结形成的岩体称沉积岩。

分布：各大煤矿、含煤地层、石灰岩矿。如哈尔乌素煤矿、大峰煤矿、新疆伊宁煤矿、宝明油页岩等。

西南地区、内陆盆地、如广州红砂岩、潮汕机场砂岩。

野外鉴别：颜色、结构、产状（层状）。

砂砾岩

石英砂岩

长石石英砂岩

微风化石英砂岩

薄层红砂岩

隐晶质石灰岩

生物碎屑灰岩

风化沉积岩

沉积岩的层理

变质岩

已形成的岩浆岩、沉积岩在高压、高温或其它因素作用下，其矿物成分重新结晶、某些矿物还可能顺着一定方向排列起来形成片理结构，经这种变化作用形成的岩石称为变质岩。主要岩石有板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、变粒岩、混合岩、混合花岗岩、大理岩等。

分布

地层不稳定地区，如广东的云开大山、地壳运动强烈地区，一般与金属矿关系密切如鞍山地区的铁矿、河南舞钢地区、大宝山多金属矿、云浮硫铁矿等。

野外鉴别：

主要从岩石的构造入手。

板岩

千枚岩

角岩

石英片岩

大理岩

矽卡岩

片麻岩

混合花岗岩

1.2 2 岩石的物理力学性质
1.2.2.1岩石的物理性质

爆破有关的岩石的物理性质主要包括孔隙率、容重、密度、硬度、碎胀性、裂隙性以及风化程度等。

孔隙率

隙率η，是指岩石中孔隙的总体积V0与岩石的总体积V之比，用百分率表示。

岩石孔隙的存在，能削弱岩石颗粒之间的粘结力而使岩石强度降低，孔隙率越大，岩石强度降低得就越严重。岩石孔隙的存在，一方面使所需要的炸药能量降低，但另一方面会因炸药爆炸的能量会从孔隙逸出而使爆破效果受到影响。

密度及容重

密度ρ(g/cm3),是指构成岩石的物质质量M对该物质所具有的体积V-V0之比，即：

容重γ(t/m3),是指岩石的重量G对包括孔隙在内的岩石体积V之比，即：

岩石的密度、容重主要影响岩石的抛掷、堆积和装运。一般地说，岩石的密度和容重越大，就越难以破碎，在抛掷爆破时需消耗较多的能量去克服重力的影响。

几种岩石孔隙度、密度、容重见表1-1。

表1-1  几种岩石的孔隙度、密度、容重

硬度

岩石的硬度是指岩石抵抗工具侵入的能力。凡是用刃具切削或挤压的方法凿岩，首先必须将工具压入岩石才能达到钻进的目的，因此研究岩石的硬度具有一定的意义。

一般地说，硬度越大的岩石越难以凿岩和爆破，但值得注意的是，某些硬度较大的岩石往往比较脆，因而也容易爆破。

岩石的碎胀性

岩石破碎成块后，因碎块之间存在空隙而使总体积增加，这一性质称为岩石的碎胀性，它可用碎胀系数(松散系数)K表示(其值一般在1.2～1.6之间)。K是指岩石破碎后的总体积V1与破碎前总体积V之比，即：

K=V1/V

岩石的裂隙性

岩体被认为是“由结构面和岩石组成的地质体”，所以岩体的弹性模量、波传播速度不同于岩石试件。泊松比大，弹性模量及波速小。

岩体与岩石波速比值的平方来评价岩体的完整性，称为岩体的完整系数。

岩体的性质由岩块和结构面共同决定。岩石的裂隙性对爆破能量的传递影响很大，并且由于岩石裂隙存在的差异性很大，使岩体的受力破坏问题更加复杂。

   

岩石的风化程度

岩石的风化程度指岩石在地质内力和外力的作用下发生破坏疏松的程度。一般说来，随着风化程度的增大，岩石的孔隙和变形性增大，其强度和弹性性能降低。所以，同一种岩石常常由于风化程度不同，其物理力学性质差异很大。根据相关的工程岩体分级标准分为未风化、微风化、弱风化、强风化、和全风化五个等级。

风蚀地貌

风蚀地貌

风蚀地貌

风蚀地貌

风蚀地貌