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自由面

自由面,也稱為臨空面,是指在爆破過程中岩石與空氣接觸的交界面。它在爆破作業中扮演著關鍵角色,因為爆破產生的破壞效果主要是在自由面上由於應力波反射轉變為拉伸波造成的。自由面的數量和大小,以及它與炸藥包的相對位置和距離,對爆破效果有決定性影響。為了最佳化爆破效果,工程實踐中常會利用有利的地形、地質構造(如裂隙斷層等)或人為製造多個自由面,以此來節省炸藥量並提高爆破效率。在爆破工程設計中,考慮如何增加自由面或最佳化其位置是首要任務。例如,在掘進作業中,通過掏槽來增加崩落眼的自由面,以及在拋擲爆破中利用相鄰藥包的提前起爆來控制主藥包的拋擲方向,都是利用自由面來最佳化爆破效果的例子。

然而,自由面的狀態也可能對爆破效果產生不利影響。例如,場地本身的裂隙和殘孔,或者施工過程中引起的自由面狀態變化(如過大斜坡、局部倒坡、布滿裂隙等),都可能導致爆破後產生大塊岩石、根底或飛石,增加作業成本並存在安全隱患。這些不利狀態包括局部倒坡、跟腳過大等,都會影響爆破效果,如前排孔不能更好地推進,為後續炮孔創造不足的臨空面,導致爆破作用減小,大塊率增加。此外,如果自由面上布滿裂隙,炸藥能量可能從裂隙處溢出,導致炮孔內岩石區域不能完全破碎,進一步降低炸藥爆破能量的利用率。

因此,在爆破工程中,不僅需要創造和最佳化自由面以提高爆破效率,還需要注意和管理自由面的狀態,以避免其對爆破效果的負面影響。