第一章 爆破 基本理論

主要內(nèi)容第一章炸藥爆炸基本理論1.1基本概念

1.2炸藥的起爆與感度1.3爆炸反應(yīng)的熱化學(xué)參數(shù)1.4炸藥爆轟的基本知識1.5炸藥的爆炸性能：2/6/20231第一章炸藥爆炸基本理論第一節(jié)基本概念物理爆炸（不發(fā)生化學(xué)變化

）

核爆炸（核裂變或核聚變

）

化學(xué)爆炸（有新的物質(zhì)生成

）

（explosive）：

在一定條件下，能夠發(fā)生快速化學(xué)反應(yīng)，放出能量，生成氣體產(chǎn)物，顯示爆炸效應(yīng)（explosiveeffect）的化合物或混合物。

爆炸的分類：炸藥2/6/20232第一章炸藥爆炸基本理論化學(xué)爆炸三要素1反應(yīng)的放熱性

炸藥爆炸必須的能源3反應(yīng)中生成大量氣體產(chǎn)物

炸藥爆炸對外做功的媒介2反應(yīng)過程的高速度爆炸反應(yīng)區(qū)別一般化學(xué)反應(yīng)的重要標(biāo)志2/6/20233第一章炸藥爆炸基本理論放出大量熱量

炸藥爆炸的首要條件，是爆炸作功的能源。沒有足夠熱能，爆炸缺乏能源，爆炸反應(yīng)不能傳播，不能產(chǎn)生爆炸。

以硝酸銨的不同化學(xué)反應(yīng)為例說明：2/6/20234第一章炸藥爆炸基本理論常溫下分解：吸熱反應(yīng)，不能發(fā)生爆炸加熱至200℃：放熱反應(yīng)。不足以立即爆炸。如放熱不及時散失，溫度不斷升高，反應(yīng)速度加快、放出熱量累積，最終引起炸藥的燃燒和爆炸；2/6/20235第一章炸藥爆炸基本理論

起爆藥柱引爆：如果用起爆藥柱（primercartridge）引爆，硝酸銨發(fā)生劇烈的放熱反應(yīng)，即刻爆炸?？梢?，只有大量放熱的反應(yīng)才可能具有爆炸性。2/6/20236第一章炸藥爆炸基本理論

反應(yīng)的高速性反應(yīng)高速度是爆炸區(qū)別于一般化學(xué)反應(yīng)的重要標(biāo)志?；瘜W(xué)反應(yīng)僅放熱并不一定爆炸。

如：1kg煤完全燃燒：放出熱量8912kJ，燃燒速度太低，不可能形成爆炸；1kgTNT炸藥爆炸放出的熱量只有4226kJ，但爆炸反應(yīng)時間只需十幾~幾十毫秒，因而產(chǎn)生爆炸。2/6/20237第一章炸藥爆炸基本理論由于爆炸反應(yīng)瞬間完成，極短時間內(nèi)產(chǎn)生能量幾乎全部聚集在有限空間內(nèi)，其介質(zhì)能達(dá)到很高能量密度。爆炸產(chǎn)生能量密度比燃燒能密度要高數(shù)百~數(shù)千倍。正是如此，爆炸有巨大作功能力和強(qiáng)烈的破壞效應(yīng)。2/6/20238第一章炸藥爆炸基本理論生成氣體產(chǎn)物生成氣體產(chǎn)物是炸藥作功不可缺少條件。炸藥爆炸放出的熱量借助氣體介質(zhì)才能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功。如物質(zhì)反應(yīng)熱很大，但沒有氣體產(chǎn)物形成，就不會爆炸。2/6/20239第一章炸藥爆炸基本理論鋁熱劑反應(yīng)

2Al+Fe2O3→Al2O3+2Fe+828kJ

盡管反應(yīng)非常迅速，且放出很多的熱量，反應(yīng)放出的熱量足以把反應(yīng)產(chǎn)物加熱到3000K，但終究由于沒有氣體產(chǎn)物生成，沒有把熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的媒介，無法對外做功，所以不具有爆炸性?！铩?/6/202310第一章炸藥爆炸基本理論綜上述：放出熱量+生成氣體產(chǎn)物+反應(yīng)高速度是爆炸反應(yīng)的三個充要條件。炸藥爆炸定義：炸藥在有限空間和極短時間內(nèi)急劇進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的過程。該反應(yīng)過程中放出大量的熱，并生成大量的氣態(tài)產(chǎn)物。2/6/202311第一章炸藥爆炸基本理論炸藥化學(xué)反應(yīng)基本形式

爆炸速度增長到穩(wěn)定爆速（stationarydetonationvelocity）的最大值，以每秒數(shù)千米的最大穩(wěn)定速度進(jìn)行的反應(yīng)過程。

反映炸藥的化學(xué)安定性A緩慢分解

炸藥以每秒數(shù)百米至數(shù)千米的高速進(jìn)行爆炸反應(yīng)C爆炸與爆轟

對爆破材料的安全生產(chǎn),加工,運輸保管以及過期變質(zhì)炸藥的銷毀都很有必要B燃燒與爆燃爆轟2/6/202312第一章炸藥爆炸基本理論緩慢分解（slowdecomposition）：一種緩慢的化學(xué)變化。特點：化學(xué)變化在整個炸藥中展開，反應(yīng)速度隨環(huán)境溫度升高呈指數(shù)增加；散熱條件不好時，炸藥溫度升高，加速炸藥反應(yīng)，導(dǎo)致炸藥燃燒或爆炸事故。2/6/202313第一章炸藥爆炸基本理論燃燒(combustion)：伴隨發(fā)光、發(fā)熱的一種劇烈氧化反應(yīng)。特點：炸藥在一定條件下會燃燒，與其它燃燒不同的是炸藥的燃燒不需要外界提供氧可以在無氧環(huán)境中正常燃燒。2/6/202314第一章炸藥爆炸基本理論燃燒與緩慢分解的區(qū)別：炸藥燃燒只是在炸藥的局部區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，并在炸藥內(nèi)一層層地傳播。燃燒速度：反應(yīng)區(qū)傳播速度稱為燃燒線速度。爆燃（deflagration）：炸藥快速燃燒（數(shù)百m/s）。2/6/202315第一章炸藥爆炸基本理論穩(wěn)定燃燒不穩(wěn)定燃燒：炸藥燃燒過程中，若燃燒速度保持定值，稱為穩(wěn)定燃燒，否則稱為不穩(wěn)定燃燒。不穩(wěn)定燃燒原因：一般是由于燃燒過程中的熱量傳導(dǎo)或散失不平衡所致。不穩(wěn)定燃燒可導(dǎo)致：燃燒熄滅、震蕩或爆炸。2/6/202316第一章炸藥爆炸基本理論爆炸：炸藥的爆炸過程與燃燒類似，化學(xué)反應(yīng)也只是在反應(yīng)區(qū)內(nèi)進(jìn)行，并在炸藥內(nèi)按一定速度一層層自行傳播。爆速：反應(yīng)區(qū)傳播速度。在炸藥爆炸過程中，若爆速保持定值，就稱為穩(wěn)定爆炸，否則稱為不穩(wěn)定爆炸。2/6/202317第一章炸藥爆炸基本理論燃燒和爆炸的區(qū)別：

兩種性質(zhì)不同的化學(xué)變化過程燃燒通過熱傳導(dǎo)、熱輻射及燃燒氣體產(chǎn)物傳遞能量和激起化學(xué)反應(yīng)的，受環(huán)境條件影響大；爆炸借助于沖擊波對炸藥的強(qiáng)烈沖擊壓縮作用傳遞能量和激起化學(xué)反應(yīng)，不受環(huán)境條件影響。

爆炸反應(yīng)比燃燒更為激烈，放出的熱量和形成的溫度也高；燃燒速度是亞音速的，爆炸速度則是超音速的。2/6/202318第一章炸藥爆炸基本理論爆轟：炸藥以穩(wěn)定的速度進(jìn)行傳爆的過程。是炸藥特有的一種反應(yīng)形式；與外界壓力、溫度等條件無關(guān)；在特定的條件下，每一種炸藥的爆轟速度是一定的。2/6/202319第一章炸藥爆炸基本理論爆轟與爆炸區(qū)別：沒有本質(zhì)區(qū)別，只是傳播速度不同，爆轟傳播速度是穩(wěn)定的，爆炸傳播速度是變化的。2/6/202320第一章炸藥爆炸基本理論課堂討論題1.請同學(xué)們談?wù)勀銓Ρ乒こ痰睦斫狻?.請同學(xué)們談?wù)勀銓Ρǖ恼J(rèn)識。2/6/202321第一章炸藥爆炸基本理論小結(jié)1.學(xué)習(xí)工程爆破以及爆破器材的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，了解工程爆破的發(fā)展前景2.炸藥：在一定條件下，能夠發(fā)生快速化學(xué)反應(yīng)，放出能量，生成氣體產(chǎn)物，顯示爆炸效應(yīng)（explosiveeffect）的化合物或混合物。3.爆炸：炸藥在有限空間和極短時間內(nèi)急劇進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的過程。該反應(yīng)過程中放出大量的熱，并生成大量的氣態(tài)產(chǎn)物。4.炸藥爆炸的三要素：高溫、高壓、高速。5.炸藥爆炸反應(yīng)的基本形式：緩慢分解、燃燒、爆炸和爆轟。2/6/202322第一章炸藥爆炸基本理論作業(yè)題1.長期研究和應(yīng)用實踐表明：工程爆破的發(fā)展前景正朝著科學(xué)化、精細(xì)化、數(shù)字化方向發(fā)展。2.爆破器材的發(fā)展方向是高質(zhì)量、多品種、低成本、高安全和生產(chǎn)工藝連續(xù)化。3.爆破安全技術(shù)包括爆破施工作業(yè)中的安全問題和爆破對周圍建筑設(shè)施與環(huán)境安全影響兩大部分。4.名詞解釋：緩慢分解5.什么是化學(xué)爆炸的三要素？6.炸藥化學(xué)反應(yīng)的四種基本形式是：（）（）（）（）。7.試述從緩慢分解到爆轟的轉(zhuǎn)化過程。8.燃燒與緩慢分解的區(qū)別。9.燃燒與爆炸的區(qū)別。10.爆轟與爆炸的區(qū)別。2/6/202323第一章炸藥爆炸基本理論第二節(jié)炸藥起爆與感度一、炸藥起爆概念：外界施加一定能量，引起炸藥發(fā)生爆炸的過程稱為起爆，外界施加的能量稱為起爆能。2/6/202324第一章炸藥爆炸基本理論

引起炸藥爆炸的原因：內(nèi)因和外因內(nèi)因：炸藥分子結(jié)構(gòu)組成，由炸藥本身物理、化學(xué)性質(zhì)決定。外因：即起爆能，通常有3種形式：熱能，通過加熱方式引起炸藥爆炸。機(jī)械能，通過機(jī)械做功方式引起炸藥爆炸。爆炸能，通過炸藥引爆炸藥的爆炸。2/6/202325第一章炸藥爆炸基本理論

二、起爆機(jī)理熱起爆機(jī)理—活化能理論一定溫度、壓力條件下，炸藥體系反應(yīng)放出熱量﹥散失熱量——體系發(fā)生熱聚集——體系反應(yīng)加速導(dǎo)致爆炸。也就是說，爆炸是系統(tǒng)內(nèi)溫度漸增的結(jié)果。

2/6/202326第一章炸藥爆炸基本理論機(jī)械能起爆機(jī)理—熱點或灼熱核理論機(jī)械作用—能量集中在個別點—溫度升高—灼熱核—起爆溫度—爆炸—爆轟?！白茻岷恕保簷C(jī)械作用下，首先達(dá)到起爆溫度的微小區(qū)域；半徑約10-3～10-5cm.(分子半徑10-8cm)。

2/6/202327第一章炸藥爆炸基本理論熱點（灼熱核）形成途徑：炸藥中微小氣泡絕熱壓縮到20個大氣壓，溫度達(dá)到500℃左右。應(yīng)用：乳化炸藥等加氣泡可提高感度。炸藥顆粒間的強(qiáng)烈摩擦應(yīng)用：炸藥中摻沙可使感度提高。高粘性液體炸藥的流動生熱。

2/6/202328第一章炸藥爆炸基本理論爆炸作用起爆機(jī)理——熱點（灼熱核）高溫、高壓沖擊波——熱點——灼熱核——爆炸。其它起爆能：光能、超聲波、粒子轟擊、靜電效應(yīng)、電磁輻射。2/6/202329第一章炸藥爆炸基本理論

三、炸藥感度的基本含義概念：外界能量作用下，炸藥發(fā)生爆炸的難易程度稱為感度（sensitive）。分類：激發(fā)炸藥爆炸的能量：熱能、機(jī)械能、爆炸能等多種形式。根據(jù)作用能量形式不同將感度分為：熱感度，機(jī)械感度、爆轟感度等。2/6/202330第一章炸藥爆炸基本理論炸藥與不同起爆能關(guān)系：炸藥在不同形式外能作用下感度的表現(xiàn)是不一致的。不能以炸藥對某種起爆能的感度等效地衡量它對另一種起爆能的感度。2/6/202331第一章炸藥爆炸基本理論根據(jù)工程需要，人們把炸藥的感度又分“使用感度”和“危險感度”。使用感度：炸藥在起爆能作用下發(fā)生爆炸反應(yīng)的難易程度。危險感度：炸藥在外界施加的非正常起爆能的作用下發(fā)生爆炸的難易程度。

感度的工程應(yīng)用2/6/202332第一章炸藥爆炸基本理論工程應(yīng)用中，需要炸藥具有高感度，以保證起爆和傳爆的可靠性，有效地防止瞎炮事故。而生產(chǎn)、貯存、運輸?shù)确鞘褂脠龊希枰ㄋ幘哂械透卸?，以避免發(fā)生意外爆炸事故，確保安全性。2/6/202333第一章炸藥爆炸基本理論四、炸藥的熱感度（sensitivitytoheat）概念：熱能作用下，炸藥發(fā)生爆炸難易程度。表示方法：常用爆發(fā)點和火焰感度表示。2/6/202334第一章炸藥爆炸基本理論爆發(fā)點概念：炸藥在規(guī)定時間(5min)起爆，所需加熱的

環(huán)境的最低溫度。爆發(fā)點越低的炸藥，熱感度越高。爆發(fā)點測定：爆發(fā)點測定儀2/6/202335第一章炸藥爆炸基本理論測定原理：將0.05g炸藥放在恒溫環(huán)境中5min，如沒爆炸，說明環(huán)境溫度低；升高溫度再試，如不到5min就爆，說明環(huán)境溫度高；降低溫度再試，直到調(diào)到某一環(huán)境溫度，正好5min爆炸，此環(huán)境溫度就是炸藥爆發(fā)點。2/6/202336第一章炸藥爆炸基本理論幾種炸藥的爆發(fā)點2/6/202337第一章炸藥爆炸基本理論火焰感度：炸藥在明火（火花，火焰）作用下發(fā)生爆炸的難易程度，稱為炸藥火焰感度。雷管的起爆藥均具有較高的火焰感度。在敞開環(huán)境下，一般工業(yè)炸藥（包括黑火藥）用火焰點燃時通常只發(fā)生不同程度的燃燒。2/6/202338第一章炸藥爆炸基本理論測試原理：試管內(nèi)裝入待試炸藥（起爆藥0.05g，猛炸藥1g），調(diào)整導(dǎo)火索頭距離X，點燃導(dǎo)火索，同樣距離試驗六次，找出六次100%都能使炸藥點燃的Xmax和100%都不能使炸藥點燃的Xmin。

Xmax越大，火焰感度越高，Xmin越小，火焰感度越低。起爆炸藥時，考慮Xmax；安全方面考慮，要了解炸藥Xmin?；鹧娓卸葴y定:火焰感度測量裝置1-支座；2-炸藥；3-試管；4-下夾頭；5-上夾頭；6-導(dǎo)火索；7-標(biāo)尺2/6/202339第一章炸藥爆炸基本理論五、炸藥的機(jī)械感度概念：炸藥在機(jī)械作用下發(fā)生爆炸的難易程度。機(jī)械感度類型：機(jī)械作用形式很多，如撞擊、摩擦、碾磨等，撞擊和摩擦是最常見的兩種形式。因此，機(jī)械感度主要有：撞擊感度和摩擦感度2/6/202340第一章炸藥爆炸基本理論機(jī)械感度工程意義爆破工程中一般用爆炸能起爆炸藥，不用機(jī)械感度起爆。機(jī)械感度主要影響炸藥貯存、運輸和使用安全，機(jī)械感度高的炸藥潛在更多不安全因素，工程中不希望炸藥機(jī)械感度高。2/6/202341第一章炸藥爆炸基本理論撞擊感度定義：機(jī)械撞擊作用下，炸藥發(fā)生爆炸難易程度。撞擊感度測定：猛炸藥用垂直落錘儀，起爆藥用弧形落錘儀。2/6/202342第一章炸藥爆炸基本理論猛炸藥測定方法：炸藥試樣30或50mg放在擊發(fā)裝置內(nèi)，讓10或2kg落錘自250或500mm高度自由落下，撞擊擊發(fā)裝置內(nèi)炸藥，用25次同等試驗中炸藥發(fā)生爆炸的百分率表示所試炸藥的撞擊感度。

1-擊砧裝置；2-導(dǎo)軌；3-落錘；4a-電磁鐵；4b-鋼爪；5-鋼絲繩；6-標(biāo)尺；7-底座；8-套筒；9-下?lián)糁?0-炸藥；11-上擊柱

2/6/202343第一章炸藥爆炸基本理論炸藥名稱撞擊感度（%）炸藥名稱撞擊感度（%）梯恩梯4～9銨松臘炸藥0～4特屈兒50～602#巖石炸藥32～40黑索金70～801#巖石炸藥48～56泰安10062%膠質(zhì)炸藥100猛炸藥的撞擊感度2/6/202344第一章炸藥爆炸基本理論起爆藥撞擊感度測定：弧形落錘儀，撞擊能量較小。通過調(diào)整重錘落高，同一落高下做多次試驗，100%能使炸藥爆炸的最小落高為上限距離，100%不能使炸藥爆炸的最大距離為下限距離。試驗次數(shù)10次以上。1-定位鉤；2-弧形架；3-炸藥；4-鋼底座；5-落錘2/6/202345第一章炸藥爆炸基本理論炸藥名稱錘重(g)上限(mm)下限(mm)雷汞4808055疊氮鉛97523565～70二硝基重氮酚500

225三種起爆藥的撞擊感度2/6/202346第一章炸藥爆炸基本理論摩擦感度定義：機(jī)械摩擦作用下，炸藥發(fā)生爆炸的難易程度。測定：炸藥摩擦感度的測定采用擺式摩擦儀。

2/6/202347第一章炸藥爆炸基本理論測定方法：炸藥試樣20或30mg，裝入上下滑柱間，通過裝置給上下滑柱施加規(guī)定靜壓力。擺錘重1500g，擺角根據(jù)炸藥感度取80°、90°或96°釋放擺錘，擺錘打擊擊桿，上下滑柱產(chǎn)生相對位移，摩擦炸藥試樣，試驗25次，計算炸藥試樣的爆炸概率，并用P來表示炸藥試樣的摩擦感度。2/6/202348第一章炸藥爆炸基本理論炸藥名稱摩擦感度（%）炸藥名稱摩擦感度（%）梯恩梯0銨松蠟4～16特屈兒242號巖石炸藥16～20黑索金901號煤礦炸藥28銨鋁高威力炸藥402號煤礦炸藥364號高威力炸藥32

炸藥的摩擦感度2/6/202349第一章炸藥爆炸基本理論六、起爆感度概念：在其它炸藥（起爆藥、起爆具等）的引爆下，猛炸藥發(fā)生爆炸的難易程度。2/6/202350第一章炸藥爆炸基本理論表示方法：用A炸藥起爆B炸藥，能使B炸藥完全起爆的A炸藥的最小藥量稱為B炸藥的極限起爆藥量，極限藥量越小，表明起爆感度越大；反之，越小。測試實驗裝置見右圖。1-雷管；2-導(dǎo)火索；3-鉛板

2/6/202351第一章炸藥爆炸基本理論起爆藥名稱受試炸藥（克）梯恩梯特屈兒黑索金雷汞0.240.190.19氮化鉛0.160.100.05二硝基重氮酚0.1630.170.13幾種炸藥的極限起爆藥量2/6/202352第一章炸藥爆炸基本理論工程應(yīng)用中起爆感度較低的炸藥，如銨油炸藥，1發(fā)8號工業(yè)雷管難以起爆。這類炸藥爆轟感度不能用極限起爆藥量來表示，只能用威力較大的起爆藥柱的最小質(zhì)量來表示。工程爆破中，習(xí)慣用雷管感度區(qū)分工業(yè)炸藥起爆感度。用1發(fā)8號工業(yè)雷管可靠起爆的炸藥稱其具有雷管感度，反之稱其不具有雷管感度。2/6/202353第一章炸藥爆炸基本理論七、影響炸藥感度的因素

內(nèi)因：鍵能：炸藥分子間的鍵能越大，破壞越困難，感度越低。分子結(jié)構(gòu)與成份：單質(zhì)炸藥分子中，原子基團(tuán)穩(wěn)定性越小，感度越高。－ONO2(硝?；?基團(tuán)＞－NO3（硝酸基）基團(tuán)生成熱：生成熱越小，感度越高.氮的鹵化物，隨鹵素原子量的增加，生成熱減少，感度增大。熱效應(yīng)：熱效應(yīng)越大，越易受熱，感度越高。2/6/202354第一章炸藥爆炸基本理論

外因：①炸藥化學(xué)結(jié)構(gòu)：如含-ONO2(硝?；?基團(tuán)炸藥比含-NO2（硝基）基團(tuán)的炸藥感度要高些。②炸藥的相態(tài)：熔融態(tài)炸藥感度>固體狀態(tài)炸藥的感度；粉狀炸藥的感度>漿狀態(tài)炸藥的感度。③炸藥的粒度：一般來講，混合炸藥：粒度愈小感度愈高；起爆藥：晶粒愈大感度愈高。2/6/202355第一章炸藥爆炸基本理論④炸藥的密度：一般來講，對于粉狀炸藥，在一定范圍內(nèi)，炸藥感度是隨著裝藥密度變大而升高的，但密度超過一定值后，感度會降低，甚至拒爆。⑤微小氣泡⑥摻和物：惰性物質(zhì)的摻入會降低炸藥的感度。2/6/202356第一章炸藥爆炸基本理論課堂討論題研究炸藥感度有何意義2/6/202357第一章炸藥爆炸基本理論小結(jié)主要學(xué)習(xí)了炸藥的起爆機(jī)理及炸藥的感度。炸藥的起爆機(jī)理主要有熱起爆機(jī)理（活化能理論）和機(jī)械能起爆機(jī)理（熱點或灼熱核理論）,爆炸能起爆機(jī)理。炸藥的感度主要有熱感度，機(jī)械感度和起爆感度。2/6/202358第一章炸藥爆炸基本理論作業(yè)題1.炸藥起爆能有幾種形式？2.什么是炸藥起爆的灼熱核理論？3.何為炸藥的感度？其感度有那幾種？2/6/202359第一章炸藥爆炸基本理論第三節(jié)爆炸反應(yīng)的熱化學(xué)參數(shù)炸藥內(nèi)含氧量與所含可燃元素充分氧化所需氧量相比之間的差值稱為氧平衡。

氧平衡用每克炸藥中剩余或不足氧量的克數(shù)或質(zhì)量分?jǐn)?shù)來表示。炸藥的氧平衡（Oxygenbalance）2/6/202360第一章炸藥爆炸基本理論氧平衡的計算令炸藥的通式：

CaHbNcOd則氧平衡的計算式：式中炸藥的氧平衡；炸藥的摩爾質(zhì)量（g/mol）；氧的摩爾質(zhì)量（g/mol）162/6/202361第一章炸藥爆炸基本理論混合炸藥氧平衡的計算計算公式：或者式中

、分別為第i組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和氧平衡值

2/6/202362第一章炸藥爆炸基本理論氧平衡的三種類型正氧平衡零氧平衡負(fù)氧平衡Qb>0Qb=0Qb<02/6/202363第一章炸藥爆炸基本理論混合炸藥配方計算含兩種成分的混合炸藥配比：設(shè)x、y分別為炸藥中兩種成分的的配比，Qx、Qy、Qb分別為這兩種成分和混合后氧平衡值，則有：2/6/202364第一章炸藥爆炸基本理論

例：

用硝酸銨、TNT和木粉配制零氧平衡的巖石炸藥，試求出其取值范圍并選定一組配方。解：設(shè)1單位質(zhì)量炸藥中含硝酸銨為x，TNT為y，木粉為z。已知各組中的氧平衡（查表）：硝酸銨20%，TNT-74%，木粉-138%，按零氧平衡配制時應(yīng)有：三種成分的取值范圍為:硝酸銨,TNT木粉可取TNT含量y=10%，代入上方程組解得：

2/6/202365第一章炸藥爆炸基本理論爆轟產(chǎn)物與有毒氣體

（1）爆轟產(chǎn)物

：炸藥爆轟時，化學(xué)反應(yīng)區(qū)反應(yīng)終了瞬間的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物。它是計算爆轟反應(yīng)熱效應(yīng)的依據(jù)。

（2）爆炸產(chǎn)物

：

爆轟產(chǎn)物的進(jìn)一步膨脹，或同外界空氣、巖石等其他物質(zhì)相互作用，發(fā)生新的反應(yīng)、生成的新的產(chǎn)物。（3）有毒氣體：

CO、

H2S、SO2和氮氧化物

在計算有毒氣體總量時，應(yīng)將其他氣體折算成CO含量；其中氮氧化物的毒性系數(shù)為6.5，SO2、H2S的毒性系數(shù)為2.5。2/6/202366第一章炸藥爆炸基本理論影響有毒氣體生成量的主要因素

A炸藥的氧平衡

B化學(xué)反應(yīng)的完全程度C炸藥外殼為涂蠟紙殼

D爆破巖石內(nèi)含硫

生成H2S、SO2等有毒氣體

2/6/202367第一章炸藥爆炸基本理論炸藥熱化學(xué)參數(shù)

爆炸壓力爆溫爆熱爆容

1kg炸藥爆炸生成氣體產(chǎn)物換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積稱為爆容（specificvolume）(單位:L/kg)。爆容越大，炸藥做功能力越強(qiáng)。

單位質(zhì)量炸藥爆炸時所釋放的熱量稱為爆熱

（explosionheat）(單位:J/kg或kJ/kg)。爆炸瞬間固體炸藥變成氣體產(chǎn)物，這些產(chǎn)物來不及膨脹，爆炸已經(jīng)結(jié)束，因而可以認(rèn)為爆炸過程是定容過程。(explosiontemperature)指炸藥爆炸時放出的能量將爆炸產(chǎn)物加熱到的最高溫度。（explosionpressure）指當(dāng)爆炸結(jié)束，爆炸產(chǎn)物在炸藥初始體積內(nèi)達(dá)到熱平衡后的流體靜壓值。也有人將其定義為炮孔中裝藥爆炸完了瞬間炮孔壁上的壓力，故又稱為炮孔壓力。

2/6/202368第一章炸藥爆炸基本理論小結(jié)1.炸藥的氧平衡2.炸藥的熱化學(xué)參數(shù)2/6/202369第一章炸藥爆炸基本理論思考題1.研究炸藥的氧平衡有何意義？2/6/202370第一章炸藥爆炸基本理論作業(yè)題1.計算硝化甘油的氧平衡值。2.試述氧平衡的分類、意義和在爆破工程中的應(yīng)用。2/6/202371第一章炸藥爆炸基本理論第四節(jié)炸藥爆轟理論

波擾動在介質(zhì)中的傳播稱為波。物質(zhì)在外界的作用下狀態(tài)參數(shù)會發(fā)生一定的變化，物質(zhì)局部狀態(tài)的變化稱為擾動

稀疏波壓縮波受擾動后波陣面上介質(zhì)的壓力、密度均增大的波稱為壓縮波。受擾動后波陣面上介質(zhì)的壓力、密度均減小的波稱為稀疏波或膨脹波。（pressurewave）（expansionwave）2/6/202372第一章炸藥爆炸基本理論沖擊波的形成沖擊波（shockwave）

沖擊波是一種在介質(zhì)中以超聲速傳播的并具有壓力突然躍升然后慢慢下降特征的一種高強(qiáng)度壓縮波。

沖擊波形成原理示意圖

R—活塞與氣體的界面A—各個瞬時的波陣面；P—管中空氣壓力2/6/202373第一章炸藥爆炸基本理論炸藥爆轟波爆轟波（detonationwave）在炸藥中傳播的伴隨有快速化學(xué)反應(yīng)區(qū)的沖擊波稱為爆轟波。

爆轟波沿炸藥裝藥傳播的速度稱為爆速。（detonationvelocity）爆速爆轟波特征：①

爆轟波只存在于炸藥的爆轟過程中。爆轟波的傳播隨著炸藥爆轟結(jié)束而中止。②

爆轟波總帶著一個化學(xué)反應(yīng)區(qū)，它是爆轟波得以穩(wěn)定傳播的基本保證。習(xí)慣上把

0-2區(qū)間稱為爆轟波波陣面的寬度，其數(shù)值約0.1~1.0cm，視炸藥的種類而異。③爆轟波具有穩(wěn)定性，即波陣面上的參數(shù)及其寬度不隨時間而變化,直至爆轟終了.2/6/202374第一章炸藥爆炸基本理論爆轟波的結(jié)構(gòu)波陣面2-2面為爆轟化學(xué)反應(yīng)區(qū)的末端面，稱為爆轟波波陣面。

常把滿足一定假設(shè)條件的理想爆轟波波陣面簡稱為C—J面

（Chapaman－Jouguetplane）C—J面爆轟波結(jié)構(gòu)示意圖

2/6/202375第一章炸藥爆炸基本理論凝聚炸藥爆轟反應(yīng)機(jī)理ABC均勻灼燒機(jī)理

混合反應(yīng)機(jī)理

不均勻灼燒機(jī)理

均勻灼燒機(jī)理又稱整體反應(yīng)機(jī)理

化學(xué)反應(yīng)在整個爆轟波波陣面上同時進(jìn)行?；旌戏磻?yīng)機(jī)理又稱二次式多次反應(yīng)機(jī)理

化學(xué)反應(yīng)在化學(xué)反應(yīng)區(qū)分步進(jìn)行。整個壓縮層炸藥的溫度不是均勻地升高并發(fā)生灼燒，形成“起爆中心”或“熱點”并先發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，然后再傳到整個炸藥層。（三種途徑）①炸藥中含有的微小氣泡（氣體或蒸氣）在受到?jīng)_擊波壓縮作用時的絕熱壓縮；②由于沖擊波經(jīng)過時炸藥的質(zhì)點間或薄層間的運動速度不同而發(fā)生摩擦或變形；③爆炸氣體產(chǎn)物滲透到炸藥顆粒間的空隙中而使炸藥顆粒表面加熱.2/6/202376第一章炸藥爆炸基本理論理想爆轟與穩(wěn)定爆轟（limitingdiameter）區(qū)分:藥包極限直徑

藥包臨界直徑（criticaldiameter）理想爆轟非理想爆轟當(dāng)任意加大藥包直徑和長度而爆轟波傳播速度仍保持穩(wěn)定的最大值時，稱為理想爆轟。爆轟波以低于最大爆速的定常速度傳播時，則稱為非理想爆轟。2/6/202377第一章炸藥爆炸基本理論爆轟波壓力及爆速的特性

混合炸藥爆轟波壓力隨時間的變化t1—第一次反應(yīng)時間；t2—第二次反應(yīng)時間；t0—炸藥被壓縮時間炸藥爆速隨藥包直徑變化2/6/202378第一章炸藥爆炸基本理論側(cè)向擴(kuò)散對反應(yīng)區(qū)結(jié)構(gòu)的影響

側(cè)向擴(kuò)散對反應(yīng)區(qū)結(jié)構(gòu)的影響1—爆轟產(chǎn)物區(qū)；2—側(cè)向擴(kuò)散影響區(qū)；3—有效反應(yīng)區(qū)；4—未反應(yīng)區(qū)（炸藥）

5—擴(kuò)散物前鋒位置；6—稀疏波（膨脹波）陣面；l—反應(yīng)區(qū)寬度；a-a—沖擊波陣面2/6/202379第一章炸藥爆炸基本理論不同藥包直徑側(cè)向擴(kuò)散

對反應(yīng)區(qū)結(jié)構(gòu)影響

不同藥包直徑側(cè)向擴(kuò)散對反應(yīng)區(qū)結(jié)構(gòu)影響示意圖l—反應(yīng)區(qū)寬度l‘

—有效反應(yīng)區(qū)寬度（a）不穩(wěn)定傳爆（b）非理想爆轟穩(wěn)定傳爆（c）理想炸轟2/6/202380第一章炸藥爆炸基本理論思考題理想爆轟與穩(wěn)定爆轟2/6/202381第一章炸藥爆炸基本理論小結(jié)1.沖擊波的形成2.炸藥的爆轟爆轟波：在炸藥中傳播的伴隨有快速化學(xué)反應(yīng)區(qū)的沖擊波爆速：爆轟波沿炸藥裝藥傳播的速度爆轟波的形成與特征3.凝聚炸藥的反應(yīng)機(jī)理4.理想爆轟與穩(wěn)定爆轟5.側(cè)向擴(kuò)散對反應(yīng)區(qū)結(jié)構(gòu)的影響（不同藥包直徑側(cè)向擴(kuò)散對反應(yīng)區(qū)結(jié)構(gòu)的影響）2/6/202382第一章炸藥爆炸基本理論作業(yè)題1、名詞解釋：爆轟產(chǎn)物、爆炸產(chǎn)物、爆轟壓力、爆炸壓力、爆轟波、臨界直徑、極限直徑、理想爆轟、穩(wěn)定爆轟。2/6/202383第一章炸藥爆炸基本理論2.衡量炸藥爆轟性能的重要指標(biāo)有哪些？何為理想爆轟和非理想爆轟？如何使炸藥穩(wěn)定傳爆？2/6/202384第一章炸藥爆炸基本理論第五節(jié)炸藥爆炸性能爆速（detonationvelocity）爆轟波沿炸藥裝藥傳播的速度稱為爆速

裝藥直徑藥包外殼裝藥密度炸藥粒度（影響因素）起爆沖能2/6/202385第一章炸藥爆炸基本理論影響爆速的因素（1）炸藥爆速隨藥包直徑變化1—梯恩梯（）；2—梯恩梯/硝酸銨（50/50）（）；

3—梯恩梯（

）；4—梯恩梯-硝酸銨（）；

5—硝酸銨-硝化甘油（）；6—硝酸銨（）2/6/202386第一章炸藥爆炸基本理論影響爆速的因素（2）粒狀銨油炸藥爆速隨藥包直徑變化梯恩梯的裝藥密度對爆速的影響2/6/202387第一章炸藥爆炸基本理論影響爆速的因素（3）混合炸藥裝藥密度對爆速的影響1—藥包直徑20mm；2—藥包直徑40mm2/6/202388第一章炸藥爆炸基本理論炸藥爆速的測定測定方法導(dǎo)爆索法電測法高速攝影法①示波器記時法②數(shù)字式爆速儀測爆速法

2/6/202389第一章炸藥爆炸基本理論導(dǎo)爆索法測爆速

導(dǎo)爆索法測爆速1—雷管；2—藥包；3—導(dǎo)爆索；4—鉛板2/6/202390第一章炸藥爆炸基本理論示波器測定爆速示波器測定爆速（a）測定裝置；（b）熒光屏上波形1，2—探針；3—藥包；4—脈沖信號發(fā)生器電路；5—示波器；6—雷管；7—脈沖信號；8—時標(biāo)2/6/202391第一章炸藥爆炸基本理論炸藥的威力炸藥爆炸作功示意圖2/6/202392第一章炸藥爆炸基本理論炸藥威力的測定方法（1）

鉛鑄擴(kuò)孔法鉛鑄擴(kuò)孔法

彈道臼炮法

爆破漏斗法2/6/202393第一章炸藥爆炸基本理論炸藥威力的測定方法（2）

彈道臼炮法1——臼炮體2——標(biāo)準(zhǔn)室3——活塞式炮彈體鉛鑄擴(kuò)孔法

彈道臼炮法

爆破漏斗法2/6/202394第一章炸藥爆炸基本理論炸藥威力的測定方法（3）

鉛鑄擴(kuò)孔法

彈道臼炮法

爆破漏斗法爆破漏斗法2/6/202395第一章炸藥爆炸基本理論炸藥的猛度及測定炸藥猛度（brisance）炸藥的猛度是指爆炸瞬間爆轟波和爆轟產(chǎn)物對鄰近的局部固體介質(zhì)的沖擊、撞碰、擊穿和破碎能力。它表征了炸藥的動作用。

1——導(dǎo)火索；2——雷管；3——炸藥；4——鋼片；5——鉛柱；6——鋼板；7——細(xì)繩；