爆破工程（第3版）課件：爆炸及其爆破的基本知識

爆炸及其爆破的基本知識本章主要內(nèi)容：?爆炸現(xiàn)象?

炸藥爆炸反應的基本形式?

炸藥的爆炸反應方程?介質(zhì)中波與沖擊波?炸藥爆破及其參數(shù)計算?

炸藥的起爆與感度?炸藥的爆破作用?

炸藥爆破的聚能效應爆炸及其爆破的基本知識Blasting

Engineering爆

破

工

程第一節(jié)

爆炸現(xiàn)象1

爆炸a

現(xiàn)象－光、聲、破壞效應b

本質(zhì)－物理或化學變化或核裂變2

爆炸分類物理爆炸：由物理原因造成的爆炸，爆炸不發(fā)生化學變化。如鍋爐爆炸，氧氣瓶爆炸。核爆炸：由核裂變或核聚變引起的爆炸?；瘜W爆炸：是由化學變化造成的爆炸，如炸藥爆炸、井下瓦

斯。這是本課程學習的重點。Blasting

Engineering

爆炸及其爆破的基本知識爆

破

工

程3

炸藥a

定義：一定條件下，能夠發(fā)生快速化學

反應，放出能量，生成氣體產(chǎn)物，顯示爆炸效應的化合物或混合物。b

組成：主要由碳、氫、氮、氧四種元素。c

特性：即反應的放熱性、反應過程的高速

度和反應中生成大量氣體產(chǎn)物。Blasting

Engineering

第一節(jié)爆炸現(xiàn)象爆

破

工

程4

炸藥爆炸的三要素a

放熱：放熱是炸藥爆炸的能源。爆炸反應只有在炸藥自身提供能量的條件下才能自動進行。b

高速度：反應大約是在10-6s或10-7s的時間量級。高速度使炸藥內(nèi)所具有的能量在極短時間內(nèi)放出，達到極高能量密度，所以炸藥爆炸具有巨大做功功率和強烈

的破壞作用。c

生成氣體：反應過程中有氣體產(chǎn)物生成，爆炸瞬間

炸藥定容地轉(zhuǎn)化為氣件產(chǎn)物，其密度要比正常條件下氣體的密度大幾百倍到幾千倍。Blasting

Engineering爆

破

工

程爆炸現(xiàn)象第一節(jié)第二節(jié)

炸藥爆炸反應的基本形式1

炸藥化學反應的三種形式根據(jù)速度，產(chǎn)生的產(chǎn)物和熱效應的不同分為緩慢分解、燃燒和爆炸。(1)

緩慢分解：

常溫下也會緩慢分解，溫度愈高，分解愈

顯著。特點：對炸藥內(nèi)各點溫度相同，在全部炸藥中反應同時展開，沒有集中的反應區(qū)；分解時既可

吸收熱量，也可放出熱量。當溫度較高時，所有炸藥的分解反應都伴隨有熱量放出。Blasting

Engineering

爆炸及其爆破的基本知識爆

破

工

程(2)燃燒：不需要外界供給氧。當炸藥的燃燒速度較快，達到數(shù)百m/s時，稱為爆燃。炸藥在燃燒過程中，若燃燒速度保持定值，就稱為穩(wěn)定燃燒；否則稱為不穩(wěn)定燃燒。(3)爆炸：在局部區(qū)域內(nèi)進行并在炸藥內(nèi)以波的形式

傳播。是炸藥化學反應的最高級形式，工程中都是利用炸藥的爆炸來破壞介質(zhì)的。反應區(qū)的傳播速度稱為爆炸速度。這幾種反應的區(qū)別表現(xiàn)在：形式、速度、產(chǎn)物、熱效均不同。Blasting

Engineering

第二節(jié)炸藥爆炸反應的基本形式爆

破

工

程(4)不同反應形式之間的關(guān)系①

爆炸與緩慢分解a

緩慢分解是在整個炸藥中展開的，沒有集中的反應區(qū)域；而爆炸是在炸藥局部發(fā)生的，并以波的形式在炸藥中傳播。b緩慢分解在不受外界任何特殊條件作用時，一直不斷地自動進行，而爆炸在外界特殊條件作用下才能發(fā)生。c

緩慢分解與環(huán)境溫度關(guān)系很大，隨著溫度的升高，緩慢分解速度將按指數(shù)規(guī)律迅速增加；而爆炸與環(huán)境

溫度無關(guān)。②

燃燒與爆炸從傳播速度、外界條件、傳播連續(xù)進行的機理、反應

產(chǎn)物的壓力、炸藥本身條件

來區(qū)別。炸藥爆炸反應的基本形式Blasting

Engineering爆

破

工

程第二節(jié)(5)不同反應形式之間的關(guān)系：炸藥不同的化學反應形式，不是固定的。在一定的外界條件下，不同反應形式可以轉(zhuǎn)化。熱分解

散熱量——→

燃燒

→

爆炸(爆轟)Blasting

Engineering

第二節(jié)炸藥爆炸反應的基本形式爆

破

工

程第三節(jié)炸藥的爆炸反應方程1

炸藥的氧平衡(1)

定義，CaHbNcOd。這里，C

、H為可燃元素，O為助燃元

素，N為載氧體。a

充分氧化：

C－CO2

、H－H2Ob

理想的氧化反應：放熱最大，產(chǎn)物最穩(wěn)定。c

氧平衡關(guān)系：炸藥內(nèi)含氧量與可燃元素充分氧化所需氧量之間的關(guān)系稱為氧平衡關(guān)系。(2)

計算：單質(zhì)炸藥的氧平衡計算式：=K

b

d

[?

(/

a

2+

b

)]16

×

00

%21Blasting

gineeringEn

爆炸及其爆破的基本知識混合炸藥，氧平衡計算式：K

b

=

i

Kbi爆

破

工

程M(3)

炸藥氧平衡分類根據(jù)含氧量的大小，分為正氧平衡、負氧平衡和零氧平衡三種類型。a

正氧平衡(Kb＞0)

炸藥內(nèi)的含氧量除將可燃元素充分氧化之后尚有剩余，這類炸藥稱為正氧平衡炸藥。未能充分利用其中的氧量，且剩余的氧和游離氮化合時，將生成氮

氧化物有毒氣體，并吸收熱量。b

負氧平衡(Kb＜0)

炸藥內(nèi)的含氧量不足

以使可燃元素充分氧化，這類炸藥稱為負氧平衡炸藥。未能充分利用可燃

元素，放熱量不充分，并且生成可燃性CO等有毒氣體。c

零氧平衡(Kb＝0)

炸藥內(nèi)的含氧量恰好夠可燃元素充分氧化，這類炸藥稱為零氧平衡炸藥。因氧和可燃元素都能

得到充分利用，故在理想反應條件下，能放出最大熱量，

而且不會生成有毒氣體。Blasting

Engineering

第三節(jié)炸藥的爆炸反應方程爆

破

工

程2

炸藥的爆破反應方程及爆炸產(chǎn)物

(1)

炸藥的反應方程式a

意義:反映了炸藥爆炸后產(chǎn)物的成分及數(shù)量，是進一步確定爆炸釋放能量、計算炸藥爆炸的熱化學參數(shù)和爆轟參數(shù)的依據(jù)。不僅對炸藥爆炸性能的研究有理論意義，而且對了解炸藥爆炸后有毒氣體及含量、在井下對人體的危害、對環(huán)境的危害及安全性也有一定意義。b

爆炸反應特點：反應時間極短；存在二次反應；炸藥成

分、氧平衡等多種因素都對炸藥爆炸反應、爆炸產(chǎn)物及數(shù)量

有影響。第三節(jié)炸藥的爆炸反應方程Blasting

Engineering爆

破

工

程c

近似反應方程式：第一類：正氧或零氧平衡炸藥，d≥2a+b/2時：Ca

HbNcOd→aCO2＋0.5bH2O＋0.5(d－2a－0

5b)O2＋0.5cN2第二類：只生成氣體產(chǎn)物的負氧平衡炸藥，2a+b/2＞

d≥a+b/2時：CaHbNcOd

→aCO＋0.5bH2O＋0.5(d－a－05b)O2

＋0.5cN2CaHbNcOd

→(d－a－0.5b)CO2＋0.5bH2O＋(2a－d

＋0.5b)CO＋0.5cN2第三類：可能生成固體產(chǎn)物的負氧平衡炸藥，

d＜a+b/2時：CaHbNcOd

→

(d－0.5b)CO＋0.5bH2O＋0.5(a－d

＋05b)C＋0.5cN2第三節(jié)炸藥的爆炸反應方程Blasting

Engineering爆

破

工

程(2)炸藥產(chǎn)物與有毒氣體a

主要產(chǎn)物：

H2O、CO2、CO、氮氧化物等b

有毒氣體：

CO、H2S、SO2c

影響有毒氣體生成量的因素：氧平衡、反應的完全程度、

外殼。(3)

炸藥的爆炸性質(zhì)①

爆容a

定義：

1kg炸藥爆炸生成氣體產(chǎn)物換算到標準狀態(tài)(壓力為101×105Pa，溫度為0oC)下的體積稱為爆容。b

計算：CaHbNcOd

，按1mol寫出，爆容為：Blasting

Engineering

第三節(jié)炸藥的爆炸反應方程按1kg寫出，爆容為：V

0

=22

.

n

i爆

破

工

程n

?1000122M.

=V0i②

爆熱a

定義：

單位質(zhì)量炸藥爆炸時所釋放的熱量稱為爆熱。b

計算：－蓋斯定律，定壓爆熱：c

影響爆熱的因素：炸藥的氧平衡、裝藥密度、附加

物的影響、裝藥外殼的影響。第三節(jié)炸藥的爆炸反應方程Blasting

EngineeringQ

P

=

n=

1爆

破

工

程i

?

n=

1PRPRQQjjjii③

爆溫a

爆溫：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。b

研究爆溫的意義：一是炸藥熱化學計算所必需的

參數(shù)；二是在實際爆破工程中，對爆溫有一定的要

求。c

計算：根據(jù)假定(定容、絕熱、只是穩(wěn)定的函數(shù))及爆熱與爆溫的關(guān)系得：d

改變爆溫的途徑:提高爆炸產(chǎn)物的生成熱；減少或者不增加炸藥的生成熱；減少或者不增加產(chǎn)物的熱容量。Blasting

Engineering

第三節(jié)炸藥的爆炸反應方程?

A

+

A

+4000

BQ

V

2

B22=爆

破

工

程T④

爆壓a

定義：

當爆轟結(jié)束，爆炸產(chǎn)物在炸藥初始體積內(nèi)達到熱平衡后的流體靜壓值稱為爆壓

。b

計算：利用阿貝爾狀態(tài)方程P

==

RTV

?α

1?αρ

nRT

n

ρ

第三節(jié)炸藥的爆炸反應方程Blasting

Engineering爆

破

工

程第四節(jié)

介質(zhì)中的波與沖擊波1

弱擾動的傳播與聲波(1)

概念：擾動：

在外界作用下，介質(zhì)局部狀態(tài)

(如速度、壓力、密度)的變化叫做擾動。弱擾動：

外界作用引起狀態(tài)參量變化很小

(只有微分量變化)的擾動叫做弱擾動。波：

在介質(zhì)中，擾動可自近而遠傳播的現(xiàn)象稱為波動現(xiàn)象。擾動的傳播叫做波。波陣面：

擾動區(qū)和非擾動區(qū)之間的界面，通常叫做波陣面

(或波頭)。波速：

擾動的傳播速度稱為波速。Blasting

Engineering

爆炸及其爆破的基本知識爆

破

工

程(2)

波的分類：a

按波陣面形狀不同，分為平面波、柱面波、

球

面波；b

按波內(nèi)質(zhì)點運動方向和波傳播方向之間的關(guān)系，

分為橫波、縱波；c

按介質(zhì)受到壓縮或膨脹狀況，分為壓縮波、膨脹

波。(3)

聲波:介質(zhì)中傳播的弱擾動縱波，其速度稱為聲速。Blasting

Engineering介質(zhì)中得波與沖擊波爆

破

工

程第四節(jié)b

動量守恒：

d

?

d0

=

ρ0

(D

?

n0

)(n

?

n0

)當

n0=0時

?

d

?

d0

=

ρ0

Dn聯(lián)立求解，可導出：(4)

波傳播的基本方程：圖1-3a

質(zhì)量守恒：

ρ0

(D

?n0

)=ρ(D

?n)

當n0=0

時：?ρD

=ρ(D

?n)以上兩式稱為李曼方程，是擾動傳

播的基本方程。Blasting

Engineering

第四節(jié)介質(zhì)中得波與沖擊波n

=(V0

?V)(d

?d0

)/(V0

?V)D

=V0

(d

?d0

)/(V0

?V)圖1-3平面波的傳播爆

破

工

程c

能量方程能量變化：ρ

0

A

Ux[e

?e

0

+1

(u

2

?u)]

外力做功：

pA

(u

?

u

)U

t由兩者相等：p(u

?u)=ρ

0

v[e

?e

0

+(u

2

?u)]推導出(沖擊絕熱方程或雨貢紐方程或RH方程

)0202當擾動在理想氣體中傳播時，可對能量方程作進一步推演。Blasting

Engineering

第四節(jié)介質(zhì)中得波與沖擊波=(+p

0

)(V0

?2p1爆

破

工

程e

?)V2e0(5)

音波：是介質(zhì)中的弱擾動縱波，其速度稱為音

速。將壓力和比容的變化表示為：

p

?

p0

=

dpV

?V0

=dVa

音速

弱擾動

：c

=

V0

s

理想氣體：c

=

=

Blasting

Engineering介質(zhì)中得波與沖擊波爆

破

工

程第四節(jié)2

壓縮波與稀疏波a

定義：

受擾動后波陣面上介質(zhì)的壓力、密度、

溫度等狀態(tài)參數(shù)增加的波稱為壓縮波。反之，受擾動后波陣面上介質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)下降的波稱為稀

疏波或膨脹波。b

區(qū)別：

質(zhì)量運動與波動的區(qū)別，波動方程相同。Blasting

Engineering介質(zhì)中得波與沖擊波爆

破

工

程第四節(jié)3

沖擊波(1)沖擊波的形成

圖1-4以帶有活

塞的直管為例，

說明沖擊波的形成過程。圖1-4沖擊波的形成過程a—活塞運動和波傳播的時間—路程圖；b—t

c—t

Ⅱ

時刻的直管流動；d.—tⅢ

時刻的直管流動；時刻的直管流動；e—tⅣ

時刻的直管流動Blasting

Engineering介質(zhì)中得波與沖擊波爆

破

工

程第四節(jié)Ⅰ(2)

沖擊波的基本關(guān)系式a

前面推導公式

仍然適用，沖擊波界面前后的介質(zhì)狀態(tài)

參量之間仍有如下的關(guān)系式：若已知狀態(tài)函數(shù)e=e(p,V)，就可將沖擊絕熱方程表示為p

、V間的方程在p—V坐標平面內(nèi)，由沖擊絕熱方程可得到一條通過(p0，

V0)點的曲線，稱為沖擊絕熱

線，如圖1-5所示。圖1-5沖擊絕熱線與波速線的關(guān)系Ⅰ—沖擊絕熱線；Ⅱ—等熵絕熱線1、2—波速線Blasting

Engineering

第四節(jié)介質(zhì)中得波與沖擊波u

=(V0

?V

)(p

?p0

)/(V0

?V

)D

=V0

(p

?p0

)/(V0

?V

)e

?e0

=(p

+p0

)(V0

?V

)爆

破

工

程b

沖擊絕熱線與波速線圖1-5中，分別表示了沖擊波的波速線和沖擊絕熱曲

線。沖擊絕熱線的物理意義：沖擊波的沖擊絕熱線不是過

程線，而是不同波速的沖擊波傳過具有同一初態(tài)

(p0，V0)的相同介質(zhì)后達到的終點狀態(tài)的連線。波速線的物理意義為：波速線是相同波速的沖擊波傳過具有同一初態(tài)(p0，V0)的不同介質(zhì)后達到的終點狀態(tài)的連線。沖擊壓縮后的介質(zhì)既要滿足沖擊絕熱線方程，又要滿足波速線方程，因此沖擊壓縮后的介質(zhì)狀態(tài)由沖擊絕熱線與波速線的交點坐標確定。Blasting

Engineering

第四節(jié)介質(zhì)中得波與沖擊波爆

破

工

程(3)

氣體中沖擊波參數(shù)a3個方程：兩個李曼方程和一個雨貢紐方程。b

4個未知數(shù)：壓力p、密度ρ、波速D和質(zhì)點速度u

。事先確定其中的一個(通常是事先測定波速或壓力，因為這兩個參數(shù)較容易測量)，就能將其他參數(shù)用這一參數(shù)表示，求解出來。c

推導結(jié)果：c

==p

?p0

=V(0

?

V)u

=

D1(

?

1

M/

2

)d對強沖擊波：Blasting

gineeringEn

第四節(jié)介質(zhì)中得波與沖擊波

T

p

(K

?

1)

T0

=

p

0

(K

+1)2

2p

=

K

+

1

ρ

0

D1+

K

=

1?

K

ρ

ρ

0u

=

D爆

破

工

程(4)沖擊波的特性：?沖擊波傳播速度未擾動介質(zhì)超音速的，對已擾動介質(zhì)是亞音速的；?波速與波的強度有關(guān)；?具有陡峭的波頭；?波陣面上的介質(zhì)將產(chǎn)生質(zhì)點運動介質(zhì)受沖擊波壓縮時，熵值增大，即內(nèi)能增大，動能減??；?是一種脈沖波，不具有周期性

。Blasting

Engineering

第四節(jié)介質(zhì)中得波與沖擊波爆

破

工

程第五節(jié)炸藥炮轟及其參數(shù)計算a

爆轟波：

爆轟波就是在炸藥中傳播的伴隨有化學反應的強沖擊波。b

爆轟波與沖擊波的異同：爆轟波是一種特殊的強

沖擊波，它與普通的沖擊波既有相同之處，也有不同之處。相同點：爆轟波過后狀態(tài)參數(shù)急劇增加；傳播速度相對而言為超音速；爆轟產(chǎn)物運動速度與爆轟波傳播方向相同。不同點：爆轟波由前沿沖擊波和緊跟在其后

的化學反應區(qū)

組成；具有化學反應區(qū)，所以可以放出能量；相對于波后氣體沖擊波是亞音速

的，爆轟波傳播速度為當?shù)匾羲?。Blasting

Engineering

爆炸及其爆破的基本知識爆

破

工

程D1

爆轟波模型(1)

C—J模型爆轟波的C—J理論是Chapman于1899年和Jouguet于1905年分別提出，該理論把爆轟過程簡化為一個包含化學反應的一維定常傳播的強間斷面，該強間斷面叫爆轟波。(2)

ZND模型

20世紀40年代，蘇聯(lián)和歐美的三位科學家分別獨立地提出了所謂的ZND模型，對C—J理論進行了修正，實質(zhì)是把爆轟波陣面看成由引導沖擊波

和有限寬度的化學反應區(qū)構(gòu)成，如圖1-6

。爆轟

反應終止面化學前沿

原始

產(chǎn)物

(C--J面)

反應區(qū)

沖擊波

炸藥

21Blasting

Engineering

第五節(jié)炸藥炮轟及其參數(shù)計算圖1-6爆轟波模型爆

破

工

程21(3)爆轟過程的描述如圖1-7，當爆轟波沿炸藥傳播時，炸藥首先受到前沿沖擊波的強烈壓縮，使炸藥從初始狀態(tài)O點立即上升到?jīng)_擊波的沖擊絕熱線和波速線的交點狀態(tài)Z，然后炸藥在高溫高壓下迅速進行劇烈的化學反應；隨著化學反應的進行，不斷放出熱量，化學反應區(qū)的產(chǎn)物也不斷發(fā)生膨脹，使壓力和密度不斷下降。Blasting

Engineering

第五節(jié)炸藥炮轟及其參數(shù)計算圖1-7爆轟過程爆

破

工

程2

爆轟穩(wěn)定傳播的條件爆轟穩(wěn)定傳播條件，又稱為C－J條件：uH＋cH=DH3

爆轟參數(shù)的計算a

5個方程：質(zhì)量、動量、能量、C－J條件、產(chǎn)物狀態(tài)方程

b

需要求解的爆轟波

5個參數(shù)：

pH、ρH、DH、uH、TH氣體爆轟參數(shù)計算：Blasting

Engineering

第五節(jié)炸藥炮轟及其參數(shù)計算pH

?

p0

=

ρ0DH2

(1?

c02

/

DH2

)T

(KD

H

+

c

0

)

H

=

nRK

(K

+1)2

D

H

22222222222DH

=2(r

2

?1)QHVuH

=

DH

(1

?

c0

2

/

DH

2

)固體爆轟參數(shù)計算：1

2pH

=

r

+

1

ρ0

DHr

+1ρH

=

ρ0

rρH

K

+

1

=ρ0

K

+c0

2

/DH

2uH

=

DHrDTH

=

nR(r

+

1)HH2

QHV

+c0 2K

2

?1

2KpH

/

VH爆

破

工

程KpH

ρHK

2

?

1c

= 2=HV+=QHDH4

爆速測量a

導爆索法圖1-9

，道特里斯提出的，又稱道特里斯法。

該方法簡單易行，不需要復雜貴重的儀器設備，廣泛用于民用工業(yè)炸藥的爆速測定。b

電測法圖1-10

，利用電子測時儀或示波器測定爆轟波通過被測炸藥兩個斷面之間的時間間隔，而后求得炸藥的爆

速。Blasting

Engineering

第五節(jié)炸藥炮轟及其參數(shù)計算圖1-9導爆索法測爆速原理圖圖1-10電測法測爆速示意圖爆

破

工

程c

高速攝影法圖1-11

，利用爆轟波沿藥柱傳播時的發(fā)光

現(xiàn)象，用高速照相機將爆轟波沿藥柱移動的光拍攝在

膠片上，得到爆轟波傳播的時間一距離掃描曲線，從而測定出爆轟波在藥柱中各點傳播的速度。圖1-11高速攝影測定炸藥爆速示意圖1—爆轟藥柱；2—防護墻；3、5—透鏡；4—狹縫；6—轉(zhuǎn)鏡；7—膠片Blasting

Engineering

第五節(jié)炸藥炮轟及其參數(shù)計算爆

破

工

程5

爆速的影響因素

幾個概念：理想爆速：從理論上講，當藥柱為理想封閉、爆轟

產(chǎn)物不發(fā)生徑向流動、炸藥在沖擊波波陣面后反應區(qū)釋放出的能量全部都用來支持沖擊波的傳播時，爆轟波以

最大速度傳播，這時的爆速叫理想爆速。臨界直徑：當裝藥直徑小到一定值后便不能維持

炸藥的穩(wěn)定爆轟。能維持炸藥穩(wěn)定爆轟的最小裝藥直

徑稱為炸藥的臨界直徑

。極限直徑：

接近理想爆速的裝藥直徑稱為極限直

徑。Blasting

Engineering

第五節(jié)炸藥炮轟及其參數(shù)計算爆

破

工

程(2)

裝藥直徑的影響炸藥爆速隨裝藥直徑dc

的增大而提高，當裝藥直徑增大到一定值后，爆速接近于理想爆速，見圖1-13

，1-14。Blasting

Engineering

第五節(jié)炸藥炮轟及其參數(shù)計算圖1-13爆轟產(chǎn)物的徑向膨脹與徑向稀疏波對反應區(qū)的干擾圖1-14裝藥直徑與爆速的關(guān)系爆

破

工

程(3)

裝藥密度的影響a

單質(zhì)裝藥：爆速與密度之間關(guān)系：D

=

a

+

bρ0b

混合裝藥：增大藥柱直徑時，其最佳密度和最大爆速都增大，且存在最佳密度，此時D最大。(3)

炸藥粒度的影響粒度U

反應時間、反應區(qū)厚度U

臨界直徑U爆速U(4)

裝藥外殼的影響限制產(chǎn)物側(cè)向飛散，減小臨界直徑。(5)

起爆沖能的影響不影響炸藥的理想爆速，但要使炸藥達到穩(wěn)定爆轟，必須供給炸藥足夠的起爆能，且激發(fā)沖擊波速度必須大于

炸藥的臨界爆速。高爆速即是炸藥的正常爆轟

，低速爆

轟是一種比較特殊的現(xiàn)象

。Blasting

Engineering

第五節(jié)炸藥炮轟及其參數(shù)計算爆

破

工

程6

炸藥爆轟的間隙效應a

概念

：混合炸藥(特別是硝銨類混合炸藥)細長連續(xù)裝藥時，通常在空氣中都能正常傳爆，但在炮孔內(nèi)，如果藥

柱與炮孔孔壁間存在間隙，常常會發(fā)生爆轟中斷或爆轟轉(zhuǎn)

變?yōu)楸嫉默F(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為間隙效應。b

原因：與炸藥性能、裝藥不偶合值

(炮眼直徑與裝藥直徑之比)和巖石性質(zhì)有關(guān)，其原因是復雜的。c

消除措施：采用偶合散裝炸藥；避開裝藥間隙范圍裝填炸藥；在連續(xù)藥柱上，隔一定距離套上硬紙板或其他材料做成的隔環(huán)；采用臨界直徑小，爆轟性能好，對間隙效應抵抗能力大的炸藥；沿炸藥柱全長鋪設導爆索，或沿藥柱

全長設置多個點起爆。Blasting

Engineering

第五節(jié)炸藥炮轟及其參數(shù)計算爆

破

工

程第六節(jié)炸藥的起爆與感度1

炸藥的感度(1)

概念a

起爆：

激發(fā)炸藥爆炸的過程稱為起爆。b

炸藥的感度：炸藥在外界作用下發(fā)生爆炸的難易程度稱為炸藥的感度。(2)

炸藥能的形式：機械能、熱能、爆炸能。(3)

感度a

特征

：各種炸藥起爆的難易程度相差很

大；炸藥對不同形式的起爆能具有不同的感度。b

分類：熱感度、火焰感度、電火花感度、沖

擊感度、摩擦感度、射擊感度、沖擊波感度、爆轟感度等。Blasting

Engineering

爆炸及其爆破的基本知識爆

破

工

程2

炸藥的起爆機理與炸藥化學、物理結(jié)構(gòu)、裝藥條件等有關(guān)，溫度是引起炸藥爆炸的直接原因，而不是壓力作用。(1)

均勻灼熱原理：多發(fā)生在質(zhì)量較密實、結(jié)構(gòu)均勻、不含氣泡或氣泡少的液體炸藥或單質(zhì)固體炸藥，即所謂的均相炸藥中。由于炸藥均勻受熱或在沖擊波的沖

擊作用下，使一薄層炸藥溫度均勻突然升高所致。(2)

不均勻灼熱原理(熱點機理)：多發(fā)生在物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)不均勻，含有較多氣泡的粒狀非均相炸藥中，或發(fā)生在由氧化劑與可燃劑組成的混合炸藥中。由于在炸藥個別點處形成高熱反應源所致。Blasting

Engineering

第六節(jié)炸藥的起爆與感度爆

破

工

程(3)

混合炸藥的感度特點：顆粒度混合物均勻性密度

感度(4)

炸藥感度改變：a

敏感劑

：砂子、玻璃屑等b

鈍感劑：膠體石墨、石蠟、瀝青、硬脂酸和凡士林c

敏感劑U和鈍化劑關(guān)系：并U不是絕對U

的，同樣U

的物質(zhì)對

不同炸藥，可能起完全相反的作用。Blasting

Engineering

第六節(jié)炸藥的起爆與感度爆

破

工

程3

炸藥感度的表示(1)

熱感度a

根據(jù)加熱方式的不同分為加熱感度和火焰感度。

b

加熱感度指炸藥在均勻加熱條件下發(fā)生爆炸的難易程度，通常采用在一定試驗條件下確定出的爆發(fā)點來表示炸藥的加熱感度。c

爆發(fā)點：爆發(fā)點為在規(guī)定時間(通常為5min)內(nèi)起爆炸藥加熱的最低溫度。d

炸藥在明火

(火焰、火星)作用下發(fā)生爆炸的難易程度叫火焰感度，也稱點火感度。做一系列試驗，找出百分之百發(fā)火的最大距離，稱作上

限；找出百分之百不發(fā)火的最小距離，稱作下

限。用上、下限來比較各種炸藥的點火感度。Blasting

Engineering

第六節(jié)炸藥的起爆與感度爆

破

工

程(2)

機械感度a

沖擊感度：

指采用沖擊方法引爆炸藥的難易程度。

猛炸藥沖擊感度通常用立式落錘儀來測定(如圖1-18

)，起爆藥的感度很高采用圓弧落錘儀測定(圖1-19

所示)。圖1-18立式落錘儀1—落錘；2—撞擊器；3—鋼砧；4—基礎；5—上擊6—炸藥；7—

導向套；8—下?lián)糁?—底座圖1-19園弧形落錘儀1—手柄；2—駘科度的弧架；3—擊柱；4—擊柱與火帽定位器；5—落錘Blasting

Engineering

第六節(jié)炸藥的起爆與感度爆

破

工

程b

摩擦感度常用擺式摩擦儀

(圖1-20)來測定，一般用固定擺角和壓力條件下的爆炸頻數(shù)來表示。圖1-20擺式摩擦感度測定儀1—擺錘；2—擊桿；3—角度標盤；4—測定裝置(上下?lián)糁?；

5—油壓機；6—壓力計；7—頂板；8—導向套；9—柱塞Blasting

Engineering

第六節(jié)炸藥的起爆與感度爆

破

工

程(3)

沖擊波感度與殉爆a

沖擊波感度：

在沖擊波作用下，炸藥發(fā)生爆炸的難易程度叫做炸藥的沖擊波感度，是衡量炸藥安全性和某些

引燃性能的重要指標。常用隔板試驗

(圖1-21

、1-22

)和殉爆距離測定等。圖1-21小型隔板試驗裝置雷管；2—主動炸藥；3—隔板；4—固定器；5—被動炸藥；6—驗證板圖1-22大型隔板試驗1—受試炸藥；2—隔板；3—主動炸藥；4—平面波發(fā)生器；5—起爆藥柱Blasting

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第六節(jié)炸藥的起爆與感度爆

破

工

程b

殉爆：炸藥爆炸后引起其周圍一定距離處炸藥也發(fā)生爆轟的現(xiàn)象。引發(fā)爆轟的藥柱叫主動炸藥，被引發(fā)的則為被

動炸藥。c

研究殉爆的目的

：確定生產(chǎn)工房間的安全距離，為廠房設計提供基本數(shù)據(jù)；改進工業(yè)炸藥的性質(zhì)，提高在工程爆破時起爆的可靠性。決定破壞作用的參量為沖量時，則安全距離為Rf

=

kf

m2

/

3爆破工作的安全距離Rf

=

kf

m1/

2居民點——炸藥工廠間的Rf

Rf

≥10

m雷管的殉爆安全距離Blasting

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第六節(jié)炸藥的起爆與感度Rf

=

kf′

爆

破

工

程Blasting

Engineering

第六節(jié)炸藥的起爆與感度圖1-23炸藥殉爆試驗A—主動炸藥；B—被動炸藥；C—殉爆距離爆

破

工

程(4)

爆轟感度－起爆感度a

炸藥的爆轟感度指炸藥在爆轟波作用下，發(fā)生爆炸的難易程度，又稱起爆感度，與熱感度和沖擊波感度有關(guān)。

臨

界沖能：

引爆炸藥并使之達到穩(wěn)定爆轟所需的最低起爆沖

能叫臨界沖能，也可用來表示炸藥的爆轟感度。b

測定方法如圖1-24所示，是用于測定引起炸藥爆轟時起爆藥的極限起爆藥量的方法。(5)靜電感度a

測定炸藥靜電感度的原理如圖1-25所示。圖1-24炸藥爆轟感度的測定裝置1—導火索；2—固定管；3—防護罩；4—試樣管；5—驗證板；6—支座-1—高壓電源；2—高壓真空開關(guān)；3—防護箱；4—針形電極；5—炸藥；6—擊柱；7—靜電計Blasting

Engineering

第六節(jié)炸藥的起爆與感度圖125

測定靜電感度的原理圖爆

破

工

程b

在靜電火花作用下，炸藥發(fā)生爆炸的難易程度叫靜電感

度，用最小放電電能來表示，或爆炸頻數(shù)來表示。炸藥在靜電火花作用下發(fā)生的爆炸與熱感度和沖擊波感度有關(guān)。

c

預防措施：設備接地；增加工房潮度；在工作臺或地面

鋪設導電橡膠；在炸藥顆粒和容器壁上加入導電物質(zhì)；使用壓氣裝藥時，應采用敷有良好導電層的抗靜電聚乙烯軟管做輸藥管等。4

影響炸藥感度的因素(1)

化學因素爆炸性基團、生成焓、爆熱、分子結(jié)構(gòu)。(2)

物理因素初溫、晶型、裝藥密度和方法、裝藥的結(jié)構(gòu)、添加劑。Blasting

Engineering

第六節(jié)炸藥的起爆與感度爆

破

工

程第七節(jié)

炸藥的爆破作用1

炸藥的破壞作用：

炸藥爆炸對周圍介質(zhì)的各種機械破壞作用稱為炸藥的爆破作用。a

分類：

動作用與靜作用，利用爆炸產(chǎn)生沖擊波或應力波形成的破壞稱為動作用，利

用爆炸氣體產(chǎn)物的流體靜壓或膨脹功形成的破壞或拋擲稱為靜作用。b

表示：用猛度和做功能力表示。c

特點：一般炸藥均有兩種作用；不同炸藥兩種作用不同。Blasting

Engineering

爆炸及其爆破的基本知識爆

破

工

程2

炸藥的猛度a

定義：

炸藥動作用的強度稱為猛度，表征炸藥作功

功率和爆炸產(chǎn)生沖擊波和應力波的強度，是衡量炸

藥爆炸特性及爆炸作用的重要指標。鉛柱壓縮法見圖1-26，此法最簡單、應用最廣

泛；用壓縮前、后鉛柱的高差，即鉛柱壓縮值來表示炸藥的猛度，量綱為mm。Blasting

Engineering炸藥的爆破作用爆

破

工

程第七節(jié)(2)彈道擺法見圖1-27,根據(jù)測得的擺角，按下列公式計算擺體獲得的比沖量I，用它作為炸藥猛度的指