爆炸與炸藥基本理論課件

1、 爆炸與炸藥的基本理論江西省爆協(xié)培訓專用 工程爆破技術人員考核大綱爆炸及其分類，炸藥爆炸的3個條件，炸藥化學變化的基本形式；炸藥起爆的基本理論、起爆能、感度，影響炸藥感度的因素；炸藥的爆轟理論，爆轟波穩(wěn)定傳播的條件；炸藥的氧平衡與炸藥的爆炸性能。2. 爆炸與炸藥的基本理論江西省爆破工程技術培訓2.1 基本概念2.1.1 爆炸及其分類2.1.2 炸藥爆炸的條件2.1.3 炸藥化學變化的基本形式2. 爆炸與炸藥的基本理論江西省爆破工程技術培訓2.1.1 爆炸及其分類2. 爆炸與炸藥的基本理論2.1 基本概念爆炸的定義：爆炸是某一物質系統(tǒng)在有限空間和極端短的時間內，迅速釋放大量能量或急驟轉化的物理、

2、化學過程。在這種變化過程中，通常伴隨有強烈的放熱、發(fā)光和聲響等效應。相關題庫試題：1.1.2 _7 什么是爆炸？（見上方 ）江西省爆破工程技術培訓爆炸分類：爆炸是宇宙間普遍存在的一種自然現(xiàn)象，通?？煞譃槿?。物理爆炸：爆炸前后只是物質形態(tài)發(fā)生變化，而物質的化學成分和性質沒有發(fā)生變化的爆炸現(xiàn)象，稱為物理爆炸。化學爆炸：爆炸前后不僅物質形態(tài)發(fā)生變化，而且物質的化學成分和性質也發(fā)生變化的爆炸現(xiàn)象，稱為化學爆炸。核爆炸：由核裂變、核聚變或發(fā)生物質湮滅等釋放出巨大能量而引起的爆炸稱為核爆炸，核爆炸在瞬間施放出極大的能量。2. 爆炸與炸藥的基本理論2.1 基本概念2.1.1 爆炸及其分類江西省爆破工程技術

3、培訓爆破是利用炸藥的爆炸能量對介質做功達到預定工程目標的作業(yè)。爆破和爆炸是兩個不同的概念。2.1.2 炸藥爆炸的條件2. 爆炸與炸藥的基本理論2.1 基本概念炸藥爆炸三要素：變化過程釋放大量的熱：這是產生爆炸的首要條件。 熱是爆炸做功的能源，也是維持其化學變化自行穩(wěn)定傳播的條件。江西省爆破工程技術培訓2. 爆炸與炸藥的基本理論2.1 基本概念2.1.2 炸藥爆炸的條件炸藥爆炸三要素：變化過程必須是高速的 由于反應速度快，極短時間內將反應生成的大量氣體產物加熱到數(shù)千度，壓力增加達到幾萬MPa，高溫高壓的氣體膨脹做功，就產生了爆炸現(xiàn)象。反應速度高意味著功率高，然而相對于一般燃料，炸藥不是高能物質。

4、1公斤煤在空氣中燃燒能生成2140千卡熱量。約合900萬焦耳，假設燃燒時間為1小時，功率為2500J/s；1公斤TNT炸藥的爆熱值為1010千卡，折合約400萬焦耳，爆炸時間為十萬分之一秒，功率為4E6 J/s，是煤功的1.7萬倍。江西省爆破工程技術培訓2. 爆炸與炸藥的基本理論2.1 基本概念2.1.2 炸藥爆炸的條件炸藥爆炸三要素：變化過程能產生大量的氣體產物 炸藥爆炸產生的高壓氣體具有膨脹做功的能力。爆轟界面附近的氣體壓力在GPa以上。 如：鋁和氧化鐵的反應放出的熱量很高，可以形成3000度高溫，但無氣體發(fā)生，不會發(fā)生爆炸。江西省爆破工程技術培訓這三要素是區(qū)別炸藥爆炸和一般化學反應的三個

5、重要特征。相關題庫試題：1.1.1 _13. 炸藥爆炸必須具備的三個基本要素是：變化過程釋放大量的熱、變化過程必須是高速的、變化過程能產生大量氣體。1.1.2_12.炸藥爆炸三要素是什么？ 答：1）化學反應過程大量放熱。放熱是化學爆炸反應得以自動高速進行的首要條件，也是炸藥爆炸對外做功的動力。2）反應過程極快。這是區(qū)別于一般化學反應的顯著特點，爆炸可在瞬間完成。3）生成大量氣體。炸藥爆炸瞬間產生大量高溫氣體產物，在膨脹過程中將能量迅速轉變?yōu)闄C械功，使周圍介質受到破壞。2. 爆炸與炸藥的基本理論2.1 基本概念2.1.2 炸藥爆炸的條件江西省爆破工程技術培訓2.1.3 炸藥化學變化的基本形式 炸

6、藥有四種化學反應形式：按照炸藥傳播性質和速度的不同，其化學變化的形式有四種：熱分解、燃燒、爆炸、爆轟。 1) 熱分解：炸藥在常溫下會進行分解反應，但反應速度緩慢。在不同條件下可以是吸熱反應、也可以是放熱反應。硝銨在低于150度是為吸熱反應；當溫度高于200度左右時為放熱反應。分解反應性能反映了炸藥的化學安定性，影響其儲存。分解反應進行到一定條件時，可以轉化為燃燒或爆炸。2. 爆炸與炸藥的基本理論2.1 基本概念江西省爆破工程技術培訓2) 燃燒：不同于一般燃料的燃燒，它不需要外界提供氧節(jié)可以燃燒。如果外界條件有利（壓力高、溫度高），炸藥的燃燒可能轉化為爆炸。爆破工程中所用猛炸藥如果發(fā)生燃燒則是一

7、種研制的事故。3) 爆炸：反應的速度和傳爆的速度極高，可達到每秒數(shù)千千米。爆炸的傳播靠沖擊波，在爆炸界面附近，發(fā)生壓力、溫度的急劇升高。爆炸過程如遇到不利因素，爆炸中斷。4）爆轟：以最大而且穩(wěn)定的速度進行傳爆的過程。爆轟的傳播速度是恒定的，而爆炸是不穩(wěn)定的，可以說爆炸是不穩(wěn)定的爆轟。相關題庫試題：1.1.1_14炸藥化學反應的四種基本形式是：熱分解、燃燒、爆炸和爆轟。1.1.1_17.炸藥爆炸過程的熱損失主要取決于爆炸過程中的熱傳導、熱輻射、介質的塑性變形。2. 爆炸與炸藥的基本理論2.1 基本概念2.1.3 炸藥化學變化的基本形式江西省爆破工程技術培訓2.2 炸藥的起爆和感度2. 爆炸與炸藥

8、的基本理論2.2.1 炸藥的起爆與起爆能2.2.2 炸藥起爆的基本理論2.2.3 炸藥的感度2.2.4 影響炸藥感度的因素江西省爆破工程技術培訓2.2.1 炸藥的起爆與起爆能炸藥屬于相對穩(wěn)定物質（能級屬于亞穩(wěn)態(tài)） 通常將外界施加給炸藥某一局部引起炸藥爆炸的能量稱為起爆能，而引起炸藥爆炸的過程稱為起爆。引起炸藥爆炸的原因可歸結為內因和外因兩個方面，內因是炸藥本身的物理化學性質，而外因就是起爆能。2. 爆炸與炸藥的基本理論2.2 炸藥的起爆和感度江西省爆破工程技術培訓炸藥的起爆能主要有三種形式：1) 熱能火焰、火星、電熱等形式，工業(yè)雷管多用這種起爆能，是最基本的一種起爆能。2) 機械能通過碰撞、摩

9、擦、針刺、槍擊等方式在瞬間將機械能轉化為熱能使局部達到起爆的溫度而爆炸，多用于武器。3) 爆炸能利用起爆藥等爆轟產生的爆轟波及高溫高壓氣體產物的動能，使猛炸藥起爆，是工程爆破中廣泛應用的一種起爆能。相關題庫試題：1.1.1 _15.引起炸藥爆炸的外部作用是：熱能、機械能、爆炸能。1.1.1 _ 16.炸藥爆炸所需的最低能量稱臨界起爆能。1.1.2_8.炸藥起爆能有幾種形式？（見上方 ）2. 爆炸與炸藥的基本理論2.2 炸藥的起爆和感度2.2.1 炸藥的起爆與起爆能江西省爆破工程技術培訓2.2.2 炸藥起爆的基本理論2. 爆炸與炸藥的基本理論2.2 炸藥的起爆和感度2.2.2.1 炸藥的熱能起爆

10、理論2.2.2.2 炸藥的機械能起爆理論2.2.2.3 炸藥的爆炸能起爆理論江西省爆破工程技術培訓2.2.2.1 炸藥的熱能起爆理論2. 爆炸與炸藥的基本理論2.2 炸藥的起爆和感度2.2.2 炸藥起爆的基本理論謝苗諾夫創(chuàng)立了爆炸性混合氣體的熱能起爆理論，福蘭卡等發(fā)展了該理論，并將之應用于凝聚態(tài)炸藥?；疽c：在一定的溫度、壓力和其它條件下，如果一個體系反應放出的熱量大于熱傳導所散失的熱量，就能使該體系發(fā)生熱積聚，從而使反應自動加速而導致爆炸。也就是說爆炸是系統(tǒng)內部溫度漸增的結果。江西省爆破工程技術培訓2.2.2.2 機械能起爆（灼熱核）理論2. 爆炸與炸藥的基本理論2.2 炸藥的起爆和感度2

11、.2.2 炸藥起爆的基本理論 灼熱核理論認為：當炸藥受到撞擊、摩擦等機械能的作用時，并非受作用的各個部分都被加熱到相同的溫度，而只是其中的某一部分或幾個極小部分被加熱到炸藥的爆發(fā)溫度，使局部炸藥首先起爆。這種溫度很高的微小區(qū)域，通常被稱為灼熱核。灼熱核形成機理：絕熱壓縮炸藥內含的微小氣泡，機械能轉化為熱能，形成灼熱核；炸藥受機械作用，分子間發(fā)生相對運動而相互摩擦，形成絕熱核。灼熱核形成后，炸藥爆炸還必須具備一定條件才能爆炸：灼熱核尺寸-盡可能小灼熱核溫度-300600oC灼熱核作用時間10-7s以上 乳化炸藥中的敏化氣泡就是較好利用微小氣泡絕熱壓縮形成灼熱核的理論。江西省爆破工程技術培訓相關題

12、庫試題： 11.什么是炸藥起爆的灼熱核理論？ （第二章 申請高級作業(yè)級別的試題） 答：灼熱核理論認為，當炸藥受到撞擊、摩擦等機械能的作用時，并非受作用的各個部分都被加熱到相同的溫度，而只要其中的某個部分或幾個極小的部分，例如個別晶體的棱角處或微小氣泡處，首先被加熱到炸藥的爆發(fā)溫度，促使局部炸藥首先起爆，然后迅速傳播至全部，這種溫度很高的微小區(qū)域，通常被稱為灼熱核。研究表明，灼熱核的形狀一般近似于球體，其直徑比分子直徑大得多。即每一個灼熱核起爆實際上是為數(shù)眾多的炸藥分子同時起爆。這種局部炸藥起爆后，又會在其附近形成眾多新的灼熱核，呈連鎖反應，迅速傳播開來，在極短暫的時間完成整個爆炸過程。2. 爆

13、炸與炸藥的基本理論2.2 炸藥的起爆和感度2.2.2 炸藥起爆的基本理論2.2.2.2 灼熱核理論江西省爆破工程技術培訓2.2.2.3 炸藥的爆炸沖擊起爆理論均相炸藥的爆炸沖擊能起爆過程 強沖擊波后方炸藥爆炸形成高于正常爆轟波傳播速度的爆轟波，向前追趕沖擊波，在一段時間后，追上沖擊波，穩(wěn)定爆轟。非均相炸藥的爆炸沖擊能起爆過程炸藥反應時由局部“熱點”處擴展開，而不像均相炸藥其能量均勻分配給整個起爆面。2. 爆炸與炸藥的基本理論2.2 炸藥的起爆和感度2.2.2 炸藥起爆的基本理論江西省爆破工程技術培訓2.2.3 炸藥的感度2. 爆炸與炸藥的基本理論2.2 炸藥的起爆和感度 炸藥在外界能量作用下發(fā)

14、生爆炸反應的難易程度稱為炸藥感度。炸藥感度與所需的起爆能成反比，就是說炸藥爆炸所需的起爆能愈小，該炸藥的感度愈高。 2.2.3.1 炸藥熱感度2.2.3.2 炸藥機械感度2.2.3.3 炸藥的爆轟感度2.2.3.4 炸藥的沖擊波感度2.2.3.5 炸藥的靜電感度江西省爆破工程技術培訓2. 爆炸與炸藥的基本理論2.2 炸藥的起爆和感度2.2.3 炸藥的感度相關題庫試題： 1.1.2_9.何為炸藥感度？28.什么是炸藥的感度？對炸藥的使用有何意義，其感度有哪幾種？（第二章 申請中級作業(yè)級別的試題）答：炸藥在外界能量作用下起爆的難易程度稱為該炸藥的感度。容易起爆，則該炸藥的感度高；反之，則感度低。炸

15、藥的感度對于炸藥的制造加工、運輸、儲存、使用的安全十分重要。感度過高的炸藥容易發(fā)生爆炸事故，而感度過低的炸藥又給起爆帶來困難。 按照外界能量作用的形式，炸藥的感度可分為熱感度、機械感度和爆轟感度。 1）熱感度表示炸藥在熱能作用下發(fā)生爆炸反應難易的程度，通常用爆發(fā)點和火焰感度來衡量。 爆發(fā)點是指炸藥開始爆炸所需加熱到得最低溫度。通常在實驗室中測定。 火焰感度是指炸藥在明火的作用下發(fā)生爆炸反應的能力。絕大多數(shù)炸藥在非密封狀態(tài)下通常只發(fā)生燃燒，少數(shù)靈敏度極高的炸藥如起爆藥、黑索今等在火焰作用下直接發(fā)生爆炸。 2）機械感度主要指摩擦感度、撞擊感度。摩擦感度是指炸藥在機械摩擦作用下發(fā)生爆炸反應的難易程度

16、，而撞擊感度則是指炸藥在機械撞擊作用下發(fā)生爆炸反應的難易程度。 3）爆轟感度，炸藥的爆轟感度是用來表示一種炸藥在其他炸藥的爆炸作用下發(fā)生爆炸的難易程度。它一般用極限起爆藥量表示。江西省爆破工程技術培訓2.2.3.1 炸藥熱感度炸藥在熱能作用下發(fā)生爆炸的難易程度稱為炸藥熱感度。通常以爆發(fā)點和火焰感度表示。炸藥的爆發(fā)點炸藥的爆發(fā)點是指使炸藥開始爆炸所需加熱到的介質最低溫度。注意：該溫度是炸藥分解自行加速時的溫度。2. 爆炸與炸藥的基本理論2.2 炸藥的起爆和感度2.2.3 炸藥的感度通常采用爆發(fā)點測定器來測定炸藥的爆發(fā)點。江西省爆破工程技術培訓2. 爆炸與炸藥的基本理論2.2 炸藥的起爆和感度2.

17、2.3 炸藥的感度2.2.3.1 炸藥熱感度2) 炸藥的火焰感度 炸藥在明火作用下發(fā)生爆炸變化的能力稱為炸藥的火焰感度。江西省爆破工程技術培訓2.2.3.2 炸藥機械感度撞擊感度 炸藥撞擊感度是指炸藥在機械撞擊下發(fā)生爆炸的難易程度。是炸藥最重要的感度指標之一。常用儀器：立式落錘儀。2. 爆炸與炸藥的基本理論2.2 炸藥的起爆和感度2.2.3 炸藥的感度江西省爆破工程技術培訓2) 摩擦感度炸藥的摩擦感度是指炸藥在機械摩擦作用下發(fā)生爆炸的難易程度。常用儀器：擺式摩擦儀2. 爆炸與炸藥的基本理論2.2 炸藥的起爆和感度2.2.3 炸藥的感度2.2.3.2 炸藥機械感度江西省爆破工程技術培訓2.2.3

18、.3 炸藥的爆轟感度炸藥的爆轟感度用來表示一種炸藥在其它炸藥的爆炸作用下發(fā)生爆炸的難易程度。一般用極限起爆藥量來表示。極限起爆藥量是指完全爆炸的最小起爆藥量。2. 爆炸與炸藥的基本理論2.2 炸藥的起爆和感度2.2.3 炸藥的感度江西省爆破工程技術培訓2.2.3.4 炸藥的沖擊波感度2. 爆炸與炸藥的基本理論2.2 炸藥的起爆和感度2.2.3 炸藥的感度實踐表明，一個藥包（卷）爆炸時，會在某種惰性介質中產生沖擊波，這種沖擊波的作用可以引起相隔一定距離處另一藥包（卷）的爆炸，這種現(xiàn)象稱為沖擊波感度，也稱殉爆。測定方法：1) 隔板試驗2) 飛片撞擊試驗江西省爆破工程技術培訓2.2.3.5 炸藥的靜

19、電感度2. 爆炸與炸藥的基本理論2.2 炸藥的起爆和感度2.2.3 炸藥的感度炸藥對靜電火花作用的感度，可以用使炸藥發(fā)生爆炸所需的最小放電電能來表示，或用在一定條件下所發(fā)生的爆炸頻率來表示。江西省爆破工程技術培訓2.2.4 影響炸藥感度的因素2.2.4.1 內在影響因素1) 鍵能；2) 分子結構和成分；3)生成熱；4)熱效應；5)活化能；6)熱容量。2. 爆炸與炸藥的基本理論2.2 炸藥的起爆和感度2.2.4.2 外界影響因素1) 炸藥的物理狀態(tài)與晶體形態(tài)；2) 裝藥密度；3) 炸藥結晶的大小；4) 溫度；5) 惰性雜質的摻入；江西省爆破工程技術培訓2.3 炸藥的爆轟理論2. 爆炸與炸藥的基本

20、理論2.3.1 爆轟波伴隨有快速化學反應區(qū)的沖擊波稱為爆轟波(detonation wave)。爆轟波沿藥柱傳播的速度稱為爆速(detonation velocity)。爆轟波特征：爆轟波只存在于爆轟過程中；爆轟波陣面的高速化學反應區(qū)是爆轟得以穩(wěn)定傳播的基本保證；爆轟波具有穩(wěn)定性；江西省爆破工程技術培訓定義：稱為Jump 2. 爆炸與炸藥的基本理論2.3 炸藥的爆轟理論2.3.2 爆轟波基本方程江西省爆破工程技術培訓C-C-J面處爆轟產物聲速uC-J面處爆轟產物質點速度(1)爆轟波特征補充：爆轟波是帶有一個化學反應區(qū)的沖擊波的一種；緊臨爆轟波的爆轟產物運動方向指向未爆炸藥區(qū)域；爆轟剛結束時，爆

21、轟產物密度大于炸藥的初始密度；緊臨爆轟波的爆轟產物的溫度高于爆溫。2. 爆炸與炸藥的基本理論2.3 炸藥的爆轟理論2.3.2 爆轟波基本方程江西省爆破工程技術培訓1）質量守恒開口體系質量變化率=1秒內純流入體系的質量(2)a 為CJ陣面 即：(2)a左等于0 ：2. 爆炸與炸藥的基本理論2.3 炸藥的爆轟理論2.3.2 爆轟波基本方程江西省爆破工程技術培訓由2(a)得出：(2)b 由于：由(2)b得出： 即：(2)c(2)書(2-12)與(2)c一致書(2-12)與(2)表述的是爆轟產物速度與比容階躍、爆轟速度、炸藥密度的內在聯(lián)系2. 爆炸與炸藥的基本理論2.3 炸藥的爆轟理論2.3.2 爆轟

22、波基本方程1）質量守恒江西省爆破工程技術培訓2) 動量守恒：開口體系動量變化率 = 外力的矢量和 + 1秒內純流入體系的動量(3)a為CJ陣面 令即：(3)a左等于0 ：2. 爆炸與炸藥的基本理論2.3 炸藥的爆轟理論2.3.2 爆轟波基本方程江西省爆破工程技術培訓由3(a)得出：由于：(3)b得出：(2)c由于：(3)c(3)d2. 爆炸與炸藥的基本理論2.3 炸藥的爆轟理論2.3.2 爆轟波基本方程2) 動量守恒書(2-13)與(3)d一致書(2-14)與(3)d表述的是爆轟壓力與比容、爆轟速度、炸藥密度的內在聯(lián)系江西省爆破工程技術培訓3) 能量守恒開口體系能量變化率 = 外力功率 + 供

23、熱率(沖擊波常認為是絕熱) + 流入體系的能量率(4)a為CJ陣面 令即：(3)a左等于0 ：2. 爆炸與炸藥的基本理論2.3 炸藥的爆轟理論2.3.2 爆轟波基本方程江西省爆破工程技術培訓由4(a)得出：(4)b由于：(4)b可寫為：(4)2. 爆炸與炸藥的基本理論2.3 炸藥的爆轟理論2.3.2 爆轟波基本方程3) 能量守恒考慮動量守恒(2)c所以：(4)c(4)江西省爆破工程技術培訓2. 爆炸與炸藥的基本理論2.3 炸藥的爆轟理論2.3.2 爆轟波基本方程3) 能量守恒書(2-14)表述的是爆轟波前后方能量變化與比容階躍和壓力階躍的關系(4)表述的是爆轟波前后方能量變化與爆轟壓力、爆轟速

24、度、爆轟產物速度、炸藥密度的關系考慮爆轟陣面反應放熱江西省爆破工程技術培訓2.3.3 爆轟波參數(shù)計算2. 爆炸與炸藥的基本理論2.3 炸藥的爆轟理論CJ面質點速度：爆轟壓力：K為系數(shù)，通常取3爆轟結束瞬間產物密度：爆速：爆轟結束瞬間產物溫度：Tc定容條件下爆溫江西省爆破工程技術培訓2. 爆炸與炸藥的基本理論2.3 炸藥的爆轟理論2.3.4 爆轟波穩(wěn)定傳播的條件 2.3.4.1 反應區(qū)化學反應機理第一類是整體均勻灼熱引起化學反應；第二類是熱點局部灼熱引起化學反應。江西省爆破工程技術培訓2. 爆炸與炸藥的基本理論2.3 炸藥的爆轟理論2.3.4 爆轟波穩(wěn)定傳播的條件 爆轟波在炸藥藥柱中的傳播速度稱

25、為爆轟速度，簡稱為爆速，通常以m/s或km/s表示之。 藥包直徑；約束條件；炸藥密度； 炸藥粒度 ；2.3.4.2 理想爆轟與穩(wěn)定爆轟 當任意增大藥柱直徑和長度，而爆轟波速度仍保持穩(wěn)定的最大值時，稱為理想爆轟。江西省爆破工程技術培訓2.3.4.3 側向擴散對反應區(qū)結構的影響2. 爆炸與炸藥的基本理論2.3 炸藥的爆轟理論2.3.4 爆轟波穩(wěn)定傳播的條件由于反應區(qū)厚度很小，藥柱直徑達到一定值后，爆速就已經接近理想爆速，此藥柱直徑稱為極限直徑。當藥柱直徑減少到一定值后，爆轟波不能穩(wěn)定傳播。爆轟波能穩(wěn)定傳播的最小藥柱直徑稱為臨界直徑(critical diameter)。臨界直徑時的爆速稱為臨界爆速

26、。江西省爆破工程技術培訓2.4 炸藥的氧平衡與熱化學參數(shù)2. 爆炸與炸藥的基本理論2.4.1 炸藥的氧平衡2.4.1.1 氧平衡的基本概念 氧平衡就是衡量炸藥中所含的氧與將可燃元素完全氧化所需的氧兩者是否平衡的問題。1) 零氧平衡：炸藥中所含的氧剛能夠將可燃元素完全氧化。2) 正氧平衡：炸藥中所含的氧剛能夠將可燃元素完全氧化還有剩余。3) 負氧平衡：炸藥中所含的氧不足以將可燃元素完全氧化。相關題庫試題：1.1.2_6.什么事氧平衡？分哪幾種不同情況，各有什么含義？(上方劃線處)江西省爆破工程技術培訓2.4.1.2 氧平衡值的計算2. 爆炸與炸藥的基本理論2.4.1 炸藥的氧平衡單質炸藥和混合炸

27、藥可表示為通式：由于：所以：正氧平衡零氧平衡負氧平衡M炸藥分子量2.4 炸藥的氧平衡與熱化學參數(shù)炸藥中若含有氯化物，氧平衡計算中，氯作為氧化性元素，生成氯化物。江西省爆破工程技術培訓2.4.1.2 氧平衡值的計算2. 爆炸與炸藥的基本理論2.4.1 炸藥的氧平衡2.4 炸藥的氧平衡與熱化學參數(shù)含鋁、硫等元素炸藥復雜的混合體系單項氧平衡值單項質量百分比硝酸銨：0.2硝酸鉀：0.396抗水銷售銨：0.185高氯酸按：0.340黑索金：-0.216奧克托金：-0.216硝化甘油：0.035重鉻酸鉀：0.163TNT：-0.740特屈兒：-0.474泰安：-0.101鋁粉：-0.889江西省爆破工程技

28、術培訓2. 爆炸與炸藥的基本理論2.4.1 炸藥的氧平衡2.4 炸藥的氧平衡與熱化學參數(shù)4號漿狀炸藥氧平衡值：-0.0544EL-102乳化炸藥氧平衡值：-0.0029江西省爆破工程技術培訓相關題庫試題48.炸藥的氧平衡與炸藥起爆時產生有害氣體有什么關系？(第三章 申請高級作業(yè)級別的試題) 答：我們知道，以炸藥元素組成講，通常是碳（C），氫(H)、氧(O)、氮（N）四種元素組成，其中碳、氫是可燃元素，氧是助燃的，氮一般是載氧體。炸藥爆炸的過程就是可燃元素與助燃元素發(fā)生極其迅速和猛烈的氧化還原反應，反應的結果必須出現(xiàn)三種情況：有時氧比較多而剩余，稱為正氧平衡；有時碳、氫元素較多而氧不足，稱為負氧

29、平衡；有時正好吻合，即氧完全氧化，與碳原子生成CO2，與氫原子生成水，則稱為零氧平衡。正氧平衡過大的炸藥爆炸時，過剩的氧將使氮元素氧化成氧化氮（NO2、N2O3）;負氧平衡過大的炸藥起爆時，由于氧不足，碳原子不能完全氧化，因而生成較多的一氧化碳（CO）。因此，在工程爆破中，使用零氧平衡的炸藥，產生的有害氣體最少。但由于爆炸時周圍介質也會參加反應及整個過程的復雜性，仍然會生成一定數(shù)量的有害氣體。2. 爆炸與炸藥的基本理論2.4.1 炸藥的氧平衡2.4 炸藥的氧平衡與熱化學參數(shù)江西省爆破工程技術培訓2.4.2 炸藥的熱化學參數(shù)2. 爆炸與炸藥的基本理論2.4 炸藥的氧平衡與熱化學參數(shù)炸藥的熱化學參

30、數(shù)：爆熱、爆溫、爆壓2.4.2.1 爆熱1mol炸藥爆轟時所放出的熱量稱為爆熱。爆熱的測定爆熱的測定通常用量熱彈測量。2)爆熱的計算 理論基礎：該炸藥爆炸變化反應式的確定和蓋斯定律。 蓋斯定律指出：化學反應熱僅取決于系統(tǒng)的初始狀態(tài)和最終狀態(tài)。江西省爆破工程技術培訓2. 爆炸與炸藥的基本理論2.4 炸藥的氧平衡與熱化學參數(shù)2.4.2 炸藥的熱化學參數(shù)炸藥爆炸時所放出的熱量將爆炸產物加熱達到的最高溫度稱為爆溫。單質炸藥爆溫：30005000攝氏度礦用炸藥20002500攝氏度爆溫難以測量（時間短暫，溫度高），一般用計算法。在金屬礦山的堅硬礦巖和大抵抗線的爆破中，用高爆溫炸藥；在軟巖特別是煤礦爆破中

31、，則相反（保證一定爆破效果，又防止瓦斯、煤塵爆炸）2.4.2.2 爆溫江西省爆破工程技術培訓2.4.2.3 爆壓2. 爆炸與炸藥的基本理論2.4 炸藥的氧平衡與熱化學參數(shù)2.4.2 炸藥的熱化學參數(shù)炸藥在密閉容器中爆炸時，其爆炸產物對器壁所施的壓力稱為爆壓。炸藥在密閉容器中爆炸是所產生的壓力可以利用力學氣體狀態(tài)方程式計算（爆炸氣體類似理想氣體）固體、液體炸藥的爆壓計算公式裝填密度，即裝藥質量與藥室體積之比，kg/L爆炸力，即表示乘積nRT爆炸產物范德華不可壓縮體積，或1kg炸藥的余容江西省爆破工程技術培訓相關題庫試題： 1.2_18.炸藥的熱化學參數(shù)有：爆熱、爆溫、爆壓。1.2_54.爆炸壓力

32、的大小取決于炸藥爆熱、爆溫和爆轟氣體的體積。2. 爆炸與炸藥的基本理論2.4 炸藥的氧平衡與熱化學參數(shù)2.4.2 炸藥的熱化學參數(shù)8什么是爆轟壓力？什么是爆炸壓力？其作用是什么？(第三章 申請高級作業(yè)級別的試題)答：爆轟壓力是指炸藥爆轟時爆轟波波陣面中的CJ面所測得的壓力，當爆轟波傳導炮孔孔壁上時，在孔壁的巖石中會激發(fā)成強烈的沖擊波和應力波。這種沖擊波在巖石中，特別是在硬巖中會引起炮孔周圍巖石出現(xiàn)粉碎和破裂，它為整個巖石破裂創(chuàng)造了先決條件。 爆轟壓力與炸藥的密度的一次方和爆速平方的乘積成正比關系。所以在爆破堅硬致密的巖石時，以選用密度大和爆速較高的炸藥為宜。 爆炸壓力又稱炮孔壓力，它是爆轟氣體

33、產物膨脹作用在孔壁上的壓力。在爆破破碎過程中爆炸壓力對巖石起脹裂、推移和拋擲作用。一般來說，爆炸壓力越高，說明爆轟產物中含有的能量越大，對巖石的脹裂、推移和拋擲作用越強烈。江西省爆破工程技術培訓2.5 炸藥的爆炸性能2. 爆炸與炸藥的基本理論2.5.1 爆速2.5.1.1 定義爆轟波在炸藥藥柱藥柱中的傳播速度稱為爆轟速度，簡稱爆速。2.5.1.2 爆速的影響因素影響因素：1)藥柱直徑與約束條件：其它條件相同的炸藥，藥柱直徑越大，爆速越接近理想爆速；增強藥柱約束條件，可以提高爆速，減少臨界直徑。2)炸藥密度工業(yè)炸藥，藥柱直徑一定時，存在有是爆速達到最大值的密度值（最佳密度）。再增加密度，爆速下降

34、，進而熄爆。3)炸藥粒度減少炸藥粒度，提高爆速。江西省爆破工程技術培訓相關題庫試題： 6.何謂炸藥爆速？試分析影響爆速的因素有哪些？（第三章 申請高級作業(yè)級別的試題） 答：爆轟波在炸藥藥柱中的傳播速度稱為爆轟速度，簡稱為爆速，通常以m/s或km/s表示之。必須指出，炸藥的爆速與炸藥的爆炸化學反應速度是本質不同的兩個概念，即爆速是爆轟波陣面一層一層地沿炸藥柱傳播的速度，而爆炸化學反應速度是指單位時間內反應完成的物質的質量，其度量單位是g/s。 影響爆速的因素如下：1）藥柱直徑，隨著藥柱直徑的增大，爆速也增大：2）約束條件，實踐表明，在藥柱直徑較小的情況下，增強藥柱的約束條件可以顯著提高炸藥的爆速

35、，減少其臨界直徑值；3）炸藥密度，概況地說，當炸藥組成分配比和工藝條件控制一定時，炸藥的爆速隨著密度的增加而增大；就工業(yè)炸藥而言，當藥柱直徑一定時，存在有使爆速達最大值的密度指，即最佳密度，再繼續(xù)增大密度，就會導致爆速下降，當爆速下降至臨界爆速時，爆轟波就不再能夠穩(wěn)定傳播，最終導致熄爆； 4）炸藥粒度，一般來說，減小炸藥粒度能夠提高炸藥的反應速度，減小反應時間和反應區(qū)厚度，從而減小臨界直徑提高爆速。2. 爆炸與炸藥的基本理論2.5 炸藥的爆炸性能江西省爆破工程技術培訓2.5.2 炸藥的做功能力2. 爆炸與炸藥的基本理論炸藥的做功能力通常以爆炸產物作絕熱膨脹直到溫度降到爆炸前的溫度是，對周圍的介

36、質所作的功來表示。1)炸藥的最大做功能力隨爆熱的增大而增大；2)爆熱的實際做功能力與比容V0有關，V0越大，效率越高。V1：爆炸產物膨脹前的體積V0：爆炸產物膨脹到常溫時的體積2.5 炸藥的爆炸性能江西省爆破工程技術培訓實際爆破作業(yè)時由于側向飛散、熱損失和無效功造成有效功約占炸藥總能力10%。2.5.3 猛度2. 爆炸與炸藥的基本理論炸藥的猛度是指炸藥爆炸瞬間，爆轟波和爆炸氣體產物直接對與之接觸的固體介質局部產生破碎的能力。炸藥的猛度大小主要取決于爆速。爆速越高，猛度越大，巖石被粉碎得越厲害。炸藥猛度的實測方法一般采用鉛柱壓縮法。2.5 炸藥的爆炸性能相關題庫試題： 1.1.2_10. 炸藥猛

37、度的定義是什么？一般采用的測量方法是什么？（答案見上方 ）江西省爆破工程技術培訓2.5.4 殉爆2. 爆炸與炸藥的基本理論2.5 炸藥的爆炸性能2.5.4.1 殉爆及產生的原因 一個藥包（卷）爆炸后，引起與它不相接觸的臨近藥包（卷）爆炸的現(xiàn)象，稱為殉爆。殉爆在一定程度上反映了炸藥對沖擊波的感度。通常將先爆炸的藥包稱為主發(fā)藥包，被引爆的后一個藥包稱為被發(fā)藥包。前者引爆后者的最大距離叫做殉爆距離，一般以厘米計，它表示一種炸藥的殉爆能力。 在工程爆破中，殉爆距離對于確定分段裝藥，盲炮處理和合理的孔網參數(shù)等都具有指導意義。在炸藥廠和危險品庫房的設計中，它是確定安全距離的重要依據(jù)。 相關題庫試題： 1.

38、2_10.什么叫殉爆？什么是殉爆距離？它在工程爆破中有何作用？（答案在見上方 ）江西省爆破工程技術培訓2.5.4.2 影響殉爆距離的因素2. 爆炸與炸藥的基本理論2.5 炸藥的爆炸性能2.5.4 殉爆1)裝藥密度主發(fā)藥包密度增高，殉爆距離加大。2)藥量和藥徑增加藥量和藥徑，殉爆距離加大。3)藥包約束條件和連接方式如果主發(fā)藥包有外殼等約束，或者連個藥包間存在管道，殉爆距離加大。4)藥包的擺放形式（圖2-18）5)惰性介質的性質惰性介質越粘稠，殉爆距離越小。江西省爆破工程技術培訓2.5.5 溝槽效應2. 爆炸與炸藥的基本理論2.5 炸藥的爆炸性能2.5.5.1 溝槽效應現(xiàn)象溝槽效應，也稱管道效應、

39、間隙效應，就是當藥卷與炮孔壁間存在有月牙形空間時，爆炸藥柱所出現(xiàn)的自抑制-能量衰減直至拒（熄）爆的現(xiàn)象。江西省爆破工程技術培訓產生的原因：（1）爆炸產物壓縮空氣產生沖擊波，超前于爆轟波，壓縮藥卷，使其密度增加而抑制了爆轟。（2）爆轟波前面有一個等離子層，對未反應的藥卷表層產生壓縮，抑制了該層炸藥的完全反應，等離子體越強烈，這個表層穿透越深，能量衰減越大，造成藥包爆轟熄滅。 在小直徑炮孔作業(yè)中，這種效應普遍存在，是影響爆破質量的重要因素之一。2.5.5.2 溝槽效應的影響因素下列技術措施可以減少或消除溝槽效應，改善爆破效果：采用化學技術，選用不同的包裝覆蓋物；調整炸藥配方和加工工藝，以縮小炸藥爆速與等離子體速度間的差值；堵塞等離子體的傳播；在炮孔每個藥卷間插上一層塑料薄板或炮泥；用水或有機泡沫填充炮孔與藥卷之間的月牙形間隙；采用散裝技術，使炸藥全部充填炮孔不留間隙。2. 爆炸與炸藥的基本理論2.5 炸藥的爆炸性能2.5.5 溝槽效應江西省爆破工程技術培訓相關題庫試題： (第三章 申請高級作業(yè)級別的試題)7.何謂溝槽效應？試說明減少或消除溝槽效應的措施有哪些？ 答：就是當藥卷與炮孔壁間存在有月牙形空間時，爆炸產物壓縮空氣產生沖擊波，超前于爆轟波，壓縮藥卷，使其密度增加而抑制了爆轟；另一種觀點認為，爆轟波前