1炸藥爆炸的基礎(chǔ)知識

1、爆破安全 1 炸藥爆炸的基礎(chǔ)知識 炸藥爆炸的基礎(chǔ)知識炸藥的爆炸爆炸是人們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常見到的現(xiàn)象。例如超新星的爆發(fā)、小行星或隕石的高速碰 撞。在我們地球上見到的閃電、火山爆發(fā)、原子彈與氫彈的爆炸、車胎放炮、鍋爐脹裂、 燃放鞭炮等都是爆炸。爆炸是某一物質(zhì)系統(tǒng)在有限空間和極短時(shí)間內(nèi)，迅速釋放大量能量 或急驟轉(zhuǎn)化的物理、化學(xué)過程。在這個(gè)過程中，通常伴隨有強(qiáng)烈的放熱、發(fā)光和聲響等效 應(yīng)。爆炸的基本特征表現(xiàn)在速度高、威力大和破壞作用強(qiáng)等方面。從安全角度出發(fā)，爆破 時(shí)還應(yīng)考慮爆炸的副作用，如爆破地震效應(yīng)、沖擊波、飛石、有毒氣體、噪聲以及其他對 相鄰物體、構(gòu)筑物和人身的影響等。爆炸現(xiàn)象按照爆炸發(fā)生的原因，自

2、然界各種爆炸現(xiàn)象可歸納為物理爆炸、核爆炸和化學(xué)爆炸三 大類。（ 1）物理爆炸。 爆炸過程是一個(gè)物理過程， 即爆炸前后物質(zhì)的化學(xué)成份沒有發(fā)生質(zhì)的 改變，只是物態(tài)發(fā)生了變化。例如，當(dāng)蒸汽鍋爐內(nèi)壓力過大，超過了鍋爐所能承受的抗壓 強(qiáng)度，使鍋爐突然破裂，并發(fā)出巨大的聲響，就是典型的物理爆炸。物理爆炸還包括電爆 炸、激光和其他強(qiáng)粒子束照射以及物體高速碰撞等引起的爆炸。大自然中的雷電屬于物理 爆炸現(xiàn)象，其能源為電能。帶有不同電荷的兩塊云彩，當(dāng)距離比較近時(shí)，發(fā)生強(qiáng)烈的放電 現(xiàn)象。電位差在US數(shù)量級時(shí)間內(nèi)拉平，使放電區(qū)達(dá)到極其巨大的能量密度和數(shù)萬度的高溫， 導(dǎo)致放電區(qū)空氣壓力急劇升高，并在周圍空氣中形成強(qiáng)烈的

3、擾動(dòng)。（2）核爆炸。某些物質(zhì)的原子發(fā)生核裂變（U235的裂變）或核聚變（氘、氚、鋰的聚變）等鏈鎖反應(yīng)時(shí)，瞬間釋放出巨大能量，使裂變或聚變產(chǎn)物形成高溫高壓的氣體而迅速 膨脹做功，造成巨大的破壞作用，稱為核爆炸。原子彈、氫彈的爆炸屬于核爆炸。原子彈 是用鈾 235或钚239的裂變來實(shí)現(xiàn)的。核裂變時(shí)，鈾235或钚 239的原子核在中子的作用下分裂成為較輕的原子核， 放出大量的核能。 氫彈是用氘、 氚或鋰的聚變來實(shí)現(xiàn)的。 核聚變時(shí)， 氘、氚或鋰的原子核在極高溫度的條件下結(jié)合成為較重的原子核，也能放出大量的核能。 1g鈾235全部進(jìn)行核裂變放出的能量相當(dāng)于2X l07kg梯恩梯的能量，1g氚全部進(jìn)行核聚

4、變時(shí)放出的能量相當(dāng)于1.1 X 108kg梯恩梯的能量。核爆炸時(shí)原子核反應(yīng)區(qū)的溫度達(dá)到107K，壓力達(dá)到1010 Pa以上，在這樣高的溫度和壓力的作用下，其能量以沖擊波、光輻射和貫穿輻 射等形式表現(xiàn)出來，對外界產(chǎn)生極其嚴(yán)重的破壞作用。因此，核爆炸是更加劇烈的爆炸現(xiàn) 象。核爆炸過程釋放的能量，可以達(dá)到普通炸藥爆炸能量的幾百萬倍，具有強(qiáng)烈的爆破作 用，但由于目前在工業(yè)上沒有得到廣泛有效的應(yīng)用，其利用及安全問題不在本書討論范圍 之內(nèi)。（ 3）化學(xué)爆炸。 爆炸過程是急劇的化學(xué)反應(yīng)過程， 放出足夠的熱能， 形成高溫高壓氣體，并對外界膨脹做功。爆炸后物質(zhì)的化學(xué)成份和性質(zhì)與爆炸前物質(zhì)的化學(xué)成份和性質(zhì)相比已經(jīng)

5、發(fā)生了質(zhì)的改變。瓦斯爆炸和炸藥爆炸都屬于化學(xué)爆炸。如銨油炸藥是由硝酸銨和 柴油按一定比例混合制成的，爆炸后生成水蒸汽、二氧化碳和氮?dú)?。石油液化氣體與一定 比例的空氣混合物所引起的爆炸也屬于化學(xué)爆炸。工程爆破是利用炸藥的爆炸能量對周圍介質(zhì)做功以達(dá)到預(yù)定工程目標(biāo)的作業(yè)。在工程 爆破中，研究應(yīng)用最廣泛的是炸藥的化學(xué)爆炸。因此本章只介紹炸藥的化學(xué)爆炸及其相關(guān) 知識。炸藥爆炸必須具備的條件炸藥爆炸是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程，但炸藥的化學(xué)反應(yīng)并不都是爆炸，必須具備一定條件 的化學(xué)反應(yīng)才是爆炸。炸藥爆炸必須同時(shí)具備放熱反應(yīng)、生成大量氣體和高速反應(yīng)三個(gè)條 件。放熱反應(yīng)炸藥爆炸實(shí)質(zhì)上是炸藥中的化學(xué)能在瞬間轉(zhuǎn)化為對外界做

6、功的過程，化學(xué)反應(yīng)釋放出 的熱量是做功的能源，也是化學(xué)反應(yīng)進(jìn)一步加速進(jìn)行的必要條件。所以化學(xué)反應(yīng)過程是否 釋放能量，決定了炸藥能否產(chǎn)生爆炸。釋放熱量多少是爆炸作功大小的決定因素之一。炸藥爆炸時(shí)放出的熱量大小常用爆熱來衡量，爆熱指單位質(zhì)量炸藥爆炸時(shí)所放出的熱 量。爆熱可以用實(shí)驗(yàn)方法測定，也可以用理論計(jì)算方法確定。常見炸藥的爆熱值列入表 1-1 中。表1-1常見炸藥的爆熱炸藥名稱爆熱/KJ Kg-1炸藥名稱爆熱/KJ Kg-1黑火藥2784硝酸銨1440梯恩梯4187雷水1733特屈兒2562二號巖石炸藥3687黑索金6278銨油炸藥4101泰安589562%膠質(zhì)炸藥5482氮化鉛1536硝化甘油

7、6217炸藥爆炸瞬間放出的熱量主要用于對爆炸產(chǎn)物加熱，使爆炸產(chǎn)物達(dá)到很高的溫度，爆炸產(chǎn)物在原有體積內(nèi)達(dá)到熱平衡時(shí)的溫度稱為爆溫。爆溫與爆炸放出的熱量有直接的關(guān)系。某些炸藥的爆溫列入表1-2中。炸藥名稱爆溫/ C炸藥名稱爆溫/ C雷水4350硝化甘油炸藥4040硝化甘油4600巖石銨梯炸藥24002700黑索金3877煤礦銨梯炸藥20002400梯恩梯2870黑火藥2615炸藥的爆溫值表1-2生成大量氣體氣體具有良好的可壓縮性和很大的膨脹系數(shù)，炸藥爆炸瞬間（十至幾十微秒時(shí)間內(nèi)） 生成大量的氣體容納在原有體積內(nèi)，必然產(chǎn)生很高的壓力，高溫高壓氣體為做功提供了必 要條件，氣體膨脹過程就是做功。產(chǎn)生氣體

8、多少和釋放熱量多少?zèng)Q定了炸藥爆炸做功多少。常用比容衡量炸藥爆炸時(shí)產(chǎn)生的氣體多少，比容是指單位質(zhì)量炸藥爆炸后生成的氣體 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所占的容積。比容越大的炸藥，爆炸時(shí)對外做功的能力越大。表1-3列出了某些炸藥的比容。表1-3炸藥的比容炸藥名稱比容/L Kg-1炸藥名稱比容/L Kg-1黑火藥280泰安780梯恩梯740硝化甘油715特屈兒710雷水300黑索金890硝酸銨9801.1.2.3 高速度反應(yīng)只有迅速的化學(xué)反應(yīng)，才能使炸藥在瞬間釋放出大量能量，達(dá)到很高的能量密度。盡 管炸藥化學(xué)反應(yīng)釋放出大量能量并產(chǎn)生大量氣體，如果沒有必要的反應(yīng)速度，也不能形成 爆炸，反應(yīng)速度標(biāo)志著做功的功率。如煤在空

9、氣中燃燒釋放出的熱量(8960kJ/kg )是TNT炸藥爆炸時(shí)釋放熱量的兩倍多，同時(shí)生成大量的氣體，但由于反應(yīng)過程比較緩慢，其能量 密度遠(yuǎn)小于TNT爆炸時(shí)的能量密度，不能形成爆炸。爆炸反應(yīng)的速度通常用爆速來衡量，爆速是指爆炸過程在炸藥中傳播的最大的穩(wěn)定的 速度。可以認(rèn)為在同等條件下，爆速高的炸藥，爆炸反應(yīng)速度高，爆炸的威力也高。常用 炸藥的爆速列于表1-4中。表1-4炸藥的爆速炸藥名稱爆速/m s-1炸藥名稱-1爆速/m s2號巖石炸藥3600梯恩梯6700銨油炸藥28003200黑索金8400漿狀炸藥34005600特屈兒7250乳化炸藥32004200泰安8400氮化鉛5300硝化甘油75

10、00二硝基重氮酚5400硝酸銨11002700炸藥的化學(xué)反應(yīng)只有同時(shí)具備以上三個(gè)條件，才能形成爆炸反應(yīng)，產(chǎn)生爆炸效應(yīng)。1.1.3炸藥的反應(yīng)形式爆炸不是炸藥唯一的化學(xué)反應(yīng)形式，在特定的反應(yīng)條件下，同種炸藥可能有四種不同 的化學(xué)反應(yīng)形式：熱分解、燃燒、爆炸和爆轟。四種反應(yīng)形式產(chǎn)生不同的物理化學(xué)效應(yīng)。熱分解熱分解是炸藥化學(xué)反應(yīng)的最低形式，表現(xiàn)為炸藥在常溫下緩慢的化學(xué)變化，使原物質(zhì) 發(fā)生本質(zhì)的變化。炸藥的熱分解過程沒有明顯的聲、光效應(yīng)，通常不易覺察。反應(yīng)速度隨 內(nèi)外條件而變化，通常對溫度比較敏感，溫度越高，反應(yīng)速度越快，濕度、壓力和通風(fēng)條 件對反應(yīng)速度和結(jié)果也會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響。炸藥熱分解一般會(huì)帶來

11、不良后果，炸藥因 熱分解而變質(zhì)直接影響炸藥的使用。在一定條件下，熱分解會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)槿紵踔帘?，以?發(fā)生意外爆炸事故。所以在炸藥的制造、貯存過程中應(yīng)嚴(yán)格控制環(huán)境條件，避免炸藥的熱 分解。1.1.3.2 燃燒燃燒是比熱分解更高一級的化學(xué)反應(yīng)形式，往往是由受熱或火焰引起的。燃燒是物質(zhì) 的氧化過程，所以一般物質(zhì)燃燒需要外界提供氧，而炸藥本身含有豐富的氧和燃料，不需 要外界的氧就可以燃燒。一旦炸藥燃燒，靠隔絕空氣的滅火方法不起作用，往往還會(huì)加速 炸藥的燃燒。炸藥燃燒時(shí)對壓力比較敏感，壓力越大，燃速越高，甚至由燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)楸āＫ哉ㄋ幵诿荛]條件下燃燒是很危險(xiǎn)的。炸藥貯存時(shí)，要注意創(chuàng)造不利于燃燒的條件，如

12、改善通風(fēng)條件。爆炸爆炸是炸藥的最高化學(xué)反應(yīng)形式。與燃燒的區(qū)別在于燃燒靠熱傳導(dǎo)傳遞能量和激發(fā)化 學(xué)反應(yīng)，爆炸則靠沖擊波傳遞能量和激發(fā)反應(yīng)區(qū)；燃燒受環(huán)境影響較大，爆炸則基本上不 受環(huán)境影響；爆炸的反應(yīng)速度、溫度和壓力都比燃燒高得多。所以爆炸表現(xiàn)出強(qiáng)烈的破壞 作用。爆炸是爆破安全的主要控制對象。爆炸過程中遇到不利因素也可能導(dǎo)致爆炸中斷， 使爆炸過程轉(zhuǎn)變?yōu)槿紵驘岱纸狻１Z爆炸速度增長到穩(wěn)定爆速的最大值時(shí)就轉(zhuǎn)化為爆轟，爆轟是指炸藥以最大穩(wěn)定速度進(jìn) 行的反應(yīng)過程。特定的炸藥在特定的條件下的爆轟速度為常數(shù)。爆炸和爆轟并無本質(zhì)上的區(qū)別，只不過是傳播速度不同而已。爆轟的傳播速度是恒定 的，爆炸的傳播速度是可變

13、的， 就這個(gè)意義上講，也可以認(rèn)為爆轟是爆炸的一種特殊形式， 即穩(wěn)定的爆炸。炸藥爆炸已經(jīng)在許多行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，尤其在工程爆破方面。在巖土工程中，無論 在經(jīng)濟(jì)方面還是在效率方面，爆破方式都比機(jī)械方式具有優(yōu)勢；在城市建設(shè)和企業(yè)改造中,控制爆破也發(fā)揮了重要作用。炸藥化學(xué)反應(yīng)的四種形式與各自必要的條件相對應(yīng)，條件改變，反應(yīng)形式也相應(yīng)地改 變，可以相互轉(zhuǎn)化，即它們之間有著非常密切的內(nèi)在聯(lián)系。從安全和爆破工程方面考慮， 都希望炸藥按照預(yù)定的反應(yīng)形式進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，即使反應(yīng)形式發(fā)生轉(zhuǎn)變，也應(yīng)在可以控制 的范圍內(nèi)，否則會(huì)引起預(yù)想不到的事故。炸藥的起爆和感度炸藥的起爆和起爆能爆炸是炸藥在特定條件下的化學(xué)反應(yīng)過程，

14、促使炸藥進(jìn)行爆炸反應(yīng)的條件稱為起爆條 件。當(dāng)炸藥內(nèi)部處于相對穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，必須獲得必要的外能才會(huì)破壞這種穩(wěn)定狀態(tài)，使炸藥 的各元素重新組合， 發(fā)生爆炸反應(yīng)。通常將外界施加給炸藥某一局部而引起炸藥爆炸的能量 稱為起爆能，而引起炸藥發(fā)生爆炸的過程成為起爆。引起炸藥爆炸的原因可以歸納為兩個(gè)方面內(nèi)因與外因。從內(nèi)因看，炸藥爆炸是由于炸藥分子結(jié)構(gòu)的不同所引起的。也就是說，炸藥本身的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)決定著該炸藥對外界作用的選擇能力。 吸收外界作用能力比較強(qiáng)， 分子結(jié)構(gòu) 比較脆弱的炸藥就容易起爆，否則就不容易起爆。例如，碘化氮只要用羽毛輕輕觸及就可以 引起爆炸，而硝酸銨需用幾十克甚至數(shù)百克梯恩梯才能引爆。所謂

15、外因系指起爆能。 由于外部作用的形式不同， 導(dǎo)致炸藥爆炸的起爆能通?？梢杂幸?下三種形式：加速運(yùn)動(dòng)， 10-8 cm 大得 10-3s 的時(shí)間內(nèi)。由于灼熱核的形成，首先局部炸藥發(fā)生爆炸，然后發(fā) 展為炸藥的全部爆炸。這種觀點(diǎn)即解釋炸藥起爆機(jī)理的“灼熱核理論”。在工程爆破中很少熱能：加熱升溫可以使炸藥分子運(yùn)動(dòng)速度加快，加速炸藥的化學(xué)分解和化合，達(dá)到一定 的溫度后，便可以由爆燃轉(zhuǎn)化為爆炸。如用導(dǎo)火索噴出的火花起爆雷管中的起爆藥，火花起 爆黑火藥，炸藥受到烘烤、加熱或火花作用時(shí)，開始熱分解，然后燃燒，最后轉(zhuǎn)變?yōu)楸ǖ?過程都是熱能作用的結(jié)果。機(jī)械能： 撞擊、 摩擦等機(jī)械能作用在炸藥的局部， 使炸藥局部

16、分子獲得動(dòng)能， 局部溫度升高，形成“灼熱核”。它的直徑為10-510-3cm,比炸藥分子的直徑多，并且能存在 10-5 利用機(jī)械能起爆炸藥，但在炸藥的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用過程中，應(yīng)該注意防止因機(jī)械能 引起的意外的爆炸事故。爆炸能： 炸藥爆炸時(shí)形成的高溫高壓狀態(tài)攜帶的巨大能量能夠引發(fā)附近炸藥爆炸， 如炸 藥內(nèi)部局部爆炸轉(zhuǎn)變?yōu)槿勘ǎ?起爆藥引爆主炸藥爆炸， 雷管引爆炸藥都屬于爆炸能起爆。 工程爆破中，炮孔中的炸藥都是在雷管、起爆彈、導(dǎo)爆索等爆炸能的作用下發(fā)生爆炸的。1.2.2 炸藥起爆的基本理論（1）炸藥的熱能起爆理論熱能起爆理論的基本要點(diǎn)是在一定的溫度、 壓力和其他條件下， 如果一個(gè)體系反

17、應(yīng)放出 的熱量大于熱傳導(dǎo)所散失的熱量， 就能使該體系混合氣體發(fā)生熱積聚， 從而使反應(yīng)自動(dòng) 加速而導(dǎo)致爆炸。也就是說，爆炸是系統(tǒng)內(nèi)部溫度漸增的結(jié)果。（2）炸藥的機(jī)械能起爆理論灼熱核理論 灼熱核理論認(rèn)為，當(dāng)炸藥受到撞擊、摩擦等機(jī)械能的作用時(shí)，并非受作用的各個(gè)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(gè)極小的部分被加熱。例如，炸藥個(gè)別晶 體的棱角處或微小氣泡處首先被加熱到炸藥的爆炸所需要的溫度，促使局部炸藥首先被引 爆，然后迅速傳播至全部炸藥。這種溫度很高的微小區(qū)域，稱為灼熱核。對于單質(zhì)炸藥或含 單質(zhì)炸藥的混合炸藥來說， 其灼熱核通常在晶體的棱角處形成； 而對于含水炸藥 （乳化炸藥、 漿狀炸

18、藥等）來說，灼熱核一般在微小氣泡處形成。（3）炸藥的爆炸沖擊能起爆理論 實(shí)踐表明，均相炸藥（及不含氣泡、雜質(zhì)的液體或晶體炸藥）和非均相炸藥的爆炸沖擊能起爆機(jī)理是不同的。A 均相炸藥的爆炸沖擊能起爆過程 均相炸藥的爆炸沖擊能起爆過程大致是，主發(fā)裝藥爆炸產(chǎn)生的強(qiáng)沖擊波進(jìn)入均相炸藥 （如四硝基甲烷），經(jīng)過一定的延遲后，便開始在其表面形成爆轟波。這個(gè)爆轟波是在強(qiáng)沖 擊波通過后， 在已被沖擊壓縮的炸藥中發(fā)生的， 此時(shí)爆轟波的傳播速度比正常的穩(wěn)定爆速大 的多。雖然開始它跟在強(qiáng)沖擊波的后面，但經(jīng)過一定的距離后，它會(huì)趕上沖擊波陣面，其爆速突然降低到略高于穩(wěn)定的值，往后慢慢的達(dá)到穩(wěn)定的爆速。一般的說均相炸藥的爆

19、炸沖擊能起爆取決于臨界起爆壓力值.不同炸藥的臨界起爆壓力值是不相同的，例如P =1.6g/cm 3硝化甘油炸藥，其臨界的起爆壓力值Pk=8.5 X 109Pa;而P =1.8g/cm 3的黑索金炸藥，其臨界起爆壓力值Pk=10 x 1010Pa。B非均相炸藥的爆炸沖擊能起爆過程非均相炸藥是指物理性質(zhì)不均勻炸藥。這種物理不均勻性既可以是不同物質(zhì)相互混合造成的，也可以是炸藥中留有空氣間隙造成的，或是兩者皆有之。非均相炸藥的爆炸沖擊能起 爆和均相炸藥有很大的不同，這是由于非均相炸藥反應(yīng)是從局部“熱點(diǎn)”處擴(kuò)展開來的，而 不像均相炸藥反應(yīng)那樣能量均勻分配給整個(gè)起爆面，這樣非均相炸藥所需的臨界起爆壓力 P

20、值要比均相炸藥小。實(shí)際上，非均相炸藥的沖擊能起爆可以用灼熱核理論進(jìn)行解釋。1.2.3 炸藥感度炸藥在外能作用下，發(fā)生爆炸反應(yīng)的難易程度叫做炸藥的敏感度，簡稱感度。炸藥感度 的高低以激起炸藥爆炸反應(yīng)所需的起爆能大小來衡量。起爆所需的起爆能越大，炸藥的感度越低。炸藥的感度是衡量炸藥安全性的最重要指標(biāo)，感度越高的炸藥，使用越不安全。炸藥的感度高低對于炸藥的加工制造、貯存運(yùn)輸及安全使用都十分重要，炸藥的感度太也不適合于工程爆破。研究 分析影響感度的諸因素,通過高時(shí)，不能直接用于工程爆破，只能少量地用于特定的爆破器材（如雷管）中，如純硝化甘 油的感度太高，以致被宣布為不能使用的危險(xiǎn)品，當(dāng)進(jìn)行鈍化處理以后

21、，才可以用于工程爆 破。感度太低的炸藥，需要很大的起爆能，增加了起爆的負(fù)擔(dān)， 炸藥的感度的目的在于掌握炸藥在特定條件下爆炸的可能性， 采用相應(yīng)的措施，使炸藥的感度滿足生產(chǎn)、貯存、運(yùn)輸、 使用和經(jīng)濟(jì)上的不同要求。炸藥的感度有熱感度、機(jī)械 感度和爆轟感度之分。炸藥熱感度及其測定方法炸藥在熱能的作用下發(fā)生爆炸的難易程度稱為炸藥 的熱感度。炸藥的熱感度目前還不能用理論或經(jīng)驗(yàn)公式 進(jìn)行計(jì)算，主要采用實(shí)驗(yàn)測定的方法來確定。通過測定 炸藥的爆發(fā)點(diǎn)、火焰感度來確定。圖1-1爆發(fā)點(diǎn)測定儀1-合金浴鍋；2-電熱絲；3-外殼；4-隔熱層;5-鍋蓋；6-銅試管；7-溫度計(jì);8-放氣孔；9-低熔點(diǎn)合金升高環(huán)境溫度后再試

22、，如（1）炸藥的爆發(fā)點(diǎn) 爆發(fā)點(diǎn)指炸藥在規(guī)定時(shí)間（5min ）內(nèi)起爆所需加熱 的最低溫度。應(yīng)該注意，這一溫度并不是炸藥爆炸時(shí)炸 藥本身的溫度，也不是炸藥開始分解時(shí)本身的溫度，而 是炸藥分解自行加速開始時(shí)的環(huán)境溫度。一般把炸藥分 解開始自行加速到爆炸所經(jīng)歷的時(shí)間稱為爆發(fā)延滯期。 實(shí)驗(yàn)時(shí)，延滯期取 5min為標(biāo)準(zhǔn)。爆發(fā)點(diǎn)越低的炸藥，熱 感度越高。爆發(fā)點(diǎn)測定原理很簡單，將定量炸藥（0.05g ）放在恒溫的環(huán)境中 5mi n,如果炸藥沒有爆炸，說明此環(huán)境溫度太低， 果不到5min就爆炸，說明環(huán)境溫度太高，降低環(huán)境溫度再試，直到調(diào)整到某一環(huán)境溫度時(shí),1-5。炸藥正好在5min爆炸，此環(huán)境溫度就是炸藥的爆發(fā)

23、點(diǎn)。測定炸藥的爆發(fā)點(diǎn)常用爆發(fā)點(diǎn)測定 儀，如圖1-1所示，相當(dāng)于一個(gè)堅(jiān)固的可調(diào)溫保溫瓶。雖然爆發(fā)點(diǎn)測定的原理很簡單，但實(shí) 際操作卻很費(fèi)時(shí)。常見炸藥的爆發(fā)點(diǎn)見表表1-5 常見炸藥的爆發(fā)點(diǎn)炸藥名稱爆發(fā)點(diǎn)/ 0C炸藥名稱爆發(fā)點(diǎn)/ 0c二硝基重氮酚150151泰安205215雷水175180黑索金215235膠質(zhì)炸藥180200梯恩梯290300特屈兒195200硝酸銨300硝化甘油200205氮化鉛330340（2 ）炸藥的火焰感度炸藥在明火（火花，火焰）的作用下發(fā)生爆炸 的難易程度，稱為炸藥的火焰感度。火焰感度用圖 1-2所示火焰感度測量裝置測定，試管內(nèi)裝入待試 炸藥（起爆藥0.05g，猛炸藥1g）

24、,通過調(diào)整導(dǎo)火 索頭距炸藥的距離X,點(diǎn)燃導(dǎo)火索進(jìn)行試驗(yàn)，同樣距離試驗(yàn)六次，找出六次同樣試驗(yàn)100%都能使炸藥zz/zz/y/77Xnin1.2.3.2炸藥機(jī)械感度及其測定方法圖1-2火焰感度測量裝置點(diǎn)燃的最大距離Xmax和100%都不能使炸藥點(diǎn)燃的最 小距離Xmin，Xmax越大，炸藥的火焰感度越高， 越小，火焰感度越低。當(dāng)起爆炸藥時(shí)，要了解炸藥 的Xmax；當(dāng)從安全方面考慮時(shí)，也需要了解炸藥的 Xmin。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)尺機(jī)械感度高的炸藥會(huì)給爆破工程帶機(jī)械感度主要有撞擊感度和摩擦感度。在爆破 工程中，雷管內(nèi)利用起爆藥的熱感度起爆，起爆藥

25、 與炸藥間利用爆炸能起爆，一般不用炸藥機(jī)械感度 起爆。機(jī)械感度主要影響炸藥的貯存、運(yùn)輸和使用安全， 來更多的不安全因素，所以爆破工程中不希望炸藥的機(jī)械感度高。在軍火方面，彈藥的引信 一般用機(jī)械作用起爆，機(jī)械感度對彈藥的起爆有重要意義。A炸藥撞擊感度及其測定方法撞擊感度表示炸藥在撞擊作用下發(fā)生爆炸的難易程度。撞擊感度用實(shí)驗(yàn)方法測定，實(shí) 驗(yàn)的原理是利用自由落體的能量撞擊炸藥，猛炸藥用垂直落錘儀（見圖1-3），撞擊能量較大，在撞擊能固定的條件下，用25次同等試驗(yàn)中炸藥發(fā)生爆炸的百分率表示所試炸藥的撞擊感度，常用單質(zhì)猛炸藥的撞擊感度見表1-6。起爆藥用弧形落錘儀（見圖1-4），撞擊能量較小。通過調(diào)整重

26、錘的落高，同一落高下做多次試驗(yàn)，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(yàn)次數(shù)10次以上。三種主要起爆藥的撞擊感度見表 1-7。表1-6猛炸藥的撞擊感度炸藥名稱撞擊感度/%炸藥名稱撞擊感度/%梯恩梯49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表1-7起爆藥的撞擊感度炸藥名稱錘重/g上限/mm下限/mm雷汞4808055疊氮鉛97523565 70二硝基重氮酚500225e4b5102J1-擊砧裝置；2-導(dǎo)軌；6-標(biāo)尺；7-底座；8-套筒；9-下?lián)糁?0-炸藥；11

27、-上擊柱圖1-3 垂直落錘儀3-落錘；4a-電磁鐵4b-鋼爪；5-鋼絲繩;圖1-4弧形落錘儀1-定位鉤；2-弧形架；3-炸藥；4-鋼底座；5-落錘利用該裝置測出的感度，其表示方法有多種，常用的有下列三種：（1）爆炸百分率。落高 25cm，錘重10kg，撞擊25 50次，求出其爆炸百分率。當(dāng) 爆炸百分率為100%時(shí)，改用5kg或2kg重錘重新試驗(yàn)。（2） 上下限。上限是100%爆炸的最低落高；下限是 100%不爆炸的最高落高。（3）50%爆炸特性高度。即用 50%爆炸的那一點(diǎn)的高度來表示。B炸藥摩擦感度及其測定方法摩擦感度衡量炸藥在摩擦作用下發(fā)生爆炸的難易程度。摩擦感度用擺式摩擦感度測量 儀測定

28、，測量原理如圖1-5所示。960自由25次,1-2-4。炸藥放在上下?lián)糁g，由液壓系統(tǒng)通過導(dǎo)柱塞給炸藥施加一定壓力，擺錘由 落下打擊擊桿，擊桿使上擊柱移動(dòng)，上擊柱與炸藥間發(fā)生摩擦作用。同樣的試驗(yàn)進(jìn)行 用25次中發(fā)生爆炸的百分?jǐn)?shù)來表示被測炸藥的摩擦感度。某些炸藥的摩擦感度見表P43）1-擺錘；2-擊桿；3-角度標(biāo)量；4-測定裝置；5-油壓機(jī)；6-壓力計(jì);7-頂板；8-上下?lián)糁?-炸藥；10-導(dǎo)向套；11-柱塞Z表1-8炸藥的摩擦感度炸藥名稱摩擦感度/%炸藥名稱摩擦感度/%梯恩梯0銨松蠟416特屈兒242號巖石炸藥1620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

29、藥321.2.3.3炸藥爆炸沖能感度及其測定方法實(shí)踐表明，一個(gè)藥包（藥卷）爆炸時(shí)，會(huì)在某種惰性介質(zhì)中（如空氣、水、沙土等）產(chǎn) 生沖擊波，通過這種沖擊波的作用可以引起相隔一定距離處另一藥包（藥卷）的爆炸，這種 現(xiàn)象稱為炸藥沖擊波感度，也稱殉爆。爆炸沖能感度指炸藥在爆炸沖擊波的作用下發(fā)生爆炸 的難易程度。當(dāng)炸藥爆炸時(shí)，產(chǎn)生的爆炸沖擊波對相鄰或附近炸藥作用，受作用炸藥被引發(fā) 爆炸的難易程度即該炸藥的爆炸沖能感度。用爆炸沖能起爆炸藥是爆破工程起爆的主要方法。炸藥爆炸沖能感度常用極限起爆藥量、殉爆距離、隔板試驗(yàn)和飛片撞擊試驗(yàn)來衡量。BP（1）極限起爆藥量及其測定方法 保證炸藥起爆所需的最小起爆藥量稱做該

30、炸藥 的極限起爆藥量（簡稱極限藥量）。如用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，實(shí)驗(yàn)裝置見圖1-6。操作步驟：稱取0.5g或1.0g炸藥試樣，以49.03MPa壓力將其壓入8#銅雷管殼中，然后再裝入 起爆藥，扣上加強(qiáng)帽，以 29.4MPa壓力加壓，并插 入導(dǎo)火索；將制成的這種火雷管直立放在4mm厚圖1-6極限起爆藥量測定裝置1-雷管；2-導(dǎo)火索；3-鉛板的鉛板上起爆。根據(jù)鉛板穿孔大小來判斷測試的炸 藥是否引爆。完全爆炸的標(biāo)準(zhǔn)是鉛板穿孔直徑不小 于雷管外徑。通過增減起爆藥的藥量，經(jīng)過一系列 試驗(yàn)，即可測出它的極限起爆藥量。用這種方法測 定的幾種猛炸

31、藥的極限起爆藥量列于表1-2-5。這種方法適合于測定單質(zhì)猛炸藥被高感度起爆藥起爆的爆炸沖能感度。工業(yè)炸藥的極限起爆藥量可用起爆藥包的最小藥量來衡量。實(shí)際上工業(yè)炸 藥的爆炸沖能感度常用下面介紹的殉爆距離來衡量。表1-9 幾種單質(zhì)猛炸藥的極限起爆藥量起爆藥名稱受試炸藥/g梯恩梯特屈兒黑索金雷水0.240.190.19氮化鉛0.160.100.05二硝基重氮酚0.1630.170.13（2）殉爆距離及其測定方法工業(yè)炸藥的爆炸沖能感度常用殉爆距離大小來衡量，測定方法如圖1-7所示。主爆藥包與從爆藥包同置于直徑與藥包直徑相近的半圓溝中。兩個(gè)藥包縱軸在同一水平線上，距離為I，主爆藥包由雷管起爆后，產(chǎn)生強(qiáng)烈

32、空氣沖擊波，在一定距離范圍內(nèi)，可以激起從爆藥包 爆炸。如果距離I過大，沖擊波在傳播過程中強(qiáng)度衰減，不足以引起從爆藥包爆炸。足以使 從爆藥包爆炸的藥包間最大距離，就是炸藥的殉爆距離。殉爆距離的單位用cm表示。殉爆距離大，說明炸藥的爆炸沖能感度高。用殉爆距離作標(biāo)準(zhǔn)比較不同炸藥感度時(shí)，一定要保持 相同的測定條件，否則就失去測定結(jié)果的可比性。圖1-7炸藥殉爆距離測定法1-起爆雷管；2-主爆藥包；3-從爆藥包爆破安全 1 炸藥爆炸的基礎(chǔ)知識 爆破安全1.2.3.4炸藥靜電火花感度 炸藥的靜電感度表示炸藥在靜電放電時(shí)，在電火花的作用下發(fā)生爆炸的可能性。炸藥 顆粒間以及和其他物體間的相互摩擦都會(huì)產(chǎn)生靜電。在

33、炸藥和起爆器材加工制造中，以及 機(jī)械化裝藥（如銨油炸藥）時(shí)，靜電的產(chǎn)生是發(fā)生爆炸事故的原因之一。所以必須測定炸藥 的靜電感度。4圖1-8靜電火花感度測定裝置1-自耦變壓器；2-升壓變壓器；3-高壓整流管；4-電極；5-受試炸藥炸藥的靜電感度是通過電容放電的方法來測定，測定裝置如圖1-8所示。220V交流電壓經(jīng)升壓和整流后變?yōu)楦邏褐绷?，對電容充電（開關(guān)K位于A位）。待電容電壓達(dá)到一定值時(shí)，將開關(guān)K合到B位，電容通過電極間隙放電，產(chǎn)生火花而引起炸藥燃燒或爆炸。燃燒或爆炸 的百分?jǐn)?shù)即炸藥電火花感度。作用于炸藥的電火花能量可用式1-1計(jì)算：E*2(1-1)式中J；能量J0.0130.0500.1130

34、.2000.3130.4500.613炸藥名稱電壓/KV0.51.01.52.02.53.03.5梯恩梯18506883100100-黑索金01320385585100特屈兒103768100100-目前，尚無有效方法避免靜電產(chǎn)生，但可以采取措施防止靜電積累，或?qū)a(chǎn)生的靜電 及時(shí)的消除和泄露掉，以免發(fā)生事故。在炸藥生產(chǎn)中，通常采用的防靜電事故的措施有： 工房增濕；設(shè)備接地、容器壁涂上能減少產(chǎn)生靜電的物質(zhì)或防靜電劑；炸藥顆粒包敷導(dǎo)電 物質(zhì)或表面活化劑；桌面、地面鋪設(shè)導(dǎo)電橡膠等。在爆破地點(diǎn)使用壓氣裝藥器裝藥時(shí)，常 采用敷有良好導(dǎo)電層的抗靜電聚乙烯軟管作輸藥管并采取接地等措施，以減少產(chǎn)生靜電，E-電

35、火花能量，C-電容，F(xiàn);V-電壓，V。表1-10中為幾種單質(zhì)猛炸藥的電火花感度，僅供參考。 表1-10炸藥的電火花感度防止靜電事故。1.2.4影響炸藥感度的因素影響炸藥感度的因素可歸納為內(nèi)在因素與外界因素兩個(gè)方面。內(nèi)在影響因素影響炸藥感度的內(nèi)在因素包括以下幾點(diǎn)：（1） 鍵能。一般來說，分子中各原子間的鍵能越大，破壞它就越困難，其感度也越低。（2） 分子結(jié)構(gòu)和成分。單質(zhì)炸藥分子中含有各種穩(wěn)定性小的原子基團(tuán)，這些基團(tuán)的穩(wěn) 定性越小，其感度越高。例如，基團(tuán)一 0 CI02比基團(tuán)一0 N02的穩(wěn)定性小，所以氯酸 鹽的感度比硝酸鹽高。（3）生成熱。生成熱較小的炸藥，其感度就高。例如，在氮的鹵化物中，生成

36、熱隨著 鹵素原子量的增加而減小，而感度隨之增高。（4）熱效應(yīng)。一般熱效應(yīng)越大，其感度越高；反之，熱效應(yīng)越小，其感度也越低。（5）活化能?；罨茉酱?，炸藥的感度越低；相反，活化能越小，則感度越高。（6）熱容量。炸藥熱容量很大時(shí)，要使炸藥升高到爆炸所需的溫度需消耗很多能量。 因此熱容量大的炸藥感度低，而熱容量小的炸藥感度高。另外，炸藥的熱傳導(dǎo)性越大，感 度就越低。1.2.4.2外界影響因素感度提高。例如, 結(jié)晶狀態(tài)對同一 比穩(wěn)定的三斜晶影響炸藥感度的外界因素主要包括以下幾點(diǎn)：（1）炸藥的物理狀態(tài)和晶體狀態(tài)。通常炸藥由固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)時(shí)， 液態(tài)硝化甘油比在固態(tài)時(shí)要敏感。硝銨炸藥受潮結(jié)塊時(shí)，感度明顯下降

37、。 種炸藥的感度也有影響。例如，不穩(wěn)定的菱形晶體的硝化甘油（凍結(jié)的） 系的硝化甘油的感度高。（2）裝藥密度。一般情況下，隨著密度的增加，炸藥的感度會(huì)降低。因?yàn)槊芏却髸r(shí)， 同量的起爆能作用于每個(gè)顆粒上的單位能量就減少。另一方面，隨著密度的增加，晶體移 動(dòng)的可能性必然減小，產(chǎn)生灼熱核的機(jī)會(huì)也減小，即不利于起爆。當(dāng)密度過大時(shí)，就會(huì)造 成所謂的“壓死”現(xiàn)象。（3）炸藥結(jié)晶的大小。對于撞擊感度而言， 起爆藥的撞擊感度隨著結(jié)晶顆粒的增大而 增高，隨著顆粒的減小而降低，而猛炸藥的撞擊感度則隨著顆粒尺寸的減小而增高。（4）溫度。隨著溫度的升高，炸藥的各種感度增高。因?yàn)殡S著溫度的升高，炸藥的分 子運(yùn)動(dòng)加速，使炸

38、藥分解所需的起爆能減小，即增高了炸藥的感度。（5） 惰性介質(zhì)的摻入。一般來說，所有的惰性物質(zhì)都降低了炸藥的爆轟感度。對于熱 作用而言，這種影響也是存在的。 其原因是惰性雜質(zhì)將一部分熱能吸收使其本身溫度升高， 但不參加反應(yīng)，因此，為了引起爆炸就需要較大的熱能。對于機(jī)械感度來說，摻入惰性物質(zhì)對其影響取決于雜質(zhì)的硬度、熔點(diǎn)、含量、粒度等性質(zhì)。當(dāng)惰性雜質(zhì)的硬度大于炸藥的 硬度，而且具有棱角時(shí)，如石英砂粒、碎玻璃等，可使炸藥的機(jī)械感度增高，這類物質(zhì)通 常稱為增感劑。而另外一些很軟，且熱容量大的物質(zhì)，如水、石蠟等摻入后可使炸藥的感 度降低，通常將此類物質(zhì)稱為鈍感劑。毋庸置疑，炸藥的感度是一個(gè)很重要的問題，

39、在炸藥的生產(chǎn)、運(yùn)輸、貯存和使用過程 中要給予足夠的重視。對于感度高的炸藥要有針對性的采取預(yù)防措施，而對于感度低的炸 藥，特別是起爆感度低的炸藥，在工程爆破使用中要注意選用合適的中繼起爆藥包。炸藥的氧平衡設(shè)計(jì)和熱化學(xué)參數(shù)炸藥的氧平衡設(shè)計(jì)氧平衡的基本概念從元素組成來說， 炸藥通常是由碳(C)、氫(H)、氧(0)、氮(N)四種元素組成的。 其中碳、 氫是可燃元素，氧是助燃元素，炸藥是一種載氧體。炸藥的爆炸過程實(shí)質(zhì)上是可燃元素與助 燃元素發(fā)生極其迅速和猛烈的氧化還原反應(yīng)的過程。反應(yīng)結(jié)果是氧和碳化合生成二氧化碳 (C02)或一氧化碳(CO)，氫和氧化合生成水(H2O)，這兩種反應(yīng)都放出了大量的熱。每種炸

40、藥 里都含有一定數(shù)量的碳、氫原子，也含有一定數(shù)量的氧原子，發(fā)生反應(yīng)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)碳、氫、 氧的數(shù)量不完全匹配的情況。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要 的氧兩者是否平衡的問題。所謂完全氧化，即碳原子完全氧化生成二氧化碳，氫原子完全氧化生成水。根據(jù)所含氧 的多少，可以將炸藥的氧平衡分為下列三種不同的情況：零氧平衡：系指炸藥中所含的氧剛夠?qū)⒖扇荚赝耆趸?；正氧平衡：系指炸藥中所含的氧將可燃元素完全氧化后還有剩余；負(fù)氧平衡：系指炸藥中所含的氧不足以將可燃元素完全氧化。實(shí)踐表明，只有當(dāng)炸藥中的碳和氫都被氧化成CO和H0時(shí)，其放熱量才最大。零氧平衡一般接近于這種情況。負(fù)氧平衡的炸藥，爆

41、炸產(chǎn)物中就會(huì)有CO、H2,甚至?xí)霈F(xiàn)固體碳；而正氧平衡炸藥的爆炸產(chǎn)物，則會(huì)出現(xiàn)NO、NO等氣體。這兩種情況，都不利于發(fā)揮炸藥的最大威力，同時(shí)會(huì)生成有毒氣體。如果把它們用于地下工程爆破作業(yè)，特別是含有礦塵和瓦 斯爆炸危險(xiǎn)的礦井，就更應(yīng)引起注意。因?yàn)镃O、NO NkCy不僅都是有毒氣體，而且能對瓦斯爆炸反應(yīng)起催化作用，因此這樣的炸藥就不應(yīng)用于地下礦井的爆破作業(yè)。由上述不難得出，氧平衡不僅具有理論意義，而且是設(shè)計(jì)混合炸藥配方、確定炸藥使用 范圍和條件的重要依據(jù)。1.3.1.2 氧平衡的計(jì)算一般地說，對于含碳、氫、氧、氮的單質(zhì)炸藥或混合炸藥， 其實(shí)驗(yàn)式可用下面通式表示:CHONd式中a、b、c、d分別

42、代表在一個(gè)炸藥分子中碳、氫、氧、氮的原子個(gè)數(shù)。發(fā)生爆炸反應(yīng)時(shí)，可燃元素碳、氫的完全氧化是按下式進(jìn)行的：C + O2 T CO22戰(zhàn) +O2T 2H2O也就是說，a個(gè)原子碳變成二氧化碳，需要消耗2a個(gè)原子氧；b個(gè)原子氫變成水，需要消耗b/2個(gè)原子氧。而炸藥本身所含有的氧的原子數(shù)是C,因此c與(2a十b/2)的差值，就反映c-(2a+b/2)0c-(2a+b/2)=0 c-(2a+b/2)CQ; H 0; Na NaQ; K &0;Al Al 203； Fe FqQ； Si SiO 2； S SQ(鈉)等，在計(jì)算其氧平如果在這些炸藥中還可能有含氯的化合物，如氯酸鉀、高氯酸銨 衡值時(shí)，是將氯考慮為氧

43、化性元素，應(yīng)生成氯化氫和金屬氯化物等產(chǎn)物，而剩余的其它可燃 元素則按完全氧化計(jì)算。此外，對于乳化炸藥、漿狀炸藥中所含的乳化劑、膠凝劑，則應(yīng)根 據(jù)具體所用物質(zhì)確定實(shí)驗(yàn)式來予以考慮。例如，田菁膠、古爾膠等植物膠可采用的實(shí)驗(yàn)式為 CjHwQ。確定了上述原則之后，若以GHQNX表示含鋁、硫等炸藥的實(shí)驗(yàn)通式(X表示任意一種可燃元素)，那么這些炸藥的氧平衡值可用下式計(jì)算：卜2aQ.B. = L + 丄|3 +m%elx16(1-3)Al Al2Q, m=3/2 ； Na2 丿M式中e該元素的原子數(shù)；m該元素完全氧化時(shí)，氧原子數(shù)與該原子數(shù)之比。如:NaO, m=1/2； S SQ， m=2a、b、c的意義同

44、式(1-2)。對于一個(gè)比較復(fù)雜的混合體系來說，雖然可以以一定量為基礎(chǔ)，寫出實(shí)驗(yàn)通式，然后按 照(1-3)式進(jìn)行計(jì)算，但比較復(fù)雜。若采用各組分的百分率與其氧平衡值的乘積的累加和來 計(jì)算，則比較簡便，即：n(1-4)OB = S miM iyi種組分的氧平衡值；i種組分的百分比含量。式中mi漿狀炸藥或乳化炸藥各組分中Mi漿狀炸藥或乳化炸藥各組分中由(1-4)式可知，知道一些常用炸藥和物質(zhì)的氧平衡值，對于計(jì)算比較復(fù)雜體系的氧平 衡值是十分必要的。表1-11列出一些常用炸藥和物質(zhì)的氧平衡值。表1-11一些常用炸藥和物質(zhì)的氧平衡值物質(zhì)名稱分子式相對原子量或分子量氧平衡值/g g-1硝酸銨NHNO80+0

45、.200硝酸鈉NaNO85+0.471硝酸鉀KNO101+0.396硝酸鈣Ca(NO) 2164+0.488抗水硝酸銨+0.185高氯酸銨NHCIO4117.5+0.340高氯酸鈉NaCIQ122.5+0.523黑索金QHOZ222-0.216奧克托金CaHOM296-0.216二硝基甲苯C7HON2182-1.142二硝基甲苯磺酸鈉GHONSNa284-0.680三硝基萘MON218-1.393硝化甘油MQN227+0.035硝化二乙二醇C4HON2196-0.408高氯酸鉀KCIO4138.5+0.462氯酸鉀KCIQ122.5+0.392重鉻酸鉀aCr 2O295+0.163梯恩梯C6H

46、(NQ) sChl227-0.740特屈兒C7HON5287-0.474泰安CshfeOkN316-0.101鋁粉A127-0.889鎂粉Mg24.31-0.658硅粉Si28.09-1.139木粉CishbQo362-1.370纖維素(CehoQjn162-1.185物質(zhì)名稱分子式相對原子量或分子量氧平衡值/g g1石蠟CwHU254.5-3.460礦物油C12H26170.5-3.46O輕柴油C16H32224-3.420復(fù)合蠟-1C18H38254.5-3.460復(fù)合蠟-2C2228耳658約392-3.470司盤-80QHuQ428-2.39M-201C23H12C5398-2.49十

47、二烷基硫酸鈉CHbsSONa288-1.83十二烷基磺酸鈉GzHbSCNa272-2.00微晶蠟C395oHIo10255070O-3.43瀝青GHUO394-2.76硬脂酸C18H36C284.47-2.925硬脂酸鈣SHoOCa607-2.74凡士林CwHU254.5-3.46鐵Fe55.85-0.286錳Mn54.94-O.582乙二醇C2H4(OH)262-1.29丙二醇C3H6(OH)276.09-1.68尿素CO(NH260-0.80木炭C-2.667煤CsHmOS,含碳 86%822.82-2.559石墨C-0.727松香C19H39COOH312.52-2.97硝基胍NHCNN

48、HNO145.1-0.346苦味酸GH(NQ)3OH213.11-0.454硝酸肼N2H5NQ95+0.084硝酸一甲胺CHNHHNO94.1-O.34硝酸三甲胺C3H0N2C3122.1-1.04亞硝酸鈉NaNO69+0.348硫S32.06-1.00田菁膠(CgHoQ) n162-1.185古爾膠(CgHoQ) n162-1.1851.3.1.3 氧平衡值的計(jì)算實(shí)例（1）單一物質(zhì)的氧平衡值計(jì)算計(jì)算硝酸銨的氧平衡值解：將硝酸銨（NHNG）寫成炸藥通式應(yīng)為：GHQN2，M= 80,將各數(shù)據(jù)代人（1-2）式即得:80硝酸銨 O.B.= 32 加=+0.20 (g/g )計(jì)算梯恩梯氧平衡值解：將梯

49、恩梯寫成通式為：GHQN , g 227，將其代人(1-2)式，得:梯恩梯 O.B.= 6 心r16 一0.740 (g/g)227混合炸藥的氧平衡值計(jì)算正如前所述，混合炸藥的氧平衡值可按(1-3)式計(jì)算，此時(shí)需以某一定數(shù)量的炸藥為基(1-4)礎(chǔ)，求出C、H O N等元素的摩爾數(shù)，然后再代入式中求算其氧平衡值，比較繁雜。也可 按(1-4)式計(jì)算，此時(shí)只需查出或算出炸藥中各成份的氧平衡值和百分比，將其代入 式即算出其氧平衡值。因此，在計(jì)算混合炸藥，特別是乳化炸藥、漿狀炸藥的氧平衡值時(shí)， 一般采用后一種方法較好。(可由計(jì)算4號漿狀炸藥的氧平衡值。4號漿狀炸藥的組分配比和各組分的氧平衡值表1-11查

50、得)如表1-12所示。表1-12 4 號漿狀炸藥的組分配比與氧平衡值組分名稱含量百分比/%氧平衡值/g g-1硝酸銨60.2+0.200水16.50梯恩梯17.5-0.740白芨膠2.0-1.066尿素3.0-0.80硼砂1.30解：將表中的各數(shù)據(jù)代人(1-3-3 )式得：O.B. = 60.2 %X 0.200+17.5 %X (-0.740)+2 %X (-1.066)+3.0 %X (-0.80) =0.1204-0.1295-0.0213-0.0240=-0.0544 (g/g)計(jì)算EL-102孚L化炸藥的氧平衡值。EL-102孚L化炸藥的大致組分配比和各組分的氧平 衡值列于表1-13

51、中。解：將表中數(shù)據(jù)代人(1-4 )式得：X 0.200+10%X 0.471+1%X (-2.39)+1.5% X (-3.420)+2.5% XX (-1.00)+2% X (-0.889)O.B.= 70.0%(3.470)+1%=-0.0029 (g/g)表1-13 EL-102乳化炸藥組分配比與氧平衡值組分名稱百分含量/%氧平衡值/g g-1硝酸銨70.0+0.200組分名稱百分含量/ %氧平衡值/g g-1硝酸鈉10.0+0.471水12.00失水山梨糖醇單油酸酯1.0-2.39柴油1.5-3.42復(fù)合蠟2.5-3.470硫1.0-1.00鋁2.0-0.8893）求混合炸藥各成分的配

52、比配制由硝酸銨和柴油兩成分組成的混合炸藥，使炸藥達(dá)到零氧平衡。求兩種成分的合適配比。+0.20g/g和-3.42g/g，設(shè)混合炸藥中硝酸銨94.5%;柴油占 5.5%。解：已知硝酸銨和柴油的氧平衡值分別為 和柴油所占的比例分別為x和y,則有：x+y=100%0.2x+（-3.42）y=0解方程組得：x=94.5%，y=5.5%。所以，該炸藥合適的配比應(yīng)為硝酸銨占1.3.1.4產(chǎn)生有毒氣體的原因N2O5以及其它有毒氣體如 S02、H2S等，其原炸藥爆炸時(shí)往往生成 CO、NO、NO2、因主要是：CO。（1）炸藥非零氧平衡。正氧平衡時(shí)，多余的氧原子在高溫高壓環(huán)境中同氮原子結(jié)合生 成氮氧化物；負(fù)氧平衡

53、時(shí)，易生成（2） 炸藥各組成成分的配比是按反應(yīng)完全的情況確定的，然而實(shí)際爆轟往往部分反應(yīng) 不完全，這樣必將引起有毒氣體含量的增大。例如，在其它條件相同時(shí)，炸藥顆粒較細(xì)， 由于爆炸反應(yīng)較完全，有毒氣體生成量較少。此外，為使爆轟反應(yīng)完全，可在炸藥中加入適量的敏感成分，如黑索金。當(dāng)加入石蠟 等鈍感成分或過量的木粉以及其它難于氧化的成分，都會(huì)影響爆轟反應(yīng)的進(jìn)行而使反應(yīng)不 完全。（3） 從理論上講，適當(dāng)調(diào)整炸藥的組分配比，使其保持零氧平衡， 在爆炸時(shí)可以不生 成CO和NxOy。但是，在實(shí)際爆破工程中，由于炸藥生產(chǎn)過程中混合不均勻、炸藥種類、貯存條件、引爆方式和爆破條件等的不同，炸藥爆炸時(shí)總是或多或少地產(chǎn)

54、生有毒氣體。這 些有毒氣體主要是一氧化碳和氮的氧化物，在硫化礦和含硫巖層中進(jìn)行爆破時(shí)，或是含硫 炸藥爆炸時(shí)，還可能生成少量的硫化氫和二氧化硫。這些氣體對于人體組織都是十分有害 的，當(dāng)其濃度超過一定限度時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致人們中毒甚至死亡。對于有瓦斯和粉塵爆炸危險(xiǎn) 的礦井來說，這些氣體還將對瓦斯和粉塵爆炸反應(yīng)起到催化劑的作用。炸藥的熱化學(xué)參數(shù)爆熱1mol炸藥爆轟時(shí)所放出的熱量稱為爆熱。在實(shí)際使用中，為了比較各種炸藥， 一般不以1mol炸藥為單位，而是以千克炸藥為單位。這就是說，定容下所測出的單位質(zhì)量炸藥 的熱效應(yīng)，通常用 Qv表示。爆溫炸藥爆炸時(shí)所放出的熱量將爆炸產(chǎn)物加熱達(dá)到的最高溫度稱為爆溫。它取決于

55、炸藥的 爆熱和爆炸產(chǎn)物的組成。在爆炸過程中，溫度變化極快而且極高，單質(zhì)炸藥的爆溫一般為 30005000 C,礦用炸藥的爆溫一般為20002500 C。不言而喻，在如此變化極快，溫度極高的條件下，用實(shí)驗(yàn)方法直接測定爆溫是極為困難的，一般采用理論計(jì)算爆溫。表1-2列出了幾種炸藥的爆溫值。爆壓炸藥在密閉容器中爆炸時(shí)，其爆炸產(chǎn)物對器壁所施加的壓力稱為爆壓。炸藥在密閉容 器中爆炸時(shí)所產(chǎn)生的壓力可以利用理想氣體的狀態(tài)方程式（因爆炸氣體近似于理想氣體） 來計(jì)算：n RTpV =nRT 或 p =式中NVTR理想氣體常數(shù)；mol ；L；氣體爆炸產(chǎn)物的量, 密閉容器的體積，爆溫，K。1.4炸藥的爆炸性能炸藥的

56、爆炸性能指標(biāo)主要有爆速、爆力、猛度、殉爆、溝槽效應(yīng)、聚能效應(yīng)等。這些指 標(biāo)表明了炸藥的優(yōu)劣。同時(shí)，對某種炸藥，這些指標(biāo)也說明該炸藥產(chǎn)品是否合格及是否失效。 在進(jìn)行較大的爆破工程之前，應(yīng)對這些性能指標(biāo)進(jìn)行必要的測定。爆速定義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，通常單位用m/s或km/s表示。必須指出，炸藥的爆速與炸藥的爆炸化學(xué)反應(yīng)速度是本質(zhì)不同的兩個(gè)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(xué)反應(yīng)速度是指單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng) 完全的物質(zhì)的質(zhì)量，其度量單位是g/s。爆速的影響因素爆速是衡量炸藥性能的重要指標(biāo)之一。在理想的情況下，一種炸藥的爆速應(yīng)當(dāng)是一個(gè) 常量，實(shí)際

57、情況則不然，炸藥的爆速總是低于理想的爆速，其主要影響因素有：(1 )藥柱直徑與約束條件。炸藥爆速與藥 柱直徑的關(guān)系如圖1-9所示，為炸藥爆速隨藥包 直徑變化的一般規(guī)律。它表明，隨著藥包直徑的增大，爆速相應(yīng)增大，直到藥包直徑增大至?xí)r，藥包直徑雖然繼續(xù)增大，爆速將不再升高而 趨于一恒定值，亦即達(dá)到了該條件下的最大爆速。d極稱為藥包極限直徑。隨著藥包直徑的減小,爆速逐漸下降，直到藥包直徑降至d臨時(shí)，如果繼續(xù)縮小藥包直徑，即 d d臨，則爆轟完全中斷。圖1-9 炸藥爆速隨藥包直徑變化d臨稱為藥包臨界直徑。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(shí)，稱為理想爆轟。圖1-9中d極右邊的區(qū)

58、域?qū)儆谶@一類爆轟。若爆轟波以低于最大爆速的定常速度傳播,則稱為非理想爆轟。非理想爆轟又可分為兩類。圖1-9中d臨至d極之間的爆轟屬于穩(wěn)定爆d臨的區(qū)域轟區(qū)，在此區(qū)間內(nèi)爆轟波以與一定條件相對應(yīng)的定常速度傳播。藥包直徑小于 屬于不穩(wěn)定爆轟區(qū)。穩(wěn)定爆轟區(qū)和不穩(wěn)定爆轟區(qū)合稱非理想爆轟區(qū)。炸藥臨界直徑和極限直徑同爆速一樣，都是衡量炸藥爆轟性能的重要指標(biāo)。從工程爆 破角度來看，顯然必須避免不穩(wěn)定爆轟的發(fā)生而應(yīng)力求達(dá)到理想爆轟。也就是說，藥包直 徑不應(yīng)小于d臨，而應(yīng)盡可能達(dá)到或大于 d極。然而，由于技術(shù)或其他條件的限制，礦山實(shí)際采用的藥包直徑往往都比 d極小，即d 3.0 7.4 1.912 3.03.01.

59、5 2.5試驗(yàn)條件取內(nèi)徑為4243mm長3m的聚氯乙烯塑料管（或鋼管），然后將 32mm勺受試藥卷一個(gè)連著 一個(gè)地放入其中，用一只 8號雷管起爆地下爆破作業(yè)中的溝槽效應(yīng)已為人們所熟知。對于這種現(xiàn)象的通常解釋是，爆炸產(chǎn)物壓縮藥卷和孔壁之間的間隙中的空氣，產(chǎn)生沖擊波，它超前于爆轟波并壓縮藥卷，抑制爆轟。與這一解釋不同，美國埃列克化學(xué)公司的M.A.庫克（Cook）和L.L.尤迪（Udy）等人對此進(jìn)行了一系列試驗(yàn)后認(rèn)為，溝槽效應(yīng)是由藥卷外部炸藥爆轟產(chǎn)生的等離子體引起的。這就是說,炸藥起爆后在爆轟波陣面的前方有一等離子層（離子光波），它對后面未反應(yīng)的藥卷表層產(chǎn) 生壓縮作用（見圖 1-21 ）妨礙該層炸藥

60、的完全反應(yīng)。等離子波陣面和爆轟波陣面分開的越 大，或者等離子波越強(qiáng)烈，這個(gè)表層穿透的就越深，能量衰減的就越大。隨著等離子波的進(jìn) 一步增強(qiáng)，就會(huì)引起后面藥包爆轟的熄滅。貫的產(chǎn)押嚴(yán)珞J入 庫件出的占堪 /煨性廣輛轟陣迪工忙畫圖1-22測量藥卷爆炸速度和等離子光波速度的試驗(yàn)I27n圖 1-21小直徑炮孔中等離子效應(yīng)對未反應(yīng)炸藥卷的影響利用圖1-22所示的裝置可以同時(shí)測出藥卷爆炸時(shí)的爆轟速度和爆轟波陣面前方的離子 - 11 于二二工壬日I鑒葩媳nU J、圖1-23 測定側(cè)向壓力和爆速的試驗(yàn)示意圖（用寬20.3cm X長122cm的鑒定鋁板進(jìn)行）光波的速度。圖1-23所示的裝置可以用來測定藥卷的側(cè)向壓力