井巷爆破理論與技術(shù)課件

叁井巷爆破理論與技術(shù)《井巷爆破理論與技術(shù)》教案安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院安徽淮北煤電技師學(xué)院李永2014年2月叁井巷爆破理論與技術(shù)《井巷爆破理論與技術(shù)》教案安徽礦業(yè)職李永2第三章井巷爆破理論與技術(shù)第一節(jié)炸藥和爆炸概論第二節(jié)礦用炸藥第三節(jié)起爆器材第四節(jié)電雷管起爆法第五節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)思考題李永2第三章井巷爆破理論與技術(shù)第一節(jié)炸藥和爆炸概論第二節(jié)2李永3一、爆炸的概念及分類1.爆炸的概念

物質(zhì)發(fā)生急劇變化，瞬間放出大量能量，對(duì)周圍介質(zhì)做功，使之發(fā)生破壞，同時(shí)可能伴隨聲、光、熱效應(yīng)的現(xiàn)象。2.爆炸的分類根據(jù)爆炸發(fā)生的原因和特點(diǎn)分為三類：物理爆炸：爆炸時(shí)僅發(fā)生物態(tài)的急劇變化，物質(zhì)的化學(xué)成分不變。核爆炸：由某些物質(zhì)的原子核發(fā)生裂變或聚變引起的爆炸。化學(xué)爆炸：爆炸時(shí)不僅發(fā)生物態(tài)變化，面且物質(zhì)的化學(xué)成分也發(fā)生變化。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永3一、爆炸的概念及分類第一節(jié)炸藥和爆炸概論3李永4二、炸藥及其分類1.炸藥的概念在外界能量作用下，自身進(jìn)行高速的化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)產(chǎn)生大量高溫高壓氣體和熱量的物質(zhì)（化合物或混合物）。主要元素是C、H、O、N，炸藥爆炸的過(guò)程就是炸藥中C、H原子的氧化過(guò)程。2.炸藥的主要特征具有相對(duì)穩(wěn)定性和化學(xué)爆炸性；當(dāng)炸藥未受外界能量作用時(shí)，常溫下處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，保證其加工、運(yùn)輸及儲(chǔ)存使用的安全。但炸藥的物質(zhì)結(jié)構(gòu)屬化學(xué)不穩(wěn)定體系，一旦受到外界能量作用，就打破了原來(lái)的平衡結(jié)構(gòu)，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為爆炸。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永4二、炸藥及其分類第一節(jié)炸藥和爆炸概論4李永5具有很高的能量密度單位質(zhì)量的炸藥爆炸時(shí)放出的熱量要比單位質(zhì)量的煤燃燒時(shí)放出的熱量要小，但在極短的時(shí)間（～1ms）內(nèi)單位容積的炸藥爆炸比單位容積的煤燃燒放出的熱量大數(shù)百萬(wàn)倍。這是炸藥和燃料的重要區(qū)別之一。依靠自身的氧實(shí)現(xiàn)爆炸反應(yīng)。炸藥爆炸時(shí)不需要外界供氧，只靠自身的氧就可以進(jìn)行爆炸反應(yīng)。這也是炸藥和燃料的重要區(qū)別之一。3.炸藥的分類按組成分；單質(zhì)炸藥：只由一種分子組成的物質(zhì)；混合炸藥：由兩種以上分子組成的混合物。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永5具有很高的能量密度第一節(jié)炸藥和爆炸概論5李永6按用途分。起爆藥：在很小的外界能量(如加熱、火焰、摩擦、機(jī)械沖擊等)作用下就能爆炸，即敏感度較高。猛炸藥：對(duì)外能的敏感程度比起爆藥低，但爆炸威力很大，主要用作起爆器材的加強(qiáng)藥和作為改善炸藥性能的附加成分。發(fā)射藥(火藥)：在軍事上，利用火藥穩(wěn)定燃燒時(shí)產(chǎn)生的推力發(fā)射火箭、炮彈等；在工業(yè)上，主要用來(lái)制造起爆器材，如用黑火藥做導(dǎo)火索藥芯等。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永6按用途分。第一節(jié)炸藥和爆炸概論6李永7三、炸藥爆炸的基本特征

反應(yīng)的放熱性、生成氣體產(chǎn)物、化學(xué)反應(yīng)和傳播的快速性，是炸藥爆炸的三個(gè)基本特征，也是任何化學(xué)爆作必須同時(shí)具備的三個(gè)條件，即炸藥爆炸三要素。1.反應(yīng)的放熱性爆炸過(guò)程中釋放的大量熱是對(duì)周圍介質(zhì)做功的能源。放熱不足或吸熱反應(yīng)都不能維持反應(yīng)的自動(dòng)傳播，也就不能形成爆炸。2.生成大量氣體爆生氣體是做功的介質(zhì)，通過(guò)大量的爆生氣體在高溫高壓狀態(tài)下迅速膨脹對(duì)外做功，從而將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功，這就是炸藥能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永7三、炸藥爆炸的基本特征第一節(jié)炸藥和爆炸概論7李永83.反應(yīng)和傳播的快速性炸藥爆炸反應(yīng)是由沖擊波所激起的，因此其反應(yīng)速度和爆炸速度都很高。爆炸過(guò)程的高速度決定了炸藥能夠在很短時(shí)間內(nèi)釋放大量能量，因此單位體積內(nèi)的熱能很高，從而具有極大的威力(炸藥在單位時(shí)間內(nèi)的做功能力)。這是爆炸反應(yīng)區(qū)別于其它化學(xué)反應(yīng)的一個(gè)顯著特點(diǎn)。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永83.反應(yīng)和傳播的快速性第一節(jié)炸藥和爆炸概論8李永9四、炸藥的氧平衡和爆熱1.炸藥的基本化學(xué)反應(yīng)氫元素被氧化成水：碳元素被氧化成二氧化碳：第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永9四、炸藥的氧平衡和爆熱第一節(jié)炸藥和爆炸概論9李永102.炸藥的氧平衡氧平衡用來(lái)表示炸藥內(nèi)含氧量與充分氧化其可燃元素所需氧量之間的關(guān)系，通常用每克炸藥不足或多余的氧的克數(shù)或百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。炸藥的分子式可寫成通式CaHbNcOd。其氧平衡計(jì)算公式(以百分?jǐn)?shù)表示)為對(duì)于單質(zhì)炸藥：式中，16為氧的相對(duì)原子量；M為炸藥的摩爾質(zhì)量。對(duì)于混合炸藥：式中，mi、ki為第i種組分的百分比與氧平衡值。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永102.炸藥的氧平衡第一節(jié)炸藥和爆炸概論10李永11零氧平衡；當(dāng)＝0，即當(dāng)炸藥中的氧恰好能完全氧化可燃元素時(shí)，稱為零氧平衡。零氧平衡炸藥的氧和可燃元素都得到充分利用，理論上放熱量最大，而且不會(huì)生成有毒氣體。正氧平衡；當(dāng)＞0，即當(dāng)炸藥中的氧完全氧化可燃元素后尚有剩余時(shí)，稱為正氧平衡。正氧平衡炸藥未能充分利用其中的氧，且剩余的氧與游離氮化合時(shí)生成氮氧化物有毒氣體并吸收熱量。氮氧化物還能對(duì)瓦斯爆炸起催化作用。負(fù)氧平衡當(dāng)＜0，即當(dāng)炸藥中的氧不足以完全氧化可燃元素時(shí)，稱為負(fù)氧平衡。負(fù)氧平衡炸藥未能充分利用可燃元素，并且生成可燃性氣體CO與H2甚至還有固態(tài)碳。CO是有毒氣體，且CO生成熱，約為CO2生成熱的l/3，從而降低了炸藥發(fā)熱量。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永11零氧平衡；第一節(jié)炸藥和爆炸概論11李永12例：計(jì)算TNT[C6H2(NO2)3CH3]的氧平衡值解：將TNT的分子式寫成通式形式C7H5N3O6

則a=7b=5c=3d=6，帶入單質(zhì)炸藥的氧平衡計(jì)算式得：?jiǎn)挝毁|(zhì)量炸藥在定容條件下爆炸時(shí)放出的熱量稱為爆熱，單位是kJ/mol或kJ/kg。爆熱是炸藥做功的能源，也是評(píng)價(jià)炸藥威力的直接標(biāo)志。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永12例：計(jì)算TNT[C6H2(NO2)3CH3]12李永13五、炸藥的爆轟1.炸藥化學(xué)變化的形式

爆炸并非炸藥唯一的化學(xué)變化形式。由于環(huán)境和引起化學(xué)變化的條件不同，一種炸藥可能具有三種不同形式的化學(xué)變化，即緩慢分解、燃燒和爆炸。三種化學(xué)變化形式，在一定條件下，能夠相互轉(zhuǎn)化。緩慢分解；炸藥在常溫條件下，若不受其它外界能量作用，常以一般化學(xué)反應(yīng)的形式在整個(gè)物質(zhì)內(nèi)部進(jìn)行緩慢分解，環(huán)境溫度越高，分解越顯著。其特點(diǎn)是：炸藥內(nèi)各點(diǎn)溫度相同；反應(yīng)在全部炸藥內(nèi)同時(shí)進(jìn)行，沒(méi)有集中的反應(yīng)區(qū)；分解時(shí)可以吸熱，也可以放熱，決定于炸藥的類型和環(huán)境溫度。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永13五、炸藥的爆轟第一節(jié)炸藥和爆炸概論13李永14燃燒化學(xué)反應(yīng)只在局部區(qū)域(反應(yīng)區(qū))內(nèi)進(jìn)行并在炸藥內(nèi)傳播。炸藥燃燒與其它可燃物燃燒的區(qū)別僅在于炸藥燃燒時(shí)不需要外界供氧。炸藥的快速燃燒又稱為爆燃。爆炸化學(xué)反應(yīng)只在局部區(qū)域(反應(yīng)區(qū))內(nèi)進(jìn)行并在炸藥內(nèi)傳播。爆炸與燃燒的區(qū)別在于：①燃燒靠熱傳導(dǎo)傳遞能量和激起化學(xué)反應(yīng)，受環(huán)境影響較大；而爆炸則靠爆轟波的作用來(lái)傳遞能量和激起化學(xué)反應(yīng)，基本不受環(huán)境影響；②爆炸反應(yīng)比燃燒反應(yīng)更為激烈，放出熱量和形成溫度更高；③燃燒產(chǎn)生的壓力較低，而爆炸則產(chǎn)生很高的壓力；④燃燒速度是亞音速的，爆炸速度是超音速的。爆炸反應(yīng)區(qū)在炸藥中的傳播速度稱為爆炸速度。爆炸速度保持定值的為穩(wěn)定爆炸，稱為爆轟；否則為不穩(wěn)定爆炸。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永14燃燒第一節(jié)炸藥和爆炸概論14李永153.爆轟波

在炸藥中穩(wěn)定傳播并伴隨有高速化學(xué)反應(yīng)的沖擊波叫做爆轟波。爆轟波具有傳播速度穩(wěn)定的特點(diǎn)。4.爆速及其影響因素爆速：爆轟波傳播的速度。理想爆速：當(dāng)藥柱為理想封閉、爆轟產(chǎn)物不發(fā)生徑向流動(dòng)、反應(yīng)釋放出的能量全部用于傳爆時(shí)爆轟波的最大傳播速度。炸藥理想爆速主要取決于炸藥密度、爆轟產(chǎn)物組成和爆熱。實(shí)際爆速：除了與炸藥本身的化學(xué)性質(zhì)如爆熱、化學(xué)反應(yīng)速度有關(guān)外，還受裝藥直徑、裝藥密度和粒度、裝藥外殼等因素的影響。實(shí)際爆速都低于理想爆速。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永153.爆轟波第一節(jié)炸藥和爆炸概論15李永16爆速影響因素裝藥直徑臨界直徑：藥卷直徑小到一定程度，爆轟所產(chǎn)生的能量除去逸散的部分能量后就不能傳爆。極限直徑：藥卷直徑自臨界直徑逐漸增大，爆速隨之提高，最后達(dá)到穩(wěn)定值。此后，再增大藥卷直徑，爆速也不會(huì)提高。

在藥卷的臨界直徑與極限直徑之間增大藥徑能提高爆炸性能。裝藥密度對(duì)單質(zhì)炸藥，爆速隨密度增大而增大。對(duì)混合炸藥，在一定密度范圍內(nèi)，爆速隨密度增大而增大，當(dāng)密度增大到某一定值時(shí)，爆速達(dá)到其最大值，此后若密度進(jìn)一步增大，爆速反而下降，而且密度大到超過(guò)某一定值時(shí)就會(huì)發(fā)生所謂“壓死”的拒爆現(xiàn)象。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永16爆速影響因素第一節(jié)炸藥和爆炸概論16李永172.沖擊波擾動(dòng)和波擾動(dòng)：在外界作用下，介質(zhì)局部狀態(tài)（如溫度、壓力、密度等）的變化。波：擾動(dòng)在介質(zhì)中的傳播?？v波：波內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向和波傳播方向相同，使介質(zhì)受到壓縮或膨脹。橫波：波內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向垂直于波傳播方向，在介質(zhì)中引起切變。壓縮波：受擾動(dòng)后波陣面上介質(zhì)的壓力、密度等狀態(tài)參數(shù)增加的波，屬于縱波的一種。沖擊波一種強(qiáng)烈的壓縮波，其實(shí)質(zhì)是一種狀態(tài)突躍變化的傳播。沖擊波的產(chǎn)生是一系列弱壓縮波疊加的結(jié)果，即由量變到質(zhì)變的過(guò)程。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永172.沖擊波第一節(jié)炸藥和爆炸概論17李永18裝藥外殼裝藥外殼可以限制炸藥爆轟時(shí)反應(yīng)區(qū)爆轟產(chǎn)物的側(cè)向飛散，從而減小炸藥的臨界直徑。當(dāng)裝藥直徑較小時(shí)，增加外殼可以提高爆速，其效果與加大裝藥直徑相同。但當(dāng)裝藥直徑大于極限直徑時(shí)，外殼將不再起作用。炸藥粒度對(duì)于單質(zhì)炸藥，當(dāng)粒度不同時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速度不同，其臨界直徑、極限直徑和爆速也不同。但粒度的變化并不影響炸藥的極限爆速。一般情況下，炸藥粒度細(xì)，則臨界直徑和極限直徑減小，爆速增高?；旌献魉幹胁煌煞值牧６葘?duì)臨界直徑的影響不完全一樣。其敏感成分的粒度越細(xì)、臨界直徑越小，爆速越高。而鈍感成分的粒度越細(xì)、臨界直徑增大，爆速也相應(yīng)減小，但粒度細(xì)到一定程度后，臨界直徑又隨粒度減小而減小，爆速也相應(yīng)增大。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永18裝藥外殼第一節(jié)炸藥和爆炸概論18李永19克服措施改變藥卷與炮眼眼壁的間隙尺寸；在連續(xù)藥卷上隔一定距離套上硬紙板或其它材料制成的隔環(huán)，以阻止間隙內(nèi)空氣沖擊波的傳播或削弱其強(qiáng)度；采用水膠炸藥等無(wú)間隙效應(yīng)的炸藥。六、炸藥的威力炸藥爆炸將對(duì)周圍介質(zhì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊和壓縮作用，使其發(fā)生變形、破壞和拋擲，這種作用可分為動(dòng)、靜作用兩部分。利用炸藥爆炸產(chǎn)生的沖擊波和應(yīng)力波造成的破壞作用稱為動(dòng)作用；利用爆生氣體的膨脹做功造成的破壞或拋擲作用稱為靜作用。動(dòng)作用以猛度表示，靜作用以爆力表示，二者的共同作用表示炸藥的威力。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永19克服措施第一節(jié)炸藥和爆炸概論19李永201.炸藥的猛度

指炸藥爆炸瞬間爆轟波和爆轟產(chǎn)物對(duì)鄰近固體介質(zhì)的破碎能力。用一定規(guī)格鉛柱被壓縮的程度來(lái)表示。炸藥爆炸后，鉛住被壓縮成蘑菇形，量出鉛柱壓縮前后的高度差(mm)，即為該炸藥的猛度。

一般來(lái)說(shuō)，炸藥的密度和爆速越高，猛度也越大，沖擊破碎能力越強(qiáng)。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永201.炸藥的猛度第一節(jié)炸藥和爆炸概論20李永212.炸藥的爆力指爆生氣體在高溫下膨脹做功破壞周圍介質(zhì)的能力。常用鉛鑄擴(kuò)孔法來(lái)測(cè)定爆力，單位為毫升（mL），測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)溫度為15℃。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永212.炸藥的爆力第一節(jié)炸藥和爆炸概論21李永225.傳爆時(shí)的間隙效應(yīng)概念如果在炮眼內(nèi)連續(xù)多個(gè)混合炸藥藥卷與炮眼孔壁存在間隙（不耦合裝藥），常常會(huì)發(fā)生爆轟中斷或爆轟轉(zhuǎn)變?yōu)槿紵默F(xiàn)象，稱為間隙效應(yīng)，或者管道效應(yīng)、溝槽效應(yīng)。原因爆轟波在傳播過(guò)程中高溫高壓的爆轟氣體使其前端間隙中的空氣受到強(qiáng)烈壓縮，產(chǎn)生了超前于爆轟波傳播的空氣沖擊波。藥卷在爆轟波到達(dá)之前受到?jīng)_擊波的強(qiáng)烈壓縮，直徑縮小而密度增大，引起爆速下降，最后造成爆轟中斷。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永225.傳爆時(shí)的間隙效應(yīng)第一節(jié)炸藥和爆炸概論22李永23七、炸藥的敏感度炸藥在外界起爆能的作用下發(fā)生爆炸的難易程度稱為炸藥的敏感度(簡(jiǎn)稱炸藥的感度)。炸藥感度高低以激起炸藥爆炸反應(yīng)所需起爆能的多少來(lái)衡量。對(duì)不同種類的外能，炸藥的敏感度不一致。可將炸藥感度分為：熱感度、機(jī)械感度、爆轟感度和靜電火花感度。1.熱感度指在熱能作用下引起炸藥爆炸的難易程度。加熱感度：用爆發(fā)點(diǎn)來(lái)表示?；鹧娓卸龋赫ㄋ幵诿骰?火焰、火星)作用下發(fā)生爆炸的難易程度，常以導(dǎo)火索燃燒時(shí)噴出的火焰點(diǎn)燃炸藥試樣的最大距離來(lái)表示。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永23七、炸藥的敏感度第一節(jié)炸藥和爆炸概論23李永24爆發(fā)點(diǎn)測(cè)定：將炸藥（）試樣裝入銅管內(nèi)，迅速插入一定溫度的伍德合金液（熔點(diǎn)65℃）中，記錄炸藥爆炸時(shí)的溫度和銅管插入的時(shí)間（延滯時(shí)間）。改變溫度（每次增加或降低5℃）后重復(fù)做試驗(yàn)，將多次試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)繪制成“溫度—時(shí)間”曲線，然后在曲線上查出延滯5min爆炸的溫度，即為該炸藥的爆發(fā)點(diǎn)。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永24爆發(fā)點(diǎn)測(cè)定：將炸藥（）試樣裝入銅管內(nèi)，迅速插入一定溫24李永252.機(jī)械感度指炸藥對(duì)沖擊、摩擦、擠壓、針刺等機(jī)械作用的敏感程度。其中最主要的是沖擊感度，常以落錘儀測(cè)定，即以10kg落錘自25cm的高度自由下落，沖擊位于砧子上的炸藥試樣。重復(fù)試驗(yàn)25次，用25次試驗(yàn)中炸藥試樣發(fā)生爆炸的百分率表示該炸藥的沖擊感度。

第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永252.機(jī)械感度第一節(jié)炸藥和爆炸概論25李永263.爆轟感度指炸藥對(duì)別的炸藥爆炸時(shí)所產(chǎn)生的爆轟沖擊的敏感程度，又稱為起爆沖能感度或起爆感度。常用殉爆距離表示。它既是檢驗(yàn)炸藥質(zhì)量的重要指標(biāo)，也是設(shè)計(jì)炸藥廠、炸藥庫(kù)安全距離的主要依據(jù)。殉爆是裝有雷管的主動(dòng)藥包爆炸時(shí)，能使相隔一定距離的另一同種藥包發(fā)生爆炸的現(xiàn)象。殉爆距離測(cè)定方法第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永263.爆轟感度第一節(jié)炸藥和爆炸概論26李永274.靜電火花感度指炸藥對(duì)靜電的敏感程度。

炸藥屬于絕緣物質(zhì)，在相互摩擦?xí)r會(huì)產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)移而使炸藥帶上靜電，若在生產(chǎn)和壓氣裝藥時(shí)，不采取安全措施，會(huì)產(chǎn)生高電壓（35kV）的靜電，當(dāng)聚集到足夠大時(shí)，就會(huì)放電產(chǎn)生電火花，形成高溫高壓的電子流，造成引燃或引爆炸藥事故。目錄第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永274.靜電火花感度目錄第一節(jié)炸藥和爆炸概論27李永28第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永28第一節(jié)炸藥和爆炸概論28李永29

礦用炸藥全部都是混合炸藥（為什么？安全、性能、經(jīng)濟(jì)）。礦用炸藥分為三大類：第一類為煤礦許用炸藥；第二類為巖石炸藥；第三類為露天爆破工程中使用的炸藥。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永29第一節(jié)炸藥和爆炸概論29李永30煤礦許用炸藥命名AMⅠ--2AMⅠ--2(K)AMⅡ--3AMⅡ--3(K)AMⅠ--1(B)RMⅡ--1XMⅤ--1(L)XMⅣ--1(D)一二三四(五)炸藥品種S—水膠炸藥R—乳化炸藥A—銨梯炸藥X—硝化甘油炸藥炸藥適用性M—煤礦許用型安全級(jí)別Ⅰ－－一級(jí)Ⅱ－－二級(jí)Ⅲ－－三級(jí)Ⅴ－－五級(jí)Ⅳ－－四級(jí)不同牌號(hào)K－－抗水B－－被筒D－－當(dāng)量型L－－離子交換炸藥特征第二節(jié)礦用炸藥李永30煤礦許用炸藥命名AMⅠ--2AMⅠ--2(K)AMⅡ30李永31一、煤礦許用炸藥煤礦許用炸藥的分級(jí)：炸藥的安全等級(jí)，是指在特定條件下，炸藥爆炸對(duì)瓦斯、煤塵的引爆能力而言的，安全等級(jí)低的炸藥在爆炸時(shí)就容易引起瓦斯、煤塵爆炸。煤礦許用炸藥的安全等級(jí)，根據(jù)“煤礦炸藥瓦斯安全性檢測(cè)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)”的規(guī)定來(lái)確定。共分為五級(jí)，其中1、2級(jí)適用于低瓦斯礦井，3級(jí)適用于高瓦斯礦井，4級(jí)適用于煤與瓦斯突出礦井，5級(jí)用于溜煤眼爆破或石門揭煤層爆破。對(duì)煤礦許用炸藥的基本要求：在保證做功條件下，其爆炸能應(yīng)受到一定限制；其爆炸反應(yīng)必須完全；其氧平衡值必須接近于零；要加入消焰劑；不允許含有在空氣中易燃的夾雜物（如鋁鎂粉等）。第二節(jié)礦用炸藥李永31一、煤礦許用炸藥第二節(jié)礦用炸藥31李永321.煤礦銨梯（硝銨）炸藥性狀和規(guī)格銨梯炸藥均為粉狀，用涂蠟紙包裹為150g重量的圓柱形藥卷，規(guī)格有φ32mm×190mm和φ35mm×170mm兩種。藥卷一端為平頂，另一端為聚能穴，利于傳爆。裝藥時(shí)應(yīng)使聚能穴對(duì)準(zhǔn)傳爆方向。型號(hào)與適用條件分1、2、3號(hào)，號(hào)越小威力越大，號(hào)越大安全性越好。目前在施工中普遍使用的是2號(hào)和3號(hào)，其中2號(hào)用于低瓦斯礦，3號(hào)用于高瓦斯礦（煤與瓦斯突出礦井或工作面應(yīng)使用被筒炸藥或離子交換炸藥）。第二節(jié)礦用炸藥李永321.煤礦銨梯（硝銨）炸藥第二節(jié)礦用炸藥32李永332.煤礦水膠炸藥特點(diǎn)安全性好(高于煤礦銨梯炸藥)，機(jī)械感度和火花感度低抗水性強(qiáng)可塑性好管道效應(yīng)不明顯威力高，適應(yīng)堅(jiān)硬巖石深孔爆破價(jià)格貴型號(hào)與適用條件分SM－I、SM－Ⅱ、SM－Ⅲ三種，號(hào)數(shù)越小威力越大，號(hào)數(shù)越大越安全。其中SM－I型適用于低瓦斯礦井，SM－Ⅱ型適用于高瓦斯礦井，SM－Ⅲ適用于煤與瓦斯突出礦井。第二節(jié)礦用炸藥李永332.煤礦水膠炸藥第二節(jié)礦用炸藥33李永34煤礦水膠炸藥特性炸藥名稱密度/g·cm-3爆速/m·s-1爆炸能/J·g-1用途SMⅡ-11.624018703高瓦斯礦井硬煤爆破SMⅡ-20.873556696高瓦斯礦井軟煤爆破SMⅡ-30.734138758高瓦斯礦井硬煤夾矸爆破SMⅡ-41.724200807高瓦斯礦井硬巖爆破SMⅢ-11.023453546煤與瓦斯突出礦井軟巖爆破SMⅢ-21.023384480煤與瓦斯突出礦井軟煤爆破SMⅢ-31.022792440煤與瓦斯突出礦井軟煤爆破第二節(jié)礦用炸藥李永34煤礦水膠炸藥特性炸藥名稱密度/g·cm-3爆速/m·34李永353.煤礦乳化炸藥特點(diǎn)抗水性強(qiáng)（優(yōu)于漿狀炸藥和水膠炸藥）安全性好原料來(lái)源廣，使用方便爆力低型號(hào)與適用條件分為5級(jí)，目前生產(chǎn)的主要有2、3、4級(jí)三種。2級(jí)適用于高瓦斯礦井，3級(jí)適用于煤與瓦斯突出礦井，4級(jí)適用于煤與瓦斯突出最危險(xiǎn)的礦井。在使用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)礦井瓦斯等級(jí)選用，不得相互混用。第二節(jié)礦用炸藥李永353.煤礦乳化炸藥第二節(jié)礦用炸藥35李永364.離子交換炸藥硝酸鈉和氯化銨的混合物在通常情況下，不發(fā)生化學(xué)變化，但在爆炸的高溫高壓條件下，就會(huì)發(fā)生反應(yīng)(交換鹽)，進(jìn)行離子交換，生成氯化鈉和硝酸銨。氯化鈉彌散在爆炸點(diǎn)周圍，起消焰作用，有效地降低爆溫和抑制引燃瓦斯，與此同時(shí)生成的硝酸銨作為氧化劑參與爆炸反應(yīng)。爆炸越強(qiáng)烈，交換鹽的反應(yīng)越強(qiáng)，生成的氯化鈉越多，其消焰降溫的作用更強(qiáng)，避免引爆瓦斯；反之，爆炸能量低，雖然生成的氯化鈉少，但是生成的爆熱與爆溫也低，同樣可以避免引爆瓦斯。也就是說(shuō)，在不同的爆破條件下，它會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)消焰劑的有效數(shù)量和作用，從而具有一種“選擇爆轟”的獨(dú)特性質(zhì)，因而是我國(guó)現(xiàn)有煤礦安全炸藥中安全度最高的品種。李永364.離子交換炸藥36李永375.被筒炸藥用煤礦銨梯炸藥做藥芯，其外包裹一層用消焰劑做成的“安全被筒”。當(dāng)被筒炸藥的藥芯爆炸時(shí)，被筒內(nèi)包裹的食鹽被炸碎，并在高溫下形成一層食鹽薄霧，籠罩著爆炸點(diǎn)，發(fā)揮消焰降溫作用。這種被筒的消焰劑含量可高達(dá)5％，其威力不減。一些離子交換炸藥的組成及性能組成與性能1號(hào)2號(hào)3號(hào)4號(hào)5號(hào)組成硝酸脂／％硝酸銨／％硝酸鈉／％氯化銨／％木粉／％其他／％10——54.53410.510——54.634.40.50.520173422——715.8～18.8——40.5～49.528～301～33.5～6.514——46.2282.58.3性能密度／g·cm-3爆力／mL爆速／m·s-11.185——0.85————0.8521023001.3175——1.1～1.25130～1701900～2000第二節(jié)礦用炸藥李永37一些離子交換炸藥的組成及性能組成與性能1號(hào)2號(hào)3號(hào)437李永38巖石炸藥命名第二節(jié)礦用炸藥AYD--2AYZ--1(K)AYZ--1AYD--2(K)AYD--3AYD--3(K)ALYD--1(K)一二三四(五)S—水膠炸藥R—乳化炸藥J—漿狀炸藥Y—巖石型炸藥威力G－－高威力K－－抗水A—銨梯炸藥AL—銨瀝蠟炸藥Z－－中威力D－－低威力特征炸藥適用性炸藥品種不同牌號(hào)第二節(jié)礦用炸藥李永38巖石炸藥命名第二節(jié)礦用炸藥AYD--2AYZ--138李永39二、巖石炸藥

巖石炸藥適用于無(wú)瓦斯和煤塵爆炸危險(xiǎn)的井巷掘進(jìn)，它比煤礦許用炸藥威力高，適用于硬巖或中硬巖爆破，堅(jiān)硬巖爆破應(yīng)選用高威力炸藥。1.巖石銨梯炸藥（中威力炸藥）成分硝酸銨梯恩梯木粉第二節(jié)礦用炸藥李永39二、巖石炸藥第二節(jié)礦用炸藥39李永40型號(hào)及適用條件目前我國(guó)生產(chǎn)的品種為1號(hào)、2號(hào)和抗水2號(hào)、抗水3號(hào)及抗水4號(hào)等類型。其中以2號(hào)和抗水2號(hào)應(yīng)用最為普遍，抗水4號(hào)是新研制的品種，威力最大，適用于爆破硬巖。1號(hào)、2號(hào)適用于爆破中硬巖，3號(hào)適用于軟巖；抗水型適用于涌水或淋水工作面，但還應(yīng)采取加裝防水套措施。巖石銨梯炸藥的組成與性能組成與性能1號(hào)2號(hào)2號(hào)抗水3號(hào)抗水4號(hào)抗水組成硝酸銨／％梯恩梯／％木粉／％石蠟／％瀝青／％82±1.514±14±0.5————85±1.51l±14±0.5————84±1.511±14.2±0.50.4±0.10.4±0.186±1.57±16±0.50.5±0.10.5±0.181.2±1.518±1——0.4±0.10.4±0.1性能爆速／m·s-1爆力／mL猛度／mm殉爆距離／cm——35013636003201253750320125——280104——360148第二節(jié)礦用炸藥李永40型號(hào)及適用條件巖石銨梯炸藥的組成與性能組成與性能1號(hào)40李永412.巖石水膠炸藥巖石水膠炸藥分高威力1號(hào)、2號(hào)、中威力3號(hào)和鋁100型四種。其組成與性能見(jiàn)下表。組成與性能高威力1號(hào)高威力2號(hào)中威力3號(hào)鋁100型組成硝酸銨/％梯恩梯/％硝酸鈉/％硝酸甲胺/％水/％田箐粉/％鋁粉/％活性炭/％黑索金/％亞硝酸鈉/％交聯(lián)劑/％延時(shí)劑/％穩(wěn)定劑/％消焰劑/％40～50——8～1325～308～120.8～1.23～6————0.1～0.20.05～0.10.02～0.060.1～0.4——40～50——8～1325～308～120.8～1.2————5～80.1～0.20.05～0.10.02～0.060.1～0.4——40～50——8～1325～308～120.8～1.2——————0.1～0.20.05～0.10.02～0.060.1～0.4——48～530～208～13——9～150.5～1.5——0～6————0.1～0.3——————性能爆速/m·s-1爆力/mL猛度/mm殉爆距離/cm43603301825440033020.1253590——1512415035516.9620第二節(jié)礦用炸藥李永412.巖石水膠炸藥組成與性能高威力1號(hào)高威力2號(hào)中威力41李永423.巖石乳化炸藥（乳膠炸藥）特點(diǎn)①具有水膠炸藥的優(yōu)點(diǎn)，抗水性更強(qiáng)；②爆炸性能好（爆速4000～5000m/s，猛度17～19mm），可用8號(hào)雷管起爆，臨界直徑?。幻投?7~19m，高于2號(hào)巖石硝銨炸藥。③穩(wěn)定性差，貯存期短，不耐凍。產(chǎn)品規(guī)格包裝材料有紙管和塑料管;小藥卷和散裝兩種,條裝規(guī)格有Φ32mm,Φ35mm,藥卷重150g，200g第二節(jié)礦用炸藥李永423.巖石乳化炸藥（乳膠炸藥）第二節(jié)礦用炸藥42李永43三、露天炸藥露天炸藥目前有1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)露天炸藥和1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)露天抗水炸藥。這類炸藥和巖石炸藥基本相同，只是梯恩梯含量少、威力低，適用于露天爆破剝離和煤巖松動(dòng)爆破。對(duì)爆生有害氣體要求不嚴(yán)，也不考慮對(duì)煤塵和瓦斯的引爆問(wèn)題。露天炸藥命名AL--1AL--1(K)AL--2AL--2(K)AL--3AL--3(K)RL--1AyL--1一二三R—乳化炸藥J—漿狀炸藥L—露天型A—銨梯炸藥Ay—銨油炸藥炸藥品種炸藥適用性不同牌號(hào)(四)K－－抗水特征第二節(jié)礦用炸藥李永43三、露天炸藥露天炸藥命名AL--1AL--1(K)A43李永44四、礦用炸藥的選用在巖層中開(kāi)鑿井巷或延深井筒時(shí)，在無(wú)瓦斯的工作面中，可以使用非煤礦許用炸藥（巖石炸藥），但這些井巷必須距離有瓦斯的煤、巖層10m以外。在有瓦斯或煤塵爆炸危險(xiǎn)的采掘工作面都必須使用合格的煤礦許用炸藥，并應(yīng)根據(jù)爆破作業(yè)地點(diǎn)的危險(xiǎn)程度選用相應(yīng)安全等級(jí)的煤礦炸藥（詳見(jiàn)《煤礦安全規(guī)程》第三百二十條）目錄第二節(jié)礦用炸藥李永44四、礦用炸藥的選用目錄第二節(jié)礦用炸藥44李永45第二節(jié)礦用炸藥李永45第二節(jié)礦用炸藥45李永46雷管導(dǎo)爆索導(dǎo)爆管第三節(jié)起爆器材李永46第三節(jié)起爆器材46李永47普通電雷管導(dǎo)爆索工業(yè)火雷管雙向繼爆管導(dǎo)爆管毫秒延期雷管煤礦許用瞬發(fā)電雷管第三節(jié)起爆器材李永47普通電雷管導(dǎo)爆索工業(yè)火雷管雙向繼爆管導(dǎo)爆管毫秒延期雷47李永48抗靜電電雷管紙殼導(dǎo)爆管瞬發(fā)雷管第三節(jié)起爆器材李永48抗靜電電雷管紙殼導(dǎo)爆管瞬發(fā)雷管第三節(jié)起爆器材48李永49一、雷管作用：產(chǎn)生起爆能以引爆炸藥、導(dǎo)爆索和繼爆管。種類火雷管電雷管導(dǎo)爆管毫秒雷管1.電雷管的構(gòu)造瞬發(fā)電雷管

電雷管按用途分為普通電雷管和煤礦許用電雷管兩類。普通電雷管有普通瞬發(fā)電雷管、秒延期電雷管和毫秒延期電雷管；煤礦許用電雷管有煤礦許用瞬發(fā)電雷管和煤礦許用毫秒延期電雷管。第三節(jié)起爆器材李永49一、雷管第三節(jié)起爆器材49李永50普通瞬發(fā)電雷管。普通瞬發(fā)電雷管由管殼、加強(qiáng)帽、起爆藥、加強(qiáng)藥和電點(diǎn)火裝置等組成。第三節(jié)起爆器材李永50普通瞬發(fā)電雷管。普通瞬發(fā)電雷管由管殼、加強(qiáng)帽、起爆藥50李永51管殼：用紙或銅制成，保護(hù)起爆藥不受潮，穩(wěn)定爆轟。一端為電點(diǎn)火裝置，另一端封閉壓制成半球形或圓錐形聚能穴。加強(qiáng)帽：用厚的銅片沖制而成，作用是配合管殼封閉管內(nèi)炸藥，減少起爆藥的暴露面積，在雷管中形成一個(gè)密閉小室，提高起爆能力。直插式無(wú)加強(qiáng)帽。起爆藥：熱感度很高的二硝基重氮酚(DDNP)。加強(qiáng)藥：采用單質(zhì)猛炸藥黑索金(RDX)分二次裝填，頭遍藥壓裝摻石蠟的鈍化黑索金，一是便于封堵管底聚能穴，二是降低機(jī)械感度；二遍藥是未經(jīng)鈍化處理的黑索金，其目的是提高感度。電點(diǎn)火裝置：直插式由腳線、塑料塞和橋絲組成。引火頭式還多一個(gè)引火藥頭。第三節(jié)起爆器材李永51管殼：用紙或銅制成，保護(hù)起爆藥不受潮，穩(wěn)定爆轟。一端51李永52煤礦許用瞬發(fā)電雷管。煤礦瞬發(fā)電雷管的結(jié)構(gòu)與普通瞬發(fā)電雷管相同，適用于各級(jí)瓦斯等級(jí)的礦井。不采用鐵或鋁作為管殼，不使用聚乙烯塑料腳線，底部不壓制聚能穴，避免聚能流，并在加強(qiáng)藥中加入1%～6%的氯酸鉀或碳酸鈉消焰劑避免高溫火焰引爆瓦斯。第三節(jié)起爆器材李永52煤礦許用瞬發(fā)電雷管。煤礦瞬發(fā)電雷管的結(jié)構(gòu)與普通瞬發(fā)電52李永53秒延期電雷管通電以后要經(jīng)過(guò)一段延期時(shí)間才爆炸的電雷管叫延期電雷管，延期時(shí)間以秒為單位計(jì)量的，叫秒延期電雷管。秒延期電雷管的構(gòu)造與瞬發(fā)電雷管基本相同，所不同的是，在引火頭與起爆藥之間裝有一段精制的導(dǎo)火索做延期藥，用精制導(dǎo)火索的長(zhǎng)度來(lái)控制延期秒量。第三節(jié)起爆器材李永53秒延期電雷管第三節(jié)起爆器材53李永54毫秒延期電雷管通電以后要經(jīng)過(guò)若干毫秒才爆炸的電雷管叫毫秒延期電雷管，簡(jiǎn)稱毫秒電雷管。毫秒延期電雷管的構(gòu)造及電點(diǎn)火裝置與秒延期電雷管基本相同，只是延期藥不同。因毫秒延期時(shí)間精度高，不能用導(dǎo)火索，而是用氧化劑、可燃劑和緩燃劑混合物做延時(shí)藥，通過(guò)調(diào)整配比達(dá)到不同毫秒量級(jí)的時(shí)間間隔。普通毫秒延期電雷管延期裝置是內(nèi)銅管，用于固定和保護(hù)延期藥，并作為容納延期藥燃燒時(shí)產(chǎn)生氣體的氣室，以保證延期藥在壓力不變的情況下穩(wěn)定燃燒。爆炸后會(huì)產(chǎn)生灼熱顆粒，不能用于有煤塵與瓦斯爆炸危險(xiǎn)的工作面。煤礦毫秒延期電雷管延期裝置為5芯鉛管體，呈5星排列。鉛管內(nèi)裝入延期藥，構(gòu)成延期元件，雷管爆炸時(shí)不會(huì)噴出熾熱顆粒，避免引爆瓦斯。煤礦毫秒電雷管的延期時(shí)間見(jiàn)下表。第三節(jié)起爆器材李永54毫秒延期電雷管第三節(jié)起爆器材54李永55煤礦毫秒電雷管的延期時(shí)間(ms)

段別第一系列第二系列123456789<100)————<413253850637593(88)110(100)第三節(jié)起爆器材李永55煤礦毫秒電雷管的延期時(shí)間(ms)段別第一系列第55李永56抗雜散電流電雷管在井下由于設(shè)備漏電或三相不平衡，將產(chǎn)生雜散電流。兩點(diǎn)之間的電壓有可能達(dá)到使雷管爆炸的數(shù)值。井下爆破必須將兩個(gè)線頭隨時(shí)扭在一起，直到聯(lián)線時(shí)才可將它們解開(kāi)。在雜散電流嚴(yán)重的礦山（如鐵礦）可采用抗雜散電流雷管。2.電雷管的主要性能參數(shù)電雷管（全）電阻雷管（全）電阻指腳線電阻和橋絲電阻之和。為保證起爆可靠，同一網(wǎng)路中電雷管之間的電阻差不宜超過(guò)。最大安全電流給電雷管通以恒定直流電5min不爆的電流最大值，叫做最大安全電流，又稱工作電流。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：雷管最大安全電流為50mA。它是雷管對(duì)于電流的安全指標(biāo)，是選擇測(cè)試儀表和雷管種類（雜散電流大于50mA時(shí)應(yīng)選用抗雜散電流雷管）的依據(jù)。第三節(jié)起爆器材李永56抗雜散電流電雷管第三節(jié)起爆器材56李永57最小發(fā)火電流當(dāng)電流達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，雷管的發(fā)火率將會(huì)達(dá)到99．99％(考慮萬(wàn)分之一的由于雷管內(nèi)部疵病造成的不爆)，這時(shí)的電流值稱為最小發(fā)火電流。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：雷管最小發(fā)火電流為700mA恒定直流電。實(shí)測(cè)值都小于此值。為使起爆可靠，必須保證通過(guò)單個(gè)雷管的電流大于700mA。100ms發(fā)火電流指限定通電時(shí)間為100ms，使雷管l00％爆炸的最小電流值，是測(cè)定發(fā)火沖能的電流參考值。6ms發(fā)火電流指限定通電時(shí)間為6ms，使雷管l00％爆炸的最小電流值。我國(guó)規(guī)定瓦斯礦井放炮的通電時(shí)間必須小于6ms，以免電路被炸斷時(shí)產(chǎn)生火花而引發(fā)瓦斯爆炸，因而6ms發(fā)火電流是設(shè)計(jì)放炮器必須參考的數(shù)據(jù)。第三節(jié)起爆器材李永57最小發(fā)火電流第三節(jié)起爆器材57李永58雷管的起爆能力按起爆能力，工業(yè)雷管分為10個(gè)號(hào)別(1～10號(hào))。號(hào)數(shù)放大，起爆能力愈大。但通常只使用6號(hào)和8號(hào)兩種，使用最多的是8號(hào)雷管。雷管的起爆能力決定于它的裝藥量。雷管的起爆能力通常用鉛板穿孔法來(lái)檢驗(yàn)。第三節(jié)起爆器材李永58雷管的起爆能力第三節(jié)起爆器材58李永59二、導(dǎo)爆索和繼爆管導(dǎo)爆索是以猛炸藥為藥芯，外面纏繞數(shù)層紗線、紙條并有兩層防潮層的繩索狀起爆材料。分為普通導(dǎo)爆索和安全導(dǎo)爆索(加裹一層食鹽)兩類。國(guó)產(chǎn)導(dǎo)爆索以黑索金為藥芯。導(dǎo)爆索特點(diǎn)先由雷管引爆導(dǎo)爆索，再由導(dǎo)爆索引爆炸藥。用導(dǎo)爆索起爆，藥包內(nèi)無(wú)雷管；在炮眼內(nèi)，若沿裝藥全長(zhǎng)敷設(shè)導(dǎo)爆索，能消除間隙效應(yīng)，有利深孔爆破；不受雜散電流影響。但價(jià)格昂貴，不能用儀表檢測(cè)起爆網(wǎng)路的質(zhì)量。適用條件導(dǎo)爆索多用于露天深孔爆破和硐室大爆破中。煤礦井下不準(zhǔn)使用普通導(dǎo)爆索，只許使用安全導(dǎo)爆索。第三節(jié)起爆器材李永59二、導(dǎo)爆索和繼爆管第三節(jié)起爆器材59李永60繼爆管由消爆管和不帶點(diǎn)火裝置的毫秒延期雷管組成。單向繼爆管：?jiǎn)蜗騻鞅?，首、尾兩端的?dǎo)爆索不可接錯(cuò)，否則會(huì)拒爆。雙向繼爆管：雙向傳爆，不會(huì)因方向接錯(cuò)而拒爆。第三節(jié)起爆器材李永60繼爆管由消爆管和不帶點(diǎn)火裝置的毫秒延期雷管組成。第三60李永61三、導(dǎo)爆管導(dǎo)爆管是管內(nèi)壁涂有薄層炸藥的塑料軟管。導(dǎo)爆管不能直接起爆炸藥，只能起傳爆作用，要起爆炸藥仍需一個(gè)起爆雷管。導(dǎo)爆管的作用原理是，當(dāng)起爆槍(或?qū)П鳌⒗坠?對(duì)著管腔激發(fā)時(shí)，在管腔中產(chǎn)生沖擊波，管壁的炸藥受沖擊波的作用發(fā)生反應(yīng)，給沖擊波補(bǔ)充能量，從而使沖擊波穩(wěn)定地傳播?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定，煤礦井下禁止使用導(dǎo)爆管放炮。

外徑：3mm內(nèi)徑：1.4mm第三節(jié)起爆器材李永61三、導(dǎo)爆管外徑：3mm第三節(jié)起爆器材61李永62四、起爆器材的選用總原則普通型瞬發(fā)電雷管和毫秒電雷管可使用于無(wú)瓦斯的工作面；煤礦許用型電雷管可用于有瓦斯或煤塵爆炸危險(xiǎn)的采掘工作面、高瓦斯礦井或瓦斯突出礦井；使用煤礦許用毫秒電雷管時(shí)，最后一段延期時(shí)間不得超過(guò)130ms（即1~5段）?！睹旱V安全規(guī)程》第三百二十條在采掘工作面，必須使用煤礦許用瞬發(fā)電雷管或煤礦許用毫秒延期電雷管。使用煤礦許用毫秒延期電雷管時(shí)，最后一段的延期時(shí)間不得超過(guò)130ms。不同廠家生產(chǎn)的或不同品種的電雷管，不得摻混使用。不得使用導(dǎo)爆管或普通導(dǎo)爆索，嚴(yán)禁使用火雷管。第三節(jié)起爆器材李永62四、起爆器材的選用第三節(jié)起爆器材62李永63解答為什么《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，不同廠家生產(chǎn)的或不同品種的電雷管，不得摻混使用？答：不同廠家生產(chǎn)的或不同品種的電雷管，其橋絲直徑和長(zhǎng)度往往不一致，電雷管的電阻值和電引火性能往往存在差異。若在同一（串聯(lián)）電路中摻混使用，則很可能造成一部分發(fā)火感度高的雷管先爆，隨即切斷網(wǎng)路，使其它感度低的雷管無(wú)法起爆，從而產(chǎn)生拒爆（瞎炮）現(xiàn)象。為什么在有瓦斯煤塵爆炸危險(xiǎn)的采掘工作面，必須使用煤礦許用瞬發(fā)電雷管或煤礦許用毫秒延期電雷管？答：參見(jiàn)《煤礦安全規(guī)程問(wèn)答——爆破》P54為什么使用煤礦許用毫秒延期電雷管時(shí)，最后一段的延期時(shí)間不得超過(guò)130ms？答：參見(jiàn)《煤礦安全規(guī)程問(wèn)答——爆破》P53為什么在井下不得使用火雷管和普通導(dǎo)爆索？答：參見(jiàn)《煤礦安全規(guī)程問(wèn)答——爆破》P50目錄第三節(jié)起爆器材李永63解答目錄第三節(jié)起爆器材63李永64李永6464李永65

電雷管起爆法簡(jiǎn)稱電爆法：利用電流通過(guò)電爆網(wǎng)路的各個(gè)電雷管使電雷管爆炸，從而引爆各炮孔內(nèi)炸藥的方法。

第三節(jié)電雷管起爆法李永65電雷管起爆法簡(jiǎn)稱電爆法：利用電流通過(guò)65李永66一、起爆電源①發(fā)爆器；②照明或動(dòng)力電源。1.發(fā)爆器（井下放炮使用）發(fā)電機(jī)式和電容式（常用）兩類。電容式發(fā)爆器基本原理：晶體管振蕩電路干電池的直流電振蕩交變電流變壓器整流器高壓直流電主電容器充電指示燈發(fā)光接通電爆網(wǎng)路主電容器放電引爆雷管高壓交變電流第三節(jié)電雷管起爆法李永66一、起爆電源晶體管振蕩電路干電池的直流電振蕩交變電流66李永67第三節(jié)電雷管起爆法李永67第三節(jié)電雷管起爆法67李永68第三節(jié)電雷管起爆法李永68第三節(jié)電雷管起爆法68李永69二、電爆網(wǎng)路的連接方式及其計(jì)算第三節(jié)電雷管起爆法李永69二、電爆網(wǎng)路的連接方式及其計(jì)算第三節(jié)電雷管起爆法69李永701.各種連接方式綜述串聯(lián)電路優(yōu)點(diǎn)：電路的總電流小，適于用發(fā)爆器放炮；母線電阻的大小對(duì)雷管起爆影響不明顯；連線操作簡(jiǎn)便，便于用導(dǎo)通表檢查，使用安全。缺點(diǎn)：一發(fā)雷管斷路就會(huì)導(dǎo)致全部拒爆，處理很麻煩；對(duì)雷管的電阻值差要求較嚴(yán)，不同雷管嚴(yán)禁混用。在有瓦斯煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井，只準(zhǔn)采用串聯(lián)。

第三節(jié)電雷管起爆法李永701.各種連接方式綜述在有瓦斯煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井，只準(zhǔn)70李永71并聯(lián)電路特點(diǎn)：電路總電流大，須用線路電源起爆，在瓦斯礦中禁用；母線、連接線及接頭電阻值的大小對(duì)雷管的準(zhǔn)保影響很大；個(gè)別雷管不通不易用儀表查出，但不會(huì)導(dǎo)致全部拒爆；分段并聯(lián)由于連接線有一定的電阻，容易使電流分配不均?；炻?lián)電路串并聯(lián)電路將若干個(gè)雷管先行串聯(lián)起來(lái)組成一個(gè)個(gè)串聯(lián)組，然后再將各組并聯(lián)起來(lái)的連線方法。并串聯(lián)電路將若干個(gè)雷管先行并聯(lián)起來(lái)組成一個(gè)個(gè)并聯(lián)組，然后再將各組串聯(lián)起來(lái)的連線方法。第三節(jié)電雷管起爆法李永71并聯(lián)電路第三節(jié)電雷管起爆法71李永72混聯(lián)電路特點(diǎn)：在同樣電壓和起爆電流條件下能起爆的雷管數(shù)最多；連線復(fù)雜、容易出錯(cuò)?；炻?lián)電路適應(yīng)條件：大規(guī)模爆破工程；大斷面硐室、全斷面一次起爆。第三節(jié)電雷管起爆法李永72混聯(lián)電路特點(diǎn)：第三節(jié)電雷管起爆法72李永732.各種連接電路的電流計(jì)算式中，I為通過(guò)每個(gè)雷管的電流，A；U為放炮電源電壓，V；n為串聯(lián)雷管的個(gè)數(shù)，并聯(lián)時(shí)n＝1；m并聯(lián)時(shí)為雷管個(gè)數(shù)，串并聯(lián)時(shí)為雷管并聯(lián)組數(shù)，串聯(lián)時(shí)m＝1．雷管總數(shù)N＝mn；r為每一個(gè)雷管的全電阻。第三節(jié)電雷管起爆法李永732.各種連接電路的電流計(jì)算第三節(jié)電雷管起爆法73李永74三、爆破事故的預(yù)防和處理1.拒爆（瞎炮）指通電起爆后，工作面雷管全部或少數(shù)不爆的現(xiàn)象。由炸藥原因產(chǎn)生的不爆現(xiàn)象稱為殘爆，多由炸藥變質(zhì)引起。拒爆的處理應(yīng)按《煤礦安全規(guī)程》進(jìn)行。2.早爆指爆炸材料比預(yù)定起爆時(shí)間提前爆炸的現(xiàn)象。原因：器材問(wèn)題（不能使用質(zhì)量有問(wèn)題的器材）；操作問(wèn)題（嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》和《爆破安全規(guī)程》進(jìn)行操作）；雜散電流影響（在爆破前要將兩個(gè)腳線線頭扭在一起）。目錄第三節(jié)電雷管起爆法李永74三、爆破事故的預(yù)防和處理目錄第三節(jié)電雷管起爆法74李永75李永7575李永76一、爆炸的破巖原理1.基本概念自由面若將一個(gè)塊狀藥包(爆破上稱之為集中藥包)埋入巖石（爆破對(duì)象）中，則巖石與空氣相接的表面叫做自由面。最小抵抗線藥包中心到自由面的最小距離稱為最小抵抗線。2.爆破作用的表現(xiàn)形式（與裝藥量和深度即最小抵抗線有關(guān)）第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)李永76一、爆炸的破巖原理第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)76李永77最小抵抗線很大時(shí)自由面對(duì)爆破無(wú)影響。起爆后，藥包附近的巖石受爆轟波和爆生氣體的沖擊，產(chǎn)生粉碎性破碎或被壓縮成空洞，稱為粉碎(或壓縮)區(qū)。其范圍只有2～3倍的裝藥半徑。粉碎區(qū)外面是裂隙區(qū)，產(chǎn)生縱橫交錯(cuò)的徑向和環(huán)向裂隙。裂隙區(qū)外面為震動(dòng)區(qū)，由于應(yīng)力波繼續(xù)衰減成地震波，無(wú)裂隙產(chǎn)生，只能使巖石產(chǎn)生震動(dòng)。第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)李永77最小抵抗線很大時(shí)第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)77李永78最小抵抗線較小時(shí)應(yīng)力波傳到自由面時(shí)衰減的程度不大，并在自由面處產(chǎn)生反射。反射波是與入射應(yīng)力波大小相等、方向相反的拉伸波，巖石在拉伸應(yīng)力作用下就產(chǎn)生了從自由面向藥包一層層剝落的拉伸破壞，這個(gè)破壞區(qū)域叫做拉斷(或片落)區(qū)。第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)李永78最小抵抗線較小時(shí)第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)78李永79最小抵抗線小到一定程度時(shí)拉斷區(qū)和裂隙區(qū)連接起來(lái)，爆生氣體又沿這些裂隙沖出，擴(kuò)大裂隙并使巖石移動(dòng)，于是靠近自由面一側(cè)的巖石被完全破壞而形成漏斗狀的坑，叫做爆破漏斗。如巖石只產(chǎn)生松動(dòng)叫做松動(dòng)漏斗，不僅松動(dòng)巖石而且將其拋擲出去的叫做拋擲漏斗。第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)李永79最小抵抗線小到一定程度時(shí)第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)79李永803.爆破漏斗要素與爆破作用指數(shù)爆破漏斗三要素：最小抵抗線W；爆破漏斗半徑r；爆破漏斗作用半徑R。第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)李永803.爆破漏斗要素與爆破作用指數(shù)第四節(jié)破巖原理和爆破80李永81爆破作用指數(shù)n：爆破漏斗半徑r與最小抵抗線W的比值。根據(jù)n值的不同可將爆破漏斗分為以下幾類：標(biāo)準(zhǔn)拋擲漏斗。當(dāng)n＝1，r＝W時(shí)，漏斗展開(kāi)角θ＝90°。加強(qiáng)拋擲漏斗。當(dāng)n>1，r>W時(shí)，θ>90°。移山、填海和筑壩工程，多根據(jù)加強(qiáng)拋擲漏斗進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)。減弱拋擲漏斗又稱加強(qiáng)松動(dòng)漏斗。當(dāng)0.75<n<1，r<W時(shí)，θ<90°。井巷掘進(jìn)爆破取0.8~1之間，掏槽眼可稍大于1。松動(dòng)漏斗。當(dāng)n＝，r<W時(shí)，巖石產(chǎn)生松動(dòng)而不產(chǎn)生拋擲，形成松動(dòng)漏斗。當(dāng)時(shí)，爆破漏斗將不能形成。拆除爆破一般采用，。第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)李永81爆破作用指數(shù)n：第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)81李永82n＝1n>10.75<n<1n＝0.75第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)李永82n＝1n>10.75<n<1n＝0.75第四節(jié)破巖82李永83二、柱狀裝藥的爆破特點(diǎn)在圓柱形的炮眼中裝入細(xì)長(zhǎng)圓柱形的炸藥，稱為柱狀裝藥。炮眼利用率η：實(shí)際爆落深度與炮眼深度之比。炮眼的填塞：延長(zhǎng)爆生氣體的作用時(shí)間，有利于破碎巖石并降低引爆瓦斯、煤塵危險(xiǎn)。第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)李永83二、柱狀裝藥的爆破特點(diǎn)炮眼的填塞：延長(zhǎng)爆生氣體的作用83李永84三、瓦斯礦井的安全爆破1.炸藥爆炸可能引爆瓦斯的因素及預(yù)防措施：空氣沖擊波沖擊波經(jīng)過(guò)反射疊加，或瓦斯經(jīng)過(guò)預(yù)熱，有可能引爆瓦斯。因此，掘進(jìn)工作面不得有阻塞斷面1／3以上的物體，并且不能使用秒延期雷管，以防止先爆炮眼對(duì)瓦斯進(jìn)行預(yù)熱。熾熱的固體微粒一些爆破不完全的炸藥顆粒或金屬粉末對(duì)瓦斯加熱的時(shí)間長(zhǎng)，容易引爆瓦斯。因此煤礦炸藥必須要求爆轟穩(wěn)定可靠；不能使用含鋁、鎂等金屬粉的炸藥；不得在裝藥時(shí)加入金屬絲或金屬片。第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)李永84三、瓦斯礦井的安全爆破第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)84李永85爆炸生成的高溫氣體。爆生氣體溫度高、作用時(shí)間長(zhǎng)，是引爆瓦斯的最危險(xiǎn)因素。游離氧、氧化氮等氣體具有強(qiáng)氧化作用，易使瓦斯爆炸；高溫的游離氫、一氧化碳等氣體接觸空氣時(shí)可能要燃燒產(chǎn)生二次火焰。因此，煤礦炸藥的氧平衡特別重要（必須使用煤礦許用炸藥）；禁止使用變質(zhì)炸藥和起爆能不足的雷管；此外，炮眼必須進(jìn)行良好的填塞。2.在瓦斯礦井中進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí)，必須在現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行“一炮三檢制”（《規(guī)程》第三百一十六條）概念在采掘工作面裝藥前、放炮前和放炮后，爆破工、班組長(zhǎng)、瓦斯檢查員都必須在現(xiàn)場(chǎng)，由瓦斯檢查員檢查瓦斯。作用它能防止瓦斯漏檢，一方面能避免在瓦斯超限（1％）的條件下裝藥、放炮；另一方面，放炮后若瓦斯超限，能及時(shí)得到有效處理（不準(zhǔn)繼續(xù)爆破或電鉆打眼等工作）。從而杜絕爆破事故的發(fā)生。第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)李永85爆炸生成的高溫氣體。第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)85李永86四、微差爆破概念利用毫秒雷管或其他設(shè)備控制放炮的順序，使每段之間只有幾十毫秒的間隔，叫做毫秒爆破或微差爆破。特點(diǎn)：爆出巖石塊度小而均勻、炮眼利用率高、圍巖震動(dòng)小、巷道規(guī)格好。第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)李永86四、微差爆破第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)86李永87五、預(yù)裂爆破概念在爆破巖體的輪廓線上密集鉆孔，采用不耦合裝藥并先于其它炮眼爆破，以預(yù)先形成一道貫穿裂縫，使非爆破區(qū)免遭破壞的控制爆破技術(shù)。特點(diǎn)要去的部分被爆破掉，要留的部分被完好的保留下來(lái)：預(yù)裂縫將爆破區(qū)和保留區(qū)分隔開(kāi)，阻隔了爆轟波對(duì)保留區(qū)的破壞作用。結(jié)果就是，爆破破壞程度小，開(kāi)挖成形規(guī)整光滑。第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)李永87五、預(yù)裂爆破第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)87李永88六、光面爆破1.光面爆破的目標(biāo)使炸藥的爆炸作用剛好沿周邊炮眼連線——井巷輪廓線產(chǎn)生貫穿裂縫，從而將巖石切割下來(lái)，形成光滑的井巷輪廓。2.光面爆破的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)圍巖表面上留下的眼痕率（有均勻眼痕的周邊眼數(shù)與周邊眼總數(shù)的比值）不小于50％；超挖尺寸不得大于150mm，欠挖不得超過(guò)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；圍巖表面上不應(yīng)有明顯的炮震裂縫。第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)李永88六、光面爆破第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)88李永893.光面爆破的優(yōu)點(diǎn)掘出的巷道輪廓平整光潔，便于錨噴支護(hù)，巖幫裂隙少，穩(wěn)定性高，超挖量小。成本低、工效高、質(zhì)量好。4.光面爆破的分類1輪廓線光面爆破法：周邊鉆鑿密集空眼2預(yù)裂光面爆破法：周邊眼最先起爆3修邊光面爆破法：周邊眼最后起爆預(yù)留光面層爆破：多用于斷面大于12m2的巷道，先用一般的爆破方法在巷道內(nèi)部做出巷道的粗?jǐn)嗝?，在周邊留下一個(gè)厚度比較均勻的光面層；然后再由布置在巷道輪廓線上的邊眼（光爆炮眼）爆出整齊光滑的巷道輪廓。全斷面一次爆破法：多用于斷面小于12m2的巷道，由雷管的不同段別（延時(shí)）實(shí)現(xiàn)。第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)李永893.光面爆破的優(yōu)點(diǎn)第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)89李永905.光面爆破的實(shí)現(xiàn)條件鉆鑿周邊炮眼要做到“平”：彼此平行；“直”：垂直于工作面，實(shí)際與巷道軸線有3～5度的夾角；“齊”：炮眼底部對(duì)齊，落在同一個(gè)橫斷面上；“準(zhǔn)”：開(kāi)眼位置要準(zhǔn)確，偏差值不大于30mm；周邊眼布置在設(shè)計(jì)斷面的輪廓線上。選用低猛度的炸藥；嚴(yán)格控制周邊眼裝藥量，采用不耦合裝藥同時(shí)起爆；光面層厚度（光爆炮眼的最小抵抗線）一般應(yīng)大于或等于光爆炮眼的間距（防止反射波侵入圍巖使圍巖遭受破壞）。第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)李永905.光面爆破的實(shí)現(xiàn)條件第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)90李永91光面爆破與普通爆破的對(duì)照第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)李永91光面爆破與普通爆破的對(duì)照第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)91李永92貫穿裂縫的形成原理第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)李永92貫穿裂縫的形成原理第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)92李永93光面爆破效果目錄第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)李永93光面爆破效果目錄第四節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)93李永941.炸藥的主要特征是什么？2.炸藥爆炸的三要素是什么？3.炸藥爆炸的基本化學(xué)反應(yīng)是什么？4.何謂炸藥的氧平衡？分為哪幾種？煤礦井下爆破為何要選用零氧平衡炸藥？5.何謂炸藥的猛度和爆力？二者有何區(qū)別？6.礦用炸藥分為哪幾類？7.起爆器材有哪些？其主要特性分別是什么？8.電爆網(wǎng)路的連接方式有哪些？各自特點(diǎn)是什么？9.何謂爆破漏斗？其要素有哪些？10.光面爆破的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有哪些？如何實(shí)現(xiàn)光面爆破？11.最小抵抗線？爆破作用指數(shù)？炮眼利用率？目錄李永941.炸藥的主要特征是什么？目錄94李永95退出謝謝大家李永95退出謝謝大家95叁井巷爆破理論與技術(shù)《井巷爆破理論與技術(shù)》教案安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院安徽淮北煤電技師學(xué)院李永2014年2月叁井巷爆破理論與技術(shù)《井巷爆破理論與技術(shù)》教案安徽礦業(yè)職李永97第三章井巷爆破理論與技術(shù)第一節(jié)炸藥和爆炸概論第二節(jié)礦用炸藥第三節(jié)起爆器材第四節(jié)電雷管起爆法第五節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)思考題李永2第三章井巷爆破理論與技術(shù)第一節(jié)炸藥和爆炸概論第二節(jié)97李永98一、爆炸的概念及分類1.爆炸的概念

物質(zhì)發(fā)生急劇變化，瞬間放出大量能量，對(duì)周圍介質(zhì)做功，使之發(fā)生破壞，同時(shí)可能伴隨聲、光、熱效應(yīng)的現(xiàn)象。2.爆炸的分類根據(jù)爆炸發(fā)生的原因和特點(diǎn)分為三類：物理爆炸：爆炸時(shí)僅發(fā)生物態(tài)的急劇變化，物質(zhì)的化學(xué)成分不變。核爆炸：由某些物質(zhì)的原子核發(fā)生裂變或聚變引起的爆炸。化學(xué)爆炸：爆炸時(shí)不僅發(fā)生物態(tài)變化，面且物質(zhì)的化學(xué)成分也發(fā)生變化。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永3一、爆炸的概念及分類第一節(jié)炸藥和爆炸概論98李永99二、炸藥及其分類1.炸藥的概念在外界能量作用下，自身進(jìn)行高速的化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)產(chǎn)生大量高溫高壓氣體和熱量的物質(zhì)（化合物或混合物）。主要元素是C、H、O、N，炸藥爆炸的過(guò)程就是炸藥中C、H原子的氧化過(guò)程。2.炸藥的主要特征具有相對(duì)穩(wěn)定性和化學(xué)爆炸性；當(dāng)炸藥未受外界能量作用時(shí)，常溫下處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，保證其加工、運(yùn)輸及儲(chǔ)存使用的安全。但炸藥的物質(zhì)結(jié)構(gòu)屬化學(xué)不穩(wěn)定體系，一旦受到外界能量作用，就打破了原來(lái)的平衡結(jié)構(gòu)，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為爆炸。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永4二、炸藥及其分類第一節(jié)炸藥和爆炸概論99李永100具有很高的能量密度單位質(zhì)量的炸藥爆炸時(shí)放出的熱量要比單位質(zhì)量的煤燃燒時(shí)放出的熱量要小，但在極短的時(shí)間（～1ms）內(nèi)單位容積的炸藥爆炸比單位容積的煤燃燒放出的熱量大數(shù)百萬(wàn)倍。這是炸藥和燃料的重要區(qū)別之一。依靠自身的氧實(shí)現(xiàn)爆炸反應(yīng)。炸藥爆炸時(shí)不需要外界供氧，只靠自身的氧就可以進(jìn)行爆炸反應(yīng)。這也是炸藥和燃料的重要區(qū)別之一。3.炸藥的分類按組成分；單質(zhì)炸藥：只由一種分子組成的物質(zhì)；混合炸藥：由兩種以上分子組成的混合物。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永5具有很高的能量密度第一節(jié)炸藥和爆炸概論100李永101按用途分。起爆藥：在很小的外界能量(如加熱、火焰、摩擦、機(jī)械沖擊等)作用下就能爆炸，即敏感度較高。猛炸藥：對(duì)外能的敏感程度比起爆藥低，但爆炸威力很大，主要用作起爆器材的加強(qiáng)藥和作為改善炸藥性能的附加成分。發(fā)射藥(火藥)：在軍事上，利用火藥穩(wěn)定燃燒時(shí)產(chǎn)生的推力發(fā)射火箭、炮彈等；在工業(yè)上，主要用來(lái)制造起爆器材，如用黑火藥做導(dǎo)火索藥芯等。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永6按用途分。第一節(jié)炸藥和爆炸概論101李永102三、炸藥爆炸的基本特征

反應(yīng)的放熱性、生成氣體產(chǎn)物、化學(xué)反應(yīng)和傳播的快速性，是炸藥爆炸的三個(gè)基本特征，也是任何化學(xué)爆作必須同時(shí)具備的三個(gè)條件，即炸藥爆炸三要素。1.反應(yīng)的放熱性爆炸過(guò)程中釋放的大量熱是對(duì)周圍介質(zhì)做功的能源。放熱不足或吸熱反應(yīng)都不能維持反應(yīng)的自動(dòng)傳播，也就不能形成爆炸。2.生成大量氣體爆生氣體是做功的介質(zhì)，通過(guò)大量的爆生氣體在高溫高壓狀態(tài)下迅速膨脹對(duì)外做功，從而將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功，這就是炸藥能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永7三、炸藥爆炸的基本特征第一節(jié)炸藥和爆炸概論102李永1033.反應(yīng)和傳播的快速性炸藥爆炸反應(yīng)是由沖擊波所激起的，因此其反應(yīng)速度和爆炸速度都很高。爆炸過(guò)程的高速度決定了炸藥能夠在很短時(shí)間內(nèi)釋放大量能量，因此單位體積內(nèi)的熱能很高，從而具有極大的威力(炸藥在單位時(shí)間內(nèi)的做功能力)。這是爆炸反應(yīng)區(qū)別于其它化學(xué)反應(yīng)的一個(gè)顯著特點(diǎn)。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永83.反應(yīng)和傳播的快速性第一節(jié)炸藥和爆炸概論103李永104四、炸藥的氧平衡和爆熱1.炸藥的基本化學(xué)反應(yīng)氫元素被氧化成水：碳元素被氧化成二氧化碳：第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永9四、炸藥的氧平衡和爆熱第一節(jié)炸藥和爆炸概論104李永1052.炸藥的氧平衡氧平衡用來(lái)表示炸藥內(nèi)含氧量與充分氧化其可燃元素所需氧量之間的關(guān)系，通常用每克炸藥不足或多余的氧的克數(shù)或百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。炸藥的分子式可寫成通式CaHbNcOd。其氧平衡計(jì)算公式(以百分?jǐn)?shù)表示)為對(duì)于單質(zhì)炸藥：式中，16為氧的相對(duì)原子量；M為炸藥的摩爾質(zhì)量。對(duì)于混合炸藥：式中，mi、ki為第i種組分的百分比與氧平衡值。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永102.炸藥的氧平衡第一節(jié)炸藥和爆炸概論105李永106零氧平衡；當(dāng)＝0，即當(dāng)炸藥中的氧恰好能完全氧化可燃元素時(shí)，稱為零氧平衡。零氧平衡炸藥的氧和可燃元素都得到充分利用，理論上放熱量最大，而且不會(huì)生成有毒氣體。正氧平衡；當(dāng)＞0，即當(dāng)炸藥中的氧完全氧化可燃元素后尚有剩余時(shí)，稱為正氧平衡。正氧平衡炸藥未能充分利用其中的氧，且剩余的氧與游離氮化合時(shí)生成氮氧化物有毒氣體并吸收熱量。氮氧化物還能對(duì)瓦斯爆炸起催化作用。負(fù)氧平衡當(dāng)＜0，即當(dāng)炸藥中的氧不足以完全氧化可燃元素時(shí)，稱為負(fù)氧平衡。負(fù)氧平衡炸藥未能充分利用可燃元素，并且生成可燃性氣體CO與H2甚至還有固態(tài)碳。CO是有毒氣體，且CO生成熱，約為CO2生成熱的l/3，從而降低了炸藥發(fā)熱量。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永11零氧平衡；第一節(jié)炸藥和爆炸概論106李永107例：計(jì)算TNT[C6H2(NO2)3CH3]的氧平衡值解：將TNT的分子式寫成通式形式C7H5N3O6

則a=7b=5c=3d=6，帶入單質(zhì)炸藥的氧平衡計(jì)算式得：?jiǎn)挝毁|(zhì)量炸藥在定容條件下爆炸時(shí)放出的熱量稱為爆熱，單位是kJ/mol或kJ/kg。爆熱是炸藥做功的能源，也是評(píng)價(jià)炸藥威力的直接標(biāo)志。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永12例：計(jì)算TNT[C6H2(NO2)3CH3]107李永108五、炸藥的爆轟1.炸藥化學(xué)變化的形式

爆炸并非炸藥唯一的化學(xué)變化形式。由于環(huán)境和引起化學(xué)變化的條件不同，一種炸藥可能具有三種不同形式的化學(xué)變化，即緩慢分解、燃燒和爆炸。三種化學(xué)變化形式，在一定條件下，能夠相互轉(zhuǎn)化。緩慢分解；炸藥在常溫條件下，若不受其它外界能量作用，常以一般化學(xué)反應(yīng)的形式在整個(gè)物質(zhì)內(nèi)部進(jìn)行緩慢分解，環(huán)境溫度越高，分解越顯著。其特點(diǎn)是：炸藥內(nèi)各點(diǎn)溫度相同；反應(yīng)在全部炸藥內(nèi)同時(shí)進(jìn)行，沒(méi)有集中的反應(yīng)區(qū)；分解時(shí)可以吸熱，也可以放熱，決定于炸藥的類型和環(huán)境溫度。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永13五、炸藥的爆轟第一節(jié)炸藥和爆炸概論108李永109燃燒化學(xué)反應(yīng)只在局部區(qū)域(反應(yīng)區(qū))內(nèi)進(jìn)行并在炸藥內(nèi)傳播。炸藥燃燒與其它可燃物燃燒的區(qū)別僅在于炸藥燃燒時(shí)不需要外界供氧。炸藥的快速燃燒又稱為爆燃。爆炸化學(xué)反應(yīng)只在局部區(qū)域(反應(yīng)區(qū))內(nèi)進(jìn)行并在炸藥內(nèi)傳播。爆炸與燃燒的區(qū)別在于：①燃燒靠熱傳導(dǎo)傳遞能量和激起化學(xué)反應(yīng)，受環(huán)境影響較大；而爆炸則靠爆轟波的作用來(lái)傳遞能量和激起化學(xué)反應(yīng)，基本不受環(huán)境影響；②爆炸反應(yīng)比燃燒反應(yīng)更為激烈，放出熱量和形成溫度更高；③燃燒產(chǎn)生的壓力較低，而爆炸則產(chǎn)生很高的壓力；④燃燒速度是亞音速的，爆炸速度是超音速的。爆炸反應(yīng)區(qū)在炸藥中的傳播速度稱為爆炸速度。爆炸速度保持定值的為穩(wěn)定爆炸，稱為爆轟；否則為不穩(wěn)定爆炸。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永14燃燒第一節(jié)炸藥和爆炸概論109李永1103.爆轟波

在炸藥中穩(wěn)定傳播并伴隨有高速化學(xué)反應(yīng)的沖擊波叫做爆轟波。爆轟波具有傳播速度穩(wěn)定的特點(diǎn)。4.爆速及其影響因素爆速：爆轟波傳播的速度。理想爆速：當(dāng)藥柱為理想封閉、爆轟產(chǎn)物不發(fā)生徑向流動(dòng)、反應(yīng)釋放出的能量全部用于傳爆時(shí)爆轟波的最大傳播速度。炸藥理想爆速主要取決于炸藥密度、爆轟產(chǎn)物組成和爆熱。實(shí)際爆速：除了與炸藥本身的化學(xué)性質(zhì)如爆熱、化學(xué)反應(yīng)速度有關(guān)外，還受裝藥直徑、裝藥密度和粒度、裝藥外殼等因素的影響。實(shí)際爆速都低于理想爆速。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永153.爆轟波第一節(jié)炸藥和爆炸概論110李永111爆速影響因素裝藥直徑臨界直徑：藥卷直徑小到一定程度，爆轟所產(chǎn)生的能量除去逸散的部分能量后就不能傳爆。極限直徑：藥卷直徑自臨界直徑逐漸增大，爆速隨之提高，最后達(dá)到穩(wěn)定值。此后，再增大藥卷直徑，爆速也不會(huì)提高。

在藥卷的臨界直徑與極限直徑之間增大藥徑能提高爆炸性能。裝藥密度對(duì)單質(zhì)炸藥，爆速隨密度增大而增大。對(duì)混合炸藥，在一定密度范圍內(nèi)，爆速隨密度增大而增大，當(dāng)密度增大到某一定值時(shí)，爆速達(dá)到其最大值，此后若密度進(jìn)一步增大，爆速反而下降，而且密度大到超過(guò)某一定值時(shí)就會(huì)發(fā)生所謂“壓死”的拒爆現(xiàn)象。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永16爆速影響因素第一節(jié)炸藥和爆炸概論111李永1122.沖擊波擾動(dòng)和波擾動(dòng)：在外界作用下，介質(zhì)局部狀態(tài)（如溫度、壓力、密度等）的變化。波：擾動(dòng)在介質(zhì)中的傳播?？v波：波內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向和波傳播方向相同，使介質(zhì)受到壓縮或膨脹。橫波：波內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向垂直于波傳播方向，在介質(zhì)中引起切變。壓縮波：受擾動(dòng)后波陣面上介質(zhì)的壓力、密度等狀態(tài)參數(shù)增加的波，屬于縱波的一種。沖擊波一種強(qiáng)烈的壓縮波，其實(shí)質(zhì)是一種狀態(tài)突躍變化的傳播。沖擊波的產(chǎn)生是一系列弱壓縮波疊加的結(jié)果，即由量變到質(zhì)變的過(guò)程。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永172.沖擊波第一節(jié)炸藥和爆炸概論112李永113裝藥外殼裝藥外殼可以限制炸藥爆轟時(shí)反應(yīng)區(qū)爆轟產(chǎn)物的側(cè)向飛散，從而減小炸藥的臨界直徑。當(dāng)裝藥直徑較小時(shí)，增加外殼可以提高爆速，其效果與加大裝藥直徑相同。但當(dāng)裝藥直徑大于極限直徑時(shí)，外殼將不再起作用。炸藥粒度對(duì)于單質(zhì)炸藥，當(dāng)粒度不同時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速度不同，其臨界直徑、極限直徑和爆速也不同。但粒度的變化并不影響炸藥的極限爆速。一般情況下，炸藥粒度細(xì)，則臨界直徑和極限直徑減小，爆速增高?；旌献魉幹胁煌煞值牧６葘?duì)臨界直徑的影響不完全一樣。其敏感成分的粒度越細(xì)、臨界直徑越小，爆速越高。而鈍感成分的粒度越細(xì)、臨界直徑增大，爆速也相應(yīng)減小，但粒度細(xì)到一定程度后，臨界直徑又隨粒度減小而減小，爆速也相應(yīng)增大。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永18裝藥外殼第一節(jié)炸藥和爆炸概論113李永114克服措施改變藥卷與炮眼眼壁的間隙尺寸；在連續(xù)藥卷上隔一定距離套上硬紙板或其它材料制成的隔環(huán)，以阻止間隙內(nèi)空氣沖擊波的傳播或削弱其強(qiáng)度；采用水膠炸藥等無(wú)間隙效應(yīng)的炸藥。六、炸藥的威力炸藥爆炸將對(duì)周圍介質(zhì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊和壓縮作用，使其發(fā)生變形、破壞和拋擲，這種作用可分為動(dòng)、靜作用兩部分。利用炸藥爆炸產(chǎn)生的沖擊波和應(yīng)力波造成的破壞作用稱為動(dòng)作用；利用爆生氣體的膨脹做功造成的破壞或拋擲作用稱為靜作用。動(dòng)作用以猛度表示，靜作用以爆力表示，二者的共同作用表示炸藥的威力。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永19克服措施第一節(jié)炸藥和爆炸概論114李永1151.炸藥的猛度

指炸藥爆炸瞬間爆轟波和爆轟產(chǎn)物對(duì)鄰近固體介質(zhì)的破碎能力。用一定規(guī)格鉛柱被壓縮的程度來(lái)表示。炸藥爆炸后，鉛住被壓縮成蘑菇形，量出鉛柱壓縮前后的高度差(mm)，即為該炸藥的猛度。

一般來(lái)說(shuō)，炸藥的密度和爆速越高，猛度也越大，沖擊破碎能力越強(qiáng)。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永201.炸藥的猛度第一節(jié)炸藥和爆炸概論115李永1162.炸藥的爆力指爆生氣體在高溫下膨脹做功破壞周圍介質(zhì)的能力。常用鉛鑄擴(kuò)孔法來(lái)測(cè)定爆力，單位為毫升（mL），測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)溫度為15℃。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永212.炸藥的爆力第一節(jié)炸藥和爆炸概論116李永1175.傳爆時(shí)的間隙效應(yīng)概念如果在炮眼內(nèi)連續(xù)多個(gè)混合炸藥藥卷與炮眼孔壁存在間隙（不耦合裝藥），常常會(huì)發(fā)生爆轟中斷或爆轟轉(zhuǎn)變?yōu)槿紵默F(xiàn)象，稱為間隙效應(yīng)，或者管道效應(yīng)、溝槽效應(yīng)。原因爆轟波在傳播過(guò)程中高溫高壓的爆轟氣體使其前端間隙中的空氣受到強(qiáng)烈壓縮，產(chǎn)生了超前于爆轟波傳播的空氣沖擊波。藥卷在爆轟波到達(dá)之前受到?jīng)_擊波的強(qiáng)烈壓縮，直徑縮小而密度增大，引起爆速下降，最后造成爆轟中斷。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永225.傳爆時(shí)的間隙效應(yīng)第一節(jié)炸藥和爆炸概論117李永118七、炸藥的敏感度炸藥在外界起爆能的作用下發(fā)生爆炸的難易程度稱為炸藥的敏感度(簡(jiǎn)稱炸藥的感度)。炸藥感度高低以激起炸藥爆炸反應(yīng)所需起爆能的多少來(lái)衡量。對(duì)不同種類的外能，炸藥的敏感度不一致?？蓪⒄ㄋ幐卸确譃椋簾岣卸取C(jī)械感度、爆轟感度和靜電火花感度。1.熱感度指在熱能作用下引起炸藥爆炸的難易程度。加熱感度：用爆發(fā)點(diǎn)來(lái)表示?；鹧娓卸龋赫ㄋ幵诿骰?火焰、火星)作用下發(fā)生爆炸的難易程度，常以導(dǎo)火索燃燒時(shí)噴出的火焰點(diǎn)燃炸藥試樣的最大距離來(lái)表示。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永23七、炸藥的敏感度第一節(jié)炸藥和爆炸概論118李永119爆發(fā)點(diǎn)測(cè)定：將炸藥（）試樣裝入銅管內(nèi)，迅速插入一定溫度的伍德合金液（熔點(diǎn)65℃）中，記錄炸藥爆炸時(shí)的溫度和銅管插入的時(shí)間（延滯時(shí)間）。改變溫度（每次增加或降低5℃）后重復(fù)做試驗(yàn)，將多次試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)繪制成“溫度—時(shí)間”曲線，然后在曲線上查出延滯5min爆炸的溫度，即為該炸藥的爆發(fā)點(diǎn)。第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永24爆發(fā)點(diǎn)測(cè)定：將炸藥（）試樣裝入銅管內(nèi)，迅速插入一定溫119李永1202.機(jī)械感度指炸藥對(duì)沖擊、摩擦、擠壓、針刺等機(jī)械作用的敏感程度。其中最主要的是沖擊感度，常以落錘儀測(cè)定，即以10kg落錘自25cm的高度自由下落，沖擊位于砧子上的炸藥試樣。重復(fù)試驗(yàn)25次，用25次試驗(yàn)中炸藥試樣發(fā)生爆炸的百分率表示該炸藥的沖擊感度。

第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永252.機(jī)械感度第一節(jié)炸藥和爆炸概論120李永1213.爆轟感度指炸藥對(duì)別的炸藥爆炸時(shí)所產(chǎn)生的爆轟沖擊的敏感程度，又稱為起爆沖能感度或起爆感度。常用殉爆距離表示。它既是檢驗(yàn)炸藥質(zhì)量的重要指標(biāo)，也是設(shè)計(jì)炸藥廠、炸藥庫(kù)安全距離的主要依據(jù)。殉爆是裝有雷管的主動(dòng)藥包爆炸時(shí)，能使相隔一定距離的另一同種藥包發(fā)生爆炸的現(xiàn)象。殉爆距離測(cè)定方法第一節(jié)炸藥和爆炸概論李永263.爆轟感度第一節(jié)炸藥和爆炸概論121李永1224.