爆破复习提纲

1/12第一章1、爆炸、爆轰（1）爆炸时，伴随有强烈的发光、声响和破坏效应。广义地讲，爆炸是物质系统一种极迅速的物理变化或化学变化。在变化过程中，瞬间放出其内含有的能量，并借助系统内原有气体或爆炸生成气体的膨胀，对系统周围介质做功，使之发生巨大的机械破坏效应。（2）爆轰是指炸药以每秒数千米的最大稳定速度进行的反应过程。特定的炸药在特定条件下的爆轰速度为常数。2、爆炸的分类按引起爆炸原因不同，大致可以将其归纳为以下三类：1．物理爆炸在爆炸前后，物质的化学成份不变，仅只发生物态的变化，称为物理爆炸，如锅炉爆炸。2．化学爆炸在爆炸前后，不仅有物理状态的改变，而且物质的化学成份也发生变化，称为化学爆炸。如按适当比例混合的氢与氧点火爆炸生成水、矿山爆破。在工程爆破中，应用最广泛的是化学爆炸，而且主要是利用其破坏作用。3．核爆炸相当于万吨～千万吨TNT爆炸能量【TNT爆炸能量的解释】。这种由于核裂变或聚变释放出巨大的能量所引起的爆炸现象，叫做核爆炸。3、炸药发生化学变化的三种（四种）基本形式根据化学反应的激发条件、炸药的性质和其它因素的不同，同一种炸药化学变化过程可能以不同的速度进行传播，同时在性质上也具有重大的区别。1热分解炸药在一定温度时会发生热分解，这种分解是在整个炸药内全面发生。分解速度与环境温度有关。【变化特点：炸药内各点温度相同，在全部炸药中反应同时展开，没有集中的反应区。该性能影响炸药的贮存，库房温度、药箱堆放数量及方式······】2燃烧燃烧(combustion)是伴随有发光、发热的一种剧烈氧化反应。有些炸药可以被点燃，因温度、压力环境的不同可进行缓慢的燃烧（每秒数毫米）或速燃甚至爆燃（每秒数米）。炸药在密闭空间中燃烧时可能变为爆炸。【有时利用该性质销毁炸药】3爆炸在足够的外部能量作用下，炸药以每秒数百米至数千米的高速进行爆炸反应。爆炸速度增加到稳定爆速的最大值就转化为爆轰；另一方面，由于衰减它也可以转化为爆燃或燃烧。4爆轰爆轰是指炸药以每秒数千米的最大稳定速度进行的反应过程。特定的炸药在特定条件下的爆轰速度为常数。有的学者认为，广义的爆炸应把爆炸和爆轰都包含在内。应当指出，炸药化学反应的四种形式相互之间是可以转化的。依外界条件，燃烧着的炸药可转化爆炸，爆炸着的炸药也可以转化为燃烧。4、炸药爆炸的三要素炸药爆炸必须具备以下三个基本条件，即放出热量、生成气态产物和反应的高速度。这是构成爆炸的必要条件，缺一不可，故称为爆炸反应的三要素。（1）放热（2）生成气体产物炸药爆炸放出的热量不可能全部转化为机械功，但生成气体数量越多，热量利用率也越高。（3）反应的高速度反应的高速度是爆炸过程区别于一般化学反应过程的重要标志。可见，放出热量，生成气体产物和反应的高速度是形成爆炸反应的三个基本条件，也是化学爆炸不同于一般化学反应的三个重要特点。还应看到，上述三个条件是相辅相成的，缺一不可，只有它们的综合效果才能使化学反应变化过程具有爆炸的性质。由此可以得出炸药2/12爆炸的定义：炸药爆炸是一种高速进行的，能自动传播的化学反应，在此反应过程中放出大量的热，并生成大量的气态产物。5、炸药的分类。单质炸药、混合炸药、起爆药、猛炸药和炸药爆炸的概念以及代表炸药。1．按炸药的组成分类（1）单质炸药它是各组成元素以一定的化学结构存在于同一分子中的炸药。这类炸药的分子中含有某些具有爆炸性质的特殊基团，这些基团的化学键很容易在外界能量作用下发生破裂而激起爆炸反应。单质炸药可分为：硝基化合物类、硝酸脂类、硝酸盐类、雷酸及盐类，叠氮化物和重氮化物－一般多为后面说的起爆药。（2）混合炸药它是由两种以上分子组成的混合物。为控制炸药性能，工业炸药一般用多种成份的混合物制成。2．按用途分类（1）起爆药特点是：a.爆轰成长期很短，与其它炸药相比，它们从燃烧到爆轰时间极短；b.在很小的外界能量（如火焰、摩擦、撞击等）激发下就发生爆炸。最常用的起爆药有雷汞、DDNP、氮化铅等。（2）猛炸药这类炸药对外能敏感程度较低，需用起爆药的爆炸能来起爆，可用作起爆器材的加强药或主药包。它的爆炸威力较大，常用的梯恩梯、黑索金、特曲儿、泰安、硝化甘油、乳化炸药、浆状炸药、铵油炸药和铵梯炸药都是猛炸药。【梯恩梯：三硝基甲苯，机械感度较低，威力大，可用作雷管中的加强药和炸药中重要成份和敏化剂。黑索金：白色晶体，机械感度较TNT高，雷管加强药、导爆索、导爆管主要成份····】（3）发射药又称火药。用于枪炮或火箭的推进剂，也有用作点火药，延期药的。6、炸药氧平衡的概念及其分类、计算（单质炸药及混合炸药）（定义）氧平衡就是衡量炸药中所含氧与可燃元素完全氧化所需要的氧两者是否平衡所谓完全氧化，即碳原子完全氧化生成CO2，氢原子完全氧化生成水。可定义为：1克炸药爆炸生成碳、氢的氧化物时以克为单位来表示的氧的剩余量。（分类）根据氧剩余量的情况，氧平衡可分为三类：（1）零氧平衡：炸药中所含的氧刚够将可燃元素完全氧化。（2）正氧平衡：炸药中所含的氧将可燃元素完全氧化后还有剩余。（3）负氧平衡：炸药中所含的氧不足以将可燃元素完全氧化。实践表明，只有当炸药中碳，氢都被氧化成CO2和H2O时，其放热量才最大。零氧平衡一般接近于这种情况。负氧平衡的炸药，爆炸性产物中就会有CO、H2。正氧平衡会出现NO，NO2等气体。后两种情况不利于发挥炸药的最大潜在能，同时生成有毒气体。此外CO、NO、NxOy等不仅是有毒气体，而且能对瓦斯爆炸起催化作用。（计算）①单质：CaHbOcNd炸药的氧平衡值等于MbacBO1622.＝g/g，或%②混合炸药：氧平衡值的计算方法，是在已知炸药组成成分及其在炸药中的配比的基础上，先算出各成分的百分率与其氧平衡值的乘积，然后求出它们的总和即为该炸药的氧平衡值。也就是：niiiKBBO1.③根据氧平衡值设计混合炸药配比的方法7、炸药的主要性能：猛度、爆力、殉爆、爆速及其测定方法(1)猛度：炸药的猛度指爆炸瞬间爆轰波和爆炸产物直接对与之接触的固体介质局部产生破碎的能力。猛度大小主要取决于爆速，爆速愈高，猛度愈大，岩石被粉碎得越厉害。测定猛度的实测方法如图1－17a所示。试验操作步骤是：在钢板中央，放置φ40×60mm铅柱，上放φ41×10mm圆钢片一块。爆炸后，铅柱被压缩成蘑菇状（如图1－17b），量出铅柱压缩前后的高度差（mm），即可用来表示该炸药在受试密度下的猛度。图1－17铅柱压缩实验1－钢板；2－铅柱；3－圆钢片；4－药柱；5－雷管3/12(2)爆力：炸药的爆力是表示炸药爆炸做功的一个指标，它表示炸药爆炸所产生的冲击波和爆轰气体作用于介质内部，对介质产生压缩、破坏和抛移的做功能力。爆力大，破坏岩石的量就多。爆力大小取决于爆热、爆温和爆炸生成气体体积。爆力测定方法有两种：①铅柱扩孔法如图1－15所示，用8＃雷管起爆。爆炸后圆孔扩大如图1－15所示的梨形，用量筒注水测出爆炸前后孔的体积差值，以此数值来比较各种炸药的威力。此数值并非炸药做功数值，而是一个用毫升表示的只有相对比较意义的数值。②爆破漏斗法爆破漏斗容积可按下式计算：hdhdV332618.0121式中：V—爆破漏斗容积，米3；d—爆破漏斗底圆直径，米；h—爆破漏斗可见深度，米。(3)殉爆：一个药包（卷）爆炸后，引起与它不相接触的邻近药包（卷）爆炸的现象，称做殉爆。主发药包引爆被发药包的最大距离叫做殉爆距离。在工程爆破中，爆轰感度是采用殉爆距离来测定的，它对于确定分段装药、盲炮处理和合理的孔网参数等都具有指导意义。在炸药厂和危险品库房的设计中，它又是确定安全距离的重要依据。(4)爆速：爆轰波沿炸药装药传播的速度称为爆速。爆速是炸药的重要性能指标之一，也是目前唯一能准确测量的爆轰参数。工业炸药爆速的测定①导爆索法其原理是利用已知爆速的导爆索测定炸药的爆速。D＝D0l/2h②电测法电测法是国家规定的测定工业炸药爆速的仲裁方法。它是利用爆速仪直接记录爆轰波在药柱两点间的传播时间间隔，根据记录的时间和两点间的距离可求算出两点间的炸药平均爆速。待测炸药爆速D=L/t③高速摄影法导爆索法和电测法适用于具有雷管感度且包装符合产品标准的药卷，药卷的外径一般为32mm或35mm。对不具有雷管感度，需加起爆药柱或强约束条件起爆的试样，应按GB/T13228—91《工业炸药爆速测定方法》的有关规定进行改装，此不赘述。8、影响爆速的因素，测向扩散对爆速的影响。(1)①药柱直径当药柱为理想封闭，爆轰产物不发生径向流动时，炸药所能达到的爆速称为理想爆速。由于药柱不可能是理想封闭的，故实际爆速低于理想爆速，并与药柱直径大小有关。理论计算表明，炸药的实际爆速与理想爆速之间存在下式所示的关系：式中：D—炸药的实际爆速；DH—炸药的理想爆速；a—爆轰反应区厚度；dc—药柱直径。②炸药密度增大炸药的密度可以提高理想爆速，但临界直径和极限直径也将发生变化。对于大多数单质炸药，其临界直径和极限直径都随装药密度的增加而减小；但对于混合炸药，尤其是硝铵类混合炸药，密度超过一定值后，临界直径随密度增大而显著增大。当爆速下降到临界爆速，或临界直径增大到与药柱直径相等时，爆轰波就不再能够稳定传播，最终导致熄爆。爆轰波尚能稳定传爆的最大密度称为临界密度。③药柱外壳药柱外壳不会影响炸药的理想爆速，所以当药柱直径较大，爆速已接近理想爆速的情况下，外壳的作用不大。但外壳能够减小炸药的临界直径，所以当药柱直径较小、爆速距理想爆速相差较大时，增加外壳可以提高爆速，其效果与加大药柱直径相同。影响混合炸药爆速的还有炸药颗粒的细度、混合均匀度、混药温度和时间等多种因素。对这些因素的控制都发生在炸药的生产过程中，此不赘述。（2）侧向扩散4/12药卷对爆速和爆轰状况产生的影响的原因，在于侧向扩散作用对化学反应区结构的影响。波阵面P↗T↗ρ↗引起化学反应并向周围地区扩散——扩散自装药表面向中心发展——携带（未反应炸药颗粒，刚反应的爆轰产物半成品，反应完的爆轰产物）——爆炸能量减小——波阵面能量减弱（平衡或熄灭）。图1-5表示药卷在非密闭状况下，侧向扩散对反应区结构的影响。当药卷直径较小时，有效反应区为圆锥，有效反应区厚度Le反应区厚度Lp,有效反应区释放出的用以维持爆轰波稳定传爆的能量就少，爆轰速度和爆轰压力就降低，爆轰稳定性降低；随着药卷直径增大，有效反应区为圆台，有效反应区厚度Le增大，有效反应区释放出的用以维持爆轰波稳定传爆的能量就增大，爆轰得以稳定传爆；当LeLp，有效反应区为近似圆柱，能量可累计补充，形成理想爆轰，此时再增大药卷直径，爆轰速度和稳定性基本保持不变（图1-4）。9、炸药的感度及其分类在外界能量的作用下，炸药发生爆炸的难易程度称为感度（sensitive）。炸药的敏感度与所需的起爆能成反比。能够激发炸药发生爆炸变化的能量有热能、电能、光能、机械能、冲击波能或辐射能等多种形式。（1）通常根据外界作用于炸药能量的不同形式将炸药的感度分为若干类型，如热感度、火焰感度、摩擦感度、撞击感度、起爆感度、冲击波感度、静电感度等。①炸药的热感度炸药的热感度（sensitivitytoheat）是指在热的作用下，炸药发生爆炸的难易程度。热作用的方式主要有两种：均匀加热（热感度）和火焰点火（火焰感度）。爆发点是炸药在一定的受热条件下，经过一定的延滞期，发生爆炸时加热介质的最低温度。很显然，爆发点越高，则说明该炸药的热感度越低。②炸药的机械感度炸药的机械感度是指炸药在机械作用下发生爆炸的难易程度。机械作用的形式有：撞击、摩擦、针刺等，其中撞击和摩擦是最为常见的两种形式。a．撞击感度在机械撞击的作用下，炸药发生爆炸的难易程度称为炸药的撞击感度。炸药的撞击感度通常借助于立式落锤仪测定。b．摩擦感度在机械摩擦的作用下，炸药发生爆炸的难易程度称为炸药摩擦感度。炸药摩擦感度的测定采用摆式摩擦仪。③起爆感度炸药的起爆感度（sensitivitytoinitiation）也叫起爆冲能感度、爆轰感度，是指在其它炸药（起爆药、起爆具等）的引爆下，猛炸药发生爆轰的难易程度。猛炸