爆破安全培训材料

爆破安全培训材料第一章爆破理论基础第一节爆炸现象及其分类一、爆炸概述物质在急剧的物理或化学变化过程中，使周围介质受到破坏，同时发生光和热并产生响声，这种现象称之为：爆炸现象。二、爆炸的分类：谈到爆炸人们会立即想到炸药，炸药是引起爆炸现象的物质之一，但并不是所有爆炸都是由炸药引起的；目前，根据爆炸产生的原因和特点，一般将爆炸分为三类。1、物理爆炸在爆炸前后，仅发生物态的急剧变化，物质的化学成分并未改变，这类爆炸称之为物理爆炸。例如：锅炉爆炸，汽车轮胎爆炸。2、化学爆炸爆炸后与爆炸前相比，不仅物质的物态发生了急剧的变化，而且物质的化学成分也发生了改变，这类爆炸称为：化学爆炸。例如常见的化学爆炸有：炸药爆炸、瓦斯爆炸、煤尘爆炸。人们通常指的爆炸多指爆炸现象。3、化学爆炸物质的原子核发生裂变或聚变反应时，瞬时产生巨大的能量而形成的爆炸。例如：原子弹爆炸、氢弹爆炸。三、炸药爆炸的三要素：炸药的爆炸实质上是其发生急剧化学反应的过程及结果。当炸药爆炸时，放出大量的热，并生成大量的气体，而且化学反应速度快，即称为炸药爆炸的三要素。1、放出大量热炸药爆炸过程放出大量热能时对周围介质做功的能源。（首要条件）2、化学反应速度快反应过程中气体来不及膨胀，放出的热量才能集中。3、生成大量气体爆炸后生成的气体是做功的介质，反应生成大量气体，而且气体在高温高压状态下迅速膨胀对外做功。以上三要素是相互联系的，放出的热使温度升，促使反应回忆，而反过来高速反应又产生大量的气体和放出热量，气体的压力和温度急剧上升，所以高温、高压、高速是炸药爆炸的重要特点。第二节炸药起爆与传爆一、炸药的反应形式由于炸药的化学反应速度，激发条件，炸药性质和其他因素的不同，其反应的形式也各异。目前一般分为四种形式：即热分解、燃烧、爆炸和爆轰。1、热分解热分解是炸药缓慢进行的化学变化过程，分解的速度主要取决于周围环境温度，温度超高分解就越快，不同的炸药，热分解的速度也不同，炸药热分解反应的快与慢，反映出该种炸药的热安定性，因此，在炸药生产过程和运输以及贮存时，要特别注意控制周围的温度、湿度和压力等条件，防止发生自燃、自爆等事故，确保安全。2、燃烧燃烧是炸药在热源或火焰作用下引起的化学反应过程。此反应只在反应区进行，反应区内外的炸药温度，反应速度则明显不同，燃烧速度大小受外界条件的影响，特别是受压力的影响较大。因此，贮存炸药时要特别考虑到热分解，注意改善通风条件，防止炸药在密闭条件下燃烧，一旦炸药着火，切不可用砂土掩盖，因为炸药本身含有氧化剂，俗称自带氧，不需要空气中的氧就能燃烧，并且含有可燃物，密闭反应导致压力升高，促使燃烧加速，甚至会引起爆炸。3、爆炸炸药爆炸和燃烧相类似，其化学反应区也只在局部区域区进行，它和燃烧的主要区别是：靠热传导来传递能量和激发化学反应，燃烧受环境影响较大，爆炸则基本上不受环境的影响；爆炸反应比燃烧更为激烈，燃烧产物的运动方向与反应区传播方向相反，而爆炸产物的运动方向则与反应区传播方向相同，因此爆炸可以产生很大的压力。4、爆轰爆炸和爆轰没有本质的区别，爆炸时反应速度是变化的，而爆轰时反应速度是恒定的。炸药的以上反应形式之间有着密切关系，在一定条件下可以相互转化。燃烧着炸药的密闭状态下可以转化为爆炸；在起爆良好条件下弱性炸药可以转化为爆轰；炸药变质受潮又可能由爆炸转变为燃烧，这不仅可以放出更多的有毒气体，而且对于含有瓦斯、煤尘的矿井更容易引以事故，因此，我们必须创造良好的条件，使炸药爆炸反应处于稳定爆轰状态，以取得良好的爆破效果，达到安全生产的目的。二、炸药爆炸的传播及其影响因素爆轰是炸药在瞬间发生化学反应的一种特定形式，其实质是爆轰波在中的传播。1、冲击波冲击波是炸药爆炸后在介质中产生的传播速度高于介质声速的一种压缩波，其波阵面有陡峭的前沿，介质压力在波阵面发生突跃上升。冲击波具有以下基本性质：（1）冲击波以脉冲形式传播，不具有周期性，其波阵面上介质状态参数呈突跃式升到最高值。（2）冲击波引起介质质点移动的方向与波的传播方向一致，其速度小于波速。（3）冲击波波带大于未就动介质中的音速。（4）冲击波的波速与波的强度有关。2、爆轰波爆轰波是在炸药中传播的，带有化学反应区的冲击波，爆轰波是爆轰作用的激发源。炸药被引爆后，首先在局部发生爆炸化学反应，首先产生大量高温、高压和高速的气体产物流，形式冲击波。冲击波以高温、高速、高密度等状态，传播能量。强烈冲击波压缩邻近炸药薄层，使其密度、湿度和压力突跃升高，使炸药分子活化而产生迅速的化学反应，生成大量爆炸气体产物和热量。爆轰波的传播速度称为爆速。3、影响稳定传播的因素在炸药的实际爆轰过程中，由于不同因素的影响，常使爆轰不能理想进行，甚至可能会使爆速降低考虑到爆炸中止，从而达不到预期的爆破任务，降低了爆破效率，影响爆轰稳定传播的因素主要有以下几方面：（1）起爆能的大小（2）装药密度（3）药卷直径（临界直径，极限直径）（4）其他因素4、间隙效应药卷与孔壁之间存在一定间隙，特别是间隙较大时，常发生传爆不好现象，称为间隙效应。三、炸药的感度炸药起爆的难易程序叫做敏感度，习惯称之为感度。各种炸药的硬度相差非常大，炸药的感度大小，取决于它的化学组成和物理状态，如果炸药的感度过高，就会给生产、贮存、运输和使用带来危险。如果使用炸药的感度过低，则会给爆破造成困难。因此，炸药的感度高低对生产、贮存、运输和使用具有重要意义，对安全更加重要。炸药的感度有热感度、机械感度和爆轰感度。1、热感度热感度是炸药在热能作用下发生爆炸、燃烧或分解的难易程度。通常分为火焰感度、热安定度和爆发点三项。2、机械感度机械感度是炸药对冲击、摩擦、挤压、针刺等机械作用的敏感程度，其中最主要的是冲击感度。3、爆轰感度爆轰感度是指炸药对别的炸药爆炸时所产生的爆轰冲击的敏感程度。单质炸药通常用起爆它所需的最小起爆药量来表示。硝铵类炸药则多用殉爆距离表示其爆轰感度。殉爆是装有雷管的主炸药包，爆炸时，能使相隔一定距离的另一同种药包也爆炸的现象。第三节炸药爆炸参数与性能一、炸药爆炸的热力学参数炸药爆炸参数主要是指爆热、爆温、爆容和爆压。1、爆热炸药爆炸反应所生成的热量称为：爆热。它是爆炸气体膨胀做功的能源，是一个重要的爆炸参数，爆热越大，表示炸药对外做功的能力也越大。2、爆温炸药爆炸瞬时将爆炸产物另热达到的最高湿度为爆温。在煤矿井下，常因瓦斯和煤尘的存在而需要降低炸药的爆温，确保安全生产。3、爆容爆容又称比容，即单位质量的炸药爆炸时所产生的气体产物。4、爆压爆炸产物在瞬间空间达到的压力称为爆炸压力，简称爆压。单位：Mpa炸药的威力是指炸药做有效功的能力，常以其动、静作用来描述。1、猛度猛度常指炸药的动作用。炸药的猛度是指爆轰对周围介质的冲击来分碎能力。2、爆力爆力常指炸药的静作用，爆力是指炸药爆轰后对周围介质做功的能力。第四节爆破破岩机理一、爆破破岩机理关于岩石等脆性介质爆破破坏机理，有许多学说，按基本观点有三种理论：即爆生气体膨胀压力破坏理论，反射拉应力波破坏理论和反射拉应力波及爆生气体压力共同作用理论。1、爆生气体膨胀压力破坏理论该理论认为：炸药爆炸所引起的岩石破坏，主要是由于爆生气体压力做功所致。炸药爆炸时，爆生气体迅速膨胀，对周围介质施加极高的压力，在周围介质中所形成一个应力场，使介质质点发生径向位移。2、反射拉应力波破坏理论该理论认为，脆性介质的爆破破坏主要是由爆炸压应力波传播到自由面反射而变成拉应力波造成的，从所周知，脆性介质如岩石等，其抗拉强度远远小于其抗压强度，如果反射拉应力波形成的拉应力超过介质的抗拉强度，则发生从自由面向药包方向层层被拉断破坏现象，又称片落。该理论能解释爆破工程中常发生的自由面处的片裂，剥落等现象，但理论较多强调了爆破过程的动作用。3、反射拉应力波和爆生气体压力共同作用理论该理论认为，反射拉应力波和爆生气体压力都是引起介质破坏的重要原因，二者之间既密切相关又互有影响，它们分别在介质破坏过程中的不同阶段起着重要作用。一般情况下，炸药对周围介质的破坏首先是爆炸应力波的动作用，然后是爆生气体压力的静作用。该理论对周围介质爆破破坏的解释为广大研究者所接受。三、集中药包爆破机理1、最小抵抗线如果将一个集中药包埋入岩体内，岩石与空气相接触的表面叫自由面，药包中心到自由面的垂直距离叫最小抵抗线。2、爆破作用区当最小抵抗线很大时，自由面对爆破不产生影响。药包起爆后，药后附近的岩石受爆轰波和爆生气体流的冲击，在药包周围产生的破碎或压缩成一个空洞，这个区域称为粉碎区。该区的范围较小，由于岩石强烈粉碎，产生塑性或剪切破坏，消耗能量很大。为充分利用炸药爆炸性能，在实际爆破中应尽是控制或减少粉碎区的形成。在粉碎区的外面是裂隙区，在粉碎区开线后，冲击波衰减为压力波，其压力已低于岩石的抗压强度，不再产生压破坏，但仍可使粉碎区外的岩石产生径向压缩，引起岩石质点的径向位移和径向抗张，并由此衍生出切向拉应力。当抵抗线变小时，应力波传到自由面衰减程度还不大，在自由面处产生反射造成自由面的拉断破坏称片落区。3、爆破漏斗在最小抵抗线再小时，片落区和裂隙区连接起来形成连续性破坏，与此同时大量的爆生气体连续膨胀，将最小抵抗线方向的岩石表面鼓起，破碎，抛掷，最终形成倒锥形的凹坑称之为爆破漏斗。四、长条药包爆破机理井巷掘进时所打炮眼是一些圆柱形的孔洞，所装炸药也是细长圆柱形，在爆破中称为长条药包，在两个以上面的情况下，长条药包容易做到破碎均匀。在一个自由面的情况下，由于炸药的炮眼底部和接近炮眼的口部的单位长度装药量都一样大，爆炸能量不能集中，因此在掏槽时，为创造更好的效果，应在炮眼布置上慎重设计。掏槽眼应适当加密，使掏槽底部向一处集中，以提高爆破效果。第二章起爆技术第一节起爆技术一、电力起爆法1、电雷管引爆灼热原理电雷管爆炸是由于电点火元件中的桥丝把电能转化为热能其周围的引火头或起爆药而引起的。引火头一旦被点燃，即使电流中断，也能继续而不熄灭。引火头先在桥丝处发火，逐步向外延烧，经过一段时间，燃烧到引火头表面时，产生的火焰经加强帽上的传火孔引爆起爆药使雷管爆炸，在直插式雷管中被引燃的起爆药径一段时间就转化为爆轰。2、串联准爆原理在电爆网路作业中，雷管连接方式有串联法，并联法和串并或串混联法三种，由于串联法网路简单，不易发生接线上的差错，又便于检查，所以在爆破作业中被广泛采用。在多发串联雷管组中，无论是点燃冲击能小的雷管首先爆炸还是熔断冲能小的雷管的桥丝首先熔断，对于比较钝感（点燃冲能较大）的雷管来说，都意味着提前切断起爆电流。如果桥丝中贮存的热量不足以点燃引火剂，钝感的雷管就要拒爆，只有克服这种现象，同时满足每一发雷管的发火条件，都能保证实现成组雷管的准爆。电雷管起爆的物理过程是：起爆电流通过脚线进入电雷管，使桥线发热，通过桥丝加热周围的引火剂，引火剂达到发火温度并获得足够的热能之后，即开始燃烧，燃烧的火焰直接或通过延期剂引爆起爆药和猛炸药，进而使起爆药包和炮眼装药爆炸。起爆过程时间的划分：在一定条件下，使引火剂进入稳定燃烧反应所需的最短通电时间，称为点燃时间；从通电到桥丝熔断的时间，称为熔断时间；从桥丝周围引火剂开始稳定地燃烧，到引火头表面发火所经过的时间，称为传导的时间；雷管从通电到爆炸所经过的时间，称为即发雷管的作用时间，作用时间是点燃时间和传导时间的和。第二节电雷管性能的测定为了正确使用电雷管，合理设计电爆网路，安全可靠地进行发爆工作并防止产生瞎火，就需要了解电雷管的主要性能参数；电阻，最大安全电流，最小发火电流、发火冲能、熔断冲能、点燃时间、传导时间、反应时间、串联准电流，对延期雷管，还应当了解延期时间；此外，雷管的起爆能力是一个重要性能，在雷管出厂或贮存时间较长时，就需要了解雷管的起爆能力。1、导通检查和电阻的测定在工厂雷管组装过程或施工现场进行网路检查时，可以使用简单，轻便的导通表，常用的有导通表和音响导通器。（1）导通表由量程为10ma的直流毫安表，1.5V电流和一个150Ω的电阻组成。当雷管两根脚线接到串联电路中的两个接线柱时，电路形成一个通路。如果雷管是的，